5 细胞衰老和死亡
细胞的衰老和死亡教案
课题：第六章细胞的生命历程第3节细胞的衰老和死亡一、教学目标：1、描述细胞衰老的特征和原因。
2、描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。
3、探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康。
二、教学重难点重点：细胞衰老的特征和细胞凋亡的理解。
难点：编程性细胞死亡（细胞凋亡）。
三、学情分析衰老和死亡是生命的基本现象。
也是机体发育的必然规律衰老过程可以在整体水平、器官水平、细胞水平和分子水平等不同层次发生并首先是在细胞以不同的形式表现出来。
因此研究细胞层次的衰老与凋亡对延缓机体衰老有着极其重要的意义。
四、教学过程教学过程导入：通过课本P123问题探讨导入本节新课。
学生自学：阅读教材P123-P126完成下面的内容:一．细胞衰老1．细胞衰老的过程：细胞衰老的过程是细胞的________和________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的____、____和____发生变化。
2．细胞衰老的特征(1)形态结构方面①细胞：萎缩，体积____。
②细胞膜：通透性改变，使物质运输功能____。
③细胞核：细胞核的体积____，核膜____，染色质____、染色____。
(2)细胞内的物质方面①水：水分____，细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率____。
②酶：多种酶的活性____，呼吸速率减慢，新陈代谢速率____。
③色素：细胞内的色素逐渐____，妨碍细胞内的物质的____和____。
3．细胞衰老的原因：对于细胞衰老的原因提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是_______学说和_______学说。
4．细胞衰老与个体衰老的关系(1)单细胞生物体：细胞的衰老和死亡就是____的衰老和死亡。
(2)多细胞生物体：细胞衰老和个体衰老____一回事；个体衰老的过程也是组成个体的细胞_____的过程。
5．细胞衰老的结果(1)正常的细胞衰老有利于机体更好地实现__________。
(2)众多细胞及组织衰老引起___________，免疫力下降，适应环境能力______。
细胞的衰老与死亡
CAD
caspases
CAD Caspase activated Dnase ICAD inhibitor of CAD
Caspase-3
Ca2+ / Mg2+ dependent ，inhibited by Zn2+
作用于CAD
TUNEL 原位末端核苷酸标记
亚二倍体峰
有些发生凋亡的细胞其染色质DNA
本质: 蛋白酶 切割位点: Asparatic acid 活性位点: Cysteine
Cysteine Asparatic acid specific protease Asp-Glu-Val-Asp
Caspase-1 和 Caspase-3晶体结构
3.3 DNA ladder
细胞核内的 DNA 被核酸内切酶特异地在
并不降解，DNA降解并不是细胞
凋亡的必需标志。
3.4 tTG （组织转谷氨酰胺酶）积累
Ca2+依赖性； 只在不再分裂的，已完成分化的细胞中处 于活性状态； 催化某些蛋白质的翻译后修饰。 建立谷氨酰胺和赖氨酸之间的交联以及多 胺掺入蛋白质，结果导致蛋白质沉淀，有 助于保持凋亡小体暂时的完整性。
VS
1.细胞凋亡的形态学特征
凋亡起始： 细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞 间接触的消失，但细胞膜依然完整； 线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网 上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜 融合； 染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态， 沿着核膜分布。
凋亡小体的形成
凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化
在发育过程中凋亡异常引起并指（趾）
程序性细胞死亡对发育中神经细胞数量的调节
T- cell selection for appropriate TCR
细胞的衰老与细胞死亡-衰老死亡的细胞是什么细胞
机体衰老与细胞衰老之间有着密切的联系，机体
衰老以细胞总体的衰老为基础 。
Cell Senescence and Cell Death
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第十六章
细胞衰老与细胞死亡
(二)机体内各类细胞的寿命不同
根据细胞寿命情况将细胞分为三类： 细胞寿命接近于动物的整体寿命，如神经元、脂 肪细胞、肌细胞等。 缓慢更新的细胞，其寿命比机体的寿命短，如肝 细胞、胃壁细胞等。
Cell Senescence and Cell DБайду номын сангаасath
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第十六章
细胞衰老与细胞死亡
酶：活性中心被氧化，总的效应是酶失活；但β-半
乳糖苷酶（senescence-associated β- galactosidase ， SA-βgal）活性增强。
脂类：不饱和脂肪酸被氧化，膜的流动性降低。
人正常体细胞一般分裂次数平均为50次. （二）体外细胞 体外培养细胞可传代30～50次,停止分裂增殖后细胞多停 留于G0或G1期,此时细胞表现为:
形态变化大;DNA复制能力降低
蛋白质合成能力
第十六章
细胞衰老与细胞死亡
(一)细胞衰老与机体的衰老既有区别又有联系
机体衰老：指绝大多数生物性成熟以后，机体形 态结构和生理功能逐渐退化或老化的过程，是一
快速更新且寿命较短的细胞，如皮肤的表皮细胞、
红细胞和白细胞等。
Cell Senescence and Cell Death
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第十六章
细胞衰老与细胞死亡
(三)细胞在体外培养条件下的寿命
•离体细胞同在体细胞一样，也有一定的寿命 •细胞的寿命不是指培养天数的多少，而是指群体倍增次数。 •其寿命长短取决于培养细胞的平均代数，所取培养组织的年
细胞的衰老和死亡教学设计
细胞的衰老和死亡教学设计
教学目标：
1.了解细胞衰老和死亡的原因和机制。
2.理解细胞衰老和死亡的影响和意义。
3.掌握防止细胞衰老和死亡的方法和技巧。
教学内容：
1.细胞衰老的原因：细胞代谢过程中产生的有害物质、DNA 受损、细胞因子改变、氧化应激等。
2.细胞衰老的机制：染色体端粒缩短、微环境中基质和细胞间作用改变、细胞分化缺陷等。
3.细胞死亡的原因和机制：细胞因子诱导、DNA损伤、细胞凋亡等。
4.细胞衰老和死亡的影响和意义：细胞活力下降、器官功能减弱、疾病易发等。
5.防止细胞衰老和死亡的方法和技巧：科学饮食、适当锻炼、心理调整、定期体检等。
教学方法：组织讨论、案例分析、现场观察等。
教学素材：细胞生理学、病理学等相关教材、科研论文。
教学实验：
实验一：细胞生命周期观察。
实验内容：在细胞培养基中压片、染色，观察细胞在不同生命周期的形态和数量。
实验目的：了解细胞的生命周期和细胞死亡的过程。
实验二：细胞活力检测。
实验内容：采用细胞活力检测试剂，测定不同细胞活力之间的参数差异。
实验目的：了解不同因素对细胞活力的影响，从而掌握预防细胞衰老和死亡的方法和技巧。
教学评价：通过课堂讨论、实验和案例分析等方式，评价学生对细胞衰老和死亡的掌握情况；同时，通过细胞活力检测等实验，评价学生实验操作水平。
细胞生物学(第五版)-第15章细胞死亡与细胞衰老
细胞凋亡的过程及特征
在分子水平上，细胞凋亡的途径包括4个小阶段： ① 接收凋亡信号 ② 凋亡相关分子的活化 ③ 凋亡的执行 ④ 凋亡细胞的清除 蛋白酶caspase (cysteine aspartic acid specific proteases) 家族成 员在细胞凋亡中发挥了重要作用，大部分凋亡过程依赖于 caspase的活性，称为caspase依赖性凋亡。
细胞凋亡的生理学意义
1. 保证正常的胚胎发育进程，塑造个体及器官形态，形成免疫耐受 动物个体发育的组织形成时期，往往会制造数量过多的细胞，然后再根据需 求选择，多余的细胞通过凋亡去除。如脊椎动物的神经系统的发育过程中， 神经细胞数量较靶细胞多，靶细胞通过分泌存活因子来调节神经细胞的数量。 不能获得足够存活因子的神经细胞发生凋亡，使剩下的神经细胞与靶细胞的 数量相当。
凋亡细胞的典型特征DNA梯状条带
被caspase失活的代表分子是聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶 （PARP)。PARP能够识别损伤的DNA，在凋亡过程中PARP被 ca敏感。
效应caspase还通过切割细胞骨架蛋白使细胞的骨架体系发生结构 变化，便于细胞改变形态以及形成凋亡小体等
胁迫的早熟性衰老
除了细胞内端粒缩短可以诱发复制衰老 以外，许多刺激性因素，如超量的过氧 化物，原癌基因的非正常活化，非端粒 的DNA损伤均能够缩短细胞的复制寿命， 促进细胞衰老。这种类型的衰老成为胁 迫诱导的早熟性衰老（SIPS）。
这一衰老的发生，可能通过活化另一种 细胞周期抑制蛋白P16信号途径，引发细 胞周期停滞。
• 出现衰老相关异染色质集中现象，用DNA荧光染料对细胞核染色，年轻细 胞的细胞核荧光分布均匀，衰老细胞细胞核荧光出现点状聚集，一些细胞 周期正向调控蛋白的编码基因被多种蛋白包裹，处于转录失活状态。
高考生物《细胞的衰老和死亡》真题练习含答案
高考生物《细胞的衰老和死亡》真题练习含答案1．下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，错误的是()A.细胞凋亡和细胞坏死都对生物体的正常发育有积极的意义B.细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的C.细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死是由外界因素引起的D.细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的答案：A解析：细胞凋亡对生物体的正常发育有积极的意义，细胞坏死对生物体不利，A错误；细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的，B正确；细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是由外界因素引起的，C正确；细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的，D正确。
2．近年来，很多消费者通过多种方法来去除身体多余的角质(角质层细胞是人体表层的因衰老而死亡的细胞)，让自己的肌肤焕然一新。
下列有关说法错误的是()A.衰老细胞的形态会发生变化B.衰老细胞中黑色素会增加C.细胞衰老可能与端粒有关D.细胞衰老可能与自由基有关答案：B解析：衰老细胞的形态会发生变化，如细胞萎缩，A正确；衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低，黑色素的合成减少，B错误；细胞衰老可能与端粒有关，也可能与自由基有关，C、D正确。
3．研究发现，神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。
下列关于神经退行性疾病和细胞自噬的叙述错误的是()A.细胞自噬有利于维持细胞内部环境的稳定B.细胞自噬的发生与溶酶体膜的流动性有关C.提高细胞的自噬能力对治疗神经退行性疾病有一定帮助D.溶酶体会合成多种水解酶来参与细胞的自噬过程答案：D解析：细胞自噬有利于维持细胞内部环境的稳定，A正确；细胞自噬的发生与溶酶体膜的流动性有关，B正确；神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症，而细胞自噬可降解细胞内受损的蛋白质，因此提高细胞的自噬能力对治疗神经退行性疾病有一定帮助，C正确；溶酶体中的水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，D错误。
4．“不知明镜里，何处得秋霜”生动地描述了岁月催人老的自然现象。
细胞的衰老与死亡
细胞的衰老与死亡细胞是构成生命体的基本单位，它们在生命周期内经历不同的阶段，其中包括衰老和死亡。
细胞衰老和死亡是一个复杂的过程，涉及到多个因素的相互作用。
本文将从细胞衰老和死亡的定义、原因和机制以及对人体健康的影响等方面进行探讨。
一、细胞衰老和死亡的定义细胞衰老是指细胞逐渐丧失其功能和复制能力的过程，最终达到生理死亡的状态。
细胞死亡是指细胞失去生命活力、无法继续生存和执行其功能的状态。
细胞衰老和死亡是生物体内细胞更新的必然过程，被认为是维持生命平衡和动态的重要机制。
二、细胞衰老和死亡的原因1. 遗传因素：细胞内部的遗传物质DNA会随着时间的推移而逐渐受到损伤和突变，导致细胞功能的下降和衰老。
2. 氧化应激：细胞内氧自由基的生成和清除之间的平衡被破坏，导致氧化应激的增加，促进细胞衰老和死亡。
3. 炎症反应：长期存在的炎症反应会导致细胞受损和衰老，从而影响细胞的正常功能。
4. 环境因素：细胞受到的外界环境污染、辐射等因素也会加速细胞的衰老和死亡进程。
三、细胞衰老和死亡的机制1. 缩短的端粒：每个染色体末端都有一段称为端粒的DNA序列，它们在每次细胞分裂中会逐渐缩短。
端粒缩短导致染色体稳定性下降，细胞衰老和死亡。
2. 染色质重塑：染色质的结构和组装方式会受到损伤和改变，导致基因调控的异常和细胞过程的紊乱，进而引发细胞衰老。
3. 蛋白质的堆积：随着细胞内垃圾清除系统的衰退，蛋白质无法被及时降解和清除，导致蛋白质的异常堆积，加速细胞老化。
4. 炎性因子的释放：一旦细胞发生受损，其会释放出一系列炎性因子，这些炎性因子会进一步引发炎症反应，加速细胞的衰老和死亡。
四、细胞衰老和死亡对人体健康的影响1. 免疫功能下降：衰老细胞无法有效识别和清除有害物质，导致人体免疫功能下降，容易受到感染和疾病的侵袭。
2. 组织退化：随着细胞衰老和死亡，组织和器官功能逐渐退化，引发各种老年疾病如心血管疾病、帕金森病等。
3. 皮肤老化：细胞的衰老和死亡导致肌肤弹性下降和胶原蛋白流失，进而引发皮肤老化和皱纹等问题。
细胞的衰老与死亡
细胞的衰老与死亡细胞是构成人体和其他生物的基本单位，但随着时间的推移，细胞会经历衰老和死亡的过程。
细胞衰老和死亡是一个复杂而多方面的过程，它涉及到多种因素和机制的相互作用。
本文将探讨细胞衰老和死亡的原因、机制以及相关的影响。
一、细胞衰老的原因1.1 遗传因素遗传因素在细胞衰老中起着重要作用。
每个人的细胞DNA都包含了一些遗传信息，这些信息决定了细胞的生命和功能。
随着年龄的增长，DNA中的遗传信息会逐渐受到损伤和变异，导致细胞功能的下降和衰老。
1.2 氧化应激氧化应激是指细胞内的氧自由基或其他活性氧物质超过了细胞的抗氧化能力，导致细胞内部的氧化损伤。
氧化应激可以引起DNA、蛋白质和脂质等重要分子的氧化修饰，从而导致细胞衰老。
1.3 环境因素细胞的衰老还受到环境因素的影响，包括饮食习惯、生活方式、环境污染等。
例如，吸烟、酗酒以及不良的饮食习惯都可以加速细胞的衰老过程。
二、细胞衰老的机制2.1 缩短的端粒端粒是细胞染色体的末端区域，它在细胞分裂过程中会逐渐缩短。
当端粒长度缩短到一定程度时，细胞就无法再进行正常的分裂和复制，从而导致细胞衰老。
2.2 细胞周期调控紊乱细胞衰老也与细胞周期调控的紊乱有关。
细胞周期是细胞生命周期中的一个重要过程，它包括细胞的生长、复制和分裂等阶段。
当细胞周期调控受到损伤或异常时，细胞就容易出现衰老的现象。
2.3 染色质重塑染色质是细胞内的DNA和蛋白质的复合物，它在细胞分裂和基因表达中起着重要作用。
研究表明，染色质的重塑过程与细胞衰老有密切关系。
当染色质重塑能力受到损害时，细胞的功能和稳定性会受到影响，从而加速细胞的衰老过程。
三、细胞死亡的类型3.1 自然死亡（凋亡）自然死亡，也称为凋亡，是一种正常的细胞死亡过程。
当细胞受到损伤或老化时，会启动凋亡机制，将自己主动消除，以维护整个组织或器官的稳定。
3.2 坏死坏死是一种非正常的细胞死亡过程，通常发生在外部环境变化或损伤导致的急性细胞死亡。
6.3细胞的衰老和死亡课件高一上学期生物人教版必修1
A．高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖 B．癌变细胞内发生变异的基因都不再表达 C．正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老 D．凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死
触摸云端
5．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·7）下列与细胞生命活动有
关的叙述，正确的是（C ）
3．（2021·河北高考真题）关于细胞生命历程的叙述，错误的是（A ）
A．细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质 B．清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老 C．紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一 D．已分化的动物体细跑的细胞核仍具有全能性
4．（2020年江苏省高考生物试卷·4）下列关于细胞生命活动的叙述，
新陈代谢速率减慢
一、细胞衰老
个体衰老与细胞衰老的关系
衰老症状
原因分析
老年斑
细胞内色素（脂褐素）的累积
头发变白
细胞内的酶（酪氨酸酶）活性降低
吸收能力下降
细胞膜通透性功能改变
行动迟缓无力、怕冷
细胞呼吸速度减慢
皮肤干燥、皱纹、变矮
细胞水分减少，体积减小
一、细胞衰老
个体衰老与细胞衰老的关系
个体衰老与死亡=细胞衰老与死亡
2、（2021·广东高考真题）研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导
被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是（D ）
A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复 B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡 C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制 D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
触摸云端
单细胞生物
3 触类旁通
高中阶段常考的单细胞生物汇总
(1)草履虫：用于探究生物的应激性。 (2)伞藻：通过嫁接实验，探究细胞核的功能。 (3)变形虫：通过分割实验探究细胞核的功能。 (4)酵母菌：探究细胞的呼吸方式。 (5)大肠杆菌：原核细胞的结构模型。 (6)蓝细菌：能进行光合作用，但无叶绿体的自养型生物。 (7)硝化细胞：能进行化能合成作用的自养型生物。 (8)乳酸菌：无氧呼吸产乳酸的厌氧生物。
第十五章细胞衰老与细胞死亡
医学细胞生物学
第一节 细胞衰老
• 他们在发育和程序性细胞死亡方面做出了 开创性的工作
医学细胞生物学
第三节 细胞凋亡
• 一、细胞凋亡的概念与特征
凋亡 起因 范围 细胞膜 细胞核 生理或病理性 单个散在细胞 保持完整，一直到形成凋亡小体 固缩，DNA片段化 坏死 病理性变化或剧烈损伤 大片组织或成群细胞 破损 弥漫性降解
染色质
线粒体 细胞体积
• 3.端粒钟学说
• 端粒：染色体末端的一种简单串联重复序列。分裂过程中，端粒逐渐 变短，端粒酶则可以合成端粒序列。端粒长短、端粒酶活性与细胞寿 命具有一定相关性。
医学细胞生物学
第一节 细胞衰老
• 4.细胞代谢废物累积可引起细胞衰老
• 细胞代谢产物无法及时排出胞外，也无法降解与消化，在胞内堆积， 影响正常生理功能。如脂褐质和b淀粉样蛋白堆积。
医学细胞生物学
第三节 细胞凋亡
• • • • 三、细胞凋亡的分子机制 （一）细胞凋亡受多种基因调控 1.ced基因家族 ced-3,-4：激活线虫细胞凋亡所必须，ced-3 在人类细胞中对应caspase家族蛋白，ced-4 对应人类Apaf-1 • ced-9：抑制线虫细胞凋亡，对应人类细胞 中的bcl-2
医学细胞生物学
第十五章 细胞衰老与细胞死亡
医学细胞生物学
第一节 细胞衰老
• 一、细胞衰老的概念 • 细胞在正常条件下发生的细胞的生理功能衰退 和增殖能力减弱，以及细胞形态发生改变并趋 向死亡的现象 • 1.细胞衰老与机体衰老既有区别又有联系 • 2.机体内各类细胞的寿命不同 • 3.细胞在体外培养下的寿命
高中生物细胞衰老的五个特征
高中生物细胞衰老的五个特征细胞，作为生命的基本单位，像我们一样，也会经历衰老的过程。
这就像人们从青春年少走向暮年，细胞也会逐渐老去，变得没那么“有活力”了。
今天咱们就来聊聊细胞衰老的五个主要特征，帮助大家更好地理解这一自然过程。
1. 细胞功能的下降1.1 代谢减缓细胞就像小工厂一样，负责各种生物化学反应。
年轻的时候，细胞的“工厂”运转得非常高效，但随着年龄的增长，这个“工厂”开始老化，代谢速度减缓。
这就像车子跑久了，发动机会变得不那么灵活，细胞里的各种反应也变得缓慢了。
1.2 能量生产不足细胞需要能量才能正常工作，特别是来自线粒体的能量。
衰老的细胞里，线粒体的功能下降，能量产生减少。
结果就是，细胞没有足够的“电力”来进行各种重要的活动，像是维持结构稳定和修复损伤。
2. 细胞结构的变化2.1 细胞膜变得不稳定细胞膜是细胞的“保护伞”，负责控制进出细胞的物质。
然而，随着细胞衰老，细胞膜会变得不那么稳定。
就像一扇老旧的门，开关时可能会出现问题，这样一来，细胞内外的物质交换也会出现问题。
2.2 细胞器的损伤细胞器是细胞的“小部件”，它们各自承担不同的任务。
细胞衰老时，这些细胞器也会受到影响，比如说内质网和高尔基体变得功能减退，影响了细胞的正常运作。
这就像是车子的发动机、刹车等部件逐渐损坏，整体性能自然也会下降。
3. 细胞的生长和分裂能力下降3.1 细胞周期延长年轻细胞的生长和分裂速度都很快，就像年轻人精力充沛一样。
但是，随着细胞衰老，细胞周期变长，分裂速度变慢。
这意味着细胞更新的速度减缓，影响组织和器官的修复和再生能力。
3.2 分裂能力丧失细胞衰老到一定程度时，甚至会失去分裂的能力。
这就好比老人的体力下降，活动变得缓慢。
细胞不再能像以前那样迅速分裂和生成新的细胞，从而影响整个组织的功能。
4. 基因损伤与表达异常4.1 DNA损伤细胞在长期运作中，DNA（遗传物质）会受到各种损伤。
衰老的细胞，修复这些损伤的能力也会下降。
细胞衰老和死亡现象
细胞衰老与死亡衰老和死亡是生命的基本现象，衰老过程发生于生物界的整体水平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等不同层次。
生命要不断更新，种族要不断繁衍，这种过程就是在生与死的矛盾中进行的。
从细胞水平来看，死亡是不可避免的，因此，渴望长寿或永生只能是人类一个古老的愿望。
近年来，世界人均寿命延长，老年人所占人口比例逐年增大，探讨人类衰老与正常死亡以及细胞衰老与死亡的机理及其有效防护措施已成为一个重要研究课题。
细胞的衰老衰老又称老化，通常指生物发育成熟后，在正常情况下，随着年龄的增加，其机能减退、内环境稳定性下降、结构中心组分发生退行性变化而趋向死亡的不可逆现象。
一、细胞的寿命机体的细胞不断衰老与死亡，同时又不断地有细胞增殖与新生，呈动态平衡。
对多细胞生物而言，细胞的寿命、衰老、死亡与机体的寿命、衰老和死亡是不同的概念。
机体内个别细胞，甚至是某些器官组织中的许多细胞衰老与死亡，只要不发生在重要器官或组织，并不影响机体的生命。
其实，很多细胞的衰老、死亡与更新是很频繁的，例如表皮细胞、部分血细胞等；相反，如果与生命活动密切相关的细胞大量衰老或死亡，如心肌细胞、神经元细胞等等，就会影响寿命。
但从某种意义上讲，机体衰老是以细胞总体的衰老为基础的，并且细胞衰老与机体衰老有一定的关系。
例如，利用6岁母羊乳腺细胞核通过移核技术制作成的克隆羊“Dolly”与同龄羊相比，提前出现了衰老现象。
体内各种细胞本身寿命差异很大，一般来说能够保持继续分裂能力的细胞不容易衰老，如造血干细胞、肠隐窝干细胞、表皮生发层细胞等。
而分化程度高、又不分裂的细胞如成熟红细胞等寿命则相对较短，容易发生衰老和死亡。
各种细胞寿命差异如表12-1所示。
表12-1 动物细胞的一般寿命细胞寿命常见细胞类型接近或等于动物自身寿命的细胞神经元、脂肪细胞、肌细胞、骨细胞、肾上腺髓质细胞、肾髓质细胞更新缓慢、更新时间大于30天，短于动物寿命的细胞呼吸道上皮、肝细胞、胃壁细胞、唾腺细胞、肾皮质细胞、皮肤结缔组织细胞快速更新、更新速度小于30天的皮肤表皮细胞、角膜上皮细胞、红细胞、口腔上皮细胞、细胞胃肠道上皮细胞、白细胞与活体细胞有一定寿命一样，离体细胞也有一定的寿命，其寿命长短并不取决于培养的天数，而是取决于培养细胞的平均代数亦即群体倍增次数。
细胞衰老和死亡的教案
细胞衰老和死亡的教案 细胞衰老和死亡是生物学中的一个重要话题，对于理解生命过程和人类健康具有重要意义。
本教案旨在帮助学生了解细胞衰老和死亡的概念、原因以及相关的分子机制，通过举例和讨论，让学生能够深入理解细胞衰老和死亡的重要性和相关的研究领域。
一、细胞衰老和死亡的概念介绍（200字） 1. 细胞衰老是指细胞机能逐渐下降，功能活性丧失的过程，导致机体老化和疾病的发生。
2. 细胞死亡是指细胞无法维持生命活动，从而停止功能的过程。
二、细胞衰老和死亡的原因（300字） 1. 遗传因素：细胞衰老与个体的遗传相关，在一定程度上决定了细胞寿命的长度。
2. 环境因素：环境中的各种压力和暴露会导致细胞受损和老化，如氧化应激、紫外线辐射等。
3. 细胞分裂次数限制：细胞在分裂过程中，每次复制都会导致染色体末端的损失，细胞分裂次数达到一定阈值后会进入衰老状态。
4. 染色体稳定性损失：染色体末端的特殊结构——端粒的缩短与损失会导致细胞衰老。
5. 炎症反应：慢性炎症反应与细胞衰老和死亡的加速有关。
三、细胞衰老和死亡的分子机制（500字） 1. 缩短端粒：在细胞分裂过程中，染色体末端的特殊结构——端粒会逐渐缩短，当端粒长度缩小到一定程度时，会触发细胞衰老过程。
2. 染色体损伤：细胞内的DNA受到各种损伤，如果不能有效修复，会导致细胞衰老和死亡。
3. 氧化应激：细胞内的活性氧物质会导致细胞膜、核酸和蛋白质的氧化损伤，加速细胞衰老过程。
4. 废物积累：细胞内废物的累积会导致细胞机能下降，从而引发细胞衰老和死亡。
5. 细胞凋亡：细胞受到一定刺激时，会主动引发程序性细胞死亡，以维持组织器官的正常功能。
6. 衰老相关基因：一些特定的基因与细胞衰老和死亡密切相关，如p53基因等。
四、细胞衰老和死亡的研究领域（200字） 1. 衰老定量分析：通过研究细胞衰老的定量指标，如端粒长度、DNA损伤程度等，来探究细胞衰老机理和相关疾病发生的关系。
细胞衰老和凋亡的分子机制
细胞衰老和凋亡的分子机制细胞衰老和凋亡是生物体内常见的生命现象，它们在维持机体稳态和组织器官的正常功能中发挥重要作用。
下面将分别介绍细胞衰老和细胞凋亡的分子机制。
1.细胞衰老细胞衰老是指细胞在完成分裂后，逐渐失去分裂能力，最终走向死亡的现象。
以下是一些与细胞衰老相关的分子机制：1.1 基因组不稳定性随着年龄的增长，细胞内基因组容易发生变异，导致遗传信息的混乱和不稳定性。
这种不稳定性可能是由于DNA复制过程中发生的错误、端粒缩短等原因引起的。
基因组不稳定性的积累会导致细胞功能异常，加速衰老进程。
1.2 端粒缩短端粒是染色体末端的结构，它在每次细胞分裂后都会缩短一截。
当端粒缩短到一定程度时，染色体易发生变异和折叠，导致细胞衰老。
研究发现，端粒长度与人类寿命密切相关，端粒越短，寿命越短。
1.3 细胞周期停滞细胞在分裂过程中会经历不同的生长阶段，当细胞受到外界刺激或内部变异时，会导致细胞周期停滞，使细胞无法继续分裂。
这种情况下，细胞会逐渐衰老并失去功能。
1.4 活性氧自由基积累活性氧自由基是一种氧化剂，它在细胞代谢过程中会产生。
随着年龄的增长，活性氧自由基的积累会导致细胞膜和DNA的损伤，进而引发细胞衰老。
2.细胞凋亡细胞凋亡是指细胞在特定条件下主动结束生命的过程。
以下是一些与细胞凋亡相关的分子机制：2.1 基因调控细胞凋亡受到多种基因的调控，其中最重要的基因是Bcl-2家族和Caspase 家族。
Bcl-2家族是一组原癌基因，它们控制细胞的生长和分裂。
当细胞受到外界刺激时，Bcl-2家族中的促凋亡基因（如Bax、Bid等）会被激活，导致细胞凋亡。
Caspase家族是一组蛋白水解酶，它们在促凋亡信号的诱导下被激活，进而降解细胞内的蛋白质和DNA，最终导致细胞死亡。
2.2 细胞外信号细胞外信号是诱导细胞凋亡的重要因素之一。
例如，肿瘤坏死因子（TNF）是一种能够诱导细胞凋亡的细胞因子。
当TNF与其受体结合后，会激活死亡受体通路，进而诱导细胞凋亡。
6.3细胞的衰老和死亡教案-高一上学期生物人教版必修1
1.个体衰老与细胞衰老有什么关系?
答案：
单细胞生物：个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡。
多细胞生物：个体衰老＝细胞普遍衰老。
环节四细胞的死亡
教师活动4：细胞在衰老之后就要死亡，接下来我们就来学一下细胞的死亡。和个体一样，细胞也分老死和死于非命两种。一种就是细胞凋亡，也称程序性细胞死亡，还有一种就是细胞坏死。
2.细胞凋亡的例子：胎儿手的发育、胚胎的发育、蝌蚪尾的消失。
3.细胞凋亡的意义：
（1）完成正常发育；（2）维护内环境的稳定；（3）抵御外界干扰。
4.细胞坏死：指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。如：①烫伤的皮肤细胞的死亡；②骨折后骨细胞的死亡；③吸烟者肺部细胞因尼古丁作用的死亡；
1.细胞衰老的原因有哪些?
答案:
自由基学说：生命活动中细胞容易产生自由基，这些自由基具有强氧化性，可损伤细胞从而导致细胞的衰老。
端粒学说：随细胞分裂次数的增加，端粒DNA变短导致正常基因受损，致使细胞衰老。
环节三细胞老与个体衰老
教师活动3：课件展示单细胞生物与多细胞生物，帮助学生总结理解多细胞生物个体衰老＝细胞普遍衰老。
学生：我们从幼年都老年脸由光滑细嫩变得皱纹遍布，因为细胞衰老。
教师：那细胞衰老后有什么特征呢？细胞又为什们会衰老呢？这节课我们就来探究它的奥秘。
（二）新课讲授
环节一细胞衰老的特征
教师活动1：请同学们自主阅读教材69页问题探讨中的内容，并思考回答以下问题：
1.什么是细胞衰老？
2.细胞衰老的特征是什么？
5.细胞凋亡和细胞坏死的区别：
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自由基
3）大分子交联学说
该学说由Bjorksten于1963年提出的，后经Verzar加 以发展。 其主要论点是：
机体中蛋白质，核酸等大分子可以通过共价交叉结合，
形成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，堆积在细胞内，
干扰细胞的正常功能。
这种交联反应可发生于细胞核DNA上，也可以发生在细胞 外的蛋白胶原纤维中。
移植的皮肤细胞可存活7～8年。 小鼠的皮肤细胞在体内衰老的主要是体内环境
衰老症状与原因分析
衰老症状 皮肤干燥、发皱 原因分析 细胞水分减少，体积减小
细胞内酶活性降低，黑色素合成减少
头发变白
老人斑 无力 吸收能力下降
细胞内色素(脂褐素)的累积 细胞内呼吸速度减慢 细胞膜通透性功能改变
三、细胞衰老的特征：
下级基因活性维持不需上级基因支持，是肿瘤发 生的基础
严格说该学说属于一种生命学说，因其不仅解释 衰老也解释肿瘤和分化。该学说同时考虑到衰老、 分化和肿瘤现象，考虑到基因结构及组成，生物 进化等多方面的问题，但其中的许多论点和直接
实验依据尚在进一步地验证和提供过程中。
3、端粒学说
端粒学说由Olovnikov提出，认为细胞在每次分 裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复
Hastie发现结肠端粒限制性片段的长度随供体年 龄增加逐渐缩短，平均每年丢失33bp的重复序列； 植物中不完整的染色体在受精作用中得以修复， 而不能在已经分化的组织中修复，这在较为高等 的真核生物中也证实了体细胞中端粒酶的活性受 抑制； 精子的端粒要比体细胞长，体细胞缺失端粒酶活 性就会逐渐衰老，而生殖细胞系的端粒却可以维 持其长度； 转化细胞能够通过端粒酶的活性完全复制端粒以 得永生。
有人说细胞衰老是被激活的或在细胞增殖后期作用显著的基因控
制的结果，由此认同了衰老基因的存在，缺失这些基因使细胞发
生永生化。正常细胞和肿瘤细胞杂交后，杂交细胞表现衰老，说 明了正常细胞能够弥补肿瘤细胞在衰老程序中的缺陷。
人们发现使细胞衰老的染色体似乎也有特异性，如对于同一种细
胞导入2号染色体，细胞出现衰老表现，导入3、6、7、9、11或12 号染色体细胞仍能继续生长，也没有形态的改变。
但是许多问题用端粒学说还不能解释。 体细胞端粒长度与有丝分裂能力呈正比，这一点实验已 经证实了，而不同的体细胞其有丝分裂能力是不尽相同 的，胃肠黏膜细胞的分裂增殖速度就比较快，神经细胞 分裂的速度就比较慢。 曾有人就不同年龄供体角膜内皮细胞的端粒长度进行研 究发现角膜内皮细胞内端粒长度长期维持在一个较高的 水平，而端粒酶却不表达。 另外，Kippling发现，鼠的端粒比人类长近5-10倍，寿 命却比人类短的多。 这些都提示体细胞端粒长度与个体的寿命及不同组织器 官的预期寿命并非一致。
二、细胞衰老的表现
主要表现为对环境变化适应能力的降低和维 持细胞内环境能力的降低
（一）形态结构变化 1.细胞内水分减少：失去正常形态，代谢速率减慢 2.内膜系统的变化：内质网逐渐减少，高尔基体囊泡
肿胀、扁平囊泡断裂崩解，溶酶体功能减退、酶漏
出细胞自溶
3. 细胞膜的衰老变化：磷脂含量下降，膜变厚、流动
制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，
最终造成细胞衰老死亡
端粒是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关 蛋白组成的复合结构，具有维持染色体结构完整性和解 决其末端复制难题的作用。
端粒酶是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质组成，是以自 身RNA为模板，合成端粒重复序列，加到新合成DNA链末 端。 在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、 炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中。
凋亡：细胞对环境的生理性病理性刺激信号，环境 条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死 亡过程。其细胞及组织的变化与坏死有明显的不同
胸腺细胞
正常 凋亡
细胞坏死与细胞凋亡的比较
细 胞 凋 亡
细胞凋亡过程中的小鼠趾
一天以后中的小鼠趾
三、细胞凋亡的生物学特征
形态学变化：
形态学观察细胞凋亡的变化是多阶段的，
端粒长度取决于端粒酶的活性。
端 粒长度
stop
第二节
细胞死亡
细胞死亡的两种形式： 细胞坏死(necrosis) 细胞凋亡(apoptosis)。
细胞凋亡与坏死的区别
虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似，但它们的过 程与表现却有很大差别。 坏死：坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引 起细胞无序变化的死亡过程。表现为细胞 胀大，胞 膜破裂，细胞内容物外溢，核变化较慢，DNA降解不 充分，引起局部严重的炎症反应
本机制
2、遗传程序假说：
衰老基因学说
基因阻遏平衡论
1)衰老基因学说
衰老基因
抗衰老基因
首先报道诱导永生细胞衰老实验的是Sugawara等人，用正 常细胞和永生仓鼠细胞融合后，出现衰老表现。
将人1号染色体导入永生仓鼠细胞则细胞出现衰老迹象。
Sugawara等认为1号染色体上携有仓鼠永生细胞系的衰老 基因。
发挥，致使细胞衰老、死亡。
2）自由基学说：
自由基(free
radical):由不成对电子或原子基团构成
的高度活化分子。如：超氧自由基；羟自由基；
自由基与其他分子反应时产生的活性氧基团（ROS）导致
细胞发生氧化性损伤。
生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基
积累结果，自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发
生殖细胞的端粒酶活性长期维持较高的水平却不
会象肿瘤那样无限制分裂繁殖；
端粒长度由端粒酶控制，那何种因素控制端粒酶
呢？生殖细胞内端粒酶活性较高，为什么体细胞
中没有较高的端粒酶活性。
看来端粒的长度缩短是衰老的原因还是结果尚需 进一步研究。
染色体端粒缩短与细胞衰老
•端粒（telomere)是染色体末端特殊结构。 人类端粒（TTAGGG)n n=250-1500
正因如此，细胞每有丝分裂一次，就有一段端粒序列丢 失，当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂， 导致衰老与死亡。
大量实验说明端粒、端粒酶活性与细胞衰老及 永生有着一定的联系。
第一个提供衰老细胞中端粒缩短的直接证据是 来自对体外培养成纤维细胞的观察，通过对不 同年龄供体成纤维细胞端粒长度与年龄及有丝 分裂能力的关系观察到随着增龄，端粒的长度 逐渐变短，有丝分裂的能力明显渐渐变弱
Hayflick极限
体外培养的细胞增殖能力不是无限的，传代次数有 一定的界限，称为“Hayflick极限”。
传代次数与物种寿命有关：小鼠寿命3年，传代12 次；龟寿命200年，传代140次。 传代次数与个体年龄成反比：人胚胎，40-60代； 幼年，20-40代；成年，10-30代；早老病儿童，210代。
凋亡小体可迅速被周围专职或非专职吞噬细胞吞 噬。
• 凋亡小体(apoptotic body)：胞膜内陷包围凝集断裂的 染色质和细胞器形成的囊状小泡。
左侧示哺乳类乳腺细胞的凋亡，染色质凝集，核膜 崩解。侧示哺乳类正常的乳腺细胞。
扫 描 电 镜
透射电镜
细胞凋亡
细胞膜反折， 凋亡小体形成
细胞凋亡开始
转录和翻译中发生误差，这种误差可以不断扩大，造成细
胞衰老、死亡。如DNA转录mRNA的过程发生微小的差异，带
有该微小差异的mRNA会翻译出进一步偏离的蛋白质，该蛋
白质如果属于DNA聚合酶会合成差异程度更大的DNA，这样
的差错经过每一次信息传递都扩大一些，形成恶性循环，
使细胞内积累许多差错分子造成灾难，细胞正常功能不能
肿瘤形成。
自由基是正常代谢的中间产物，对细胞会造成不可逆的
损伤，如脂类的过氧化与大分子的交联，其后果是使胞
内酶失活，以及象脂褐质一类的惰性物质在胞内沉积。 此说虽然无直接证据，但以抗氧化剂或自由基净化剂饲 喂小鼠可延长寿命，或抑制脂褐质的形成。
此外，抗氧化剂还有加强机体免疫反应，抑制肿瘤及自 体免疫疾病等作用，都从侧面为此说提供了间接的证据。
正常细胞
细胞坏死开始
染色质固缩， 沿核膜分布， 细胞质亦固缩
细胞膜破裂，细胞解体， 机体炎症反应。
染色体形成串状片段，细胞器膨胀，线粒体基质呈絮状。
2.生物化学变化
1）DNA的片段化
细胞凋亡的一个显著特点是细胞染色体的DNA降解，这是
一个较普遍的现象。这种降解非常特异并有规律，所产
生的不同长度的DNA片段约为180-200bp的整倍数，而这 正好是缠绕组蛋白八聚体的长度，提示染色体DNA恰好是 在核小体与核小体的连接部位被切断，产生不同长度的 寡聚核小体片段
1、普遍性 2、内生性 3、渐进性 4、累积性 5、危害性
人衰老的特征：
1、坐着打瞌睡，躺下睡不着 2、过去的事情忘不了，现在的事情记不住
三. 细胞衰老的学说
1、细胞磨损学说
1）错误成灾学说 2）自由基学说 3）大分子交联学说
1）错误成灾学说
错误成灾学说是由Orgel明确提出的，认为在DNA复制，
体外培养细胞寿命与机体寿命成正比。细胞的增 值能力与供体年龄有关。
动物 培养细胞传代 寿命（年） 小鼠 12 3 鸡 25 30 龟 140 200 人（胚胎成纤维细胞） 50~60 100~ 人（新生儿成纤维细胞） 30~40 人（青年成纤维细胞） 20~30 人（成年成纤维细胞） 10~30
细胞衰老和死亡
第一节