细胞的衰老和凋亡
第6章 第3节 细胞的衰老和凋亡
P124
实例3：
细胞凋亡的意义
P124
2002年10月7日英国人悉尼· 布雷诺尔、美国人罗伯特· 霍维 茨和英国人约翰· 苏尔斯顿，因在细胞编程性死亡方面的研 究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。
Sydney Brenner
H. Robert Horvitz John E. Sulston
在种种不利因素影响下，由于细 胞正常代谢活动受损或中断引起细胞 损失和死亡。
1：细胞的衰老和死亡不等同于个体衰老和死亡。
P121
2：个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程。
3：单细胞生物，细胞的衰老和死亡就是个体的衰老 和死亡。
思考：有没有生物体， 细胞的衰老和死亡等同 于个体衰老和死亡？
草履虫
二. 细胞衰老的特征
1：细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变 小，细胞新陈代谢的速率减慢。
一.个体衰老与细胞衰老的关系
资料信息一：
P121
人体细胞每天的更新率为1%～2%。也就是说， 每100个细胞当中，每天有1～2个细胞更新。其中肝 细胞寿命约为18个月，皮肤细胞寿命为10多天。 资料信息二： 科学家做过这样的实验：体外培养人体细胞，最 多分裂50次左右就停止了，并且丧失了正常的功能， 细胞走向衰老、死亡。
B.细胞内酪氨酸酶活性降低
C.细胞膜通透性降低 D.细胞的呼吸速率减慢
3.科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小 白鼠的体内，分离出相同部位相同大小的三块骨骼 肌，分别标记为A、B、C。然后，测定这三块骨骼 肌释放二氧化碳的量，其比例约为13∶12∶1。这 三块骨骼肌中： C （1）年龄最大的是 ，其二氧化碳的释 放量不同，可能是细胞内 线粒体 （细胞器）的 功能减弱所致；
第六章 第三节 细胞的衰老和凋亡
细胞凋亡与细胞坏死的区别
项目 细胞凋亡 细胞坏死
原因 由基因决定的细胞自动结束生命的历程。 特征
意义 必然事件，细胞在恰当时间、恰当的位 置上自然死亡。 具有积极意义，维持内环境稳定。
在不利因素的影响下，细胞正 常代谢受损或中断引起死亡。
受环境因素影响如机械损伤、 病毒入侵等引起而死亡。 具有消极意义，器官或机体受 到不同程度的损伤。 引起炎症反应，继发性组织损 伤， 诱发组织再生与修复。 吞噬细胞吞噬细胞碎片，溶解
）
１、完成课本后练习Ｐ120 ２、预习Ｐ121－－决定的细胞自动结束生命的过程。 现象——凋亡发生的过程表现为细胞死亡和被清除 原因——基因决定，严格按程序进行 细胞凋亡的意义： 细胞凋亡对生物的个体发育、机体内部环境稳定 及抵御外界各种因素干扰等都具有重要作用: 1、清除无用或多余的细胞； 2、清除发育异常或发生变异的细胞； 3、清除完成正常使命的衰老细胞； 4、维持器官、组织等细胞数目的平衡。
自由基学说：各种内外因素导致细胞内不断产生自 由基。自由基是细胞内产生的一些异常活跃的带电分子 或基团，能攻击细胞内各种执行正常功能的分子，导致 细胞功能下降，形态结构改变。 端粒学说：每条染色体两端 都有一段特殊序列的的DNA,称为 端粒。在每次细胞分裂后都会缩 短，当端粒缩短到一定程度时， 端粒内侧的正常基因DNA序列就会 受到损伤，结果使细胞活动渐趋 异常。
约翰·E·苏尔斯顿 (John E.Sulston)
细胞衰老 概念：细胞随着生存时间的延长，形态、 结构发生改变，生理功能持续下降的过程。 形态：水分减少萎缩，表面皱缩 结构：细胞核变大，核膜内折，染色质固 衰老细 缩。细胞器形态、数目、结构改变 胞特征 功能：细胞膜透性减小，物质运输能力下 降；各种酶活性下降，细胞代谢减弱等 意 义：生物体生长发育的需要 细胞凋亡 概念：由基因所决定的细胞自动结束生命 的过程。 原因：基因控制 意义：生物体生长发育的需要
细胞的衰老和凋亡(含解析)
课时作业(二十)[学业水平层次(A)]1．关于细胞凋亡过程的叙述，错误的是()A．凋亡开始时，细胞皱缩，细胞膜破裂B．凋亡小体包含染色体片段和细胞器C．凋亡小体是细胞膜内折形成的泡状和芽状突起D．凋亡细胞最终被周围细胞吞噬消化【解析】细胞凋亡分为三个阶段。
开始时细胞皱缩，细胞连接消失，内质网和染色体都发生变化，但细胞膜依然完整。
伴随着核膜破裂，染色体断裂为大小不等的片段，并与一些细胞器聚集后被内折的细胞膜包围，在细胞膜表面形成泡状和芽状突起，即凋亡小体。
在细胞凋亡的第三阶段，脱离的凋亡小体最终被周围的细胞吞噬消化。
【答案】 A2．下列与细胞凋亡过盛有关的疾病或现象是()A．儿童早衰B．老年人行动迟缓、抗病力差C．肿瘤的发生D．再生障碍性贫血【解析】【答案】 D3．下列不属于细胞凋亡的实例的是()A．蝌蚪长到一定程度后尾巴消失B．人皮肤表皮细胞的脱落C．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡D．脑细胞因缺氧而死亡【解析】凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是正常死亡。
A、B、C中提到的都是细胞正常死亡(细胞凋亡)，只有D中脑细胞因缺氧而死亡属于细胞坏死。
【答案】 D4．下列有关细胞衰老和凋亡的说法中，正确的是()A．健康的成年人体内，每天都有一定数量的细胞凋亡B．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制C．老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的D．胚胎发育期，生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行【解析】衰老和凋亡都是细胞的正常生命现象。
在健康的成年人体内，每天都有一定数量的细胞凋亡。
细胞凋亡是一种程序性的死亡，是受机体基因组调控的细胞正常的死亡。
白化病是基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。
胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
【答案】 A5．IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合，从而达到抑制细胞凋亡的目的。
细胞的衰老与凋亡
导言
随着生活水平的提高，美容事业不断 发展，每个人都想青春永驻。大多数爱美 的女性都注重美容护肤产品。然而从生理 角度讲，青春不会永驻，那只是一个美好 的愿望而已。使用各种美容护肤办法只能 延缓衰老，细胞衰老是正常的生命现象。
生物体为什么会衰老？细胞衰老和 凋亡是怎么回事？
四、细胞的凋亡
一
种
自
然
蝌蚪尾的消失
的
生理过源自程人胚胎时期手指的发育
细胞的凋亡
• 概念： 由基因所决定的细胞自动结束 生命的过程
• 实例：人的胚胎发育中尾的消失、细胞的 更新、被病原体感染的细胞的清除
• 意义：1、保证多细胞生物个体发育的正常进行；
2、在维持生物体内部环境的稳定，抵御外 界因素干扰方面起着关键作用（免疫）。 具体表现在：
①消除多余细胞。在胚胎发育至某阶段时， 特定区域的细胞群就会发生自然的凋亡， 清除这些“多余”的细胞，有利于器官的 发生。人的肢体发育过程中，早期的手和 足形似浆板，只有当某些多余细胞凋亡之 后，才能形成正常的趾或足。
②清除无用细胞。如：蝌蚪变成青蛙时，尾 细胞的凋亡退化。
③清除发育不正确的细胞。
衰老症状与原因分析
衰老症状
皮肤干燥、发皱 头发变白 老人斑 饮食减少 怕冷
原因分析
细胞水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低 细胞内色素的累积 细胞膜通透性功能改变 细胞呼吸速度减慢
思考:有哪些原因导致细胞衰老?
>哈
三、细胞衰老的原因
近几年来，先后提出过多种假说，但是，至今 还没有一种假说能够完全提示细胞衰老的原因。目 前的科研工作表明，细胞衰老可能是多种内因和外 因共同作用的结果。已经提出的假说有： 体细胞突变 DNA损伤论 自由基理论 端粒学说 细胞程序性死亡理论
细胞生物学细胞衰老与凋亡
●7个与死亡细胞被吞噬细胞所吞噬的基因，即
ced-1 、 ced-2 、 ced-5 、 ced-6 、 ced-7 、 ced-10和ced-11。
●死亡细胞在吞噬体中被降解的基因
22
●ced-3、ced-4、ced-9和egl1-4个基
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◆线粒体的变化
●通常，细胞中线粒体的数量随龄 减少，而其体积则随龄增大
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细胞衰老的理论
◆衰老的基因程序理论 ◆衰老的损伤积累理论 ◆细胞衰老的端粒假说 ◆细胞衰老的线粒体损伤论 ◆自由基理论
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●氧化性损伤学说
该理论认为，代谢过程中产生的活性氧基团或分子 （reactive oxygen species，ROS）引发的氧化性损伤的积 累，最终导致衰老。ROS主要有三种类型：
6
◆ 细胞核的变化
●体外培养的二倍体细胞，细胞核 随着细胞分裂次数的增加不断增大 ●细胞核的核膜内折 （invagination）、染色质固缩化
7
◆内质网的变化
●衰老动物内质网成分弥散性地分散于
核周胞质中，粗面内质网的总量似乎是 减少了
8
◆ 膜系统的变化
●衰老的细胞，其膜流动性降低、 韧性减小 ●衰老细胞间间隙连接及膜内颗粒 的分布也发生变化
Chapter 13.细胞衰老与凋亡
13.1 细胞衰老
现代人类面临着3种衰老：
◆生理性衰老
◆病理性衰老
◆心理性衰老
●衰老(senescing，aging)是机体在退化时期生 理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过 程。人的衰老与细胞的衰老相关联。
1
Hayflick界限
人教版生物必修一第六章第三节 细胞的衰老和凋亡
P121问题探讨
1.人体衰老表现出哪些特征？
白发、皱纹、老年斑、耳聋、 眼花、行动迟缓，记忆力减退
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？
有，如造血干细胞一生都能增 殖分化产生各种类型的血细胞。
3.年轻人体内有没有衰老的细胞？
有，如皮肤表皮细胞衰老成角 质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。
4.人体衰老与细胞衰老有什么关系？
一、个体衰老与细胞衰老的关系
细胞的衰老与机体的衰老都是生物体正常的生命现象。对多细胞生物而 言： ①细胞的衰老不等于机体的衰老，如幼年个体中每天也有细胞的衰老； ②机体的衰老也不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新的细胞产 生。 ③但个体衰老时，组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。
二、细胞衰老的特征
(3)细胞凋亡是一种正常的、主动性的生理性的死亡，对生物 体有积极意义；细胞坏死是一种非正常的、被动性的、病理 性的死亡，对机体是有害的。（对生物的生存有积极意义的 细胞死亡属于细胞凋亡，有消积意义的死亡属于细胞坏死。）
(4)在细胞凋亡过程中，并不是所有基因的表达都会减弱，这 时与细胞凋亡相关的基因的表达会增强。
死亡。
第3节 细胞的衰老和凋亡
延缓衰老的方法
衰老不可 抗拒，但 可延缓！ 癌变可预 防！
细胞衰老
生物体中的绝大多数细胞都要经过从未分 化→分化→衰老→死亡这几个阶段，衰老、 死亡是一种正常现象的生理现象。
概念：细胞衰老是细胞的 生理和生化 发生 复杂变化的过程，最终反应在细胞的 形态、 结构和生理功能 的变化上。
3.衰老细胞的主要特征：
（1）细胞内的 水份 减少，结果使 细胞萎缩 ， 体积 变小，细胞的
代谢速率 减慢。
细胞的衰老和凋亡
重点难点突破答案
C
D C
B
当堂检测题答案
（一） B
C
B
（二）1、ACD
2、细胞分化 3、细胞凋亡
4．细胞坏死指的是在种种不利因素的影响 下，由于细胞正常生理活动受损或中断引起 的细胞损伤和死亡。
【例题2】（2007 潍坊模拟）关于细胞凋亡和 细胞坏死的叙述，错误的是 （ ）
C
A． 细胞凋亡是生理的，细胞坏死是病理的 B． 细胞凋亡是主动性的，细胞坏死是被动性的 C． 细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的 D． 细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是外界 环境引起的
【 ②新陈代谢速率减慢 B ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升 ⑤色素积累增多 ⑥细胞的呼吸速率减慢 ⑦细胞核体积增大 ⑧细胞膜的通透性功能改变 A． ①②③④⑤⑦⑧ B． ①②③⑤⑥⑦⑧ C． ①②③⑤⑥⑧ D． ①②③④⑤⑧
探究点三、细胞的调亡
探究点一、个体衰老与细胞衰老的关系 要求: 阅读课本P121页，归纳个体衰老与细胞衰老的 关系 对单细胞生物来说细胞的衰老或死亡就是个体的衰 老和死亡 对多细胞生物来说，个体衰老的过程是组成个体细 胞普遍衰老的过程. 多细胞生物体衰老的过程中，是全部细胞都在衰老 吗？老年人体内有没有细嫩的细胞？
不是
1．概念：由基因所决定的细胞自动结束 生命的过程，叫细胞凋亡。 由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定 的程序性调控，所以也常常叫做细胞编程性
死亡。
2．细胞凋亡的原因：是细胞内遗传信息程序性 调控的结果。
3．意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成 正常发育，维持生物体内部环境的稳定， 以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关 键的作用。
有
探究点二、细胞衰老的特征 要求: 阅读课本P122页,总结归纳下列问题： 1．概念：细胞的衰老过程是细胞的生理状态和 化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的 形态、结构和功能发生变化。 2．衰老细胞的特征：“一大一小 一多两低” ①一大：细胞核变大，染色质收缩，染色加深。 ②一小：细胞内水分减少，细胞体积变小，代谢速 率减慢。 ③一多：细胞内色素增多。 ④两低：细胞内多种酶的活性降低。 物质运输功能降低。
细胞衰老(senescence)和凋亡(apoptosis)
2020/11/10
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2020/11/10
发育过程中伴随器官 形成出现细胞凋亡
The developing mouse embryo is an exquisite molecular sculpture. Digits and organs are shaped by a programmed cell death and caspaseindependent pathway as well.
组蛋白去乙酰酶 (HDACs) 在衰老中的作用
HDAC活性水平提高与细胞衰老有关，当我们过表达一种组蛋白 乙酰转移酶p300变异蛋白，或加入HDACs，或加入一种特殊的 p300 化学抑制因子时，发现正常人类细胞出现不可逆转的生长停 滞和衰老。
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染色质重塑和衰老
在 p53, Rb, 和 ING (生长抑制因子) 信号通路中的基 因可通过使染色质重塑影响细胞衰老状态和调控基 因表达。
保护染色体末端不受伤害，并抑制由损伤 DNA产生的凋亡信号。
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端粒
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端粒的机能障碍导致癌症
Oxidative stress
X-rays UV
Telomere dysfunction
DNA damage
Others Oxidative stress
Stem Cell
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p53 – 基因调控蛋白 – 促进使细胞周期停滞的基因转录 – 使防止细胞衰老的信号通路失活 – 几乎所有癌症中都出现该基因缺失
pRb/P16 – 肿瘤抑制因子 – 完整的信号通路预防癌症产生 – 当DNA 3’ 端为单链形式时，与其同源序列结合， 激活p53 和pRb信号通路，并与TRF2一起诱导细 胞凋亡。
高中生物必修一第六章第三节细胞的衰老和凋亡
第三节细胞的衰老和凋亡一、细胞的衰老1.对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；但是对于多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。
2.细胞衰老：细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化3.细胞衰老的特征：①细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢。
②细胞内多种酶的活性降低。
③细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，他们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。
④细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
⑤细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
【习题一】在人体生长发育过程中，通常不会发生（）A．通过细胞分裂增加细胞数目B．通过细胞分化增加细胞种类C．通过细胞凋亡实现细胞数量调控D．通过细胞衰老实现个体衰老【分析】1、一个细胞分裂为两个细胞的过程成为细胞分裂．真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、减数分裂和无丝分裂．2、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程．3、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程．在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的．4、个体的衰老和细胞衰老没有直接关系，细胞衰老是伴随生物体一生的，年幼的时候也有衰老和死亡的细胞，年老的时候也有新生的细胞．【解答】解：A、通过细胞分裂增加细胞数目，A正确；B、通过细胞分化增加细胞种类，B正确；C、通过细胞凋亡实现细胞数量调控，C正确；D、在生物个体的生长发育的各个时期，都存在细胞的衰老和凋亡现象。
总体上看，当组成生物体的大多数细胞处于衰老状态时，才导致该生物个体的衰老，D 错误。
故选：D。
【习题二】下列叙述中，不符合细胞衰老过程发生的变化是（）A．许多种酶的活性降低B．线粒体体积减小C．呼吸作用变慢D．细胞核体积变大【分析】衰老细胞的特征：①细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢；②细胞内酶的活性降低；③细胞内的色素会积累；④细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，颜色加深。
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• 单细胞生物：细胞 生物只由单个细胞 组成，个体微小， 全部生命活动在一 个细胞内完成,一般 生活在水中。如草 履虫等。
细胞的衰老=个体的衰老
细胞衰老的特征
细胞内的水分减少，体积萎缩变小 细胞内多种酶的活性降低 细胞内的色素逐渐积累、增多 呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折， 染色质收缩，染色加深
第三节 细胞的衰老和凋亡
课前导入
• 衰老是一种自然规律，随着时光的流逝， 每个人身上都会留下衰老的痕迹，比如皮 肤失去水分、皮肤干燥、皱纹产生、色素 沉着、记忆力减退、头发脱落、抵抗力下 降等等衰老现象逐渐出现。
• 讨 论：
细胞衰老与个体衰老的关系
• 老年人体内有没有幼嫩的细胞？
有，如造血干细胞每天会分裂分化出新的细胞
• 年轻人体内有没有衰老的细胞？
有，如角质层的细胞
• 个体衰老与细胞衰老的关系是什么？
细胞衰老=个体衰老 ?
•
生物
多细胞生物
单细胞生物
细胞的衰老或死亡不等于个体 的衰老或死亡 个体的衰老不等于细胞的衰老
细胞的衰Байду номын сангаас=个体的衰老
• 多细胞生物：指由多
个、分化的细胞组成的 生物体,但其生命开始于 一个细胞——受精卵,经 细胞的衰老或死亡不 过细胞分裂和分化,最后 等于个体的衰老或死 发育成成熟个体；其分 亡 化的细胞各有不同的、 个体的衰老不等于细 专门的功能 .在许多分化 胞的衰老 细胞的密切配合下 ,生物 体能完成一系列复杂的 生命活动,如免疫等.
皱纹 白发
老年斑
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
• 下列对于个体衰老与细胞衰老的关系的说 法中，正确的是（ ） A. 个体衰老导致细胞衰老 B. 幼年个体内没有衰老细胞 C. 老年个体内没有幼嫩细胞 D. 没有细胞的衰老就不会有个体的衰老
D