1、新课导入,岁月不饶人,第3节 细胞的衰老和凋亡,一、个体衰老与细胞衰老的关系,二、细胞衰老的特征,三、细胞衰老的原因,四、社会老龄化,五、细胞的凋亡,衰老(aging)：生物体的形态、结构和生理功能逐渐衰退的总现象。,有两层含义：一是，其增殖分化的停止。二是，其同时能够维持细胞的基本功能。,细胞衰老的概念,一、个体衰老与细胞衰老的关系,单细胞生物,个体衰老与死亡,细胞衰老与死亡,=,多细胞生物,个体衰老与死亡,细胞衰老与死亡,人体衰老与细胞衰老并不是一回事。,人体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。,但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。,
2、注意,白发、皱纹、老年斑、耳聋、 眼花、 行动迟缓，记忆力减退。,个体衰老的特征,二、细胞衰老的特征,1. 细胞内的水分减少、细胞萎缩、体积减小、新陈代谢速率减慢。,2. 细胞内多种酶活性降低。,例如：老年人的白发,3. 细胞内的色素逐渐积累。,例如：老年斑,4. 细胞内的呼吸速率减慢、细胞核体积增大、核膜内折、染色质收缩、染色加深。,5. 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。,老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒物。不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂
3、褐素颗粒大，就出现了老年斑。,为什么老年人皮肤上会长“老年斑“？,细胞衰老的特征,拓展,衰老症状与原因分析,皮肤干燥、发皱,头发变白,老人斑,吸收能力下降,细胞水分减少，体积减小,细胞内的酶活性降低,细胞内色素(脂褐素)的累积,细胞膜通透性功能改变,无力,细胞内呼吸速度减慢,衰老的主要特征,1.细胞水分减少新陈代谢缓慢 2.酶的活性降低3.细胞内色素增多4.细胞内呼吸速度减慢，核体积增大，染色质固缩5.细胞膜通透性功能改变,细胞衰老的特征,三、细胞衰老的原因,1.自由基学说2.端粒学说,1.自由基学说：,自由基学说是英国Harman于1956年最早提出的，该学说认为自由基攻击生命大分子造成组织
4、细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因 。,自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。其种类多、数量大，是活性极高的过渡态中间产物。,自由基：异常活泼的带电分子或集团。,自由基的化学性质活泼，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质，造成损伤，结果导致DNA断裂、交联、碱基羟基化，蛋白质变性而失活，膜脂中不饱和脂肪酸氧化，细胞膜流动性降低。,正常细胞内存在清除自由基的防御系统。,自由基之所以对人体有害，是因为它具有活泼的化学性质，会和体内细胞中的有机物质发生链式反应，使得体内过氧化合物大量堆积，让细胞失去正常的生理功能，从而导致疾病的产生。,端粒学说由Olov
5、nikov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。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。,2.端粒学说
6、：,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；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
7、通过端粒酶的活性完全复制端粒以得永生。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。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
8、何种因素控制端粒酶呢？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。,合理的饮食结构 良好的生活习惯 适宜的体育锻炼 乐观的生活态度,如何延缓人体衰老？,四、社会老龄化,当一个城市或国家60岁以上人口所占比例达到或超过总人口的10%，或者65岁以上人口达到或超过总人口的7%时，这个城市或国家的人口就称为“老年型人口”，这样的社会就称为“老龄化社会”。社会老龄化的形成是社会进步的一种体现，反映出人类衰老的延迟，寿命的延长，死亡率和出生率之比的下降。要客观评价一个国家或地区的社会老龄化程度，应考察包括人口平均寿命、老年人口比例、长寿水平等在内的若干指标。,我国人口老龄化的历史,1950年以
9、前高出生、高死亡、低增长，年龄结构年轻1950年以后从年轻型经过成年型，向老年型人口结构过渡计划生育三峰三谷统计数据来源：五次全国人口普查,我国现在是否已经进入老龄化社会？,是,我国老年人口系数 （65岁以上）的发展趋势,五、细胞的凋亡,是一种自然的生理过程。,由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡;也称细胞编程性死亡。,细胞凋亡（cell apoptosis）是借用古希腊语，表示细胞像秋天的树叶一样凋落的死亡方式。,例如： 人胚胎中尾的消失 胎儿手的发育过程中，五指的相互分离 蝌蚪发育过程中，尾的消失,细胞的凋亡,胎儿手的发育，五指相互分离,蝌蚪发育过程中，尾的消失,人胚胎中尾的消
10、失,细胞坏死是细胞受到急性强力伤害时立即出现的早期反应，包括细胞膜直接被破坏，大量水进入细胞；线粒体外膜肿胀而密度增加；核染色质呈絮状；蛋白质合成减慢。如及时去除伤害因素，以上早期反应尚可逆转。若伤害外因持续存在，则发生不可逆的变化，如细胞骨架破坏，溶酶体解体，pH下降，最后细胞膜和细胞器破裂，DNA降解，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。,细胞坏死,读一读,正常细胞,细胞凋亡开始,染色质固缩，沿核膜分布，细胞质亦固缩,细胞膜反折，凋亡小体形成,染色体形成串状片段，细胞器膨胀，线粒体基质呈絮状。,细胞膜破裂，细胞解体，机体炎症反应。,细胞坏死开始,细胞凋亡与坏死,细胞凋亡与细胞坏死的区别在
11、于 :,（1）染色质聚集、分块、位于核膜上，细胞质凝缩，最后细胞核破裂；,（2）细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体，凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色体，可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有内容物释放，故不会引起炎症；,（3）线粒体无变化，溶酶体活性不增加；,（4）内切酶活化，DNA降解，凝胶电泳图谱呈梯状 ；,（5）凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性变化。,细胞的凋亡和坏死比较,细胞的凋亡和坏死比较,首先，PCD是一个功能性概念，描述在一个多细胞生物体中，某些细胞的死亡是个体发育中一个预定的，并受到严格控制的正常组成部分，而凋亡是一个形态学概念，指与细胞坏死不同的受到基
12、因控制的细胞死亡形式；其次，PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都是程序化的。,辨析：,细胞凋亡与细胞程序性死亡,课堂小结,细胞的衰老与凋亡,个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征,细胞衰老的原因,细胞的凋亡,社会老龄化,自由基学说,端粒学说,高考链接,下列现象中属于细胞编程性死亡的是（ ）A. 噬菌体裂解细菌的过程 B. 因创伤引起的细胞坏死C. 造血干细胞产生红细胞的过程 D. 蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡,D,解析：本题考查的是细胞凋亡的概念。只要记住细胞凋亡是细胞的正常死亡即可得出答案。,老年人皮肤色素沉积出现“老年斑”，原因是（多选）（ ）A. 细胞呼吸速率加快 B.
13、细胞中抗氧化作用的酶活性降低C. 细胞膜通透性改变 D. 紫外线照射引起色素沉积,BC,解析：老年斑是由于细胞内的色素随着细胞的衰老而逐渐积累造成的。人进入老年后，机体抗氧化能力衰弱，加上血管逐渐老化和硬化，肌肤基底层有过多的自由基沉积，形成的斑点由于年龄因素或是某种营养的的缺乏导致血液流动以及皮肤新陈代谢的减缓，细胞膜的通透性改变，使机体自身排除黑色素的能力下降，黑色素沉积后便会出现老年斑。,细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命线现象。下列有关叙述正确的是（ ）,A. 人体各种组织细胞的衰老是同步进行的 B. 人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡,C. 细胞癌变是细胞高度分化的结果
14、D. 皮肤上的老年斑是细胞凋亡的产物,解析：在人体内，生物体与细胞的衰老不是同步进行的，同时，不同组织细胞之间的衰老也是不同步的；细胞癌变是基因突变，导致细胞畸形分化的结果；细胞凋亡是受基因控制的细胞编程性死亡，老年斑的出现是细胞衰老的特征，而非细胞凋亡的结果。,B,课堂练习,1. 老年人有老年斑，对此最合理的解释是（ ） A. 细胞内水分减少，细胞萎缩 B. 细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 C. 细胞中的酪氨酸酶活性降低 D. 细胞内脂褐素占有的面积增大,D,2. 下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是 （ ）A. 细胞凋亡是一种自然的生理过程B. 细胞坏死是一种病理性变化C.
15、蝌蚪尾的消失，是有基因决定的细胞自动结束生命的过程D. 被病原体感染的细胞，因为细胞坏死而被清除,D,3. 关于细胞衰老的叙述中，不正确的是（ ）A. 细胞衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程B. 白化病人的头发呈白色是头发基部黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致C. 衰老细胞的细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低D. 衰老细胞内水分减少，体积变小，代谢速度变慢,B,4.下列现象不属于细胞凋亡是（ ） A. 青蛙发育过程中尾部消失 B. 植物胚的发育过程中胚柄的消失 C. 人在受到创伤并感染后，创口处出现肌肉萎缩 D. 健康人体的骨骼中每天会有大量的细胞死亡,C,5.细胞衰老是一种正常的生命现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是（ ）A. 细胞内有些酶活性降低 B. 细胞内色素减少C. 细胞内水分减少 D. 细胞内呼吸速率减慢,B,6. 香烟中含有大量有害物质，如尼古丁等，会造成吸烟者肺部细胞的死亡。这种细胞的死亡过程属于（ ）A. 生理性死亡B. 正常死亡C. 细胞坏死D. 细胞凋亡,C,7.下列哪一组是细胞衰老的特征？（ ）细胞无限分裂 水分减少 畸形改变 酶活性降低 色素沉着 易分散转移 呼吸速率减慢 细胞膜通透性改变A. B. C. D. ,C,
