篇一：关于细胞衰老原因的假说
关于细胞衰老原因的假说
以往人们对衰老的研究主要局限于生理学范畴，如观察到衰老时心脏搏出量减少，神经传导速率减缓，等等。近十余年来，随着细胞生物学和分子生物学的飞速发展，人们开始从分子层次探讨衰老的原因和本质。虽然衰老机制的研究是当今生命科学研究的一个热点领域，也取得了不少进展，但是由于衰老的原因非常复杂，许多研究至今还是
停留在假说阶段。
遗传决定学说 认为衰老是遗传上的程序化过程，其推动力和决定因素是基因组。控制生长发育和衰老的基因都在特定时期有序地开启或关闭。控制机体衰老的基因或许就是“衰老基因”。长寿者、早老症患者往往具有明显的家族性，后者已被证实是染色
体隐性遗传病。这些都促使人们推测，衰老在一定程度上是由遗传决定的。 氧化损伤学说 早在20世纪50年代，就有科学家提出衰老的自由基理论，以后该理论又不断发展。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，普遍存在于生物体内，种类多，数量大，是活性极高的过渡态中间产物。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，造成氧化性损伤，结果导致DNA断裂、交联、碱基羟基化，蛋白质变性失活，膜脂中不饱和脂肪酸氧化而流动性降低。正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统，前者如超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT），谷胱甘肽过氧化物酶；非酶系统有维生素E，醌类物质等。实验证明，SOD与CAT的活性升高能延缓机体的衰老。研究人员将SOD与CAT基因导入果蝇，转基因果蝇中酶活性显著升高，平均年龄和最高寿限有所延长。但也有研究对SOD等抗氧化因子对衰老的影响提出质疑。例如，有学者将小鼠的谷胱甘肽过氧化物酶基因及SOD1、SOD2、SOD3基因中的一种剔除，结果并未引起衰老的加速。而且，人们在线虫中已发现至少两个与寿命延长相关的基因，它们都与抗氧化作用无关。 端粒钟学说 端粒是染色体末端的一种特殊结构，其DNA由简单的重复序列组成。在细胞分裂过程中，端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短。1990年，科学家测定了不同年龄段人成纤维细胞染色体的端粒长度，结果发现端粒长度随年龄增长而下降；在体外培养的成纤维细胞中，端粒长度也随分裂次数的增加而下降。在这些研究基础上，科学家提出了端粒钟学说，认为端粒随着细胞的分裂不断缩短，当端粒长度缩短到一定阈值时，细胞就进入衰老过程。后来其他科学家又提出了更令人信服的证据。此外，对提前衰老的克隆羊多莉的研究发现，它的细胞中端粒的长度比同龄羊短20%。这些研究表明，端粒长度的确与衰老有着密切的关系。然而一些研究并不支持这一学说，例如，有研究发现某些小鼠终生保持较长的端粒，但并未因此获得较长的寿命。 基因转录或翻译差错学说 随着年龄的增长，机体的细胞内不但DNA复制效率下降，而且常常发生核酸、蛋白质、酶等大分子的合成差错，这种与日俱增的差错最终导
致细胞功能下降，并逐渐衰老、死亡。
代谢废物累积学说 由于细胞功能下降，细胞一方面不能将代谢废物及时排出细胞，另一方面又不能将这些代谢废物降解消化，这些代谢废物越积越多，在细胞中占据的空间越来越大，影响细胞代谢废物的运输，以致于阻碍了细胞的正常生理功能，最终引起细胞的衰老。哺乳动物脂褐质的沉积是一个典型的例子。脂褐质是一些长寿命的蛋
白质与DNA及脂质共价缩合形成的巨交联物，它主要在次级溶酶体中形成。由于脂褐质结构致密，不能被彻底水解，又不能排出细胞，结果在细胞内沉积增多，阻碍细胞的物质交流和信号传递，最后导致细胞衰老。老年性痴呆（AD）患者脑内的脂褐质、脑血管
沉积物中均有β-淀粉样蛋白（β-AP），因此β-AP可做为AD的鉴定指标。 有关衰老的假说还有很多。近年来，用线虫进行的发育程序与衰老关系的研究取得了显著进展。正常情况下，秀丽隐杆线虫在经历约4 d的幼虫期后进入成虫期，成虫期延续数周后即衰老死亡。但当幼虫遇到不良环境条件时，如虫口过密，食物短缺，幼虫将进入休眠状态达6个月之久；如果环境改善，又可以发育为成虫完成其生活史。遗传分析表明，有两类基因与休眠期幼虫的形成有关，一类是age1和daf2基因，另一类是daf16基因。age1和daf2的正常表达决定了正常的成虫发育；在不良环境里，daf16将表达并使幼虫向休眠期幼虫发育；在某些age1和daf2的突变体中，二者部分表达，其结果是既完成正常成虫的发育，又获得寿命的延长，可延长2～4倍。线虫的特殊发育
模式引起研究者们的强烈兴趣，因为这关系到发育方向的决定和寿命的延长。
篇二：高一生物细胞衰老
第1节 细胞衰老
［背景知识互动］
1.高等动物的发育的基础是什么？
2.人体内是不是所有的细胞都在进行细胞增殖？
答案:1.高等动物从一个受精卵开始发育成一个成熟动物的基础是细胞增殖和细胞分化。
2.人体内的细胞有一部分终生进行细胞增殖，但是也有一部分细胞当发育完成后不再进行细胞增殖。 ［典型例题探究］
【例题】下列不属于衰老特征的是（ ） A.细胞膜上的糖蛋白减少 B.细胞内色素积累 C.酶的活性下降
D.细胞核体积增大，染色质固缩
解析：细胞内生理生化过程发生的复杂变化是引起细胞衰老的主要原因，由此导致了细胞在形态、结构和功能等方面表现出衰老的特征。如：细胞内水分减少，细胞体积缩小，新陈代谢速度降低；核膜内折，染色体固缩，基因表达出现关闭现象；内质网排列无序化，解体，总量减少；线粒体数量减少，体积膨大甚至破坏；细胞膜皱缩，流动性下降，运输功能减弱，胞间连接丧失；细胞内酶的活性降低，色素沉积。
答案：A
细胞衰老
［学习目标导航］
探讨细胞的衰老与人体健康的关系（情感性目标：经历或感受水平）。
［教材习题研讨］
巩固提高：
1.解析：细胞衰老的过程是细胞与生化发生复杂变化的过程，如呼吸速率减慢，酶活性降低等，最终反映在细胞形态结构的变化。细胞衰老的主要特征大体可以从以下几方面描述：（1）细胞膜体系发生变化。（2）细胞骨架体系发生变化。（3）线粒体发生变化。（4）细胞核发生变化。（5）蛋白质合成发生变化。
答案：细胞内水分减少，细胞体积缩小，新陈代谢速度降低；核膜内折，染色体固缩，基因表达出现关闭现象；内质网排列无序化，解体，总量减少；线粒体数量减少，体积膨大甚
学习提示
细胞分裂次数与动物的寿命的关系是一关键内容。
方法点拨
细胞衰老过程中还伴有其他一些细胞器的变化。如溶酶体的数量及体积明显增加等。 知识链接
初中学过关于动物的发育的问题，对细胞的衰老与死亡也有阐述。
规律发现
细胞内生理生化过程发生的复杂变化是引起细胞衰老的主要原因，由此导致了细胞在形态、结构和功能等方面表现出衰老的特征。
至破坏；细胞膜皱缩，流动性下降，运输功能减弱，胞间连接丧失；细胞内酶的活性降低，色素沉积。
2.解析：在有机体内总是有细胞在不断地衰老与死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。细胞衰老与个体的衰老两者既有区别，又有联系。
答案：对于多细胞生物而言，细胞衰老与死亡和机体的衰老与死亡是两个概念，机体的衰老并不等于所有细胞的衰老，但是细胞的衰老与机体的衰老又是密切相关的。
3.解析：参加社会活动和文化体育、娱乐活动。有人认为，这样可以推迟和延缓脑细胞的衰老。性格开朗、心胸开阔、精神愉快、性情文静、情绪乐观。性格是人类特有的心理素质，制约着人的一切心理活动。生活在环境优美地区中的人，有些人成为长寿老人，生活环境对这些长寿老年人影响很大，但是，并不是生活在环境优美地区的每一个人都能长寿，寿命受遗传、运动、饮食等诸因素的影响。因此，应该从综合性的角度来看待每一个有利于长寿的因素和不利因素，只要大家都来创造对健康长寿的有利因素，克服不利的因素，人人都可以争取健康长寿。
答案：与人的寿命有关的因素，不外乎先天性（内因）和后天性（外因）两方面。疾病可以使人未老先衰，疾病伤残是影响人类自然寿命的重要因素。长期处于营养不良状态的人是不可能长寿的。营养对于人的长寿固然是重要的，但是，当人们的生活水平不断提高，富裕起来的人越来越多，营养状态也越来越好的时候，如果摄取营养过剩，就会使人体能量代谢失去平衡，导致肥胖。高脂血症、高血压、冠心病、糖尿病等多种疾病的发生，对人类的长寿构成巨大威胁。总之，人的寿命是受很多错综复杂的因素影响的，任何单一因素，对某一个人来说，可能是决定性的因素，但是，对每个人来说，只能看成重要的因素，甚至不是有关因素。
分析讨论：
1.实验1结论：供体的年龄越小，细胞在体外分裂的次数就越多。
2.实验2结论：动物的寿命长短与其体细胞在体外培养的细胞增殖次数有关。
3.实验3结论：决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境。
4.实验4结论：是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老的表现。
［教材优化全析］
1.人类对细胞衰老的认识
在有机体内总是有细胞在不断地衰老与死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。在人的机体内仅红细胞每分钟就要死亡数百万至数千万之多。机体表面随时有无数细胞死亡与脱落。
正确理解细胞衰老与机体衰老两者之间的关系。
人的自然寿命是根据生物学的规律推算出来的，人的个体寿命很少有达到自然寿命的界限，而一般人的个体寿命又是千差万别，各不一样。
人的寿命主要是通过内外两大因素实现的。内在因素是基因，外在因素是环境，包括自然的和社会的。
衰老基因和抗衰老基因是矛盾的统一。
要点提炼
细胞的衰老和死亡都是正常的自然规律。
因此，细胞衰老(cellularaging)是细胞生命活动的必然规律。然而对这一规律的认识过程却是漫长而曲折的。
20世纪四五十年代L系小鼠细胞和HeLena细胞系的建立，又使细胞不死的观点的统治地位更加巩固了。根据这种观点，细胞本身并没有衰老与死亡，多细胞生物体内观察到的细胞衰老，起因不在细胞本身，而是由于体内外环境的影响。这种观点在20世纪60年代初由于海弗利克(Hayflick)等人的工作从根本上动摇了。以下是海弗利克等人的科学研究过程：
探究活动
影响细胞衰老的内在因素
资料1：Hayflick等发现，从胎儿肺得到的成纤维细胞可在体外条件下传代50次，而从成人肺得到的成纤维细胞只能传代20次，可见细胞的增殖能力与供体的年龄有关。
资料2：Hayflick还比较了取自寿命长度不同的生物的胚成纤维细胞在体外培养条件下的传代次数和寿命的关系，发现物种寿命与培养细胞寿命之间存在着确定的相互关系，例如取自龟的培养细胞传代次数达90～125次，而来自小鼠的细胞在体外的传代次数只有14～28次。
资料3：为了确定体外培养的人二倍体细胞的衰老是细胞本身决定的还是由于培养环境的恶化(例如培养基中营养物质的缺乏，细菌的污染或有毒物质的积累)造成的，Hayflick设计了巧妙的实验，他以间期有无巴氏小体作为供体细胞的标记，将取自老年男性个体的细胞(间期无巴氏小体)和取自年轻女性个体的细胞(间期可见巴氏小体)进行单独或混合培养，并统计其倍增次数。结果混合培养中的两类细胞的倍增次数与各自单独培养时相同，即在同一培养基中，当年轻细胞旺盛增殖的同时，年老细胞就停止生长了。这一结果有力地说明，巴氏小体的污染并没有影响细胞的衰老，决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境。
资料4：年轻的细胞质体与年老的完整细胞融合时，得到的杂种细胞不能分裂；而年老的细胞质体与年轻的完整细胞融合时，杂种细胞的分裂能力与年轻细胞几乎相同（见下图）。
对于动物个体的衰老与细胞
衰老的关系，最初的观点是：两者之间没有直接的联系。
供体的年龄越小，细胞在体外分裂的次数就越多。
动物的寿命长短与其体细胞在体外培养的细胞增殖次数有关。
决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境。
这一实验的结果说明，是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老的表现。
细胞，不是不死的，而是有一定的寿命的；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是著名的Hayflick界
至此，Hayflick界限，即关于细胞的增殖能力和寿命是有限的
限。个体的衰老与细胞的增殖界限有直接的关系。
观点，为广大的研究者所接受。 细胞衰老的特征可以从内到外，从大到小，从形态到代谢的顺序来掌握。
3.细胞衰老与人类健康
①细胞的正常衰老对人体的健康非常有利。
人体的体细胞每天都有大量的衰老与死亡：红细胞的寿命是120天，白细胞的寿命为数天、数周或数年。血细胞不断地衰老和死亡，由新生的血细胞不断补充，使外周血循环中血细胞数量和质量保持动态平衡。
②不正常的细胞衰老是一种疾病。
早老症是一种相当罕见的儿童遗传性疾病，罹患者发生对阳光敏感、矮小及早熟等症状。
第一型（传统型）早老症的症状是渐进性的，通常在一岁以后才出现典型的异常外观。
第二型（先天性或早发型）早老症则于出生后即出现异样。与其他因DNA（去氧核糖核酸）修补缺陷引起的疾病最大的差异在于早老症并不直接导致癌症。
③细胞的衰老往往伴随着人整体的衰老。
肌肉细胞的衰老造成人的行动不便；胸腺细胞的衰老造成人的免疫力下降。
衰老不仅决定于细胞内部，外部环境的影响也很关键： ①适当的体育活动和练气功有抗老保健作用。②环境温度对冷血动物体温有明显影响，降低环境温度可以使某些鱼类的寿命延长。有人估算，如果人的体温能降低2~3度，寿命可延长25~40年。这不能仅归因于代谢减慢，可能还跟改善后半生的免疫功能恶化有关。③空气中带有负电的微粒称为空气负离子，适当浓度的负离子能延缓衰老。④某些食品如银耳、木耳、蜂蜜等能减缓人群生物学年龄的增长。
思维拓展
红细胞寿命短的一个原因是红细胞没有细胞核，失去了细胞的完整性。
全析提示
一般认为儿童早衰症是由于目前有两个与早老症有关的基因缺陷——CSA和CSB被发现，其中CSA基因位于第5号染色体上。这两个基因密码产生的蛋白质都与DNA修补以及复制翻译机制有关。
人体的衰老是一个自然规律，要以正常的心态来面对，多养成一些好的习惯，会在一生中受益无穷。
篇三：细胞的衰老和凋亡
第3节 细胞的衰老和凋亡
一、教学目标
知识方面：
1、描述细胞衰老的特征。
2、简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
能力方面：进行与社会老龄化相关的问题的资料搜集和分析。
情感态度价值观：探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况。
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点：
⑴ 个体衰老与细胞衰老的关系，细胞衰老的特征。
⑵ 细胞凋亡的含义。
解决方法：
⑴ 通过调查人体衰老的特征，讨论如何延缓衰老，延长寿命，引出个体衰老与细胞衰老的
关系和细胞衰老的特征。
⑵ 从生物的寿命引入，探讨细胞的死亡，而细胞的死亡有两种形式，一种是细胞坏死，二
是细胞凋亡。
2、教学难点：细胞凋亡的含义及与细胞坏死的区别。
解决方法：通过列表比较细胞的凋亡和细胞的坏死，让学生弄清二者的区别。
三、课时安排：1课时
四、教学方法：讨论法、讲解法
五、教具准备：
六、学生活动
1、指导学生收集有关人体衰老、细胞衰老、社会老龄化问题的图片和文字资料。
2、引导学生讨论、分析问题得出结论。
七、教学程序
[问题探讨]1、人体衰老表现出哪些特征？2、老年人体内有没有幼嫩的细胞？3、年轻人体内有没有衰老的细胞？3、人体衰老与细胞衰老有什么关系？
教师总结：个体衰老与细胞衰老有关，但二者又不能划等号。⑴个体衰老与细胞衰老都是生物体正常的生命现象。从总体看，个体衰老的过程也是组成个体细胞普遍衰老的过程。⑵对单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。⑶对多细胞生物来说，
细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡，如幼年个体中每天都有细胞衰老、死亡。个体的衰老不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新细胞产生。
那么细胞衰老有何特征呢？
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。（学生阅读教材P122相关内容）
教师总结：
一大：细胞核变大，染色质收缩，染色加深。
衰老细胞的特征
一小：细胞内水分减少，萎缩变小，代谢速率减慢。
一多：细胞内色素逐渐积累、增多 两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性隆低。
细胞衰老的原因是什么？
关系细胞衰老的原因，历来是研究人员极为关注又很难回答的课题。近几十年来，先后提出过多种假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。（学生阅读教材P122相关问题）
[资料搜集和分析]社会老龄化的相关问题，叫同学们将搜集到的相关资料投影展示出来，结合教材P123讨论题讨论分析之。
生物体内的绝大多数细胞，都要经过未分化、分化，衰老和死亡这几个阶段。可见，细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。
细胞死亡有两种形式：1、细胞坏死，它是由某些外界因素造成细胞急速死亡，是一种被动性死亡；2、细胞凋亡，这是一种特定基础控制的主动性死亡。细胞坏死与细胞凋亡在形态学和生物化学上有着明显的区别。细胞凋亡有广泛的生物学意义，例如，在胚胎发育时期清除多余的细胞，有利于器官的建成。当细胞被病毒感染或发生癌变时，机体也会通过凋亡的方式加以清除。
（教师结合教材P123相关图片讲解）
[技能训练]分析数据，结合教材P124表讨论分析之。
九、总结
个体衰老与细胞衰老关系，细胞衰老的特征，细胞衰老的原因，细胞凋亡的含义及与细胞坏死的区别。
十、作业布置：P124练习
十一、板书设计
第3节 细胞的衰老和凋亡
一、个体的衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物：细胞衰老＝个体衰老
多细胞生物：细胞衰老≠个体衰老，细胞时刻在更新
二、细胞衰老的特征
含义：
一大：细胞核变大，染色质收缩，染色加深。
衰老细胞的特征
一小：细胞内水分减少，萎缩变小，代谢速率减慢。
一多：细胞内色素逐渐积累、增多
两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性隆低。
自由基学说：
原因
端粒学说：
三、细胞凋亡
1、概念：
2、特点：
3、原因：
4、意义：
5、与细胞坏死的区别：
第六章 细胞的生命历程
第4节 细胞的癌变
一、教学目标
知识方面：说出癌细胞的主要特征和致癌因子。
情感态度价值观：讨论恶性肿癌的防治，选择健康的生活方式。
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点：
⑴癌细胞的主要特征。
⑵致癌因子。
解决方法：采用探究性学习的方法：提出问题，讨论问题，汇报意见，教师点评、总结，使学生明确癌细胞的主要特征及致癌因子的种类。
2、教学难点：原癌基因与抑癌基因的区别。
解决方法：从分析细胞癌变的原因，引出原癌基因和抑癌基因的概念讲述二者的区别。
三、课时安排：1课时
四、教学方法：讨论法、讲解法
五、教具准备：
六、学生活动
1、指导学生收集有关癌症，健康生活方式的资料，图片。
2、引导学生讨论相关的问题。
七、教学程序
本节内容采用探究性学习的思路组织教学，教师采用多媒体呈现下列问题：
1、什么是癌细胞？
2、癌细胞与其他细胞有什么区别？
3、引起细胞癌变的致癌因子有哪些？
[问题探讨]⑴晒太阳对人体有什么好处？⑵如何正确处理日光浴与预防紫外线过度辐射之间的关系？⑶为什么臭氧层破坏会导致皮肤癌患者增多？
4、细胞为什么会发生癌变？
5、怎样预防癌症？
6、预防癌症与健康生活方式有什么关系？
[资料分析]健康的生活方式与防癌，教材P127讨论题。
7、人类能否征服癌症？
按班级四个自然分布把学生分为四组选择不同问题进行讨论，各组汇报小组意见，教师
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