高中生物《细胞的衰老和凋亡》文字素材3 浙教版必修1.doc

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1、《细胞的衰老和凋亡》1.个体衰老的特征老年人和青年人相比，机体成分及结构有明显改变。例如，老年人全身含水量减少，脂肪比例增加；细胞萎缩导致各器官的重量减轻（其中，老年人的性腺、脾和肾重量下降较明显，甲状腺、肾上腺和脑的重量下降则较少）。但是，老年人的肺因异物沉积、纤维化，60岁左右时重量反而增加。衰老器官的功能改变，主要表现为适应能力降低，抵抗力减退以及器官整体机能的减弱和丧失。例如，更年期以后，女性的排卵功能基本丧失。有时，衰老器官功能改变主要表现为部分细胞机能减退或细胞数目减少。例如，老年人神经细胞外形完整，但传导速度减慢；而老年人基础氧利用的减少起因于有

2、活力细胞数目的减少。此外，因组织细胞萎缩减少了对营养的需求，从而使各器官血流灌注量减少，血液供应不足又促使组织进一步萎缩，影响器官的机能。2.细胞衰老的特征（1）形态变化细胞核：增大，染色深，核内有包含物，核膜内陷。染色质：凝聚，固缩，碎裂，溶解。细胞膜：黏度增加，流动性降低。细胞质：色素积聚，空泡形成。线粒体：数目减少，体积增大。高尔基体：碎裂。包含物：糖原减少，脂肪积聚。（2）分子水平的变化DNA：在总体上，DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制，但个别基因可能会异常激活；端粒DNA缩短，线粒体DNA特异缺失；DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。R

3、NA：mRNA和tRNA含量降低。蛋白质：合成减弱；细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性、可降解性下降；自由基使蛋白质肽链断裂、交联而变性；氨基酸由左旋变为右旋。4用心爱心专心酶分子：活性中心被氧化；金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失；酶分子的二级结构、溶解度、等电点发生改变；酶部分或完全失活。脂质：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，膜的流动性降低。3.细胞衰老的分子机理（1）差错学派差错学派认为，细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使“差错”积累而导致

4、的。根据对导致“差错”的主要因子和主导因素的认识不同，可分为不同的学说，这些学说各有实验证据。代谢废物积累学说 细胞代谢产物积累至一定量后会危害细胞，引起衰老。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，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。研究还发现老年性痴呆（AD）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可作为AD的鉴定指标。大分子交联学说 过量的大分子交联是衰老的一个主要因素，如DN

5、A交联和胶原交联均可损害细胞功能，引起衰老。在临床上，胶原交联与动脉硬化、微血管病变有密切关系。自由基学说 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。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，醌类物质等电子受体。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

6、流动性降低。大量实验证明，SOD和CAT的活性升高能延缓机体的衰老。Sohal将SOD和CAT基因导入果蝇，使转基因果蝇比野生型的这两种酶基因多一个拷贝，转基因果蝇中酶活性显著升高，而平均年龄和最高寿限有所延长。体细胞突变学说认为诱发和自发突变积累均可使基因部分或全部功能丧失，导致功能性蛋白的合成减少，细胞衰老或死亡。例如，辐射可以导致年轻的哺乳动物出现衰老的症状，和个体正常衰老非常相似。DNA损伤修复学说 外源的理化因子、内源的自由基均可引起DNA损伤。正常机体内存在DNA的修复机制，通常可使损伤的DNA得到修复。但是随着年龄的增加，这种修复能力逐渐下降，结

7、果导致DNA错误累积，最终细胞衰老死亡。另外，DNA的修复并不均一，转录活跃基因被优先修复，而在同一基因中转录区被优先修复，彻底的修复仅发生在细胞分裂的DNA复制时期，这也是干细胞能“永葆青春”的原因。4用心爱心专心（2）遗传论学派遗传论学派认为衰老是遗传决定的自然演变过程，一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命，而细胞寿命又决定种属寿命的差异，外部因素只能使细胞寿命在限定范围内变动。细胞有限分裂学说许多实验证明，正常的动物细胞无论是在体内生长还是在体外培养，其分裂次数总存在一个“极限值”，亦称最大分裂次数，如人胚成纤维细胞在体外培养时只能增殖60～70代。现在

8、普遍认为细胞增殖次数与端粒DNA长度有