程序性細胞死亡與細胞衰老

1、第十六章細胞死亡與細胞衰老一、填空題TOC o 1-5 h z1.動物細胞的程序性細胞死亡主要包括以下三種方式：、_。動物細胞凋亡的過程，在形態(tài)上可分為個階段:。細胞凋亡具有明顯的形態(tài)學和生理生化特征。到目前為止，仍然是鑒定細胞凋亡最可靠的方法。誘導細胞凋亡的因子大致可分為兩大類：細胞凋亡的過程可分為期和期。生理狀態(tài)下，細胞自噬主要發(fā)生在個體遭遇的時候以及胚胎發(fā)育期間。細胞衰老一般的含義是指體外培養(yǎng)的正常細胞經(jīng)過有限次數(shù)的分裂后，停止分裂，細胞形態(tài)和生理代謝活動發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。二、名詞解釋1程誘序性細胞死亡2細誘胞自噬三、選擇題1下誘列因素中，除哪一因素外均可誘導細胞凋亡？超氧自由基紫外線

2、細胞毒素燒傷2誘四、專業(yè)英語運用（1）請寫出下面的英文或者英文簡寫對應的細胞生物學中文詞匯。五、判斷題1極誘端的物理、化學因素會導致細胞壞死。2壞誘死細胞的質(zhì)膜通透性高，細胞器變形或腫大，細胞破裂，引起周圍組織的炎癥反應。3.凋亡細胞的質(zhì)膜不膨脹、破裂，成膜性小泡被吞噬細胞吞噬。4.凋亡細胞的質(zhì)膜通透性提高，細胞核內(nèi)染色質(zhì)固縮，細胞器變形或腫大，細胞破裂。5所謂界限是指細胞分化的極限。6細胞程序性死亡是正常的生理過程，但某些細胞在病理條件下也可能發(fā)生程序性死亡，如某些病毒感染的細胞。()7衰老過程中，細胞所有的蛋白質(zhì)合成速度都下降。()8內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體的數(shù)量隨年齡增大而減小，但線粒體的體積則隨

3、年齡的增大而增大。9細胞中的端粒和的長度都伴隨著生物年齡的增大而縮短。六、簡答題1.什么是細胞凋亡？細胞凋亡的生理意義？2.衰老細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)有什么變化？3請.解釋老年斑維生素和對于抗衰老有什么作用七、論述題1.請選擇2個細胞衰老的分子機制學說進行簡要論述。參考答案一、填空題1.凋亡、壞死、自噬。凋亡的起始凋亡小體的形成凋亡小體逐漸為鄰近的細胞所吞噬并消化。.梯狀條帶.物理性因子，化學及生物因子.激活期，執(zhí)行期.營養(yǎng)危機.復制衰老二、名詞解釋1程.序性細胞死亡：研究發(fā)現(xiàn)，不論是單細胞生物還是多細胞生物，其細胞死亡往往受到細胞內(nèi)某種由遺傳機制決定的“死亡程序”控制，所以也被稱為程序性細胞死亡，2

4、細.胞自噬：是程序性細胞死亡的一種形式，是指細胞為維持內(nèi)環(huán)境的動態(tài)平衡，降解自身蛋白質(zhì)、細胞器及各種胞質(zhì)組分形成自噬泡并與溶酶體融合而消化的行為過程。三、選擇題.D四、專業(yè)英語運用.請寫出下面的英文或者英文簡寫對應的細胞生物學中文詞匯。:程序性細胞死亡：天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白酶細胞衰老五、判斷題VVVXXVXVX六、簡答題.什么是細胞凋亡？細胞凋亡的生理意義？細胞凋亡指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主的有序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等的作用，因而具有生理性和選擇性。細胞凋亡對動物個體的正常發(fā)育，自穩(wěn)態(tài)的維持，免疫耐受的形成，腫瘤監(jiān)控等多種生理及病理過程具有重要意

5、義。.衰老細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)有什么變化？細胞核核膜內(nèi)折，染色體固縮化，染色體端?？s短。B細胞質(zhì)膜流動性降低，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)總量減少。C線粒體的數(shù)量隨年齡的增大而減少，而其體積則隨著年齡的增大而增大。D色素生成和色素顆粒沉積。細胞內(nèi)水分減少。3請.解釋老年斑、血褐質(zhì)老年斑又稱老年色素、血褐質(zhì)色素、黃色素、透明蠟體及殘體等等。是衰老細胞中常見的致密體。較近的研究提供了大量證據(jù)，表明致密體是由溶酶體或線粒體轉(zhuǎn)化而來。多數(shù)致密體具單層膜且有陽性的磷酸酶反應，這和溶酶體是一致的。少數(shù)致密體顯然是由線粒體轉(zhuǎn)化而來，因為可以看到雙層膜結(jié)構(gòu)，有時嵴的結(jié)構(gòu)也依稀可見。脂褐質(zhì)通常產(chǎn)生自發(fā)熒光，它是自由基誘發(fā)的脂質(zhì)過氧化作

6、用的產(chǎn)物。維生素和對于抗衰老有什么作用為什么？衰老的自由基學說：自由基是一類瞬時形成的含不成對電子的原子或功能基團，普遍存在于生物系統(tǒng)。其種類多、數(shù)量大，是活性極高的過渡態(tài)中間產(chǎn)物。如O2一、OH和各類活性氧中間產(chǎn)物。自由基的化學性質(zhì)活潑，可攻擊生物體內(nèi)的、蛋白質(zhì)和脂類等大分子物質(zhì)，造成損傷，如的斷裂、交聯(lián)、堿基羥基化。蛋白質(zhì)的變性而失活，膜脂中不飽和脂肪酸的氧化而流動性降低。維生素和是抗氧化劑，能終止自由基的擴增反應;減少細胞中過多的自由基對細胞成分的損傷，有一定的抗衰老作用。七、論述題1請.選擇2個細胞衰老的分子機制學說進行簡要論述。差錯學派細胞衰老是各種細胞成分在受到內(nèi)外環(huán)境的損傷作用后

7、，因缺乏完善的修復，使“差錯”積累，導致細胞衰老。根據(jù)對導致“差錯”的主要因子和主導因子的認識不同，可分為不同的學說，這些學說各有實驗證據(jù)。1、代謝廢物積累學說細胞代謝產(chǎn)物積累至一定量后會危害細胞，引起衰老，哺乳動物脂褐質(zhì)的沉積是一個典型的例子，脂褐質(zhì)是一些長壽命的蛋白質(zhì)和、脂類共價縮合形成的巨交聯(lián)物，次級溶酶體是形成脂褐質(zhì)的場所，由于脂褐質(zhì)結(jié)構(gòu)致密，不能被徹底水解，又不能排出細胞，結(jié)果在細胞內(nèi)沉積增多，阻礙細胞的物質(zhì)交流和信號傳遞。最后導致細胞衰老。研究還發(fā)現(xiàn)老年性癡呆（D腦內(nèi)的脂褐質(zhì)、腦血管沉積物中有P淀粉樣蛋白，因此P可做為的鑒定指標。2、大分子交聯(lián)學說過量的大分子交聯(lián)是衰老的一個主要因

8、素，如交聯(lián)和膠原膠聯(lián)均可損害其功能，引起衰老。在臨床方面膠原交聯(lián)和動脈硬化、微血管病變有密切關(guān)系。3、自由基學說自由基是一類瞬時形成的含不成對電子的原子或功能基團，普遍存在于生物系統(tǒng)。其種類多、數(shù)量大，是活性極高的過渡態(tài)中間產(chǎn)物。如O2、OH和各類活性氧中間產(chǎn)物（OM,正常細胞內(nèi)存在清除自由基的防御系統(tǒng)，包括酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)。前者如：超氧化物歧化酶O,過氧化氫酶）谷胱甘肽過氧化物酶H-非酶系統(tǒng)有維生素，醌類物質(zhì)等電子受體。自由基的化學性質(zhì)活潑，可攻擊生物體內(nèi)的、蛋白質(zhì)和脂類等大分子物質(zhì)，造成損傷，如的斷裂、交聯(lián)、堿基羥基化。蛋白質(zhì)的變性而失活，膜脂中不飽和脂肪酸的氧化而流動性降低。實驗表明中O

9、H隨著年齡的增加而增加。OH完全失去堿基配對特異性，不僅OH被錯讀，與之相鄰的胞嘧啶也被錯誤復制。大量實驗證明實，超氧化物岐化酶與抗氧化酶的活性升高能延緩機體的衰老。等人、，將超氧化物岐化酶與過氧化氫酶基因?qū)牍?，使轉(zhuǎn)基因株比野生型這兩種酶基因多一個拷貝，結(jié)果轉(zhuǎn)基因株中酶活性顯著升高平均年齡和最高壽限有所延長。4、體細胞突變學說認為誘發(fā)和自發(fā)突變積累和功能基因的喪失，減少了功能性蛋白的合成，導致細胞的衰老和死亡。如輻射可以導致年輕的哺乳動物出現(xiàn)衰老的癥狀，和個體正常衰老非常相似。損傷修復學說外源的理化因子，內(nèi)源的自由基本均可導致的損傷。正常機體內(nèi)存在的修復機制，可使損傷的得到修復，但是隨著年

10、齡的增加，這種修復能力下降，導致的錯誤累積，最終細胞衰老死亡。的修復并不均一，轉(zhuǎn)錄活躍基因被優(yōu)先修復，而在同一基因中轉(zhuǎn)錄區(qū)被優(yōu)先修復，而徹底的修復僅發(fā)生在細胞分裂的N時期，這就是干細胞能永保青春的原因。6、生物分子自然交聯(lián)學說：該學說在論證生物體衰老的分子機制時指出：生物體是一個不穩(wěn)定的化學體系，屬于耗散結(jié)構(gòu)。體系中各種生物分子具有大量的活潑基團，它們必然相互作用發(fā)生化學反應使生物分子緩慢交聯(lián)以趨向化學活性的穩(wěn)定。隨著時間的推移，交聯(lián)程度不斷增加，生物分子的活潑基團不斷消耗減少，原有的分子結(jié)構(gòu)逐漸改變，這些變化的積累會使生物組織逐漸出現(xiàn)衰老現(xiàn)象。生物分子或基因的這些變化一方面會表現(xiàn)出不同活性甚

11、至作用徹底改變的基因產(chǎn)物，另一方面還會干擾RNA聚合酶的識別結(jié)合，從而影響轉(zhuǎn)錄活性，表現(xiàn)出基因的轉(zhuǎn)錄活性有次序地逐漸喪失，促使細胞、組織發(fā)生進行性和規(guī)律性的表型變化乃至衰老死亡。生物分子自然交聯(lián)說論證生物衰老的分子機制的基本論點可歸納如下：其一，各種生物分子不是一成不變的，而是隨著時間推移按一定自然模式發(fā)生進行性自然交聯(lián)。其二，進行性自然交聯(lián)使生物分子緩慢聯(lián)結(jié)，分子間鍵能不斷增加，逐漸高分子化，溶解度和膨潤能力逐漸降低和喪失，其表型特征是細胞和組織出現(xiàn)老態(tài)。其三，進行性自然交聯(lián)導致基因的有序失活，使細胞按特定模式生長分化，使生物體表現(xiàn)出程序化和模式化生長、發(fā)育、衰老以至死亡的動態(tài)變化歷程。遺傳

12、論學派認為衰老是遺傳決定的自然演進過程，一切細胞均有內(nèi)在的預定程序決定其壽命，而細胞壽命又決定種屬壽命的差異，而外部因素只能使細胞壽命在限定范圍內(nèi)變動。、細胞有限分裂學說Hayflick報道，人的纖維細胞在體外培養(yǎng)時增殖次數(shù)是有限的。后來許多實驗證明，正常的動物細胞無論是在體內(nèi)生長還是在體外培養(yǎng)，其分裂次數(shù)總存在一個“極極值”。此值被稱為“Hayflick”極限，亦稱最大分裂次數(shù)。如人胚成纖維細胞在體外培養(yǎng)時只能增殖代。現(xiàn)在普遍認為細胞增殖次數(shù)與端粒長度有關(guān)。Hal等發(fā)現(xiàn)體細胞染色體的端粒會隨細胞分裂次數(shù)增加而不斷縮短。復制一次端粒就縮短一段，當縮短到一定程度至Hayflick點時，細胞停止復

13、制，而走向衰亡。資料表明人的成纖維細胞端粒每年縮短，可見染色體的端粒有細胞分裂計數(shù)器的功能，能記憶細胞分裂的次數(shù)。端粒的長度還與端聚酶的活性有關(guān)，端聚酶是一種反轉(zhuǎn)錄酶，能以自身的為模板合成端粒，在精原細胞和腫瘤細胞（如H母細胞）中有較高的端聚酶活性，而正常體細胞中端聚酶的活性很低，呈抑制狀態(tài)。2、重復基因失活學說真核生物基因組重復序列不僅增加基因信息量，而且也是使基因信息免遭機遇性分子損害的一種方式。主要基因的選擇性重復是基因組的保護性機制，也可能是決定細胞衰老速度的一個因素，重復基因的一個拷貝受損或選擇關(guān)閉后，其它拷貝被激活，直到最后一份拷貝用完，細胞因缺少某種重要產(chǎn)物而衰亡。實驗證明小鼠肝細胞重復基因的轉(zhuǎn)錄靈敏度隨年齡而逐漸降低。哺乳動物基因數(shù)隨年齡而減少。3、衰老基因?qū)W說統(tǒng)計學資料表明，子女的壽命與雙親的壽命有關(guān)，各種動物都有相當恒定的平均壽命和最高壽命，成人早衰癥病人平均歲時出現(xiàn)衰老，歲生命結(jié)束，嬰幼兒早衰癥的小孩在1歲時出現(xiàn)明顯的衰老，12歲1即8過早夭折。由此來看物種的壽命主要取決于遺傳物質(zhì)，鏈上可能存在一些“長壽基因”或“衰老基因”來決定個體的壽限。研究表明當細胞衰老時，一些衰老相關(guān)基因（）表達特別活躍，其表達水平大大高于年