第四章 衰老生物学

(1) 衰老的遗传学说这种学说认为：生物的衰老与遗传因素密切相关。

一个成年人的全身有一千多万亿个细胞，而细胞由细胞膜、细胞核组成。

如果用一种特殊的染料将细胞染色，就可以发现着色较深的核仁，还可看到一些网状的染色体，这就是所说的染色质，它是由脱氧核糖核酸（DNA）和碱性蛋白质组成的，其中DNA与遗传有密切关系。

一个人的出生，都带着他父母的遗传基因。

1974年艾博特等人对九千多人的情况进行了研究，其结果证实了“父母长寿的，子女也长寿。

”大量事实证明，人类及动物的衰老和遗传有密切关系。

即使同是人类，因遗传特点不同，衰老速度也不一样。

比如从世界各国平均寿命可以看出，女性比男性的寿命一般长5～10岁。

这是因男女在遗传上有所不同的缘故，即男女染色体成份有区别。

其差别发生在第23对染色体上，其中女性第23对染色体都是X染色体，而男性的第23对染色体中一个大的是X染色体，另一个小的是Y染色体，Y染色体中所含遗传成分很小，因此女性的遗传物质是十分完整的两套，彼此可以相互弥补。

也就是说一套染色体受到某种影响发生了损伤，可以由另一套提供相同的遗传信息加以修复。

而男性却只有一套是完整的，另一套是不完整的，若损伤发生在第23对染色体中的X染色体上，就无法修复了。

据认为这就是男性寿命较短的根本原因，也是女性的免疫系统衰退较慢的原因。

(2) 差误学说差误学说是从遗传学角度并从分子水平说明衰老原因的一种新学说。

是指机体衰老时，对蛋白质的合成能力明显下降，合成蛋白质的酶也发生误差，从而导致DNA传达与复制的能力下降或发生误差，这些误差的积累，引起了衰老。

不但蛋白质合成中会有差错，在DNA、RNA等遗传物质的复制过程中也会发生差错，从而积累起错误的遗传信息，导致细胞组织器官的损害。

在年轻个体中，存在着功能正常的修复酶，能将DNA损伤修复。

由于年老细胞修复酶的功能衰弱，错误及缺陷不能得到修正。

如果机体完全缺乏修复系统，那么只能生活很短一段时间就会死亡。

第二节细胞分化、衰老和死亡课标内容要求核心素养对接说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。

1．生命观念——利用结构和功能观，说明细胞分化的实质和意义，以及衰老的特征。

2．科学思维——通过比较和分类，明确不同细胞全能性大小的不同，以及细胞死亡方式的不同。

3．社会责任——关注我国的老龄化问题。

一、细胞分化和细胞全能性1．细胞分化形成复杂的多细胞生物体(1)细胞分化概念：在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程，称为细胞分化。

(2)细胞分化实例①骨髓中造血干细胞分裂产生的细胞发生特异性变化，形成红细胞、血小板和多种白细胞。

②在被子植物中，叶表皮细胞外侧有角质层，具有保护作用；叶肉细胞内有大量的叶绿体，能进行光合作用；营养组织细胞能储藏营养物质；输导组织参与营养物质的运输。

(3)细胞分化特点①细胞分化是一种持久性的变化。

②一般来说，分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。

③细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物体发育的基础。

(4)细胞分化意义在个体发育中，细胞分化能增加细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理功能，从而有利于提高各种生命活动的效率。

2．分化后的细胞仍然具有全能性(1)1902年，德国植物学家哈伯兰特预言：离体的植物细胞既然具有本物种全套遗传信息，那么，在一定条件下应该能发育成为完整的植物体。

(2)1958年，美国植物学家斯图尔德等人，证实了哈伯兰特50多年前的预言，即离体的植物细胞能发育成完整的植物体。

(3)植物细胞具有全能性：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即植物细胞具有全能性。

细胞的全能性是指细胞分裂和分化后，仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。

(4)高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着全套的遗传物质，是具有全能性的。

实验:观察植物根尖细胞有丝分裂1.实验原理:(1)幼根根尖的分生区生长旺盛，细胞常处于分裂的不同时期。

(2)根尖材料经解离后，细胞相互分离，便于压片时将细胞分散开。

(3)采用碱性染料对染色体或染色质进行染色，便于观察。

2.实验试剂:(1)解离液:由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按体积比1∶1配制而成。

(2)苯酚品红溶液:使染色体着色。

(3)漂洗液:清水，洗去组织中的解离液。

3.实验步骤:(1)洋葱根尖的培养:实验前5～6天，将洋葱放在装满清水的烧杯上，底部接触水面，置于温暖处培养，待根长至2～5cm，剪取生长健壮的根尖备用。

(2)制作玻片标本:(3)观察:①先在低倍镜下找到分生区细胞，再换用高倍镜仔细观察。

②绘制细胞分裂各时期简图。

1.选取实验材料的关键:(1)剪取根尖长度为3 mm左右，过长或过短都会导致难以找到分生区的细胞。

(2)选材时不能单纯以分裂期所占时间的长短作为选材标准，而是应选择分裂期占细胞周期时间比例大的材料，因为此种材料分裂期的细胞数目较多、易观察。

(3)必须在分裂旺盛的时间取材。

2.实验操作注意问题:3.实验结果注意问题:(1)由于细胞在解离时已经死亡，所以不能观察到有丝分裂的动态过程。

(2)视野中往往找不全有丝分裂各个时期的细胞，可以移动装片从邻近的分生区细胞中寻找。

(3)观察到的某个时期细胞数目的多少反映出这个时期经历时间的长短。

间期细胞数目最多，说明间期经历的时间最长。

4.三种异常情况分析:(1)大多数为长方形细胞:取材不当，不是分生区细胞，细胞已分化。

(2)找不到图像:未对好光或光线亮度不够好，也有的是未调好焦距。

(3)装片中出现气泡:载玻片上滴的清水少或盖玻片的盖法不对。

1.细胞代谢受温度等环境因素影响，因此最好在上午10时至下午2时剪取材料进行实验，此时温度适宜，细胞分裂旺盛，处于分裂期的细胞数目相对较多。

你如何证明上述说法的正确性?提示:一组剪取上午10时到下午2时的洋葱根尖制成装片，另一组剪取其他时间段的洋葱根尖制成装片，在高倍显微镜下分别观察两组装片，比较两个视野中处于分裂期细胞所占的比例情况。

高中生物衰老细胞的特征
衰老细胞（Senescent Cells）是生物体出现衰退发育现象时产生的一种特殊细胞，
它具有在体内维持稳态及促进体细胞发育的重要作用。

它的产生出现在高等植物及动物的
发育过程中，棘轮动物的发育过程中也存在衰老细胞；在高中生物中，它也有出现。

1、形态特征：衰老细胞的形态特征比较典型，有的植物衰老细胞比较大，有的则植
物和动物都比较小；它们一般有明显的内含物，呈现出明显的团状，着囊状衣层，呈暗色；大小及形状可以有不同的变化，有的衰老细胞大得可怕，这类细胞称为特大型衰老细胞，
有的称之为小衰老细胞。

2、生理特征：衰老细胞有一定的特殊功能，即衰退发育激素作用，它可以抑制过繁
殖细胞的增殖，从而形成一个正常稳定的生理环境。

此外，衰老细胞还具有抗感染性，可
以实现在体内的病原体的抑制功能。

3、生物学特征：衰老细胞的生物学特征主要与其发生的过程有关。

它发生的过程分
为三个阶段：细胞衰老初期，持续衰老阶段和细胞死亡阶段。

细胞衰老初期对调节衰老过
程有着重要的影响，衰老细胞破裂，与其他细胞结合，产生一些突变；持续衰老阶段，衰
老细胞出现分裂，但分裂水平相对较低；细胞死亡阶段，整个细胞被清除。

总之，衰老细胞是高中生物的重要特征，它的存在对维持稳态及促进体细胞发育有着
重要的意义。

它的形态特征、生理特征及生物学特征都比较典型，可以有不同的变化。

理
解其生物学学特征有助于我们更好地了解高中生物中衰老细胞的重要性。

《老年学概论》课程教学大纲【课程名称】老年学概论【课程类别】专业课【教学学时】32学时【课程学分】2学分【开课专业】老年服务与管理专业【选用教材】《老年学概论》（2010.5）中国人民大学出版社邬沧萍、姜向群主编【参考教材】1．《老年社会工作》中国轻工业出版社刘静林主编（2009.8） 2．《老年权益保障教程》长沙民政学院自编教材江浪、陈卓颐主编3.《民政与社会工作》国防科技大学出版社曾岗、刘志红主编【课程性质、目的】一、课程性质面对人口老龄化和社会经济体制的急剧转型，传统的养老方式以及计划经济时代的老龄工作模式已经不能适应现代社会的需要。

而且我国老年学专业人才奇缺，严重滞后于社会的发展。

这就要求对老龄工作的组织、制度和社会资源进行重新整合。

《老年学概论》的编写和出版适应了高校老年学专业课程设置的需要，概括性地介绍和阐述了老年学的基本内容，对老年学专业的内容起到引导的作用，为专业教学提供了理论基础，同时也是对老年学的深入发展起到推动作用。

二、课程目的：1、学生能说明人口老龄化的产生、经过、发展与人口老龄化的现状等基本知识。

2、学生能说明衰老生物学、老年人口学、老年心理学、老年经济学在研究人口老龄化的必要性和重要性。

3、学生能说明人口老龄化对社会各领域带来的挑战与机遇（如经济、医疗、社会保障、社会政治、家庭等），以及如何应对人口老龄化的战略对策。

【课程基本要求】方法能力：通过对人口老龄化问题的分析、寻找解决问题的方法，培养学生会发现问题、分析问题和解决问题的能力，让学生学会独立思考，培养学生的学习能力和工作能力。

社会能力：通过任务驱动、行动导向等教学方法，使学生在学习及实践的过程中学会合作、交流沟通与团队协作，培养学生的社会适应能力，提高学生的就业竞争力。

职业道德与职业意识：在日常教学与实践活动中，逐步使学生树立服务意识、责任意识、管理意识，培养学生吃苦耐劳、诚实守信、爱岗敬业等良好的职业道德。

【各章节内容及学时分配】通过本章的学习，了解人类个体和群体老龄化的概念及人口老龄化的影响因素。

衰老生物学
1衰老生物学
衰老生物学是一门研究老化的多学科学科。

它涉及生物学，化学，遗传学，药物学，细胞生物学和其他领域，它开发并研究有助于抗衰老的疗法和疗法。

它能够理解在过去一个世纪研究发现的年龄相关的衰老机制，尝试寻找可用于抗老化和抗衰老的治疗方法，并开发可影响老化进程的营养和其他生物学因子。

衰老生物学研究衰老的病理生理，包括抗氧化作用和炎症反应，以及眼睛和皮肤衰老。

它涉及到衰老机制和老年病发展的内在机制，以及如何抑制它们并预防衰老的过程。

衰老生物学还考虑到营养因素，辐射，药物以及其他致衰老因素的影响，并建立抗老化疗法，旨在延缓衰老的累积过程。

衰老生物学最重要的发现之一是有关长寿基因的发现，这些基因似乎延缓衰老的过程，并维持正常的细胞活动。

在同样环境的条件下，反应基因通常与年龄相关，而长寿基因可以对抗这些反应。

这些基因可以调节细胞死亡和DNA修复，最终能够延缓各种衰老症状。

此外，衰老生物学也重点研究老年病的发展，如糖尿病、骨质疏松症以及阿尔茨海默病等疾病。

衰老生物学家尝试提高衰老过程中的生物分子，如蛋白质，以提高长寿而减少衰老导致的老年病发病率。

通过研究衰老生物学，我们可以弄清楚老化过程，从而找到可以减缓老化过程的方法和药物，并预防老年病发展。

衰老生物学也会促进发展新的抗衰老疗法，并改善人们的健康水平，让他们更愉悦地进入老年生活。

2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：第四章第二、三节细胞的分化细胞的衰老和凋亡(含答案)1．生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的；细胞的分化是细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。

细胞分化一般是不可逆的。

2．细胞异常分化的结果是形成癌细胞。

癌细胞重要的两个特点是：①能无限增殖；②能在体内转移。

3．一般来说，细胞分化的程度越高，细胞全能性相对越低，细胞分裂的能力也越低。

4．对于单细胞生物体来说，细胞的衰老就是个体的衰老；对于多细胞生物来说，细胞的衰老不等于个体的衰老；细胞的衰老是细胞生命活动的必然规律。

5．细胞凋亡是细胞一种正常的重要的生命活动，是一个由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

对应学生用书P851．结合下图完成有关细胞分化的问题(1)b的过程叫细胞分化。

生物的个体发育是通过b过程来实现的。

(2)由②③④细胞变为⑤⑥⑦细胞，细胞在哪些方面发生了稳定差异：形态、结构和功能。

(3)图中b过程形成的细胞一般情况下不能分裂，可说明细胞分化的特点是不可逆的。

(4)正常情况下，①②③④⑤⑥⑦细胞的遗传物质都相同。

2．细胞的全能性[判断](1)细胞的全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

(√)(2)植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。

(√)(3)克隆羊多利的培育说明高度分化的动物细胞具有全能性。

(×)(4)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。

(×)1．细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变？提示：细胞分化中遗传物质并未发生改变。

2．为什么分化的细胞，其遗传信息并没有改变？提示：细胞是以有丝分裂的方式进行增殖，而有丝分裂的特点是遗传物质维持稳定；分化的细胞都是来自同一个受精卵。

3．人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵分裂而来的，但它们的形态、结构和功能不同，其原因是什么？提示：基因选择性表达。

4．阅读课本P115有关科学家利用植物组织培育技术把胡萝卜韧皮部细胞培育成新植株；利用细胞核移植技术，将蝌蚪肠细胞的细胞核植入去核的蛙卵细胞中，结果培养出了新蝌蚪；1997年，英国科学家将绵羊乳腺细胞的细胞核植入另一只绵羊的去核的卵细胞中，诞生了“多莉”羊。

衰老生物学转化医学衰老生物学是研究生物体老化过程的学科，而转化医学是将基础科学研究成果应用于临床实践，以提高人类健康水平的学科。

本文将从衰老生物学的角度探讨转化医学的应用，以及转化医学在延缓衰老和提高健康寿命方面的潜力。

衰老是生物体不可逆转的生理过程，随着年龄的增长，机体各个组织和器官功能逐渐下降，容易发生各种老年疾病。

衰老生物学的研究旨在解析衰老的机制，寻找干预衰老的方法和策略。

通过对衰老相关基因的研究，科学家们发现，衰老是由多种复杂的因素和机制共同作用而成的。

其中涉及到细胞衰老、基因突变、DNA损伤、免疫系统衰退等多个方面。

转化医学是将基础科学研究成果转化为实际应用的学科，旨在改善人类健康状况。

在衰老生物学的基础上，转化医学致力于将衰老研究的成果应用于延缓衰老和提高健康寿命的实践中。

通过对衰老机制的深入研究，科学家们发现一些潜在的干预手段和治疗策略。

一方面，转化医学在衰老相关疾病的治疗方面发挥着重要作用。

例如，通过研究老年痴呆症的发病机制，科学家们发现免疫系统的功能下降与老年痴呆症的发生有关。

基于这一发现，研究人员可以针对免疫系统进行干预，开发新的药物或治疗方法来延缓或预防老年痴呆症的发生。

类似地，通过研究心血管疾病与衰老的关系，科学家们可以找到延缓心血管衰老的方法，从而减少心血管疾病的发生。

另一方面，转化医学也在延缓衰老和提高健康寿命方面发挥着重要作用。

通过研究衰老的分子机制，科学家们发现一些潜在的干预目标，例如调节细胞衰老的信号通路、修复DNA损伤的机制等。

基于这些发现，研究人员可以开发新的药物或治疗方法，来延缓细胞衰老和DNA损伤，从而延长健康寿命。

此外，转化医学还可以通过干细胞治疗、基因编辑等技术，修复和替代老化损伤的组织和器官，实现对衰老过程的干预。

衰老生物学转化医学的研究和应用还处于起步阶段，但已经取得了一些重要的进展。

随着技术的不断进步，未来我们有望找到更多的干预手段和治疗策略，来延缓衰老和提高健康寿命。

细胞衰老的两个学说
细胞衰老是生物学上极其重要的一个研究领域。

早在1961年，丹尼尔喜瑞提出“细
胞衰老”的概念后，一些学者就深入研究细胞衰老的相关机制，最终提出了“可逆衰老”
和“不可逆衰老”两个学说。

可逆衰老学说认为，细胞具有一定的衰老机制，但并不是一种永久性的现象。

这表明，随着外部环境的变化，细胞的衰老作用可以被抑制，或者在衰老的过程中，可以利用复原
激活剂对细胞进行恢复。

因此，可逆衰老认为，细胞衰老是逆转可能的。

两种理论的区别在于它们的观点不同。

可逆衰老关注的是利用复原激活剂积极促进细
胞代谢和生长的过程，从而发挥细胞衰老的调整功能，促进细胞的抗衰老能力；而不可逆
衰老更多的是在抑制细胞代谢和生长的作用，促使细胞衰老进程加快。

尽管二者的区别很大，但是这两者并不是完全相关的两个概念。

实际上，细胞衰老究
竟是可逆的还是不可逆的一个过程，完全取决于细胞的状态和受影响的程度。

因此，细胞
衰老可以通过正确的研究过程和正确的研究结果，来判定是可逆衰老还是不可逆衰老。

也
就是说，可逆衰老和不可逆衰老是在研究过程中获得幼稚性结果时考虑的观点，并不表示
它们之间存在一种明确的区分。

衰老的生物学特征衰老是人类生命周期中不可避免的过程，伴随着时间的流逝，人体会出现一系列的生物学特征变化。

本文将就衰老的生物学特征展开讨论。

一、外观特征的改变随着年龄的增长，人体的外观会发生明显的变化。

皮肤逐渐失去弹性，出现皱纹和皮肤下垂；头发逐渐变白、变稀；指甲变薄、变干燥。

这些外观上的改变是衰老的显著标志。

二、器官功能的下降衰老会导致人体各个器官功能的逐渐下降。

例如，心脏的泵血能力减弱，血压稳定性下降，容易出现心脏病和高血压等疾病；肺活量减小，导致呼吸困难；肾脏滤清功能减退，容易出现肾功能不全等。

这些器官功能下降的现象，会影响到人体的整体健康状况。

三、免疫功能的减弱随着年龄的增长，人体免疫功能会逐渐减弱，容易受到感染的侵袭。

研究发现，老年人的免疫细胞数量和功能均有所下降，导致易患上呼吸道感染、尿路感染等。

此外，免疫功能减弱还会导致癌症的发生率增加。

四、代谢能力的降低衰老过程中，人体的代谢能力会逐渐降低。

新陈代谢减缓会导致体重增加，容易出现肥胖问题。

此外，代谢能力的下降还会导致骨质疏松、关节炎等问题。

五、认知功能的退化随着年龄的增长，人体的认知功能也会逐渐退化。

老年人的记忆力、学习能力和注意力等认知能力都会有所下降。

这是由于大脑神经元的损伤和脑部结构的改变所致。

老年人还容易出现阿尔茨海默病等与认知功能相关的疾病。

六、骨骼肌肉的减少随着年龄的增长，人体的骨骼肌肉逐渐减少。

研究表明，老年人的肌肉质量和肌肉力量都会下降，导致肌肉无力、肌肉萎缩等问题。

这使得老年人容易摔倒和骨折。

七、血管系统的老化随着年龄的增长，人体的血管系统也会进行老化。

血管壁变得更加脆弱，容易出现动脉硬化和血管病变。

这导致血液循环不畅，增加了心脑血管疾病的风险。

总结起来，衰老过程中，人体会出现外观特征的改变、器官功能的下降、免疫功能的减弱、代谢能力的降低、认知功能的退化、骨骼肌肉的减少以及血管系统的老化等生物学特征。

这些特征的出现，是衰老过程中生物学变化的体现。