今天讀書內(nèi)容：細胞的衰老和死亡。

問題探討從生活中老年人常見的白頭出發(fā)，以細胞衰老和個體衰老為情境進行設問，這樣的設計貼近生活。唯一的缺憾就是較難聯(lián)系到細胞死亡。

新教材以圖文結(jié)合的方式，通過直觀的示意圖配上文字介紹細胞衰老的特征。細胞衰老的特征往往同時發(fā)生在某個衰老的細胞中，而不是在衰老細胞中孤立地出現(xiàn)，此處用一張圖概括細胞衰老的特征，有助于學生建立整體性的認識。

細胞的衰老涉及細胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變，如細胞膜的通透性改變（使物質(zhì)運輸功能降低）和細胞核體積增大等等——這些內(nèi)容放置在圖的左側(cè)先介紹。除細胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，與細胞中的化學反應有關的物質(zhì)也會發(fā)生變化，如細胞水分的減少（使細胞萎縮，體積變?。?、多種酶的活性降低（導致呼吸和新陳代謝速率減慢）、色素逐漸積累（因此妨礙了細胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞）——這些內(nèi)容放置在圖的右側(cè)后介紹。

細胞衰老的原因在現(xiàn)行教材中是以小字呈現(xiàn)的，新教材升級為正文內(nèi)容，也就是說這部分內(nèi)容要求有所提高，但在內(nèi)容表述上并沒有顯著變化。

端粒學說中的端粒是個比較有意思的內(nèi)容，對于選修生物的學生，可以在選擇性必修處理PCR時講清楚引物和DNA聚合酶的作用特點（不能從頭合成，只能將核苷酸加至已有的鏈上，且合成方向為5'→3'），然后回頭處理必修二中DNA分子的復制，解釋為什么DNA復制時5'端會不斷變短，從而與細胞分裂時端粒變短聯(lián)系起來。甚至還可以引導學生思考干細胞為什么可以持續(xù)分裂下去，由此引出端粒酶。上述分階段分層次的處理，可以讓學生對端粒了解得更全面一些，不過必修部分不宜要求過高。

這部分從內(nèi)容上講很容易處理，但新教材把這部分內(nèi)容單獨列出來，其中還特別安排了“年齡因素和細胞衰老的關系”的討論活動，這些設計的目的主要是讓學生認識到：隨著年齡的增長，人體內(nèi)細胞的活性慢慢下降，會出現(xiàn)組織衰老，免疫力下降，適應環(huán)境的能力也隨之降低。學生通過學習明確衰老是一個自然過程，每個人都終將面臨衰老，我們應該坦然接受，并且在生活中學會關愛老年人，培養(yǎng)學生的社會責任意識。

細胞死亡命名委員會（NCCD）專門負責細胞死亡分類。2012年該委員會開始根據(jù)生化和分子途徑對細胞死亡分類，其最后一版根據(jù)形態(tài)學分類的建議發(fā)表在2009年。新教材對細胞死亡的分類符合形態(tài)學分類的標準，故此處主要參考該委員會2009年的建議（https://www./articles/cdd2008150）。

現(xiàn)行教材把細胞凋亡和細胞程序性死亡視作等價的或者說是同義詞，這種認識并不正確，生理發(fā)育過程中發(fā)生的細胞死亡有些并不屬于細胞凋亡。因此，新教材此處改為：細胞凋亡是一種程序性死亡，這里的意思是細胞程序性死亡不僅僅只有細胞凋亡一種形式。

細胞凋亡的形態(tài)學特征包括形成凋亡小體、染色質(zhì)固縮、染色體DNA片段化等。凋亡過程中細胞膜始終保持完整，凋亡形成的凋亡小體最終被臨近細胞或吞噬細胞吞噬，因此細胞內(nèi)含物并不泄漏到細胞外，不會引發(fā)炎癥反應。

我們強調(diào)細胞凋亡屬于細胞程序性死亡，受到細胞內(nèi)基因的控制，因此有時教學中教師會把細胞凋亡視作凋亡基因表達的結(jié)果，這種認識實際上是不準確的。一方面，凋亡進程很快，從凋亡起始到出現(xiàn)凋亡小體不過短短數(shù)分鐘，這樣短的時間不足以啟動基因的表達并發(fā)揮效應。另一方面，對動物細胞凋亡的研究結(jié)果顯示，細胞凋亡是受一系列信號轉(zhuǎn)導途徑調(diào)控的，信號轉(zhuǎn)導途徑中的關鍵化合物是事先合成的（不是啟動凋亡基因從頭合成的）。不管是內(nèi)源還是外源途徑，一旦出現(xiàn)了合適的刺激信號，凋亡的信號轉(zhuǎn)導途徑就運轉(zhuǎn)起來，引發(fā)細胞凋亡。

細胞壞死最重要的特征是：壞死過程中細胞膜破裂，細胞內(nèi)容物釋放出來，從而引發(fā)炎癥反應。

長期以來，細胞壞死被視作一個偶然的不受控制的細胞死亡形式，但是越來越多的證據(jù)表明，細胞壞死的執(zhí)行受到信號轉(zhuǎn)導途徑的調(diào)控。[根據(jù)生化和分子途徑分類標準，有些細胞壞死屬于ACD(Accidental cell death)，ACD是指受到不可控的物理、化學等因素導致的細胞死亡，接近高中師生對壞死的理解；而有些細胞壞死則屬于RCD（Regulated cell death），受到信號轉(zhuǎn)導途徑的調(diào)控。]

細胞壞死在免疫反應中發(fā)揮著重要作用。細胞感染病原體之后常通過自殺（細胞凋亡）的方式消滅病原體，一些病原體攜帶抑制細胞凋亡的基因，此時壞死可以作為一種替代方式起作用。被感染的細胞壞死之后可以釋放病原體，并在隨后被免疫細胞識別，再次促發(fā)免疫反應，有助于病原體的及時清除。

新教材介紹了細胞自噬，自噬分為三種類型：巨自噬（macroautophagy），微自噬（microautophagy）和CMA（Champerone mediated autophagy，分子伴侶介導的自噬？）。新教材圖示的自噬屬于巨自噬，這種自噬作用的典型特征是形成自噬體，并伴隨著與溶酶體的結(jié)合；微自噬和CMA不涉及自噬體的形成，但都需要溶酶體的參與。

細胞自噬是一種細胞存活的自我保護機制。當細胞面臨代謝壓力時，通過降解自身蛋白質(zhì)分子或細胞器，為細胞生存提供原材料或ATP。此外，細胞自噬還具有自我清理功能，細胞自噬能降解錯誤折疊的蛋白質(zhì)多聚體，還能夠降解功能失常的整個線粒體、高爾基體等細胞器，甚至可以清除細胞內(nèi)的病原體。

（引自翟中和等《細胞生物學》第四版）

自噬性細胞死亡一般認為是由巨自噬引發(fā)的，屬于細胞程序性死亡。自噬性細胞死亡過程中沒有染色質(zhì)固縮，且常伴隨大量的自噬空泡；與細胞凋亡不同，以自噬形態(tài)死亡的細胞也不涉及吞噬細胞的作用（凋亡涉及到吞噬細胞吞噬凋亡小體）。自噬性細胞死亡的例子極少，目前的研究主要集中在果蠅幼蟲唾液腺細胞的死亡上。自噬性細胞死亡和細胞凋亡在調(diào)控路徑上有部分交叉，因此新教材認為：有些激烈的細胞自噬可能誘導細胞凋亡。

細胞衰老的過程是細胞生理狀態(tài)和生化反應復雜變化的過程，最終反映在細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生了變化。個體衰老和細胞衰老有著密切的關系。細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，與細胞壞死有所區(qū)別。細胞衰老和凋亡對于多細胞生物個體具有一定的積極意義。

凋亡的細胞奉獻了自己，但對多細胞生物個體而言卻具有積極意義，學生可以從中體會奉獻的價值（當然我們也主張珍愛生命）。通過學習，學生明確了衰老是自然現(xiàn)象，每個人終將成為老年人，關愛老年人就是關愛我們自己。