细胞分化

第第2 2节节细胞的分化细胞的分化第六章细胞的生命历程第六章细胞的生命历程分裂分裂 成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10101212个。个。细胞种类细胞种类 有有200 200 多种。这么多种类细多种。这么多种类细胞均来自一个胞均来自一个受精卵受精卵.有丝分裂有丝分裂分分化化神经细胞神经细胞红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞上皮组织细胞上皮组织细胞功能：光合作用功能：光合作用功能：保护功能功能：保护功能功能：贮藏营养物质功能：贮藏营养物质总结总结：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此 相似的早期胚细胞。相似的早期胚细胞。1.细胞分化的概念：细胞分化的概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。上发生稳定性差异的过程。细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞数量细胞数量形态结构形态结构功能功能相同点相同点联系联系增加增加相同相同不变不变差异差异染色体和遗传信息都不变染色体和遗传信息都不变先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程础，共同完成生物个体发育过程2.细胞分化与分裂的区别和联系细胞分化与分裂的区别和联系 在红细胞中，与血红蛋白合成有关在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白合的基因处于活动状态，与肌动蛋白合成有关的基因处于关闭状态。成有关的基因处于关闭状态。在在肌肌细胞中，与肌动蛋白合成有关细胞中，与肌动蛋白合成有关的基因处于活动状态，而与血红蛋白的基因处于活动状态，而与血红蛋白合成有关的基因处于关闭状态。合成有关的基因处于关闭状态。细胞分化的机理：细胞分化的机理：不同细胞中遗传信息的执不同细胞中遗传信息的执行情况不同，是行情况不同，是基因的基因的“选择性选择性”表达，表达，分化是以分裂为基础的。就一个个分化是以分裂为基础的。就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息。只是在不同细胞中遗传信息传信息。只是在不同细胞中遗传信息的执行情况不同。的执行情况不同。2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。3.分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不能再回到分化前的状态，直到死亡。能再回到分化前的状态，直到死亡。稳定性（遗传物质未变）稳定性（遗传物质未变）不可逆性不可逆性1.细胞分化发生在整个生命进程中细胞分化发生在整个生命进程中。持久性持久性3.细胞分化的特点细胞分化的特点持久性、稳定性、不可逆性持久性、稳定性、不可逆性请大家举例说明细胞分化发生在个体发育请大家举例说明细胞分化发生在个体发育的什么时期呢？的什么时期呢？4.细胞分化的时期细胞分化的时期整个生命历程，（幼年、成年、老年）整个生命历程，（幼年、成年、老年）胚胎期达最大限度胚胎期达最大限度细胞分化的意义是什么呢？细胞分化的意义是什么呢？是生物个体发育的基础是生物个体发育的基础5.细胞分化的意义细胞分化的意义细胞细胞组织组织 器官器官 系统系统 个体个体叶脉叶脉上表皮上表皮叶肉叶肉下表皮下表皮使多细胞生物体中的细胞趋于专门化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有有利于提高各种生理功能的效率。利于提高各种生理功能的效率。既然细胞分化具有稳定性、持久性、既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗分化成其它细胞吗?思考：思考：我们共同看一下美国科学家斯图尔德我们共同看一下美国科学家斯图尔德的一个实验的一个实验1.1.植物组织培养的过程植物组织培养的过程韧皮部韧皮部细胞细胞植物激素无机盐糖类植物激素无机盐糖类细胞细胞团团胚状胚状体体有根、茎、有根、茎、叶的试管叶的试管苗苗1、该实验说明什么问题？、该实验说明什么问题？植物体细胞发育成一个个体植物体细胞发育成一个个体二二.细胞的全能性细胞的全能性1.概念概念:是指已经分化的细胞是指已经分化的细胞,仍然具有发育仍然具有发育成完整个体的成完整个体的潜能潜能。你知道植物组织培养技术在哪些方面有所你知道植物组织培养技术在哪些方面有所应用吗应用吗?2.条件条件3.细胞全能性的比较细胞全能性的比较具有分裂能力的细胞具有分裂能力的细胞高度分化的细胞高度分化的细胞4.植物组织培养的应用：植物组织培养的应用：a组织培养进行快速繁殖组织培养进行快速繁殖b拯救濒危物种拯救濒危物种c与基因工程结合培育作物新类与基因工程结合培育作物新类型型用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手机吊坠机吊坠5.细胞全能性的理论基础细胞全能性的理论基础细胞内含有该物种的全部遗传信息细胞内含有该物种的全部遗传信息刚才我们学习的是植物细胞的全能性，刚才我们学习的是植物细胞的全能性，那么动物细胞是否具有全能性？下面我那么动物细胞是否具有全能性？下面我们以多利羊的培育为例们以多利羊的培育为例母绵羊母绵羊B 乳腺细胞乳腺细胞母绵羊母绵羊A未受精的未受精的卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊C“多莉多莉”重组细胞重组细胞 发育成胚胎发育成胚胎去细胞核去细胞核取细胞核取细胞核子代个体与哪只羊相子代个体与哪只羊相似？表现性状与什么似？表现性状与什么有关？这个实验说明有关？这个实验说明了什么了什么?“多利多利”的诞生证明的诞生证明:已分化的动已分化的动物体细胞的物体细胞的细胞核具有全能性细胞核具有全能性6.动物细胞核的全能性动物细胞核的全能性但是，到目前为止，人们还没有成功地但是，到目前为止，人们还没有成功地将单个已经分化的动物细胞培育成新的将单个已经分化的动物细胞培育成新的个体。个体。除受精卵外，植物体和人体内有没有具有除受精卵外，植物体和人体内有没有具有分裂分化能力的细胞？分裂分化能力的细胞？植物体内植物体内-分生组织细胞（如根尖分生区分生组织细胞（如根尖分生区 细胞）细胞）动物体内动物体内-干细胞干细胞三、干细胞的概念：三、干细胞的概念：动物和人体内仍保留着少数动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。这些细胞叫做干细胞。在在我们体内，红细胞的寿命为我们体内，红细胞的寿命为120天左右，天左右，白细胞的寿命更短，只有白细胞的寿命更短，只有5-7天。这些血天。这些血细胞都是细胞都是失去了分裂能力失去了分裂能力的细胞。的细胞。白血病患者的血液中出现了大量的异常白白血病患者的血液中出现了大量的异常白细胞，而正常的血细胞又明显减少。细胞，而正常的血细胞又明显减少。通过通过骨髓移植骨髓移植可以有效地治疗白细胞。可以有效地治疗白细胞。讨论：讨论：1 为什么健康人的血细胞数量不会随着血细为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？胞的死亡而减少？健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2 骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。不同种类的血细胞。一、利用干细胞，人体组织器官将能再生一、利用干细胞，人体组织器官将能再生 新闻背景英国足球名星新闻背景英国足球名星-贝克汉姆储存来自他刚出生时留贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。接受干细胞移植手术治疗。二、移植弟弟脐带血治好血癌！二、移植弟弟脐带血治好血癌！3 3岁女童健康成长岁女童健康成长 一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的华裔女婴，一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的华裔女婴，被医生诊断只有被医生诊断只有10%10%的存活率。她过后好不容易捱到弟弟出世，成的存活率。她过后好不容易捱到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年功以弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3 3岁的她，不曾感冒和咳岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。嗽，成了健康宝宝。干细胞研究应用的媒体报道干细胞研究应用的媒体报道 造造血血干干细细胞胞红红细细胞胞血血小小板板白细胞白细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞新华社北京新华社北京9月月4日电日电 篮球巨星姚明在中国人民大学篮球巨星姚明在中国人民大学现场采集血样，加入中华骨髓库现场采集血样，加入中华骨髓库捐献造血干细胞的志愿者行列，捐献造血干细胞的志愿者行列，并承诺，一旦配型成功，将为患并承诺，一旦配型成功，将为患者捐献造血干细胞。与他一同行者捐献造血干细胞。与他一同行动的还有中国大学生男子超级联动的还有中国大学生男子超级联赛的运动员们。赛的运动员们。在这个名为在这个名为“大超大超中华中华骨髓库校园爱心之旅骨髓库校园爱心之旅”启动仪式启动仪式上，姚明手执一颗红心模型，将上，姚明手执一颗红心模型，将中华骨髓库的标志补充完整，象中华骨髓库的标志补充完整，象征发扬征发扬“人道、博爱、奉献人道、博爱、奉献”的的红十字精神。红十字精神。知识点知识点 归纳与结论归纳与结论1 1、细胞、细胞分化及其分化及其意义意义a.a.概念：概念：b.b.细胞分化的特点：细胞分化的特点：c.c.细胞分化的实质：细胞分化的实质：d.d.细胞分化的意义：细胞分化的意义：2 2、细胞、细胞的全能性的全能性a.a.概念：概念：b.b.高度分化的植物细胞具有全能性高度分化的植物细胞具有全能性c.c.动物细胞的细胞核具有全能性动物细胞的细胞核具有全能性d.d.干细胞干细胞持久性，稳定性，不可逆转，遗传物质没有改变。持久性，稳定性，不可逆转，遗传物质没有改变。基因的选择性表达基因的选择性表达细胞分化是个体发育的基础；细胞分化使细胞分化是个体发育的基础；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。于提高各种生理功能的效率。已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。细胞全能性大小的比较：细胞全能性大小的比较：在在受精卵、受精卵、生殖细胞、生殖细胞、高度分化的高度分化的动物细胞中，全能性最大的是动物细胞中，全能性最大的是_,最小最小的是的是_。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越细胞分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化；分化程度越程度越低低，全能性越，全能性越_。另外，植物细胞全能性另外，植物细胞全能性_动物细胞！动物细胞！低低高高高于高于1.1.下列对细胞分化的叙述正确的是下列对细胞分化的叙述正确的是 （）A A细胞分化是遗传物质改变的结果细胞分化是遗传物质改变的结果B B细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程C C细胞分化从原肠胚后期开始至生命结束细胞分化从原肠胚后期开始至生命结束D D细胞分化是由细胞内遗传信息执行情况不同产生的细胞分化是由细胞内遗传信息执行情况不同产生的2.2.人胰岛人胰岛B B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛红蛋白，根据此推测人胰岛B B细胞中细胞中 （）A A只有合成胰岛素的基因只有合成胰岛素的基因B B在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化C C既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同不同细胞遗传信息的执行情况不同D D只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因蛋白的基因D DC C3.3.下列实例中能体现细胞全能性的是下列实例中能体现细胞全能性的是 （）用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个细胞培用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株育出了可育的完整植株 A A B B C.D.C.D.4.4.科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉多莉”羊。下列关羊。下列关于此实验的说法正确的是（多选）于此实验的说法正确的是（多选）（）A A高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性 B B重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质全部遗传物质 C C在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种 D D运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体新的动物体B B A B C A B C 5.5.细胞分化过程中，一般不会出现细胞分化过程中，一般不会出现的是的是A A细胞核遗传物质的改变细胞核遗传物质的改变 B B细胞器种类和数量的改变细胞器种类和数量的改变C C蛋白质种类和数量的改变蛋白质种类和数量的改变 D D细胞表面结构的改变细胞表面结构的改变A2 2、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要整植株，需要A A具有完整的细胞核的细胞具有完整的细胞核的细胞B B离体状态离体状态C C导入外源基因导入外源基因D D一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素ABD