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1、第6章 细胞的生命历程,细胞的增殖、分化、衰老、凋亡和癌变,第2节 细胞的分化,细胞 分化,神经 细胞,表皮细胞,贮藏细胞,叶肉细胞,筛管细胞,保护功能,贮藏营养,光合作用,运输功能,在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代， 在形态、结构和生理功能上发生 稳定性差异 的过程。,一、细胞分化,1.概念,2. 细胞分化的特点,（1）持久性：贯穿于生物体整个生命 进程中，在胚胎时期达到最大限度。 （2）稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 （3）普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。,思考,细胞分裂与细胞分化的区别和联系?,细胞分化是否
2、意味着细胞中遗传物质发生改变？为什么?,遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来源于受精卵,分裂使细胞数目增多，分化使细胞种类增多，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程。,思考, 同样来自一个受精卵,且每个细胞都携带有相同的遗传信息,为什么还会出现差异?,3.细胞分化的实质,血红蛋白基因,肌动蛋白基因,血红蛋白,血红蛋白基因,肌动蛋白基因,肌动蛋白,（开启）,（关闭）,（开启）,（关闭）,基因的选择性表达,DNA,mRNA,蛋白质,形态结构功能,相同,不同,不同,不同,4.细胞分化的意义,（1）可以产生各种不同形态、结构和生理功能的细胞，没有细胞分化，生物体就不可能正常发育。,（2）使
3、多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。,思考,已经发生高度分化的植物细胞,还能像早期胚胎细胞那样,再分化成其他细胞吗?,1958年，美国科学家斯图尔德植物组织培养。,实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。,愈伤组织,分散的细胞,韧皮部,胚状体,试管植物幼苗,脱分化,再分化,二、细胞的全能性,1.概念：是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。,2.原理：细胞都是由受精卵有丝分裂产生，都有一套完整的遗传物质。,植物组织培养,2.过程：,1.原理：植物细胞全能性,3.影响植物组织培养的因素 材料的选择 营养条件：常用MS培养
4、基 激素的影响：生长素、细胞分裂素 pH、温度、光照等条件的影响 特别注意：消毒和灭菌，要求无菌条件下操作,植物激素的使用： 生长素和细胞分裂素 a.生长素细胞分裂素，有利于根分化，抑制芽的形成； b.生长素细胞分裂素，有利于芽分化，抑制根的形成； c.生长素与细胞分裂素用量相当，促进愈伤组织的生长。,植物体细胞具有发育成完整植株的能力，那么动物体细胞呢？,目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。,思考,绵羊“多莉” 整个克隆过程如下：,母绵羊A,母绵羊B,卵细胞,发育成胚胎,胚胎移植,遗传物质主要存在于细胞核中,已分化的动物体细胞的细胞核 具有全能性,1、为什么多利
5、与母羊A长得更像呢？ 2、一定要使用卵细胞的细胞质吗？,思考：,因为多利的细胞核来源于母羊A，而细胞核中有DNA，包含遗传信息。 卵细胞细胞质中含有足够的营养物质，与受精卵最接近。,3.细胞全能性的表达,（1）条件：在离体条件下，需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等，还需要适宜的温度等条件。 （2）差异 植物细胞动物细胞（仅细胞核具有全能性） 同一生物体细胞中，分化程度越_，全能性越_ 受精卵生殖细胞体细胞。,低,高,4.动、植物细胞全能性的应用,蝴蝶兰的大规模生产, 快速繁殖花卉、蔬菜, 拯救珍稀、濒危动植物,长江女神 白鳍豚（水中的大熊猫）,百合花杜鹃,丹顶鹤, 与基因工程结合培育作物新
6、类型,观赏性玉米,1.概念：动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞，即未分化的细胞。,三、干细胞,2.干细胞特征,具有无限分裂的能力； 本身不是处于终末分化的状态； 当它们分裂时，其中一个子细胞将维持母细胞的干细胞特性，另一个子细胞则进入终末分化的路径。,3.干细胞分类,按其来源不同： 胚胎干细胞：来源于囊胚期胚泡的内细胞团，可分裂分化形成各种各样的组织和器官。 成体干细胞：在分化的组织和器官中存在的少量的未分化的细胞，在特定的情况下它们能够分化形成不同的细胞类群，行使损伤修复和组织再生的功能。,按分化潜能： 全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能，如胚胎干细胞(ES细胞)。 多能干细
7、胞：具有分化出多种细胞组织的潜能，如造血干细胞。 专能干细胞：只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化，如上皮组织基底层的干细胞，肌肉中的成肌细胞。,举 例,胚胎干细胞,无论在体内还是体外，胚胎干细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞。 应用具有争议性。,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-贝克汉姆，他父母储存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，则可以接受干细胞移植手术治疗。,脐带血干细胞,红细胞,血小板,白细胞,骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞,骨髓造血干细胞,资料,在我们体内，红细胞的寿命为120天左右，白细胞的寿命更短，只有5-7天。这些血细胞
8、都是失去了分裂能力的细胞。 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。 通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。,持久性，稳定性和不可逆转，普遍性,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。,已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。,1.细胞分化是生物界普遍存在的一种 生命现象，下列叙述不正确的是（ ）,A .分化发生在生物体的整个生命进程中,D. 分化过程中遗传物质发生了改变,C. 细胞分化的前途在胚胎发育的早期就 已决定不能逆转,B. 分化是基因在特定时间和空间条件下选择性 表达的结果,D,
9、课堂练习：,2. 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞（ ） A.只有胰岛素基因 B.比人受精卵的基因要少 C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白和其他基因, 但不同细胞遗传信息的执行情况不同 D.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白 基因,C,3.下列有关细胞全能性的叙述错误的是,A.克隆羊“多利”的诞生证明了动物细胞 具有全能性,B.细胞全能性产生的根本原因是细胞内 有一套发育成完整个体的全部遗传信息,C.斯图尔德的组织培养成功表明植物 细胞具有全能性,D.细胞分化程度越高，它的全能性就越低,A,4. 下列人体细胞中分化程度最低的是（ ） A.造血干细胞 B.胰腺细胞
10、C.肌肉细胞 D.神经细胞,A,5.细胞分化是由于分化的细胞（ ） A.具有与受精卵不同的染色体组成 B.具有与受精卵不同的DNA分子组成 C.内部化学物质（如组成细胞结构的蛋白质 和催化化学反应的酶）的变化 D.失去了永久分裂的能力,C,6.科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞“iPS细胞”，它可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下说法正确的是 A. “iPS细胞”分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性 B. “iPS细胞”可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变 C. “iPS细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具细胞周期 D. “iPS细胞”分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因,C,
