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1、第2节细胞的分化,第六章细胞的生命历程,受精作用,分裂,子宫中的动物们,一、细胞分化及其意义,1、细胞分化的概念： 在个体发育中，由 增殖产生的后代，在 上发生 的过程，叫细胞分化。,一个或一种细胞,形态、结构和生理功能,稳定性差异,细胞分化的过程大致为： 细胞分裂所产生的新细胞，起初在形态、结构方面都很相似，并且都具有分裂能力。后来，除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外，大部分细胞失去了分裂能力。在生长过程中，这些细胞向不同方面发生了变化，具有了不同的功能，它们在形态、结构上也逐渐发生了变化，结果就逐渐形成了不同的组织。,成年人全身细胞总数约 1014个, 细胞种类有200多种，这么多种类
2、细胞均来自一个受精卵。,分化,神经细胞,红细胞,肌肉细胞,上皮组织细胞,骨细胞,神经细胞,功能：光合作用,功能：保护功能,功能：贮藏营养物质,分化,表皮细胞,叶肉细胞,分生细胞,导管、筛管,保护组织,营养组织,分生组织,输导组织,黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。,人体不同类型细胞之间的差异是稳定不变的，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。,稳定性,不可逆性,细胞分化发生在整个生命进程中。,持久性,下列事实分别说明了细胞分化的什么特征？,思考,2、细胞分化的特点,持久性:发生于整个生命进程中差异性:高等生物比低等生
3、物、动物比植物分化显著具有相对稳定性:一般不可逆转,持久性:发生于整个生命进程中,特点:,蛙的发育过程：,具有相对稳定性,一般不可逆转,3、细胞分化的意义： 细胞分化是个体发育的基础，是生物界中普遍存在的生命现象。 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。,如果没有分化，生物将如何？,同一种生物的不同细胞所含的遗传物质相同吗？发生细胞分化后，遗传信息也变了吗？,（是由于不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致）,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）,（关）,（开）,（关）,4、细胞分化的原因：,基因的选择性表达,分别是什么生命现
4、象？两者有何区别和联系呢？,为细胞分裂,为细胞分化,增加,相同,不变,差异,遗传信息都不变,共同完成生物个体发育过程,小结,问题探讨,1.细胞分化具有稳定性、不可逆性，是不是细胞一旦分化就不再具有分裂分化能力了呢？ 2.能否让这些高度分化的细胞再具有分裂分化能力呢？,1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。,高度分化的植物细胞在离体、培养液（营养物质、植物激素）、无菌条件下可重新形成植物组织培养。,高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能。,二、细胞的全能性：,是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。,植物细胞全能性的应用：,蝴蝶兰的大规模生产,
5、快速繁殖花卉、蔬菜,切取茎段置于培养基上,拟南芥,茎段从两端开始膨大加粗,“多利”的诞生证明:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。,到目前为止，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。,高度分化的细胞核含有保持物种发育所需要的全套基因,长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）,丹顶鹤,动物细胞核全能性的应用：,用克隆技术拯救濒危动物,细胞全能性的比较,1、植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。,2、同一生物体内细胞的全能性的高低： 受精卵 生殖细胞 体细胞,判断全能性的关键 “是否能发育成完整的新个体”,例如：壁虎断尾重新长出尾部、
6、体外培养的皮肤烧伤病人是细胞有丝分裂进行增殖，未发育成一个新的个体，仅仅是个体的一部分，不能说明全能性。,3、细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响: 细胞分化程度 ，全能性越 ；分化程度 ， 全能性越 。,另外，植物细胞全能性_动物细胞！,越高,低,越低,高,动物和人体内保留的 少数细胞。,干细胞:,具有分裂和分化能力的,除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？,植物体内,分生组织细胞（如根尖分生区细胞）,动物体内,干细胞,如人骨髓中的造血干细胞。,分类：,按发育时期分为胚胎干细胞和成体干细胞,按全能性大小（1）全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的，可分化成人体的各种细胞，
7、构成人体的各种组织和器官，最终发育成一个完整的个体。（2）多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体。（3）专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞专门分化成各类神经细胞。,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,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。,讨论：,1 为什么健康人
8、的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？,健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。,2 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不同种类的血细胞。,1、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，则可以接受干细胞移植手术治疗。,干细胞的研究及应用,2、移植弟弟脐带血治好血癌！3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，被医生诊断只有10%的存活率。她过后好不容易等到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了
9、健康宝宝。,3、克隆人体器官，用于器官移植,心脏移植,肾脏移植,白血病白血病（Leukemia）是造血系统的恶性肿瘤（即人体血液中白细胞的恶性病变） ，常见肿瘤之一，占肿瘤发病率的第六位。其中急性多于慢性，急性者占70%以上，其中急粒占首位，急淋、急单次之。慢性白血病在我国以慢性粒细胞性白血病多见。其特征是骨髓、淋巴结等造血系统中一种或多种血细胞成分发生恶性肿瘤，并浸润体内各脏器组织，导致正常造血细胞受抑制，产生各种症状。白血病临床上常以发热、出血、贫血，肝、脾、淋巴结肿大为特点。白血病一般按自然病程和细胞幼稚程度分为急性和慢性，按细胞类型分为粒细胞、淋巴细胞、单核细胞等类型，临床表现各有异同
10、之处。可经中药及化疗，大部分可达缓解，也可骨髓移植治疗，一部分可长期存活甚至治愈。,干细胞的用途:,干细胞移植治疗白血病,在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。,一、细胞分化,1、概念：,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,2、特点：,3、机理：,不同细胞中遗传信息的执行情况不同,持久性,不可逆性,稳定性,小结：,二、细胞的全能性1、概念：指已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。2、应用：植物组织培养繁殖花卉和蔬菜、动物克隆技术3、条件：离体、适宜条件4、干细胞的概念：动物和人体内仍保留着少数具有
11、分裂和分化 能力的细胞。5、细胞的全能性大小：受精卵生殖细胞体细胞,1.下列对细胞分化的叙述正确的是（ ） A细胞分化是遗传物质改变的结果 B细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程 C细胞分化从原肠胚后期开始至生命结束 D细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的2.人胰岛B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B细胞中（ ） A只有合成胰岛素的基因 B在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化 C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 D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,反馈练习,D,C,3.下列实例中能体现细胞全
12、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 植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株 A B C. D. 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胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉”羊。下列关于此实验的说法正确的是（多选） （ ） A高度分化的细胞核仍然保持全能性 B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 C在理论上，可以运用上述方法拯救濒危物种 D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,B,A B C,反馈练习,5. 细胞分化过程中,不会出现 ( ) A. 细胞表面结构的改变 B. 细胞器种类和数量的改变 C. 蛋白质种类和数量的改变 D. 细胞核遗传物质的改变,D,6. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ ）A.具有全能性 B. 分化后恢复原状态C.畸形分化 D. 具有再生能力,A,7.生物体内细胞没有表现出全能性,原因 是 ( ) A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性 C.基因发生了变化 D.不同细胞基因不同,8.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是 ( )A. 从一粒菜豆种子长成一棵植株 B. 用植物激素培育无籽果实C. 用一小块芹菜叶片,培养出一棵完整植株 D. 袁隆平杂交水稻培育成功,B,C,
