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1、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。细胞细胞种类种类有有200200多种。这么多种类细胞均来自一多种。这么多种类细胞均来自一个个受精卵受精卵. . 受精卵仅仅通过有丝分裂，受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人体的能形成人体的200200多种细胞吗？多种细胞吗？一、细胞分化一、细胞分化1.1.概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖 产生的后代，在产生的后代，在形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能 上发生上发生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程
2、。分化的结果：分化的结果：产生形态、结构、生理功能产生形态、结构、生理功能 不同的细胞。不同的细胞。分化的对象：分化的对象：相同细胞相同细胞细胞分化只发生在胚胎时期，还细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生命的整个过程是发生在生物体生命的整个过程中呢？你能举例说明吗？中呢？你能举例说明吗？ 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例一：例一：例二：例二：表皮的生发层细胞能分裂表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞充死亡脱落的角质层细胞（低（低度分度分化的化的细
3、胞）细胞）表皮细胞表皮细胞叶肉细胞叶肉细胞贮藏细胞贮藏细胞导管、筛管导管、筛管受精卵受精卵分裂，分化分裂，分化分生区细胞不断分裂分分生区细胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根化形成伸长区细胞和根冠细胞冠细胞例三：例三：例四：例四：（未分化细胞（未分化细胞）（已分化细胞或高度分化（已分化细胞或高度分化的细胞）的细胞） 2.2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合成黑色素；离体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。的细胞。 以下事例可说明细胞分化具有什么特点以下事例可说明细胞
4、分化具有什么特点? ?稳定性稳定性稳定性稳定性不可逆性不可逆性不可逆性不可逆性 1.1.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。( (动物）胚胎时期达动物）胚胎时期达到最大限度。到最大限度。持久性持久性持久性持久性 3.3.造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细胞早幼红细胞 中幼红细胞中幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞成熟红细胞 死亡死亡想一想想一想 4.4.细胞的分化是普遍存在现象，是生物个体发育的基础。细胞的分化是普遍存在现象，是生物个体发育的基础。普遍性普遍性普遍性普遍性2、特点特点：（1 1）持久性）持久性 贯穿在生物体整个个体发育过程中。贯穿在
5、生物体整个个体发育过程中。（胚胎时期胚胎时期达到最大限度）达到最大限度）（2 2）稳定性、不可逆性）稳定性、不可逆性 分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。到死亡。( (如红细胞不能逆分化成造血干细胞如红细胞不能逆分化成造血干细胞) )一、细胞分化一、细胞分化（3 3）普遍性）普遍性 细胞的分化是普遍存在现象，是生物个体细胞的分化是普遍存在现象，是生物个体发育的基础。发育的基础。3、机理机理：不同的细胞中遗传信息的不同的细胞中遗传信息的执行情况执行情况不同。不同。（基因的选择性表达）（基因的选择性表达）胚胚 胎胎细细胞胞心肌心肌细胞细胞大量合成大量
6、合成胰岛素胰岛素开启另一些基因（如肌动蛋白基因开启另一些基因（如肌动蛋白基因开启开启）大量合成肌大量合成肌动蛋白动蛋白 关闭另一些基因关闭另一些基因开启某些基因开启某些基因( (如胰岛素合成基因如胰岛素合成基因开启开启）关闭某些基因（如肌动蛋白基因关闭某些基因（如肌动蛋白基因关闭关闭）注：分化不会改变细胞的遗传物质注：分化不会改变细胞的遗传物质分化成分化成分化成分化成胰岛胰岛B细胞细胞( (如胰岛素合成基因如胰岛素合成基因关闭关闭）一、细胞分化一、细胞分化4、意义意义：（1 1）是生物个体发育的基础；是生物个体发育的基础； （2 2）使多细胞生物体中的细胞趋向专使多细胞生物体中的细胞趋向专门化
7、，有利于提高各种生理功能的效率。门化，有利于提高各种生理功能的效率。一、细胞分化一、细胞分化思考思考 经分化后的各个细胞的遗传物经分化后的各个细胞的遗传物质是否相同？为什么？质是否相同？为什么？ 相同。相同。各细胞均含有本物种的各细胞均含有本物种的全部遗传信息，因为全部遗传信息，因为各细胞均由同各细胞均由同一受精卵经有丝分裂而来。一受精卵经有丝分裂而来。细胞分化细胞分化有丝分裂有丝分裂 受精卵受精卵小肠上小肠上皮细胞皮细胞血红血红细胞细胞神经神经细胞细胞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相同同点点联联系系增加增加相同相同不变不变稳定性差异稳定
8、性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，细胞分裂是细胞分化的基础，先分裂，后分化，细胞分裂是细胞分化的基础，共同完成生物个体发育过程。随分化程度的增共同完成生物个体发育过程。随分化程度的增大，细胞分裂能力逐渐减弱，分化能力逐渐减大，细胞分裂能力逐渐减弱，分化能力逐渐减弱弱思考：思考： 已经高度分化的细胞，能否像已经高度分化的细胞，能否像早期胚胎细胞那样，分化成一个完早期胚胎细胞那样，分化成一个完整的个体呢？整的个体呢？肌细胞肌细胞* 1958年斯图尔德年斯图尔德 美美 实实验验胡萝卜的根部胡萝卜的根部含有植物激素、含有植物激素、无机盐、糖类无机盐、糖类等的培养液中等的
9、培养液中植物组织培养愈伤组织愈伤组织 高度分化的植物细胞，为什么能高度分化的植物细胞，为什么能发育成完整植株呢？发育成完整植株呢？植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性二、细胞的全能性二、细胞的全能性概念概念: :已经分化的细胞，仍然具有发育成已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的完整个体的潜能潜能。2 2、原因、原因：细胞核内含有保持物种遗传性所需要细胞核内含有保持物种遗传性所需要全套遗传物质。全套遗传物质。 ( (如胡萝卜韧皮部细如胡萝卜韧皮部细胞核中遗传物质与受精卵完全相同）胞核中遗传物质与受精卵完全相同）1 1、表现的必要条件、表现的必要条件：（1 1）离体）离体 （2 2）给予适宜的
10、营养和外界条件）给予适宜的营养和外界条件（3 3）无菌）无菌二、细胞的全能性二、细胞的全能性3 3、植物组织培养、植物组织培养二、细胞的全能性二、细胞的全能性1 1）原理：）原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性2 2）过程：）过程：离体离体细胞细胞脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化根、芽根、芽植物体植物体思考：思考： 为何在生物体内细胞一般没为何在生物体内细胞一般没有表现出全能性？有表现出全能性？ 基因的表达受时间和空间条基因的表达受时间和空间条件的限制件的限制思考：思考： 已经高度分化的动物细胞已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？是否也具有全能性呢？“多利多利”与它的代育母与它
11、的代育母亲亲芬兰白面芬兰白面母绵羊母绵羊 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞） 苏格兰黑面母苏格兰黑面母绵羊绵羊A未受精的未受精的卵细胞卵细胞 苏格兰黑苏格兰黑面母绵羊面母绵羊C子宫内子宫内“多利多利” 新的细胞新的细胞去核卵细胞去核卵细胞提取细胞核提取细胞核绵羊绵羊“多利多利” 整个克隆过程如下：整个克隆过程如下： 这说明什么呢？这说明什么呢？高度分化的动物细胞高度分化的动物细胞没有表现出全能性没有表现出全能性植入代孕母羊子宫内植入代孕母羊子宫内无法发育成多利无法发育成多利现今只证明已分化的动物体细胞现今只证明已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。细胞核具有全能性。该实验证明了该实验证明了什么
12、呢？什么呢？克隆鼠（克隆鼠（2002年年 美国）美国）克隆猪克隆猪(2000年年 美国）美国）克隆牛克隆牛(1998年年 日本）日本）克隆猕猴克隆猕猴（2000年年 美国）美国）为什么动物体细胞的细胞核具有全能性？为什么动物体细胞的细胞核具有全能性？ 因为细胞核内含有保持物种遗传性因为细胞核内含有保持物种遗传性 所需要的全套遗传物质所需要的全套遗传物质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
13、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！低低高高高于高于动、植物细胞全能性的应用：动、植物细胞全能性的应用：蝴蝶兰的大规模生产蝴蝶兰的大规模生产1 1 快速繁殖花卉、蔬菜快速繁殖花卉、蔬菜2 2 拯救珍稀、濒危动植物拯救珍稀、濒危动植物长江女神长江女神 白鳍豚白鳍豚百合花杜鹃百合花杜鹃丹顶鹤丹顶鹤3 3 克隆人体器官，用于器官移植克隆人体器官，用于器官移植心脏移植心脏移植肾脏移植肾脏移植知识点知识点 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
14、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
15、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。1、下列关于细胞分化的说法错误的是（、下列关于细胞分化的说法错误的是（ ）A、细胞分化与生物发育有密切关系、细胞分化与生物发育有密切关系 B、细胞分化是一种普遍存在的生命现象、细胞分化是一种普遍存在的生命现象 C、细胞分化仅发生在胚胎时期、细胞分化仅发生在胚胎时期 D、一般条件下细胞分化是不可逆的、一般条件下细胞分化是不可逆的C课堂巩固课堂巩固2、下列实例中能体现细胞全能性是（、下列实例中能体现细胞全能性是（ ）（1）用悬浮液培养的胡萝卜单个细
16、胞培养）用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株成了可育的植株（2）用烟草组织培养出可育的完整植株）用烟草组织培养出可育的完整植株（3）旺盛的花药细胞用人工的方法培育成）旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株植株A、（、（1）（）（2） B、（、（2）（）（3）C、（、（1）（）（3） D、（、（1）（）（2）（）（3）D课堂巩固课堂巩固3、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，胰岛细胞（生血红蛋白，胰岛细胞（ ） A、只有胰岛素基因只有胰岛素基因 B、比人的、比人的受精卵基因要少受精卵基因要少 C、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因既有胰岛素基因，也
17、有血红蛋白基因和其它基因和其它基因 D、有胰岛素基因和其它基因，但没有血有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因红蛋白基因C课堂巩固课堂巩固4、动物体内各种类型的细胞中具有最高、动物体内各种类型的细胞中具有最高全能性的细胞是（全能性的细胞是（ ） A、体细胞体细胞 B、生殖细胞生殖细胞 C、受精卵受精卵 D、肝、肝细胞细胞C课堂巩固课堂巩固5、下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述、下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述,错误的是（错误的是（ ） A、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果分化的结果 B、生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐、生物体通过细胞分化，细胞之间
18、逐渐发生了稳定性的差异发生了稳定性的差异 C、细胞分裂是细胞分化的基础、细胞分裂是细胞分化的基础 D、细胞分化过程中细胞的遗传物质发生、细胞分化过程中细胞的遗传物质发生了改变了改变D课堂巩固课堂巩固 白血病白血病 , ,俗称俗称“血癌血癌” , ,是一种恶性程度极高的血是一种恶性程度极高的血液病液病 。患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的。患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞 , ,延延长病人的生
19、命。长病人的生命。问题探讨：问题探讨：1 1、为什么健康人的血细胞数量不会随着血、为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少？细胞的死亡减少？ 会通过细胞分裂产生新的血细胞来补充2 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？ 骨髓中的造血干细胞通过增殖和分化，不断的产生不同种类的血细胞。动物和人体内保留的动物和人体内保留的 少数细胞。少数细胞。如如人骨髓中的造血干细胞。人骨髓中的造血干细胞。三、干细胞三、干细胞具有分裂和分化能力的具有分裂和分化能力的干细胞的分类干细胞的分类： 全能干细胞全能干细胞 （胚胎干细胞）（胚胎干细胞） 多能干细胞多能干细胞 （造血干细胞）
20、（造血干细胞） 专能干细胞专能干细胞 （神经干细胞）（神经干细胞） 动物和人体内保留的动物和人体内保留的 少数细胞。少数细胞。如如人骨髓中的造血干细胞。人骨髓中的造血干细胞。三、干细胞三、干细胞在体外培养出组织和器官在体外培养出组织和器官, ,并最终通过组并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。织和器官移植实现对临床疾病的治疗。干细胞的用途干细胞的用途: :干细胞移植治疗白血病干细胞移植治疗白血病 具有分裂和分化能力的具有分裂和分化能力的 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
21、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、
22、奉献人道、博爱、奉献”的的红十字精神。红十字精神。 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
