第2節細胞的分化,第六章細胞的生命歷程,分裂,成年人全身細胞總數約1014個,細胞種類有200多種，這么多種類細胞均來自一個受精卵。,有絲分裂,分化,神經細胞,紅細胞,肌肉細胞,上皮組織細胞,功能：光合作用,功能：保護功能,功能：貯藏營養物質,分化,1、概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。,一、細胞分化,【對點練習】1在生物的個體發育過程中，由一個受精卵形成復雜的生物體主要是下列哪種生理作用（）A、細胞分裂B、細胞生長C、細胞成熟D、細胞分化,2.下列關于細胞分化的說法中，錯誤的是（）A.細胞分化與生物發育有密切的關系B.細胞分化是生物界的一種普遍存在的生命現象C.細胞分化僅發生在胚胎時期D.細胞分化是在形態、結構、功能上發生穩定性差異的過程,2.黑色素細胞在體外培養30多代后仍能合成黑色素；離體培養的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。,穩定性,不可逆性,1.細胞分化發生在整個生命進程中。,持久性,下列事實說明了細胞分化的哪一特征？,3.造血干細胞原紅細胞早幼紅細胞中幼紅細胞晚幼紅細胞成熟紅細胞死亡,2、細胞分化的特點：（1）一般來說分化了的細胞將一直保持分化后的狀態直到死亡，細胞分化具有穩定性和不可逆性。（2）細胞分化發生在整個生命進程中，具有持久性。胚胎（動物）期細胞分化達到最大限度。（3）細胞分化是生物界普遍存在的生命現象，是生物個體發育的基礎，具有普遍性。,【對點練習】1、以下不屬于細胞分化特性的是（）A、可逆性B、普遍性C、穩定性D、持久性,3、細胞分化的意義：,（1）是個體發育的基礎。能形成具有特定形態、結構和功能的組織和器官。,（2）使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。,紅細胞,合成血紅蛋白,血紅蛋白基因開啟,肌動蛋白基因關閉,肌肉細胞,合成肌動蛋白,肌動蛋白基因開啟,血紅蛋白基因關閉,細胞分化的實質：,在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關的基因處于活動狀態，與肌動蛋白合成有關的基因處于關閉狀態。,在肌細胞中，與肌動蛋白合成有關的基因處于活動狀態，而與血紅蛋白合成有關的基因處于關閉狀態。,細胞分化的機理：不同細胞中遺傳信息的執行情況不同，是基因的“選擇性”表達。,就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳信息。只是在不同細胞中遺傳信息的執行情況不同。,細胞分化,有絲分裂,受精卵,小腸上皮細胞,血紅細胞,神經細胞,比較細胞分裂與細胞分化：,增加,相同,不變,差異,遺傳信息都不變,共同完成生物個體發育過程,【對點練習】1、細胞分化與細胞增殖的主要不同是（）A、細胞的數量是否增多B、細胞的形態、結構不同C、細胞的生理功能不同D、細胞在形態、結構和生理功能上是否產生差異,2、細胞分化過程中,不會出現()A、細胞表面結構的改變B、細胞器種類和數量的改變C、蛋白質種類和數量的改變D、細胞核遺傳物質的改變,既然細胞分化具有穩定性、持久性、不可逆性，那么已經發生高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其它細胞嗎?,思考：,1958年，美國科學家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細胞成功地培育出了一棵完整的植株。,實驗證明：高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的潛能，即植物細胞具有全能性。,二、細胞的全能性,1、概念：細胞的全能性是指已經分化的細胞,仍然具有發育成完整個體的潛能。,思考：,為什么任意一個體細胞會具有發育成完整個體的潛能？,體細胞內含有本生物物種全套的遺傳信息！,植物組織培養:是指在無菌和人工控制的環境條件下，利用適當的培養基，對離體的植物器官、組織及細胞進行培養，使其再生完整植株的技術。,條件：細胞或組織在離體的情況下；無菌；有一定營養物質的培養液、激素及適宜的外界環境。,植物細胞全能性的應用：,蝴蝶蘭的大規模生產,快速繁殖花卉、蔬菜,切取莖段置于培養基上,擬南芥,莖段從兩端開始膨大加粗,【對點練習】,1、取高度分化的月季的葉肉細胞，經離體組織培養出月季幼苗，說明植物細胞（）A、具有全能性B、分化后恢復原狀態C、畸形分化D、具有再生能力,動物細胞是否具有全能性？,用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗,克隆羊“多莉”的誕生,母綿羊A,母綿羊B,細胞融合,胚胎移植,母綿羊C的子宮,“多莉”,非洲爪蟾和“多利”的誕生證明:已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。,為什么細胞核具有發育成完整個體的潛能？,但是目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養成新的個體。,細胞核中有本物種全套的遺傳物質。,克隆鼠（2002年美國）,克隆豬(2000年美國）,克隆牛(1998年日本）,克隆獼猴（2000年美國）,克隆舉例：,細胞全能性大小的比較：,在受精卵、生殖細胞、高度分化的動物細胞中，全能性最大的是_,最小的是_。細胞全能性大小主要受細胞分化程度影響。細胞分化程度越高，全能性越_；分化程度越低，全能性越_。另外，植物細胞全能性_動物細胞！,低,高,高于,長江女神白鰭豚（水中大熊貓）,丹頂鶴,動物細胞核全能性的應用：,用克隆技術拯救瀕危動物,三、干細胞,概念：動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞。,按全能性大小（1）全能干細胞：是從哺乳動物的早期胚胎中分離出來的，可分化成人體的各種細胞，構成人體的各種組織和器官，最終發育成一個完整的個體。（2）多能干細胞：胚胎干細胞進一步分化，可以形成各種組織干細胞，它具有形成一種器官的多種組織的潛能，但不能發育成完整的個體。（3）專能干細胞：多能干細胞進一步分化成為專能干細胞，專能干細胞只能分化成某一類型的細胞，如神經干細胞專門分化成各類神經細胞。,紅細胞,血小板,白細胞,骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞,資料,在我們體內，紅細胞的壽命為120天左右，白細胞的壽命更短，只有5-7天。這些血細胞都是失去了分裂能力的細胞。白血病患者的血液中出現了大量的異常白細胞，而正常的血細胞又明顯減少。通過骨髓移植可以有效地治療白血病。,討論：,1為什么健康人的血細胞數量不會隨著血細胞的死亡而減少？,健康人會不斷產生新的血細胞，補充到血液中去。,2骨髓與血細胞的形成有什么關系？,骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化不斷產生不同種類的血細胞。,新華社北京9月4日電籃球巨星姚明在中國人民大學現場采集血樣，加入中華骨髓庫捐獻造血干細胞的志愿者行列，并承諾，一旦配型成功，將為患者捐獻造血干細胞。與他一同行動的還有中國大學生男子超級聯賽的運動員們。在這個名為“大超中華骨髓庫校園愛心之旅”啟動儀式上，姚明手執一顆紅心模型，將中華骨髓庫的標志補充完整，象征發揚“人道、博愛、奉獻”的紅十字精神。,1、利用干細胞，人體組織器官將能再生新聞背景英國足球名星-貝克漢姆儲存來自他剛出生時留下的臍帶血干細胞，以便萬一他在賽場上重要器官受傷，則可以接受干細胞移植手術治療。,干細胞的研究及應用,2、移植弟弟臍帶血治好血癌！3歲女童健康成長一出世就患上急性骨髓性白血病（俗稱血癌）的華裔女嬰，被醫生診斷只有10%的存活率。她過后好不容易等到弟弟出世，成功以弟弟的臍帶血干細胞移植活命。今年3歲的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康寶寶。,3、克隆人體器官，用于器官移植,心臟移植,腎臟移植,【對點練習】,1、動物體內各種類型的細胞中具有最高全能性的細胞是（）A.受精卵B.生殖細胞C.體細胞D.肝細胞,2、中國科學家倡導的以臍帶血作存貯的“生命銀行”，是利用臍帶血中的（）A.血紅蛋白B.營養豐富C.遺傳基因D.干細胞,課堂小結,細胞分化及其意義,細胞的全能性,概念,概念,細胞分化的特點,細胞分化的實質,細胞分化的意義,高度分化的植物細胞具有全能性,動物細胞的細胞核具有全能性,干細胞,細胞分化,【當堂達標】,A類、基礎鞏固,細胞分化發生在個體發育的（）A、整個生命過程中B、胚胎時期C、受精卵分裂時期D、性成熟時期,2、細胞分化不同于細胞增殖的主要特點()A、細胞的數量增多B、細胞的體積增大C、細胞的化學成分含量的變化D、能形成各種不同的細胞和組織,3、人胰島細胞能產生胰島素，但不能產生血紅蛋白，據此推測胰島細胞中（）A、只有胰島素基因B、比人受精卵的基因要少C、既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其它基因D、有胰島素基因和其它基因，但沒有血紅蛋白基因,4、單倍體育種中常用花藥進行離體培養，這一方法是利用了細胞的（）。A、應激性B、全能性C、變異性D、適應性5.組織培養和克隆技術的應用原理是（）A.所有細胞都具有分化能力B.所有細胞都具有分裂能力C.所有細胞的細胞核都具有全能性D.所有細胞都具有全能性,B類、能力提升6、生物體內細胞沒有表現出全能性原因()A.細胞喪失了全能性B.基因的表達有選擇性C.基因發生了變化D.不同細胞基因不同,7、分析以下事實：胡蘿卜韌皮部細胞通過組織培養能發育成完整的植株綿羊乳腺細胞核移入去核卵母細胞中重組細胞能發育成有生殖能力的綿羊根據上述事實，下列說法不正確的是（）A、高度分化的動植物細胞都能表現全能性