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1、第6章 细胞的生命历程 第2节 细胞的分化,受精卵,2、骨髓移植为什么可以治疗人类白血病？,1、捐献适量的造血干细胞，为什么不会伤害捐献者的身体健康？,健康人的造血干细胞可以不断再生。,骨髓内有造血干细胞，造血干细胞可以产生各种血细胞,肌肉细胞,红细胞,骨细胞,神经细胞,红细胞,血小板,白细胞,造血干细胞的作用,最初都来源于 :,形态 不同,结构 不同,生理功能 不同,受精卵,一、细胞分化,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。,1、概念：,思考一 (学案),1、在个体发育过程中，各种组织细胞在形态、结构、功能上产生了差异，这些不同细胞的遗
2、传信息是否改变？,不变,2、那么细胞的形态、结构以及生理功能的差异是由哪种物质直接表现出来的呢？,蛋白质,小组活动：,理解细胞分化的实质。,分角色扮演胰岛B细胞和肌细胞,备选基因卡片：,呼吸酶基因,肌动蛋白基因,胰岛素基因,ATP合成酶基因,胚 胎细胞,肌细胞,大量合成胰岛素,如肌动蛋白基因开启,大量合成肌动蛋白,如胰岛素基因关关闭,如胰岛素基因开启,如肌动蛋白基因关关闭,分化成,胰岛B细胞,分化成,2、实质：,不同细胞中遗传信息的表达情况不同,即基因的选择性表达,同一个体内各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同（即基因的选择性表达）,一、细胞分化,例1：对于人未
3、成熟的红细胞下列哪些基因能表达？,（3）血红蛋白基因 （4）胰岛素基因,（1）细胞呼吸酶基因 （2）核糖体相关酶的基因,3、特点：,资料一：在人体内，红细胞的寿命一般为120天左右，白细胞的寿命更短只有57天。这些细胞都是失去了分裂能力的细胞。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，以维持这些细胞数目的稳定。,资料二：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。,持久性,稳定性,资料三：造血干细胞 原红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 成熟红细胞 死亡,不可逆性,一、细胞分化,思考：来源相同的这些细
4、胞为什么要进行 细胞分化呢？,4、意义：,（1）是生物个体发育的基础 （2）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。,细胞分化,有丝分裂,是通过什么过程实现的？主要通过什么实现？,两者有何区别和联系呢？,增加,相同,不变,差异,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础，共同完成生物个体发育过程； 分化程度越高，分裂能力越低,细胞分裂与细胞分化的关系,思考：,高度分化的细胞，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用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。,实验表明：,细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么
5、已经发生高度分化的细胞，是否就不再具有分裂分化的能力呢？,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。,细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。,2.原因：,体细胞中都具有该物种全套的遗传物质，都具有发育成完整个体所必需的全部基因。,3.细胞全能性表现的必要条件：,（1）离体（必要条件）；,（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；,1.概念：,（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。,二、细胞的全能性,例2. 下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )。 A玉米种子萌发长成新植株
6、 B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C小麦花粉经离体培养发育成植株 D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株,D,植物细胞全能性的应用：,快速繁殖花卉、蔬菜,植物组织培养,蝴蝶兰的大规模生产,植物组织培养,思考：,高度分化的动物细胞是否也能发育成为一个完整的个体呢？,资料：植物组织培养取得成功后，科学家试着用动物细胞进行培养，预计能够将一个动物细胞培养成一个完整的动物体，但是无一例成功,母绵羊A,母绵羊B,新的细胞,绵羊“多利” 克隆过程：,这说明什么呢？,高度分化的动物细胞全能性表达受到限制,4、现今只证明已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。,该实验证明了什么呢？,长江女神 白鳍豚（水中
7、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,5.干细胞：,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,动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。,类型,全能干细胞,能分化发育成完整个体，如胚胎干细胞,多能干细胞,能分化发育成组织或器官，如造血干细胞,专能干细胞,只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞,概念,除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？,例,干细胞的用途：,a.干细胞移植治疗白血病；,b.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。,细胞的分化与细胞的全能性的比较,细胞内基因选择性表达,细胞含有本物种
8、全套遗传物质,持久性 稳定性 不可逆性 普遍性,高度分化的植物细胞具有全能性已分化的动物体细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性,形成形态、结构、功能不同的细胞,形成新的个体,体细胞生殖细胞受精卵 动物细胞植物细胞等,受精卵生殖细胞体细胞 植物细胞动物细胞等,细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质； 一般地，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高。,小结：,细胞分化,1、概念：,2、实质：,细胞全能性,1、概念：,2、表现条件：,3、原因：,4、动植物细胞全能性：,在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在 上发
9、生稳定性差异的过程。,形态、结构和生理功能,（1）持久性,（2）稳定性,基因的选择性表达,生物个体发育的基础,（3） 不可逆性,已经分化的细胞，仍然具有,细胞核内含有保持物种遗传性所需要全套遗传物质。,（1）脱离母体,（2）给予适宜的营养和外界条件,植物细胞具有全能性,动物细胞核具有全能性,发育成完整个体的潜能。,3、特点：,4、意义：,1同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是（） A二者所处的细胞周期不同 B二者合成的特定蛋白不同 C二者所含有的基因组不同 D二者核DNA的复制方式不同,B,2如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙
10、、丁为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是（ ） a过程是有丝分裂，b是细胞分化 乙和丙的染色体组成不同 丁和戊因遗传物质不同而发生分化 甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同 A B C D,B,3.下列有关细胞全能性的叙述，错误的是（ ） A克隆绵羊“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动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对图示的相关叙述中，错误的是（ ）,Aa过程表示干细胞能自我更新 Bb、c过程表示干细胞具有分化能力 Ca、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同 Db过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用,D,