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1、关于高中生物细胞的分化第一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月思考：思考：成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10101212个。细胞种类有个。细胞种类有200200多多种。这么多种类细胞均来自一个受精卵。仅有细胞的增殖，受种。这么多种类细胞均来自一个受精卵。仅有细胞的增殖，受精卵能发育成多细胞生物体吗？精卵能发育成多细胞生物体吗？受精卵受精卵组组 织织器官器官细胞群细胞群有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化第二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月一、细胞的分化（一、细胞的分化（cell differentiation）（1 1）细胞分化的概念：）细胞分化的概念：相同细胞相同细胞
2、不同细胞不同细胞 在个体发育中，由在个体发育中，由一个或一种细胞一个或一种细胞增殖产生的后代，增殖产生的后代，在在形态、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而产生不同而产生不同细胞类群的过程。细胞类群的过程。细胞增殖细胞增殖细胞分化细胞分化第三张，PPT共三十二页，创作于2022年6月第四张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（2 2）细胞分化的特点）细胞分化的特点不可逆性：不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。状态，直至死亡。如：如哺乳动物高度分化的成熟红细胞不会再返回到有核的前如：如哺乳动
3、物高度分化的成熟红细胞不会再返回到有核的前体细胞即造血干细胞。体细胞即造血干细胞。持久性：持久性：细胞分化发生在个体发育的整个生命进程中，在胚细胞分化发生在个体发育的整个生命进程中，在胚胎时期达最大限度。胎时期达最大限度。稳定性：稳定性：如：黑色素细胞在体外培养如：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。类型的细胞。不变性：不变性：在细胞分化过程中，遗传物质始终没有发生在细胞分化过程中，遗传物质始终没有发生改变。改变。第五张，PPT共三十二页，
4、创作于2022年6月 不同细胞中遗传信息相同，但其执行情况不同，是不同细胞中遗传信息相同，但其执行情况不同，是基因基因基因基因的的的的“选择性选择性选择性选择性”表达。表达。表达。表达。（3 3）细胞分化的实质：）细胞分化的实质：基因的选择性表达基因的选择性表达 基因在特定空间和时间条件下基因在特定空间和时间条件下选择性表达选择性表达的结果。的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的形成了不同的组织和器官组织和器官。第六张，PPT共三十二页，
5、创作于2022年6月（4 4）细胞分化的意义）细胞分化的意义细胞分化是生物个体发育的基础，细胞分化是生物个体发育的基础，能能形成具有特定形态、形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。结构和功能的组织和器官。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提有利于提高各种生理功能的效率。高各种生理功能的效率。个体发育：是指受精卵经过细胞分裂、组织分化和器个体发育：是指受精卵经过细胞分裂、组织分化和器官形成，直到发育成性成熟的个体。官形成，直到发育成性成熟的个体。细胞细胞组织组织器官器官系统系统个体。个体。第七张，PPT共三十二页，创作于2022年6月表皮
6、细胞表皮细胞叶肉细胞叶肉细胞分生细胞分生细胞导管、筛导管、筛管管保护组织保护组织营养组织营养组织分生组织分生组织输导组织输导组织第八张，PPT共三十二页，创作于2022年6月高等动物个体发育的阶段高等动物个体发育的阶段受精卵受精卵囊胚囊胚卵裂卵裂原肠胚原肠胚幼体幼体成体成体组织、器官分化组织、器官分化系统形成系统形成胚的发育胚的发育胚后发育胚后发育三个胚层三个胚层第九张，PPT共三十二页，创作于2022年6月第十张，PPT共三十二页，创作于2022年6月思考：思考：既然细胞分化具有稳定性、持久性和不可逆性，那么已既然细胞分化具有稳定性、持久性和不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚
7、胎细胞那样，再分化成经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗其它细胞吗?二、细胞的全能性（二、细胞的全能性（Totipotency）第十一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月美国科学家斯图尔德的实验美国科学家斯图尔德的实验1958年，美国科学家斯图年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整成功地培育出了一棵完整的植株。的植株。实验证明：在实验证明：在离体离体时给予细胞一定条件，时给予细胞一定条件，高度分化的植物细胞高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整仍然具有发育成完整植株的植株的潜能潜能，即植物，即植物细胞具有全能性。细胞
8、具有全能性。第十二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（1 1）细胞全能性的概念）细胞全能性的概念 细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育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。成完整个体的潜能。例如：受精卵和早期的胚胎细胞都是具有全能性的细例如：受精卵和早期的胚胎细胞都是具有全能性的细胞。胞。原因：生物体的每个体细胞都包含有该物种的原因：生物体的每个体细胞都包含有该物种的全部遗传全部遗传物质物质（全部基因）。（全部基因）。高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因。高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因。思考：为什么任意一个体细胞会具有发育成完整
9、个体的潜能思考：为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？第十三张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（2 2）植物组织培养技术）植物组织培养技术原理：高度分化的植物细胞具有全能性。原理：高度分化的植物细胞具有全能性。开花的胡开花的胡萝卜萝卜外植体：外植体：胡萝卜的胡萝卜的根部根部分离的根分离的根细胞细胞一个细胞分裂一个细胞分裂形成的细胞团形成的细胞团即愈伤组织即愈伤组织胚状体胚状体试管苗试管苗外外植植体体离体的组离体的组织或细胞织或细胞愈愈伤伤组组织织脱分化脱分化植物激素、植物激素、无机盐和无机盐和糖类等糖类等胚胚状状体体再分化再分化有根、茎、有根、茎、叶的试管苗叶的试管苗第十四张
10、，PPT共三十二页，创作于2022年6月植物组织培养：植物组织培养：是指在是指在无菌无菌和人工控制的环境条件下，利和人工控制的环境条件下，利用用适当的培养基适当的培养基，对，对离体离体的植物器官、组织及细胞进行的植物器官、组织及细胞进行培养，使其培养，使其再生完整植株再生完整植株的技术。的技术。条件：条件：细胞或组织在离体的情况下；细胞或组织在离体的情况下；无菌；无菌；一定一定营养物质和激素；营养物质和激素；适宜的外界环境。适宜的外界环境。第十五张，PPT共三十二页，创作于2022年6月第十六张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（3 3）动物克隆技术）动物克隆技术非洲非洲爪蟾核移植实验：
11、爪蟾核移植实验：用非洲爪蟾的蝌蚪做用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。中，结果获得了新的个体。第十七张，PPT共三十二页，创作于2022年6月白面母羊白面母羊A A代孕母羊代孕母羊C C去核卵细胞去核卵细胞 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞）新的重组细胞体新的重组细胞体外培养一段时间外培养一段时间后发育成胚胎后发育成胚胎植入子宫植入子宫未受精的卵未受精的卵细胞细胞 多莉羊多莉羊结论：生物体性状的遗传主要是由细胞核控结论：生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的。高度分化的制的。高度分化的动物细胞的细胞核
12、具有发育动物细胞的细胞核具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。细胞核细胞核去核去核取核取核黑面母羊黑面母羊B B核移植：电脉冲刺激核移植：电脉冲刺激克隆羊克隆羊“多莉多莉”（DollyDolly）的诞生的诞生妊娠、妊娠、出生出生克隆羊克隆羊“多莉多莉”于于19961996年在英国出生。年在英国出生。20032003年年0202月月1414日日 死于肺炎。死于肺炎。第十八张，PPT共三十二页，创作于2022年6月动物细胞核的全能性动物细胞核的全能性v“多莉多莉”的诞生证明：已高度分化的动物体细胞的细胞核仍然具有的诞生证明：已高度分化的动物体细胞的细胞核仍然具有全能性。全能性。v细胞核含有本
13、物种遗传所需的全套基因。细胞核含有本物种遗传所需的全套基因。v但是目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞但是目前为止，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。培养成新的个体。第十九张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（4 4）细胞全能性大小的比较）细胞全能性大小的比较 细胞全能性大小主要受细胞全能性大小主要受细胞分化程度细胞分化程度影响。细胞影响。细胞分化程度越高，全能性越低；分化程度越低，全能性分化程度越高，全能性越低；分化程度越低，全能性越高。另外，越高。另外，植物细胞全能性高于动物细胞。植物细胞全能性高于动物细胞。受精卵胚胎细胞生殖细胞体细胞（植物细胞动
14、受精卵胚胎细胞生殖细胞体细胞（植物细胞动物细胞）物细胞）第二十张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（5 5）细胞全能性的应用）细胞全能性的应用利用植物组织培养技术利用植物组织培养技术快速繁殖珍贵花卉快速繁殖珍贵花卉。蝴蝶兰蝴蝶兰第二十一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月利用动物克隆技术利用动物克隆技术拯珍稀濒危物种拯珍稀濒危物种。与基因工程结合培育作物新类型。与基因工程结合培育作物新类型。长江女神：白鳍豚长江女神：白鳍豚丹顶鹤丹顶鹤水水中中大大熊熊猫猫第二十二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月三、干细胞（三、干细胞（stem cell）（1 1）干细胞的定义：）干细胞的定
15、义：动物体内动物体内 动物和人体内动物和人体内仍保留着少数仍保留着少数具有分裂和分化能力具有分裂和分化能力的细胞，的细胞，这些细胞叫作干细胞，这些细胞叫作干细胞，它是一类它是一类具有自我更新具有自我更新和分化潜能的和分化潜能的原始细胞，能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。原始细胞，能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。如人骨髓中的造血干细胞。如人骨髓中的造血干细胞。注：植物体内注：植物体内分生组织细胞（如根尖分生区细胞）也具有分分生组织细胞（如根尖分生区细胞）也具有分裂和分化能力。裂和分化能力。思考：思考：除受精卵外，植物体和人体内有没有具有分裂分化除受精卵外，植物体和人体内有没
16、有具有分裂分化能力的细胞？能力的细胞？第二十三张，PPT共三十二页，创作于2022年6月干细胞干细胞分化潜能的大小分化潜能的大小来源来源胚胎干细胞：胚胎干细胞：来自来自囊胚内细胞团囊胚内细胞团的细胞的细胞成体干细胞：又叫组织干细胞成体干细胞：又叫组织干细胞全能干细胞：如受精卵和胚胎干细胞全能干细胞：如受精卵和胚胎干细胞多能干细胞：如骨髓造血干细胞多能干细胞：如骨髓造血干细胞专能干细胞：如肠上皮干细胞专能干细胞：如肠上皮干细胞（2 2）干细胞的分类：）干细胞的分类：成体干细胞：成年和未成年动物组织中的各种干细胞。如造成体干细胞：成年和未成年动物组织中的各种干细胞。如造血干细胞和神经干细胞等。血干
17、细胞和神经干细胞等。第二十四张，PPT共三十二页，创作于2022年6月全能干细胞：全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的，可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，构成人体的各种组织和器官，并最终分化成人体的各种细胞，构成人体的各种组织和器官，并最终发育成一个完整的个体。如：胚胎干细胞。发育成一个完整的个体。如：胚胎干细胞。多能干细胞：多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组组织干细胞织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织的潜能，但不，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。能发育成完整的个体。专能干细胞
18、：专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，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，造血干细胞分化出各种血细胞。门分化成各类神经细胞，造血干细胞分化出各种血细胞。第二十五张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（3 3）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：目前治疗白血病最有效的方法是骨目前治疗白血病最有效的方法是骨目前治疗白血病最有效的方法是骨目前治疗白血病最有效的方法是骨髓移植。髓移植。髓移植。髓移植。第二十六张，PPT共三十二页
19、，创作于2022年6月第二十七张，PPT共三十二页，创作于2022年6月 将将正正常常人人的的骨骨髓髓移移植植到到白白血血病病患患者者体体内内，移移植植骨骨髓髓中中含含有有造造血血干干细细胞胞，其其为为多多能能干干细细胞胞，故故在在患患者者体体内内其其可可通通过过增增殖殖和和分分化化不不断断产产生生多多种种血血细细胞胞，而而能能有有效效地地治治疗白血病。疗白血病。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有造血干细胞，可分化出各种血细胞骨髓中有造血干细胞，可分化出各种血细胞第二十八张，PPT共三十二页，创作于2022年6月克隆人体器官，用于器官移植。克隆人体器官，用于器官移植。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。移植实现对临床疾病的治疗。心脏移植心脏移植肾脏移植肾脏移植第二十九张，PPT共三十二页，创作于2022年6月第三十张，PPT共三十二页，创作于2022年6月第三十一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月感谢大家观看第三十二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月