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1、第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化问题探讨问题探讨P118P118：在人体内，红细胞的寿命为在人体内，红细胞的寿命为120120天左右，白细胞天左右，白细胞的寿命为天。这些细胞都是失去分裂能力的细的寿命为天。这些细胞都是失去分裂能力的细胞。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而胞。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效治疗正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效治疗白血病。白血病。讨论：讨论：1.1.为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？而减少？在血细胞死亡的同时，有在血细胞死亡的同
2、时，有相应数量相应数量的血细胞产生。的血细胞产生。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？骨髓中有骨髓中有造血干细胞造血干细胞，可，可分裂、分化分裂、分化成血细胞成血细胞。成年人细胞成年人细胞总数总数约约101012-1412-14个，个，种类种类有有200200多种多种。有四大组织、八大系统。这些细胞均来自于有四大组织、八大系统。这些细胞均来自于同一个同一个受精卵受精卵。思考：思考：一个受精卵如何发育成一个完整的个体的？一个受精卵如何发育成一个完整的个体的？一、细胞的分化一、细胞的分化及其意义及其意义.定义：定义：在个体发育中，由在个体发育中，由一个一个或或一种一
3、种细细胞增殖产生的后代，在胞增殖产生的后代，在形态、结构形态、结构和和生理功能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。思考：这种差异是怎样形成的呢？思考：这种差异是怎样形成的呢？例：以人的胚胎发育过程来说明。例：以人的胚胎发育过程来说明。受精卵受精卵卵裂及早期胚胎发育（只分裂不分化）卵裂及早期胚胎发育（只分裂不分化）细胞分化：细胞分化：可形成不同的细胞、组织和器官可形成不同的细胞、组织和器官受精卵受精卵胚胎发育的不同阶段胚胎发育的不同阶段受精卵受精卵（起点起点）有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化系系统统人人体体骨细胞骨细胞上皮上皮细胞细胞肌肉肌肉 细胞细胞神经细胞神经细胞结缔组织
4、结缔组织 肌肉组织肌肉组织神经组织神经组织器器官官早期胚胎早期胚胎干细干细胞胞上皮组织上皮组织小结：人体的发育小结：人体的发育思考思考讨论讨论 比较成人体组织的细胞比较成人体组织的细胞 构成人体器官有四种组织：构成人体器官有四种组织：上皮组织、肌肉组上皮组织、肌肉组织、结缔组织织、结缔组织和和神经组织神经组织，这些组织又是由，这些组织又是由相似相似的的细胞构成。细胞构成。上皮细胞上皮细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞软骨细胞软骨细胞神经细胞神经细胞讨论讨论1.1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？上皮细胞上皮细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞软骨细胞软骨细胞神经细胞神
5、经细胞形态形态扁平、立方、扁平、立方、柱状柱状圆柱形，圆柱形，细长细长椭圆形椭圆形星形、锥形、星形、锥形、梨形、圆形梨形、圆形结构结构排列紧密，排列紧密，间质少间质少有横纹，有横纹，多核多核细胞间质细胞间质发达发达有轴突、有轴突、树突树突功能功能保护等保护等收缩收缩支持支持感受刺激感受刺激传导冲动传导冲动2.2.这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常 情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的 细胞会不会转变成其他组织的细胞？细胞会不会转变成其他组织的细胞？细胞分化是细胞分化是稳定的
6、、不可逆稳定的、不可逆的，故既的，故既不能不能恢复成恢复成早期胚胎细胞，也早期胚胎细胞，也不会不会转变成其他组织的细胞。转变成其他组织的细胞。光合作用光合作用保护功能保护功能贮藏营养物质贮藏营养物质植物细胞分化：植物细胞分化：形成不同的组织（不同功能）形成不同的组织（不同功能）2.2.细胞分化的概念、特征和意义细胞分化的概念、特征和意义）概念：）概念：在个体发育中，由在个体发育中，由一个一个或或一种一种细胞增殖产细胞增殖产 生的后代，在形态、结构和生理功能上产生生的后代，在形态、结构和生理功能上产生稳稳 定性差异定性差异的过程。的过程。）特征：）特征：持久性、普遍性、不可逆性。持久性、普遍性、
7、不可逆性。）意义：）意义：使多细胞生物的细胞趋向使多细胞生物的细胞趋向专门化专门化，有利于提高，有利于提高 生物体各种生理功能的生物体各种生理功能的效率效率，3.3.细胞分化的实质细胞分化的实质 这是细胞中的基因这是细胞中的基因选择性表达选择性表达的结果，即在的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同表达情况不同。例：基因的选择性表达的机理例：基因的选择性表达的机理血红蛋白基因血红蛋白基因肌动蛋白基因肌动蛋白基因血红蛋白血红蛋白血红蛋白基因血红蛋白基因肌动蛋白基因肌动蛋白基因肌动蛋白肌动蛋白（开）（开）（关）（关）（开开）（关）
8、（关）红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞4 4、细胞分化的意义：、细胞分化的意义：使多细胞生物体中的细胞趋向于使多细胞生物体中的细胞趋向于专门化专门化,有有利利提高各种生理功能的效率。提高各种生理功能的效率。细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞细胞数量数量形态形态结构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有差异有差异遗传信息都不改变遗传信息都不改变分裂是分化的基础，共同完成生物分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程个体发育过程小结：小结：比较细胞分裂与分化比较细胞分裂与分化 既然细胞分化具有既然细胞分化具有稳定性、持久稳定性、持久性、不可逆性性、不可逆性，那么已经发
9、生高度分，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗再分化成其它细胞吗?思考：思考：可以，但需要一定的条件。可以，但需要一定的条件。二、细胞的全能性二、细胞的全能性.概念概念细胞的全能性，是指细胞的全能性，是指已经分化已经分化的细胞，仍的细胞，仍 然具有发育成然具有发育成完整个体完整个体的的潜能。潜能。.表达条件表达条件）离体离体状态状态）一定的）一定的营养营养和和激素激素）适宜的适宜的外界条件：如温度、水分、氧气、外界条件：如温度、水分、氧气、光照、光照、pHpH、无菌等。、无菌等。资料资料资料资料1 1：19581958年斯图尔
10、德年斯图尔德年斯图尔德年斯图尔德 美美美美 的植物实验的植物实验的植物实验的植物实验思考思考讨论讨论 细胞的全能性细胞的全能性资料资料2 2：非洲爪蟾核移植非洲爪蟾核移植上皮细胞上皮细胞去核卵细胞去核卵细胞重组细胞重组细胞资料资料3 3：克隆羊（体细胞核移植）克隆羊（体细胞核移植）讨论讨论1.1.从资料从资料1 1中可以得出什么结论？中可以得出什么结论？高度分化的细胞，仍然能够发育成高度分化的细胞，仍然能够发育成完整完整的个体，的个体，体现细胞的体现细胞的全能性全能性。2.2.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的 植物细胞，在适宜条件下，这些细胞
11、也能形成新植物细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新 的植株吗？的植株吗？可以；每个细胞都含有发育成完整个体的可以；每个细胞都含有发育成完整个体的全部基全部基 因因（全套遗传信息）。（全套遗传信息）。3.3.将上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料将上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1 1 相比，你能从资料相比，你能从资料2 2中的实验得出什么结论？中的实验得出什么结论？不能；动物的细胞核虽然具有不能；动物的细胞核虽然具有全能性全能性，但上皮细，但上皮细 胞的胞的分化程度更高分化程度更高，且细胞内，且细胞内缺乏缺乏早期发育所需早期发育所需 要的营养，故上皮细胞单独培养不能获得新个体。要
12、的营养，故上皮细胞单独培养不能获得新个体。拓展：植物组织培养拓展：植物组织培养离体离体的植物器官、组织或细胞的植物器官、组织或细胞 脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化再分化根或芽等器官根或芽等器官植物体植物体 动物和人体内保留的动物和人体内保留的具有分裂和分化能力具有分裂和分化能力 的的细胞。细胞。.干细胞干细胞 2 2）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 织和织和器官移植，器官移植，实现对临床疾病的治疗。实现对临床疾病的治疗。.干细胞的用途（万能细
13、胞）干细胞的用途（万能细胞）1 1）如干细胞移植如干细胞移植治疗白血病；治疗白血病；血细胞血细胞红细胞红细胞 白细胞白细胞 血小板血小板例：例：骨髓中骨髓中造血干细胞造血干细胞分分 化化分裂分裂分分类类拓展：干细胞的分类拓展：干细胞的分类发育发育阶段阶段 胚胎干细胞（全能性）胚胎干细胞（全能性）成体干细胞（多能性或专能性）成体干细胞（多能性或专能性）发育发育潜能潜能 全能性干细胞全能性干细胞 多能性干细胞多能性干细胞 专能性干细胞专能性干细胞 如：胚胎干细胞（个体）如：胚胎干细胞（个体）如：造血干细胞（多种）如：造血干细胞（多种）如：成肌细胞（一种）如：成肌细胞（一种）延伸阅读：延伸阅读：P1
14、22P122科学科学技术技术社会社会 骨髓移植和中华骨髓库骨髓移植和中华骨髓库 拓展：细胞全能性高低的比较：拓展：细胞全能性高低的比较：植物体细胞植物体细胞 动物体细胞动物体细胞受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞（1 1）不同生物）不同生物（2 2）同一生物）同一生物细胞分化程度细胞分化程度越高越高，细胞的全能性，细胞的全能性越低；越低；细胞分裂能力细胞分裂能力越强越强，细胞的全能性，细胞的全能性越高越高。1.1.连续分裂的细胞，相邻的两个细胞周期可表示为下图，连续分裂的细胞，相邻的两个细胞周期可表示为下图，下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是 A.b+cA.b+c为一个细胞周期为一个细胞周期 B.c B.c、d d两段都要消耗两段都要消耗ATP ATP C.d C.d段主要完成遗传物的平均分配段主要完成遗传物的平均分配 D.a D.a段的主要变化是段的主要变化是DNADNA的复制及有关蛋白质的的复制及有关蛋白质的2.2.有丝分裂过程中染色体、染色单体、有丝分裂过程中染色体、染色单体、DNADNA分子的数量比是分子的数量比是 122 122，该细胞所处的时期是，该细胞所处的时期是 A.A.前期或后期前期或后期 B.B.中期或末期中期或末期 C.C.前期或中期前期或中期 D.D.后期或末期后期或末期练习题练习题