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1、第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化内容要点：内容要点：1 1、细胞分化、细胞分化2 2、细胞全能性、细胞全能性3 3、干细胞的研究和应用、干细胞的研究和应用白血病白血病造血干细胞造血干细胞 想一想，什么是细胞分化？你能想一想，什么是细胞分化？你能用简洁的语言概括出来吗？用简洁的语言概括出来吗？生物体内有哪些现象属于细胞分化生物体内有哪些现象属于细胞分化呢？你能举出几个细胞分化的具体呢？你能举出几个细胞分化的具体例子吗？例子吗？受精作用细胞分化细胞分化植物体内的细胞分化实例植物体内的细胞分化实例种子种子一、细胞分化一、细胞分化1.细胞分化的概念：细胞分化的概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增
2、殖产在个体发育中，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，叫做细胞分化稳定性差异的过程，叫做细胞分化2.细胞分化的实质：细胞分化的实质：细胞分化造成的差异是不是由于遗传物细胞分化造成的差异是不是由于遗传物质的改变引起的呢？质的改变引起的呢？差异不是由遗传物质的改变而引起，那差异不是由遗传物质的改变而引起，那么是由什么引起的呢？么是由什么引起的呢？红细胞红细胞含血红蛋白含血红蛋白肌细胞肌细胞含肌动蛋白含肌动蛋白 细胞分化的实质是不同细胞内基因的选细胞分化的实质是不同细胞内基因的选择性表达择性表达 翻译出不同的蛋白质翻译出
3、不同的蛋白质1从分子角度看，从分子角度看，构成人体的各种细胞在形态、构成人体的各种细胞在形态、结构、功能等方面的不同是靠什么物质体现结构、功能等方面的不同是靠什么物质体现的？的？2、为什么组成各种细胞的蛋白质会不同呢？、为什么组成各种细胞的蛋白质会不同呢？其根本原因是什么？其根本原因是什么？蛋白质蛋白质基因的选择性表达基因的选择性表达注意：遗传物质没有发生变化注意：遗传物质没有发生变化思考与讨论已经发生高度分化的细胞已经发生高度分化的细胞,还能像早还能像早期胚胎细胞那样期胚胎细胞那样,再分化成其他细胞再分化成其他细胞吗吗?思考：思考：植物组织培养植物组织培养植植物物组组织织培培养养这个实验表明
4、，高度分化的植物细这个实验表明，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞的全能性这就是细胞的全能性细胞的全能性：细胞的全能性：是指已经是指已经分化分化的细胞的细胞,仍然具有发育仍然具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。植物细胞全能性的应用：植物细胞全能性的应用：植物组织培养植物组织培养优点：快速繁殖、拯救珍稀濒危物优点：快速繁殖、拯救珍稀濒危物种、培育作物新类型、培育无病毒种、培育作物新类型、培育无病毒植株植株快速繁殖快速繁殖动物是不是也能象植物一样动物是不是也能象植物一样把一个把一个细胞培养成一个动物个体细胞培养成一个动物个体呢？呢？也
5、就是说动物细胞是否具有也就是说动物细胞是否具有全能性全能性呢？我们来看一个动物的相关研究呢？我们来看一个动物的相关研究实验：实验：克隆羊的全过程克隆羊的全过程白面羊乳白面羊乳腺细胞的腺细胞的细胞核细胞核黑面绵羊黑面绵羊去核的卵去核的卵细胞细胞融合融合重组细胞重组细胞代孕母羊代孕母羊克隆羊（白面）克隆羊（白面）体外培养体外培养 一段时间一段时间“多利多利”的诞生的诞生证明证明:已分化的已分化的动物体细胞的动物体细胞的细细胞核具有全能性胞核具有全能性但是目前为止但是目前为止,人人们们还没有成功还没有成功地将地将单个已分化的动物单个已分化的动物体细胞培养成新的体细胞培养成新的个体个体.1为什么生物具
6、有全能性为什么生物具有全能性?生物体每个细胞都含有该物种所特生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。有的全套遗传物质。2不同细胞的全能性相同么不同细胞的全能性相同么?一般而言，植物细胞的全能性大一般而言，植物细胞的全能性大于动物细胞；分化程度越高的细胞，于动物细胞；分化程度越高的细胞，全能性就越低。全能性就越低。细胞的全能性细胞的全能性小小S代言脐带血广告代言脐带血广告 广告酬劳高达广告酬劳高达7位数位数 脐带血脐带血干细胞研究干细胞研究动物和人体内保留的少数具有分裂和动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞分化能力的细胞干细胞干细胞:例如例如.人的骨髓的人的骨髓的造血干细胞造血
7、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,并最终通过组织并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。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 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞受精卵受精卵全能干细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞造血干细胞造血干细胞白血病是常见肿瘤之一，占肿瘤发病率的第六位，约白血病是常见肿瘤之一，占肿瘤发病率的第六位，约为为3 34/104/10万人，其中急性多于慢性，急性者占万人，其中急性多于慢性，急性者占70%70%以上，其中急粒占首位，急淋、急单次之。慢性
8、白血以上，其中急粒占首位，急淋、急单次之。慢性白血病在我国以慢性粒细胞性白血病多见。病在我国以慢性粒细胞性白血病多见。白血病的治疗白血病的治疗一、化疗一、化疗 二、中西医结合治疗二、中西医结合治疗 三、生物调节剂治疗三、生物调节剂治疗 四、基因治疗四、基因治疗 五、骨髓移植（五、骨髓移植（BMTBMT）骨髓移植（BMT）1 1异基因骨髓移植（异基因骨髓移植（Allo-BMTAllo-BMT）2 2自体干细胞移植自体干细胞移植3 3脐血造血干细胞移植脐血造血干细胞移植 1.异基因骨髓移植（Allo-BMT）是对病人进行超大剂量是对病人进行超大剂量放疗，化疗放疗，化疗预处理预处理后，将健康骨髓中的
9、后，将健康骨髓中的造血干细胞植入造血干细胞植入病人病人体内，使其造血及免疫功能获得重建的治体内，使其造血及免疫功能获得重建的治疗方法。疗方法。2 2自体干细胞移植自体干细胞移植所谓所谓“自体干细胞移植自体干细胞移植”是指在大剂量放化是指在大剂量放化疗前采集自体造血干细胞，使之免受大剂量疗前采集自体造血干细胞，使之免受大剂量放化疗之损伤，并在大剂量放化疗后回输，放化疗之损伤，并在大剂量放化疗后回输，自体造血干细胞可来源于骨髓，亦可采集于自体造血干细胞可来源于骨髓，亦可采集于患者外周血。可用于年龄较大的患者。患者外周血。可用于年龄较大的患者。3.3.造血干细胞移植造血干细胞移植人们以前常说的骨髓移
10、植、骨髓捐献到今天已经不准确也不科人们以前常说的骨髓移植、骨髓捐献到今天已经不准确也不科学，由于我们医学技术的高发展，也就是说我们真正采集、我学，由于我们医学技术的高发展，也就是说我们真正采集、我们捐献的实际是造血干细胞。在我们人身体哪些部位生产和存们捐献的实际是造血干细胞。在我们人身体哪些部位生产和存储造血干细胞呢？一般来说，有三个部位，生产和储存的大部储造血干细胞呢？一般来说，有三个部位，生产和储存的大部分在骨髓里，所以我们叫做骨髓造血干细胞。还有一部分在外分在骨髓里，所以我们叫做骨髓造血干细胞。还有一部分在外周血，也就是在血管里面有少量的造血干细胞。第三就是人们周血，也就是在血管里面有少
11、量的造血干细胞。第三就是人们所知道，当妈妈生完小孩之后，在脐带里有大量、丰富的造血所知道，当妈妈生完小孩之后，在脐带里有大量、丰富的造血干细胞。反过来说造血干细胞都在哪些部位，有骨髓的造血干干细胞。反过来说造血干细胞都在哪些部位，有骨髓的造血干细胞，有外周血的造血干细胞，有脐带血的造血干细胞，现在细胞，有外周血的造血干细胞，有脐带血的造血干细胞，现在我们提倡用外周血的造血干细胞来进行采集。那么骨髓的造血我们提倡用外周血的造血干细胞来进行采集。那么骨髓的造血干细胞采集和外周血的造血干细胞采集有什么不同呢？如果说干细胞采集和外周血的造血干细胞采集有什么不同呢？如果说是骨髓移植用骨髓的造血干细胞，供
12、者要进行全麻，或者在他是骨髓移植用骨髓的造血干细胞，供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞。用外周血造血干细胞则是先打三、四天的外的骨上凿几个洞。用外周血造血干细胞则是先打三、四天的外周血动员剂，将骨髓中的造血干细胞动员入血，然后用采血的周血动员剂，将骨髓中的造血干细胞动员入血，然后用采血的方法来采集，这样的方法供者没有什么痛苦。方法来采集，这样的方法供者没有什么痛苦。如何进行造血干细胞移植：如何进行造血干细胞移植：首先让骨髓中的造血干细胞大量释放到血液首先让骨髓中的造血干细胞大量释放到血液中去，这个过程称为中去，这个过程称为“动员动员”。然后，通过血细胞分离机分离获得大量造血然后，通过血细胞
13、分离机分离获得大量造血干细胞用于移植，这种方法称为干细胞用于移植，这种方法称为“外周血造血干外周血造血干细胞移植细胞移植”。这样现在捐赠骨髓已不再抽取骨髓，。这样现在捐赠骨髓已不再抽取骨髓，而只是而只是“献血献血”了。而且，由于技术的进步，现了。而且，由于技术的进步，现在运用造血干细胞在运用造血干细胞“动员动员”技术，只需采集分离技术，只需采集分离约约5050至至200200毫升外周血即可得到足够数量的造血干毫升外周血即可得到足够数量的造血干细胞。采集足够数量的造血干细胞后，血液可回细胞。采集足够数量的造血干细胞后，血液可回输到捐献者体内。输到捐献者体内。干细胞原料库的建立干细胞原料库的建立
14、干细胞核心技术干细胞核心技术 1.干细胞分离干细胞分离 2.干细胞培养干细胞培养 3.干细胞改造干细胞改造 4.SCSC基因重组基因重组 细胞技术细胞技术 基因技术基因技术干细胞治疗干细胞治疗（人体组织工程）（人体组织工程）需需要要干干细细胞胞技技术术治治疗疗的的首首批批人人类类疾疾病病例例表表造造血血系系统统病病帕帕金金森森氏氏病病 骨骨质质疏疏松松症症糖糖尿尿病病 脊脊髓髓损损伤伤各各种种肿肿瘤瘤心心血血管管疾疾病病严严重重烧烧伤伤自自身身免免疫疫性性疾疾病病角角膜膜疾疾病病 神神经经系系统统退退行行性性病病变变肝肝病病 干细胞研究的受阻,就是生命科学的凋亡。干细胞的分类干细胞的分类全能干
15、细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞专能干细胞专能干细胞按分化潜能按分化潜能按发育状态按发育状态胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞造血干细胞造血干细胞一、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
16、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大家课后还可以通过报纸、书籍、互大家课后还可以通过报纸、书籍、互联网等途径搜集有关干细胞的资料。联网等途径搜集有关干细胞的资料。例如：干细胞有哪些种类？干细胞的例如：干细胞有哪
17、些种类？干细胞的研究有哪些意义？日常生活中有何实研究有哪些意义？日常生活中有何实例例？教学参考实验：拟南芥的组实验：拟南芥的组织培养织培养 拟南芥拟南芥（Arabidopsis thaliana）十字花科拟南芥属植物，形态个十字花科拟南芥属植物，形态个体小，高度只有体小，高度只有3Ocm左右左右，基，基因组小，只有因组小，只有5对染色体，因此对染色体，因此已广泛用于植物遗传学、发育生已广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究物学和分子生物学的研究 拟南芥种子拟南芥种子土壤土壤培养基培养基完整植株完整植株切取茎段置于培养基上切取茎段置于培养基上茎段从两端开始膨大加粗茎段从两端开始膨大加粗茎段继续膨大加粗茎段继续膨大加粗茎段继续膨大加粗茎段继续膨大加粗形成愈伤组织形成愈伤组织诱导愈伤组织长芽诱导愈伤组织长芽诱导愈伤组织长芽诱导愈伤组织长芽种子种子土壤土壤培养基培养基完整植株完整植株切取茎段切取茎段愈伤组织愈伤组织生芽生芽生根生根