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1、第六章第六章 细胞的生命历程细胞的生命历程第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化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系系统统个个体体骨骨细胞细胞上皮上皮细胞细胞肌肉肌肉细胞细胞 神经神经细胞细胞上皮上皮组织组织肌肉肌肉组织组织神经神经组织组织结缔结缔组织组织器器官官受精卵受精卵？胚胎胚胎干细胞干细胞？细胞细胞分裂分裂细细胞胞分分化化多细胞生物体多细胞生物体的的生长发育生长发育靠靠 完成。完成。细胞分裂和细胞分化细胞分裂和细胞分化一一、细胞分化细胞分化在在个体发育个体发育中中，由由 增殖增殖产生的产生的后代后代，在在 上发生上发生 稳定性稳定性差异差异的过程。的过程
2、。一个或一种细胞一个或一种细胞形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能1 1、概念、概念：1.1.细胞分化细胞分化只发生在只发生在胚胎发育时期胚胎发育时期，还是还是发生在生物体生命的整个过程中呢？发生在生物体生命的整个过程中呢？发生在整个生命过程中，发生在整个生命过程中，胚胎时期胚胎时期达到达到最大最大 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骨髓中造血干细胞造血干细胞分化出各种血细胞分化出各种血细胞例一：骨髓移植例一：骨髓移植例二：例二：表皮的表皮的生发层细胞生发层细胞能分裂分能分裂分化成化成角质层细胞角质层细胞，以补充死，以补充死亡脱落的角质层细胞亡脱落的角质层细胞表
3、皮细胞表皮细胞叶肉细胞叶肉细胞贮藏细胞贮藏细胞受精卵受精卵分裂分裂分化分化根尖分生区细胞根尖分生区细胞不断不断分裂分化形成伸长区分裂分化形成伸长区细胞和根冠细胞细胞和根冠细胞例三：例三：例四：例四：（保护作用）（保护作用）（光合作用）（光合作用）（储藏营养物质）（储藏营养物质）2 2、特点、特点细胞分化细胞分化贯穿贯穿于生物体于生物体整个整个生命进程中，在生命进程中，在胚胎时期胚胎时期达到达到最大最大限度限度(动物动物)。一般来说，分化了的细胞将一直一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后保持分化后的状态的状态，直至死亡。，直至死亡。是生物界普遍存在的生命现象，是生物界普遍存在的生命现象，是是生
4、物个体发育的基础生物个体发育的基础。持久性持久性稳定性稳定性不可逆性不可逆性 已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态普遍性普遍性3 3、意义、意义：细胞分化是细胞分化是 的基础；的基础；使使 多多 细细 胞胞 生生 物物 体体 中中 的的 细细 胞胞 趋趋 向向 ，有利于提高各种，有利于提高各种 的的效率效率。生物个体发育生物个体发育专门化专门化生理功能生理功能一一、细胞分化、细胞分化I I1 1、图中、图中I I过程表示过程表示 ，II II过程表示过程表示 。2 2、a a、b b、c c、d d四种细胞细胞核中的遗传物质是否相同四种细胞细胞核中的遗传
5、物质是否相同？为什么？为什么？细胞分裂细胞分裂 细胞分化细胞分化相同相同为什么，一个个体各种细胞为什么，一个个体各种细胞遗传信息遗传信息完全相同完全相同，但形态、结构和功能但形态、结构和功能却有如此大的差异？却有如此大的差异？一一、细胞分化、细胞分化4 4、原因：、原因：肌肌动蛋白蛋白基因基因 B B血血红蛋白蛋白基因基因 A A开启开启/表达表达关关闭合成血合成血红蛋白蛋白(不合成肌不合成肌动蛋白蛋白)EDCA B红细胞红细胞基因基因:EDCA B肌细胞肌细胞基因基因:血血红蛋白蛋白基因基因 A A肌肌动蛋白蛋白基因基因 B B关关闭开启开启/表达表达合成肌合成肌动蛋白蛋白(不合成血不合成血
6、红蛋白蛋白)基因选择性表达基因选择性表达即即:不同不同细胞中细胞中遗传信息遗传信息表达表达情况不同情况不同根本原因：根本原因：直接原因：直接原因：蛋白质蛋白质的结构和功能不同的结构和功能不同不同细胞中有表达相同的基因吗不同细胞中有表达相同的基因吗？如：如：呼吸酶基因呼吸酶基因同一个体的不同同一个体的不同细胞细胞中中基因相同基因相同，蛋白质，蛋白质不完全相同不完全相同。大本大本P P9999典典例剖析例剖析D D1 1、下列对于细胞分化不同水平的下列对于细胞分化不同水平的分析，错误的分析，错误的是是()A.A.从细胞水平从细胞水平分析，细胞分化分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功是细胞的形态、结
7、构和功能改变的结果能改变的结果B.B.从细胞的亚显微结构水平从细胞的亚显微结构水平分析，细胞分化分析，细胞分化是细胞器的是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果的结果C.C.从蛋白质分子的角度从蛋白质分子的角度分析，细胞分化分析，细胞分化是蛋白质种类、是蛋白质种类、数量、功能改变的数量、功能改变的结果，这结果，这是细胞分化的根本原因是细胞分化的根本原因D.D.从核酸分子的角度从核酸分子的角度分析，细胞分化分析，细胞分化是基因选择性表达是基因选择性表达的结果的结果C C小本小本P P4545-素养提升素养提升二、细胞的全能性
8、二、细胞的全能性资资料料1 1：19581958年年，美美国国科科学学家家斯斯图图尔尔德德取取胡胡萝萝卜卜韧韧皮皮部部细细胞胞，放放入入含含有有植植物物激激素素、无无机机盐盐和和糖糖类类等等物物质质的的培培养养液液中中培培养养，成成功功地地培培育育出出了了一一棵棵完整的植株完整的植株。高度高度分化的植物细胞分化的植物细胞仍然具有发育成仍然具有发育成 的能力，的能力，即即植物细胞具有植物细胞具有 。完整植株完整植株全能性全能性胡萝卜韧胡萝卜韧皮部细胞皮部细胞结论：结论：植物组织培养植物组织培养二、细胞的全能性二、细胞的全能性1 1、细胞全能性：、细胞全能性：2 2、原因：、原因：细胞细胞中中含有
9、本物种含有本物种全套遗传物质全套遗传物质1 1、植物细胞若在植物体内能否表现出全能性、植物细胞若在植物体内能否表现出全能性？表现出全能性还需要哪些条件？表现出全能性还需要哪些条件？细胞细胞经分裂和分化经分裂和分化后，仍具有产生后，仍具有产生完整有机体完整有机体或或分化成其他各种细胞分化成其他各种细胞的潜能和特性的潜能和特性。条件条件：离离体体状态状态植物激素植物激素和和营养物质营养物质(水、无机盐、水、无机盐、糖类糖类等等)适宜适宜的的条件条件(温度、温度、pHpH等等)2 2、一粒种子培育成植株是否体现细胞的全能性？、一粒种子培育成植株是否体现细胞的全能性？没有，是个体正常发育的过程没有，是
10、个体正常发育的过程3 3、植物细胞全能性的应用（植物组织培养）、植物细胞全能性的应用（植物组织培养）快速大量快速大量繁殖花卉和蔬菜繁殖花卉和蔬菜培养微型观赏植株培养微型观赏植株拯救濒危物种拯救濒危物种植植物物界界大大熊熊猫猫红红豆豆杉杉抗抗虫虫棉棉培育新品种培育新品种4.4.动物动物细胞核细胞核的全能性的全能性已经已经高度分化的动物细胞是否也高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？具有全能性呢？资资料料2 2：科科学学家家将将非非洲洲爪爪蟾蟾的的肠肠上上皮皮细细胞胞的的核核移移植植到到去去核的卵细胞，获得新个体。核的卵细胞，获得新个体。4 4、动物、动物细胞核细胞核的全能性的全能性3 3、将肠上
11、皮细胞单独培养能获得新、将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？的个体吗？与资料与资料1 1相比，你能得出什么结论？相比，你能得出什么结论？细胞核细胞核去核去核卵细胞卵细胞结论：结论：已已分化的分化的动物动物体细胞体细胞的的细胞核细胞核具有全能性。具有全能性。克隆羊克隆羊“多利多利”克隆猴克隆猴“中中中中”和和“华华华华”白鳍豚白鳍豚（水中大熊猫）（水中大熊猫）用用克隆技术克隆技术拯救濒危动物拯救濒危动物干细胞干细胞:是否体现了细是否体现了细胞的胞的全能性？全能性？体现体现细胞细胞的全能性的全能性白血病白血病5 5、干细胞、干细胞1 1、没有分化的细胞，如、没有分化的细胞，如受精卵受精卵、动物和
12、人体的早动物和人体的早期胚胎细胞期胚胎细胞、植物体分生组织细胞植物体分生组织细胞具有全能性吗？具有全能性吗？全能性大小：全能性大小：受精卵受精卵/早期胚胎细胞早期胚胎细胞 精子精子/卵细胞卵细胞 体细胞体细胞分化程度：分化程度：受精卵受精卵/早期胚胎细胞早期胚胎细胞 精子精子/卵细胞卵细胞 体细胞体细胞分化程度分化程度越高越高，全能性全能性越低越低 细胞分化细胞分化细胞的全能性细胞的全能性原因原因特点特点结果结果联系联系两者的两者的遗传物质遗传物质 改变；改变；一般一般情况下，情况下，分化分化程度程度越高越高，全能性全能性 。形成形成 、和和 不同不同的的细胞细胞持久性；持久性；稳定性稳定性；不可逆性；不可逆性；普遍性普遍性。直接原因：直接原因：根本原因：根本原因：蛋白质的结构和功能不同；蛋白质的结构和功能不同；基因选择性表达。基因选择性表达。形态形态 结构结构 生理生理功能功能植物植物 具有全能性；具有全能性；动物动物 具有全能性。具有全能性。含有本物种含有本物种全套遗传物质全套遗传物质产生产生 或或分化成其他分化成其他 .细胞细胞细胞核细胞核完整有机体完整有机体各种细胞各种细胞不发生不发生越低越低大本大本P P100-100-学以致用学以致用B B