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1、第六章 细胞的生命历程第2节 细胞的分化资料分析资料分析资料分析资料分析讨论讨论：仅有细胞增殖，受精卵能形成仅有细胞增殖，受精卵能形成这两百多种不同类型的细胞，进而发这两百多种不同类型的细胞，进而发育成为具有一定形态和结构的个体吗育成为具有一定形态和结构的个体吗？成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10101 14 4个个,细胞细胞种类种类有有200200多种，这么多多种，这么多种类细胞均来自一个受精卵。种类细胞均来自一个受精卵。细胞分化一、细胞分化及其意义骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞上皮细胞这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞表皮细胞储藏细
2、胞叶肉细胞同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。功能：光合作用功能：光合作用功能：保护作用功能：保护作用功能：贮藏营养功能：贮藏营养一、细胞分化及其意义在在个体发育中，个体发育中，由由一一个或一种个或一种细胞增殖细胞增殖产生的后代，产生的后代，在在形态形态、结构结构和和生理功能生理功能上上发生发生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程。1、概念细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化细胞分化细胞分化细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加。一、细胞分化及其意义生物体的整个生命历程生物体的整个生命历程2、细胞分化的时期3、细胞分化的特点二、二、细胞分化发生在整个生命进程中
3、，细胞分化发生在整个生命进程中，胚胎时期胚胎时期达到最大限度。达到最大限度。一一、一般来说已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死一般来说已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其亡，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他类型的细胞。四、四、在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。(持久性)(稳定性)(不可逆性)(普遍性)三三、造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细胞早幼红细胞 中幼红细中幼红细胞胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞成熟红细胞 死亡死亡 4
4、、细胞分化的意义（1 1）生物界中普遍存在的生命现象，它是）生物界中普遍存在的生命现象，它是个体发育的基础个体发育的基础。（2 2）使多细胞生物体中的细胞）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化趋于专门化，有利于有利于提高提高各种生理功能的各种生理功能的效率效率。E ED DC CA A B BE ED DC CA A B BE ED DC CA A B B遗遗传传信信息息没没变变A B C D EA B C D E5、细胞分化的实质1.细胞分化过程中，遗传信息是否发生改变？2.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？不变蛋白质合成血红蛋白血红蛋白基因开启肌动蛋白基因关闭不能合
5、成肌动蛋白合成肌动蛋白合成肌动蛋白肌动蛋白基因开启血红蛋白基因关闭不能合成血红蛋白5、细胞分化的实质红细胞肌细胞实质：基因的选择性表达。即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同思考：细胞内的基因都只在特定的细胞内表达吗？核糖体合成酶基因ATP合成酶基因呼吸酶基因血红蛋白基因肌动蛋白基因胰岛素基因不是。不是。肌肌动动蛋蛋白白基基因因只只在在肌肌细细胞胞内内表表达达、血血红红蛋蛋白白基基因因只只在在红红细细胞胞内内表表达达、胰胰岛岛素素基基因因只只在在胰胰岛岛B细细胞胞内内表表达达，而而核核糖糖体体合合成成酶酶基基因因、ATP合合成成酶酶基基因、呼吸酶基因在因、呼吸酶基因在所有细
6、胞所有细胞中均表达。中均表达。5、细胞分化的实质细胞分化的“变”与“不变”(1)“变”从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。从分子水平分析a.蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。b.基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。(2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。归纳总结比较比较细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞变化细胞变化发生时间发生时间相同点相同点联系联系增加细胞增加细胞数目数目从受精卵开始，有些细胞从受精卵开始，有些细胞保持保持终生分裂能
7、力终生分裂能力，有些，有些细胞发育到一定时期细胞发育到一定时期停止停止分裂分裂增加细胞增加细胞种类种类发生在发生在整个生命整个生命进程进程中中遗传信息都不变遗传信息都不变先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同共同完成生物个体发育过程完成生物个体发育过程比较细胞分裂与细胞分化(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同()(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果()(3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果()课堂精练1.下列关于细胞分化的叙述，正确的是A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化B.细胞分
8、化仅仅引起细胞形态的改变C.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果D.只有在胚胎时期才会发生细胞分化3.取自同种生物的不同类型的正常细胞，检测其基因表达，结果如图。下列关于此图说法不正确的是12345678910A.若基因18中只有一个是控制核糖体蛋白质 合成的基因，则该基因最有可能是基因2B.图中7种细胞的遗传物质是相同的C.图中7种细胞中细胞器的种类和数量相同D.此图可用于说明基因的选择性表达11课堂精练4.哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，下列叙述不正确的是A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳B.网织红细胞和成熟红细胞的分化程度各不相同C.造血干细胞与幼红细胞中基因的表达情
9、况不同D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达 既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已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?思考：实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力材料材料一一:19581958年，美国年，美国科学家斯图尔德用胡萝科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。育出了一棵完整的植株。二、细胞的全能性指细胞指细胞经分裂和分化后经分裂和分化后，仍，仍具有具有_或或_的潜能和特性。的潜能和特性。产生完整有机体分化成其他各种细胞1、全能性概念：2、植物组织培养:指在无菌和人工控制的环境条件
10、下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织及细胞进行培养，使其再生完整植株的技术。二、细胞的全能性应用：快速繁殖花卉、蔬菜，拯救病危物种等实验结论：已已分化的分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。仍具有全能性。材料二材料二科学家科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。结果获得了新的个体。二、细胞的全能性辨析：植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。二、细胞的全能性已分化的细胞一般都已分化的细胞一般都含有含有本物种本物种全套的遗传信息。3 3、细胞、细胞具有全能性的具
11、有全能性的原因原因：思考：思考：为什么为什么已经分化的已经分化的细胞细胞会具有发育成完整个体的潜能？会具有发育成完整个体的潜能？细胞全能性实现的条件：离体状态下水、无机盐、有机营养及激素等。适宜的温度等外界环境条件拯救珍稀、濒危动植物疾病的治疗：克隆人体器官，用于器官移植4、细胞全能性的应用快速繁殖花卉、蔬菜等二、细胞的全能性三、细胞分化三、细胞分化三、细胞分化三、细胞分化与细胞全能性的比较与细胞全能性的比较与细胞全能性的比较与细胞全能性的比较细胞分化细胞分化细胞全能性细胞全能性原因结果比较关系细胞内基因的选择性表达已分化的细胞依旧含有本物种的全套遗传信息形成形态、结构和功能不同的细胞可形成新
12、的个体分化程度：体细胞生殖细胞受精卵全能性：受精卵生殖细胞体细胞两者的遗传物质都不发生变化细胞的分化程度越高，具有的全能性越小干细胞（1）概念：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。按来源分（发育时期）成体干细胞按分化潜能分 全能干细胞（）（如神经干细胞如神经干细胞 ）（）类型胚胎干细胞如受精卵如受精卵如造血干细胞如造血干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞专能干细胞多能干细胞（）五、干细胞干细胞可以用于治疗血液系统疾病干细胞可以用于治疗血液系统疾病干细胞可以用于治疗血液系统疾病干细胞可以用于治疗血液系统疾病体外培养组织或器官体外培养组织或器官体外培养组织或器官体外培养组织或
13、器官,通过移植通过移植通过移植通过移植治疗治疗治疗治疗疾病疾病疾病疾病应用五、干细胞(1)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化()(2)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性()(3)壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性()(4)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性()辨析易错易混 练前清障1.1.下列关于细胞全能性的叙述，错误的是下列关于细胞全能性的叙述，错误的是A.A.玉米种子萌发长成新植株体现了细胞全能性玉米种子萌发长成新植株体现了细胞全能性B.B.细胞全能性一般随着细胞分化程度增高而降低细胞全能性一般随着细胞分化程度增高而降低C.C.受精卵能在自然状态下发育成个体，因此全能性
14、最高受精卵能在自然状态下发育成个体，因此全能性最高D.D.是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整有机体或其他各种细胞的是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整有机体或其他各种细胞的 潜能潜能1234课堂精练2.2.下列下列有关细胞全能性的叙述，正确的是有关细胞全能性的叙述，正确的是A.A.不分裂的细胞一定不具有全能性不分裂的细胞一定不具有全能性B.B.细胞全能性的表现需经历细胞分化过程细胞全能性的表现需经历细胞分化过程C.C.动物细胞和植物细胞的全能性一样高动物细胞和植物细胞的全能性一样高D.D.只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全部遗传物质只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全部遗传
15、物质1234课堂精练3 3下列实例中能体现细胞全能性的是（下列实例中能体现细胞全能性的是（）用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株 A A B B C C D DB4.4.人人体体的的骨骨髓髓中中存存在在少少量量的的间间充充质质干干细细胞胞(MSC(MSC，多多能能干干细细胞胞的的一一种种)，如如图图表表示示MSCMSC形形成成不不同同组组织织细胞的过程。下列叙述错误的是细胞的过程。下列叙述错误的是12345678
16、910A.MSCA.MSC细胞与细胞与a a过程产生的子细胞的核内遗传物质相同过程产生的子细胞的核内遗传物质相同B.B.经经b b过程后，细胞器种类和数量出现改变过程后，细胞器种类和数量出现改变C.MSCC.MSC细胞全能性高于体细胞，但低于受精卵细胞全能性高于体细胞，但低于受精卵D.bD.b过程细胞形态、功能发生变化，是因为核内遗传物质有所改变过程细胞形态、功能发生变化，是因为核内遗传物质有所改变115 5下图为胡萝卜的植物组织培养示意图，有关叙述错误的下图为胡萝卜的植物组织培养示意图，有关叙述错误的是（是（）A A胡萝卜植株的花粉不具有细胞的全能性胡萝卜植株的花粉不具有细胞的全能性B B过程中细胞既进行细胞分裂又进行细胞分化过程中细胞既进行细胞分裂又进行细胞分化C C图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性D D胡萝卜根、茎、叶等功能不同，从根本上说是基因选择性表达造成的胡萝卜根、茎、叶等功能不同，从根本上说是基因选择性表达造成的A