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1、第二节第二节 细胞的分化细胞的分化 主讲人主讲人 ：张小剑：张小剑问题：生物体从小长到大仅仅有细胞数量的增加吗？问题：生物体从小长到大仅仅有细胞数量的增加吗？受精作用受精作用人体胚胎发育过程人体胚胎发育过程组成人体细胞的种类有组成人体细胞的种类有200多种多种一一个个成成年年人人正正常常有有几几万万亿亿个个细细胞胞组组成成受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人体的体的200多种细胞吗？多种细胞吗？受精卵受精卵细胞群细胞群有丝有丝分裂分裂神经细胞神经细胞上皮细胞上皮细胞细胞细胞分化分化肌肉细胞肌肉细胞红细胞红细胞一细胞分化概念：特点：造造血血干干细细胞胞红红细细胞胞血血
2、小小板板白细胞白细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞例一：例一：红细胞功能：运输氧气红细胞功能：运输氧气白细胞功能：吞噬病菌白细胞功能：吞噬病菌血小板功能：凝血血小板功能：凝血特点一稳定性不可逆性特点一稳定性不可逆性细胞分化只发生在胚胎时期，还细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生命的整个过程是发生在生物体生命的整个过程中呢？你能举例说明吗？中呢？你能举例说明吗？例二：例二：表皮的生发层细胞能分裂表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞充死亡脱落的角质层细胞特点二持久性特点二持久性功能：光合作用功能：光合作用
3、功能：保护功能功能：保护功能功能：贮藏营养物质功能：贮藏营养物质分化分化例三特点三：普遍性特点三：普遍性如果多细胞生物体没有细胞分化如果多细胞生物体没有细胞分化将会是什么样子？将会是什么样子？想象空间想象空间大家今天都是高中生，将来可能从事各种大家今天都是高中生，将来可能从事各种职业。想一想现代社会中有多少种职业？职业。想一想现代社会中有多少种职业？如果没有职业分工社会的运转状况会是怎如果没有职业分工社会的运转状况会是怎样的？样的？用高中生类比早期胚胎细胞，用分化了的用高中生类比早期胚胎细胞，用分化了的细胞类比各种职业，想想多细胞生物体要细胞类比各种职业，想想多细胞生物体要是没有细胞分化会是什
4、么样子。是没有细胞分化会是什么样子。3、意义意义：（1 1）是生物个体发育的基础；是生物个体发育的基础；（2 2）使多细胞生物体中的细胞趋向使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的专门化，有利于提高各种生理功能的效率。效率。？思考？思考：分裂产生一模一样的细胞，形分裂产生一模一样的细胞，形态结构功能有差异的细胞怎么来的了。红态结构功能有差异的细胞怎么来的了。红细胞白细胞不一样？是不是细胞内的遗传细胞白细胞不一样？是不是细胞内的遗传物质丢了？形态结构功能有差异所含蛋白物质丢了？形态结构功能有差异所含蛋白质种类有差异，那么这些细胞是不是遗传质种类有差异，那么这些细胞是不是遗传物质
5、也不同？物质也不同？4细胞分化的实质细胞分化的实质A AB BD DC CE EEDCA BEDCA BEDCA BEDCA B基因基因选择性表达的结果选择性表达的结果 红细胞红细胞合成血红蛋白合成血红蛋白 (不合成肌动蛋白不合成肌动蛋白)肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白合成肌动蛋白 (不合成血红蛋白不合成血红蛋白)肌动蛋白基因关闭肌动蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启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差异差异遗传信息都不变遗传信息都不
6、变分裂是分裂是分化分化基础分化是分裂之后细胞生命基础分化是分裂之后细胞生命延续延续5联系联系本节小结1、下列关于细胞分化的说法错误的是（、下列关于细胞分化的说法错误的是（）A、细胞分化与生物发育有密切关系、细胞分化与生物发育有密切关系 B、细胞分化是一种普遍存在的生命现象、细胞分化是一种普遍存在的生命现象 C、细胞分化仅发生在胚胎时期、细胞分化仅发生在胚胎时期 D、一般条件下细胞分化是不可逆的、一般条件下细胞分化是不可逆的C课堂巩固课堂巩固2、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能 产产生血红蛋白，胰岛细胞（生血红蛋白，胰岛细胞（）A、只有胰岛素基因、只有胰岛素基因 B
7、、比人的受精卵基因要少、比人的受精卵基因要少 C、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因和其它基因 D、有胰岛素基因和其它基因，但没有血、有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因红蛋白基因C课堂巩固课堂巩固3.3.细胞分化过程中细胞分化过程中,不会出现不会出现 ()()A.A.细胞表面结构的改变细胞表面结构的改变 B.B.细胞器种类和数量的改变细胞器种类和数量的改变 C.C.蛋白质种类和数量的改变蛋白质种类和数量的改变 D.D.细胞核遗传物质的改变细胞核遗传物质的改变D布置作业布置作业资料收集和分析资料收集和分析 干细胞研究进展与人类健康干细胞研究进展与
8、人类健康 谢谢合作谢谢合作从胡萝卜根的韧皮部分离细胞从胡萝卜根的韧皮部分离细胞已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞？已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞？一个细胞分裂一个细胞分裂形成的细胞团形成的细胞团*1958年斯图尔德年斯图尔德 美美 实验实验胡萝卜的胡萝卜的根部根部含有植物激素、无机盐、含有植物激素、无机盐、糖类等物质的培养液中糖类等物质的培养液中实验表明，实验表明，在在离体离体时时给给予细胞一定予细胞一定条件条件，高度，高度分化的植物分化的植物细胞仍具有细胞仍具有发育成完整发育成完整植株的能力。植株的能力。植物细胞具有全能性高度分化的植物细胞，为什么能发育成完高度分化的植物
9、细胞，为什么能发育成完整植株呢？整植株呢？植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性二、细胞的全能性二、细胞的全能性概念概念:已经分化的细胞，仍然具有发育已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。2、原因、原因：细胞核内含有保持物种遗传性所需要细胞核内含有保持物种遗传性所需要全套遗传物质。全套遗传物质。(如胡萝卜韧皮部细如胡萝卜韧皮部细胞核中遗传物质与受精卵完全相同）胞核中遗传物质与受精卵完全相同）1、表现的必要条件、表现的必要条件：（1 1）脱离母体）脱离母体 （2 2）给予适宜的营养和外界条件）给予适宜的营养和外界条件二、细胞的全能性二、细胞的全能性植物细胞全能性的应用植物
10、组织培养植物组织培养快速繁殖花卉和蔬菜快速繁殖花卉和蔬菜拯救濒危物种拯救濒危物种还可以和基因工程结合培育作物新类型还可以和基因工程结合培育作物新类型切取茎段置于培养基上切取茎段置于培养基上拟拟南南芥芥茎段从两端开始膨大加粗茎段从两端开始膨大加粗动物细胞是否具有全能性？动物细胞是否具有全能性？克隆羊的全过程克隆羊的全过程白面白面A羊羊乳腺细胞乳腺细胞的细胞核的细胞核黑面黑面B羊去羊去核卵细胞核卵细胞融合融合新的细胞新的细胞代孕代孕C母羊母羊白面羊的克隆羊白面羊的克隆羊体外培养体外培养 一段时间一段时间实验证明实验证明:已分化的已分化的动物体细胞动物体细胞的细胞核的细胞核具有全能性具有全能性但是目
11、前为止但是目前为止,人们人们还还没有成功地没有成功地将单个已将单个已分化的动物体细胞培分化的动物体细胞培养成新的个体。养成新的个体。为什么细胞核具有为什么细胞核具有发育成发育成完整个体的完整个体的潜能？潜能？动物细胞是否具有全能性？动物细胞是否具有全能性？的细胞核的细胞核克隆鼠（克隆鼠（2002年年 美国）美国）克隆猪克隆猪(2000年年 美国）美国）克隆牛克隆牛(1998年年 日本）日本）克隆猕猴克隆猕猴（2000年年 美国）美国）1为什么生物具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
12、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布置作业 收集资料关于干细胞 研究进展与人类健康 关于植物细胞全能性的应用 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，
13、急性者占70%70%以上，其中急粒占首位，急淋、急单次之。慢性白血以上，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
14、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
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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 磁磁 铁铁 磁磁 铁铁脐脐带带血血冲洗冲洗例例:造血干造血干/祖细胞祖细胞 CDCD34 34 的分离提取的分离提取淋淋巴巴细细胞胞CDCD3434分选磁珠分选磁珠 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
20、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
21、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干细胞研究的受阻,就是生命科学的凋亡。我们关注着认识的进展,我们期待着诸多问题的解决,可我们教师也启蒙着能解决这些问题的思想。我们应该这样教书启迪学科的思想。