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为什么受精卵可以一步一步发育成完整的个体呢?第二讲细胞的分化生物体由多种形态的细胞构成一、细胞分化1.分化的概念在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。想一想R型细菌转化成S型细菌,结构和功能也发生了改变,那这是不是细胞分化呢?转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为转化.2.细胞分裂和分化的关系(1)区别:细胞分裂使细胞数目增加,没有增加细胞种类;而细胞分化是使细胞种类增加,不增加细胞数目(2)分化程度与分裂能力间的关系如:分化程度高低比较:体细胞生殖细胞受精卵②高度分化的细胞往往不再分裂①细胞分化程度越高,细胞的分裂能力越差。以下事例说明细胞分化有什么特点呢?例1:细胞分化发生在整个生命进程,胚胎时期达到最大限度。(1)持久性例2:黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素;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。(2)稳定性分化在任何条件下都是不可逆的吗?例3:造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→死亡(3)不可逆性脱分化:已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程叫脱分化。资料:2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重新编程研究领域做出突出贡献的英国和日本的两位科学家。想一想:分化的可逆过程需要在什么条件下才能发生呢?(1)离体状态(2)人为诱导以下事例说明细胞分化有什么特点呢?例1:细胞分化发生在整个生命进程,胚胎时期达到最大限度。(1)持久性例2:黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素;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。(2)稳定性例4:人、动植物、细菌、真菌等个体发育过程中都存在着细胞分化细胞分化是生物界普便存在的生命现象,是生物个体发育的基础。(4)普遍性分化在任何条件下都是不可逆的吗?例3:造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→死亡(3)不可逆性3.细胞的分化的特点想一想思考1:细胞形态、结构和功能主要由哪种化学物质直接体现呢?蛋白质是生命活动的主要承担者,不同的体细胞由于含有不同种类和含量的蛋白质,因而形态、结构和功能上表现出差异。思考2:分化后的细胞遗传物质改变了吗?没有,同一个体中体细胞的遗传物质和受精卵的相同。思考3:为什么体细胞含有相同的基因,但却含有不同的蛋白质呢?资料:科学家用基因探针技术和抗原抗体杂交技术对人体内几种体细胞含有的基因和蛋白质情况进行了调查,结果如下表:基因蛋白质卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰岛素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰岛素输卵管细胞++++--唾液腺细胞+++-+-胰岛B细胞+++--+(“+”表示有,“-”表示没有)4.细胞分化的实质:不同细胞中遗传信息的执行情况不同(基因在特定时间和空间的选择性表达)在时间上:同一细胞在不同的发育时期表达的基因不尽相同在空间上:机体的不同位置的细胞表达的基因不尽相同思考:细胞凋亡与基因的选择性表达有关,它属于细胞分化过程吗?那细胞癌变呢?资料:科学家用基因探针技术和抗原抗体杂交技术对人体内几种体细胞含有的基因和蛋白质情况进行了调查,结果如下表:基因蛋白质卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰岛素基因呼吸酶基因ATP合成酶基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰岛素呼吸酶ATP合成酶输卵管细胞++++++--++唾液腺细胞+++++-+-++胰岛B细胞+++++--+++(“+”表示有,“-”表示没有)奢侈基因:即组织特异性基因,是指不同类型细胞中特异性表达的基因,奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。管家基因:是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。(1)请问那个基因是ATP合成酶基因呢?⑦例题:请判断一下:分化后的不同细胞中核DNA、mRNA和蛋白质均不相同。()×分化后的不同细胞中核DNA相同、mRNA和蛋白质不完全相同。6.细胞分化的意义:(1)是个体发育的基础。(2)使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率和组织器官的修复。请大家设想一下,如果我们在胚胎发育时没有发生细胞分化,我们会成什么样呢?5.细胞分化的结果:形成各种不同的组织细胞.肌肉细胞受精卵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,从而形成完整个体吗?思考胡萝卜的组织培养成功说明了什么?高度分化的植物细胞具有全能性资料1:1958年,美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部的一些细胞,放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,最终得到了一棵新的植株。植物组织培养技术韧皮部细胞愈伤组织胚状体植物体脱分化再分化1.定义:细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。2.植物细胞表现出全能性条件:①细胞离体②一定的营养物质、植物激素③其他外界条件(如:适宜温度、PH和无菌条件)二.细胞的全能性离体细胞资料1:植物组织培养取得成功后,科学家尝试培养动物细胞,期望能用动物的体细胞培养出完整的动物体,但是无一例成功。想一想:能否像植物组织培养技术一样将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体吗?2.受精卵和体细胞的细胞核是基本相同的,那会不会是细胞质不同的缘故呢?1.为什么受精卵一个细胞能发育成动物体,而体细胞就不可以呢?3.如果把体细胞的细胞质换成受精卵的细胞质(卵细胞的细胞质),会怎么样呢?动物体细胞核移植技术高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。结论:想一想:为什么要选卵细胞的细胞质呢,可以换成其他的体细胞的吗?3.动物体细胞的细胞核的全能性4.全能性原因:5.全能性大小比较:细胞内含有本物种全套的遗传信息(1)植物动物(3)受精卵生殖细胞体细胞(2)分生区成熟区>>>>资料2:1969年Nitch将烟草的单个单倍体孢子(花粉)培养成完整的单倍体植株。资料3:蜜蜂的发育例题:下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A.玉米种子萌发长成新植株B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株D体现全能性的判断起点:已经分化的细胞终点:要形成完整的个体除受精卵外,生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞?三、干细胞衰老!每一个人都会慢慢地衰老!自然界中的生命体都遵循着出生、生长、衰老和死亡的自然规律!第13讲细胞的衰老凋亡与癌变•1、个体衰老与细胞衰老有何关系?•2、细胞衰老有何特征?•3、细胞衰老的原因有哪些?•4、细胞凋亡的含义是什么?它与细胞坏死有什么区别?•5、癌细胞的主要特征和常见致癌因子一、个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物:细胞衰老或死亡=个体衰老或死亡多细胞生物:个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程体内细胞在不断更新资料分析:100多年前有位叫魏特曼的科学家发现某些进行无性生殖的微生物可以持续进行分裂,因此认为细胞不会死亡,你认为这种观点正确吗?细胞是有一定的寿命的,一般只能分裂50次左右,并且丧失了正常功能。那么如何鉴别衰老的细胞呢?它有什么特征呢?细胞会随着分裂次数的增多而衰老。酶活性降低水分减少色素积累通透性改变线粒体的数量减少呼吸作用减弱人体衰老症状与原因分析充满皱纹头发变白老人斑无力吸收能力下降牙齿脱落(脂褐素②细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,新陈代谢减慢;④多种酶的活性降低;③细胞内色素随着细胞衰老而积累;①细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质固缩,染色加深;⑤细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。“一大一小一多两低”一大一小两低一多二、个体衰老的症状及原因分析20岁的赵雅芝50岁的赵雅芝衰老可以延缓:二.细胞的凋亡是一种自然的生理过程。由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。细胞的更新、被病原体感染的细胞的清除实例:意义:1、保证多细胞生物个体发育的正常进行;2、在维持生物体内部环境的稳定,抵御外界因素干扰方面起着关键作用(免疫)。具体表现在:①消除多余细胞。人的肢体发育过程中,早期的手和足形似浆板,只有当某些多余细胞凋亡之后,才能形成正常的趾或足。②清除无用细胞。蝌蚪变成青蛙时,尾细胞的凋亡退化。③清除发育不正确的细胞。④清除有害细胞。如;某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式消除,作为自身的一种保护机制。⑤清除已完成正常使命的衰老细胞。⑥维持器官、组织、细胞数目相对平衡。细胞凋亡是与细胞增殖相反的过程。细胞增生低下或凋亡过盛,会引起器官萎缩,肿瘤发生既与细胞增殖过度有关,又与细胞凋亡不足有关。细胞死亡自动死亡被动死亡(细胞凋亡)(细胞坏死)遗传物质控制外界因素引起细胞凋亡与细胞坏死的比较3.细胞癌变的机理(1)不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因,正常细胞中也存在。(2)原癌基因和抑癌基因不是简单的拮抗关系,二者共同对细胞的生长和分化起着调节作用。肿瘤细胞正常细胞为什么会转化成癌细胞?癌细胞正常细胞原癌基因抑癌基因突变突变癌基因失去抑制作用不能控制(致癌因子的作用)不受控制,恶性增殖强调:癌症的发生是基因突变的累积效应。[误点·迷点](1)哺乳动物红细胞衰老时不具备“细胞核体积增大”这一特征。(2)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果,对机体有害。(3)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的,细胞坏死对机体有害。(4)细胞凋亡与基因选择性表达有关,但不属于细胞分化过程。
本文标题:细胞的分化一轮复习
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