521细胞的分化和全能性上课

第2节细胞的分化第六章细胞的生命历程细胞的有丝分裂思考：仅有细胞的增殖，受精卵能形成许多不同类型的细胞，进而发育成多细胞生物体吗？细胞分化分裂成年人全身细胞总数约1012个。细胞种类有200多种。这么多种类细胞均来自一个受精卵.有丝分裂分化神经细胞红细胞肌肉细胞上皮组织细胞功能：光合作用功能：保护功能功能：贮藏营养物质总结：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。（一）分化的定义：（二）分化的结果：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。产生形态、结构、功能不同的细胞。（导致细胞种类增多）3.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。以下事例可说明细胞分化具有什么特点?—稳定性—不可逆性2.细胞分化发生在整个生命进程中。(动物）胚胎时期达到最大限度。—持久性4.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1.细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是个体发育的基础。生物体在生长发育过程中，如果仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体也就不可能正常发育。—普遍性（三）分化的特点：•普遍性•持久性（动物胚胎时期达到最大限度。）•稳定性•不可逆性1、同一个生物的不同细胞所含的遗传物质相同吗？为什么？相同，都是由同一个受精卵分裂、分化来的。2、那为何形态、结构、功能都不同？机理：不同细胞中遗传信息的执行情况不同。（基因的选择性表达）细胞分化的原因ABDCEEDCABEDCABEDCAB基因选择性表达的过程红细胞肌肉细胞血红蛋白基因肌动蛋白基因血红蛋白血红蛋白基因肌动蛋白基因肌动蛋白（开）（关）（开）（关）其他基因其他基因细胞在分化过程中，不变,只是进行了选择性表达。遗传物质（四）分化的实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致（基因的选择性表达）（五）分化的意义：1）细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。2）细胞分化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。细胞分裂细胞分化不同点细胞数量形态结构功能相同点联系增加相同不变差异遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程既然细胞分化遗传物质不变,和原来受精卵相同,而且具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像受精卵那样，再分化成完整的个体吗?离体无菌操作营养物质和激素结论:高度分化的植物细胞具有全能性1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。定义：为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息！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。植物组织培养的条件韧皮部细胞(离体细胞)适宜条件新个体这种技术叫做植物组织培养。潜能离体培养液适宜的外界条件：温度、pH等无机盐植物激素糖类等动物细胞是否具有全能性？绵羊“多利”整个克隆过程如下：母绵羊A乳腺细胞（体细胞）母绵羊B未受精的卵细胞母绵羊C“多利”重组细胞发育成胚胎去核卵细胞提取细胞核细胞融合胚胎移植“多利”的诞生证明:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。动物体细胞的细胞核为什么具有全能性？但是目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。细胞核中含有本生物物种全套的遗传信息。通过以上实验可知：①植物已分化的细胞具有全能性。②动物已分化的细胞细胞核具有全能性。细胞表现全能性的2个条件：⑴离体；⑵提供适宜的营养，激素及适宜的培养条件。在生物体内细胞的全能性受到抑制，不能表现出来。特别说明：①细胞分化程度有高有低，如下列细胞分化程度由低到高依次为：受精卵→干细胞→体细胞；②高度分化的植物体细胞具有全能性，动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性；③一般而言，细胞分化程度越高，细胞表现全能性的能力越弱；注意：细胞全能性大小的比较：在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的动物细胞中，全能性最大的是____,最小的是____。(受精卵生殖细胞体细胞)细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越高，全能性越____；分化程度越低，全能性越___。(分化程度低分化程度高)植物细胞全能性______动物细胞！(植物动物)①③低高高于细胞全能性的应用：(1)名贵花卉、珍稀草药、优良物种的快繁，无病毒植株的培养等用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手机吊坠细胞全能性的应用：(2)拯救珍稀、濒危动植物长江女神白鳍豚百合花杜鹃丹顶鹤细胞全能性的应用：(3)克隆人体器官，用于器官移植心脏移植肾脏移植细胞全能性的应用：三、干细胞的概念：动物和人体内仍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。在我们体内，红细胞的寿命为120天左右，白细胞的寿命更短，只有5-7天。这些血细胞都是失去了分裂能力的细胞。白血病患者的血液中出现了大量的异常白细胞，而正常的血细胞又明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白细胞。讨论：1为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。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----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，则可以接受干细胞移植手术治疗。二、移植弟弟脐带血治好血癌！3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，被医生诊断只有10%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3岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。干细胞研究应用的媒体报道造血干细胞红细胞血小板白细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞新华社北京9月4日电篮球巨星姚明在中国人民大学现场采集血样，加入中华骨髓库捐献造血干细胞的志愿者行列，并承诺，一旦配型成功，将为患者捐献造血干细胞。与他一同行动的还有中国大学生男子超级联赛的运动员们。在这个名为“大超——中华骨髓库校园爱心之旅”启动仪式上，姚明手执一颗红心模型，将中华骨髓库的标志补充完整，象征发扬“人道、博爱、奉献”的红十字精神。骨髓移植手术志愿者捐献配型为什么骨髓移植可以有效地治疗白血病？血细胞红细胞白细胞血小板骨髓中造血干细胞1、概念：动物和人体内仍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。受精卵系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织器官有丝分裂细胞分化全能干细胞多能干细胞专能干细胞高度分化细胞受精卵全能干细胞:能发育成一个完整个体的全能细胞.如人的16细胞以前.干细胞的分类1.根据分化潜能的不同,分为三类.P88但是要注意,多能干细胞的多向分化是需要条件的!多能干细胞:有多向分化潜能的干细胞.如:间充质干细胞,造血干细胞.多能干细胞:有多向分化潜能的干细胞.如:间充质干细胞,造血干细胞.造血干细胞造血干细胞髓系祖细胞淋巴系祖细胞红系祖细胞BFU-ECFU-E网织RC红细胞单核细胞粒-单系祖细胞中性粒CFU-GCFU-M巨噬细胞T细胞嗜酸粒系祖嗜酸粒细胞嗜碱粒系祖嗜碱粒细胞B细胞浆细胞巨核系祖细胞血小板SCF,IL-1,3,6,11.SCF,IL-1,3,6,11.GM-CSF,IL-3GM-CSF,IL-3GM-CSF,G-CSFIL-3,GM-CSF,G-CSFIL-3,GM-CSF,M-CSFIL-3,GM-CSF,M-CSFIL-3,GM-CSF,G-CSFGM-CSF,G-CSFGM-CSF,M-CSFGM-CSF,M-CSFGM-CSF,EPO,IL-3,GM-CSF,EPO,IL-3,EPOEPOGM-CSF,IL-3,5GM-CSF,IL-3,5IL-4,5IL-4,5TPO,IL-3,IL-5,IL-11TPO,IL-3,IL-5,IL-11IL-3,IL-7IL-3,IL-7IL-7IL-7IL-3,7IL-3,7IL-1IL-2IL-1IL-2IL-2IL-4IL-5IL-6IL-2IL-4IL-5IL-6造血干细胞造血干细胞髓系祖细胞髓系祖细胞淋巴系祖细胞红系祖细胞BFU-ECFU-E网织RC红细胞单核细胞粒-单系祖细胞中性粒CFU-GCFU-M巨噬细胞T细胞嗜酸粒系祖嗜酸粒细胞嗜碱粒系祖嗜碱粒细胞B细胞浆细胞巨核系祖细胞血小板SCF,IL-1,3,6,11.SCF,IL-1,3,6,11.GM-CSF,IL-3GM-CSF,IL-3GM-CSF,G-CSFIL-3,GM-CSF,G-CSFIL-3,GM-CSF,M-CSFIL-3,GM-CSF,M-CSFIL-3,GM-CSF,G-CSFGM-CSF,G-CSFGM-CSF,M-CSFGM-CSF,M-CSFGM-CSF,EPO,IL-3,GM-CSF,EPO,IL-3,EPOEPOGM-CSF,IL-3,5GM-CSF,IL-3,5IL-4,5IL-4,5TPO,IL-3,IL-5,IL-11TPO,IL-3,IL-5,IL-11IL-3,IL-7IL-3,IL-7IL-7IL-7IL-3,7IL-3,7IL-1IL-2IL-1IL-2IL-2IL-4IL-5IL-6IL-2IL-4IL-5IL-6P88多能干细胞专能干细胞专能干细胞专能干细胞:只能向一种或紧密相关的两种类型的细胞分化.如:上皮细胞肌细胞神经细胞上皮基底干细胞成肌干细胞神经元干细胞胚胎干细胞:在早期胚胎中,具有高度增殖和分化潜能干细胞.成体干细胞:存在于组织器官中的未分化细胞,在体内终生具有自我更新和分化潜能.2.根据存在时期不同,又可为两类:干细胞的种类⑴根据分化潜能分为：⑵根据来源分为：全能干细胞：如受精卵细胞多能干细胞：如造血干细胞专能干细胞：如神经元干细胞胚胎干细胞成体干细胞1.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是（）A.分化发生在生物体的整个生命进程中D.分化过程中遗传物质发生了改变C.细胞分化的前途在胚胎发育的早期就已决定不能逆转B.分化是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果2.人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞（）A.只有胰岛素基因B.比人受精卵的基因要少C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白和其他基因,但不同细胞遗传信息的执行情况不同D.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因3.下列有关细胞全能性的叙述错误的是A.克隆羊“多利”的诞生证明了动物细胞具有全能性B.细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息C.斯图尔德的组织培养成功表明植物细胞具有全能性D.细胞分化程度越高，它的全能性就越低（1）①②、①④的过程叫做。（2）①③的过程叫做。（3）③⑤的过程叫做。（4）组成②、③、④细胞的、、.不同，因此他们属于不同的。细胞的分化细胞的分裂细胞的生长形态结构生理功能组织4.小结：一、细胞分化及其意义概念特点意义原因二、细胞的全能性概念、原因、条件、意义全能性高低的比较干细胞的概念及用途