第二节-细胞的分化

第2节细胞的分化第六章细胞的生命历程成年人全身细胞总数约1012个，而细胞种类有200多种，这么多种类细胞均来自一个受精卵.分化有丝分裂神经细胞红细胞肌肉细胞上皮组织细胞调节功能运输功能运动功能保护功能细胞分裂植物功能：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.细胞分化1、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、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。2、细胞分化的时期发生在生物体整个生命过程中（幼年、成年、老年），胚胎期达到最大限度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。③.分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不能再回到分化前的状态，直到死亡。稳定性（遗传物质未变）不可逆性①.细胞分化发生在整个生命进程中。持久性3、细胞分化的特点：普遍性④.是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础红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）其他基因其他基因肌肉细胞5.细胞分化的机理(实质)：细胞在分化过程中，各细胞遗传物质相同，细胞中遗传信息的执行情况不同，是基因的选择性表达的结果4.细胞分化的原因阅读教材P118第三自然段6.细胞分化的结果形成形态结构不同的细胞——不同的组织和器官拥有特定功能的蛋白质或RNA——完成细胞特有功能！思考：如果只有细胞增殖受精卵能否发育成一个完整的个体？细胞分化的意义是什么呢？如何判断细胞是否发生分化？1.看是否出现特定形态、功能；2.看是否有特定功能的蛋白质或RNA7.细胞分化的意义细胞组织器官(系统)个体①是生物个体发育的基础叶脉上表皮叶肉下表皮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。受精卵细胞群上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织①②①是通过什么过程实现的？②主要通过什么实现？两者有何区别和联系呢？我们试着比较一下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染色体和遗传信息都不变先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程8.细胞分化与分裂的区别和联系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：我们共同看一下美国科学家斯图尔德的一个实验1.植物组织培养的过程离体的植物器官愈伤组织根、芽①、该实验说明什么问题？植物体细胞能发育成一个个体①②胚状体脱分化再分化植物体②、植物组织培养的条件：离体、无菌培养液植物激素无机盐糖类植物组织培养适宜的外界条件二.细胞的全能性概念:是指已经高度分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。这是一个什么样的体细胞？如果我们不把胡萝卜韧皮部取下来这些细胞能否发育成个体？不能，说明这些细胞具备这个能力，但生长在生物体内则不能实现。也就是说细胞只是具有这样的潜能。起点终点③.植物组织培养的应用：组织培养进行快速繁殖拯救珍稀濒危物种与基因工程结合培育作物新类型用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手机吊坠刚才我们学习的是植物细胞的全能性，那么动物细胞是否具有全能性？下面我们以多利羊的培育为例母绵羊B乳腺细胞母绵羊A未受精的卵细胞母绵羊C“多莉”重组细胞发育成胚胎去细胞核取细胞核子代个体与哪只羊相似？表现性状与什么有关？这个实验说明了什么?“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但是，到目前为止，人们还没有成功地将单个已经分化的动物细胞培育成新的个体。思考为什么已经分化的细胞具有全能性呢？由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，也即细胞内含有该物种的全套遗传信息如胡萝卜韧皮部细胞没有叶绿体，可培养的植株具有叶绿体说明什么？细胞全能性的理论基础3、动物细胞的全能性③体细胞的全能性动物体细胞的全能性表现较差，特别是一些高度特化的细胞，很难培养成一个新个体。②生殖细胞的全能性某些动物生殖细胞可发育成个体，体现了动物全能性。如雄峰是由未受精的卵细胞发育来的。①细胞核的全能性•动物细胞的全能性随着细胞分裂次数的增多或随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄细胞全能性的结果：离体细胞最终培养成新个体★特别提醒（1）细胞全能性高低与分化关系：细胞全能性高低与分化程度成负相关，分化程度越大，全能性越低。（2）动植物细胞全能性表达能力比较：植物细胞＞动物细胞植物细胞全能性易表达，动物细胞全能性受限制，但动物细胞核仍具全能性。（3）同一生物体内全能性表达能力比较：①受精卵生殖细胞体细胞；②能够增殖细胞停止增殖细胞拯救珍稀、濒危动物长江女神白鳍豚百合花杜鹃丹顶鹤动物细胞全能性的应用克隆人体器官，用于器官移植心脏移植肾脏移植除受精卵外，植物体和动物与人体内有没有具有分裂分化能力的细胞？1、植物体内分生组织细胞（如根尖分生区细胞）2、动物体内动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞干细胞特点1特点2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•资料：科学家把干细胞大致分为：全能干细胞（胚胎干细胞），多能干细胞（组织干细胞），和专能干细胞。•①全能干细胞的一大特点是具有发育的全能性，可以参与整个生物体的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初始的全能干细胞。•②多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。•③多能干细胞进一步分化，可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经组织干细胞可以分化成各种类型的神经细胞，血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。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。放松心情欣赏美景小结本课1.下列对细胞分化的叙述正确的是（）A．细胞分化是遗传物质改变的结果B．细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程C．细胞分化从原肠胚后期开始至生命结束D．细胞分化是由细胞内遗传信息执行情况不同产生的2.人胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛B细胞中（）A．只有合成胰岛素的基因B．在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化C．既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同D．只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因DC3.下列实例中能体现细胞全能性的是（）①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖③用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株A．①②B．①③C.②③D.①②③4.科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉”羊。下列关于此实验的说法正确的是（多选）（）A．高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性B．重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质C．在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种D．运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体BABC5、细胞分化过程中，一般不会出现的是A细胞核遗传物质的改变B细胞器种类和数量的改变C蛋白质种类和数量的改变D细胞表面结构的改变A红细胞肌肉细胞血红蛋白基因肌动蛋白基因呼吸酶基因胰岛素基因ATP合成酶基因其他基因✔✘✔✘✔✘✔✔✘✔DNA血红蛋白mRNA血红蛋白呼吸酶mRNA呼吸酶ATP合成酶mRNAATP合成酶呼吸酶mRNA呼吸酶肌动蛋白mRNA肌动蛋白ATP酶mRNAATP酶思考：已分化的细胞内的蛋白质和RNA有什么不同？已分化的细胞的蛋白质、RNA不完全相同！管家基因管家基因奢侈基因奢侈基因