第六章第二節(jié) 細胞分化

1、第六章第六章 細胞的生命歷程細胞的生命歷程受精作用受精作用人體胚胎發(fā)育過程人體胚胎發(fā)育過程 成年人全身細胞總數(shù)約成年人全身細胞總數(shù)約 10 101414個個, , 細胞種類有細胞種類有200200多種多種，這么多種類細這么多種類細胞均來自一個受精卵胞均來自一個受精卵。受精卵僅僅通過有絲分裂，能形成人受精卵僅僅通過有絲分裂，能形成人體的體的200多種細胞嗎？多種細胞嗎？有絲分裂有絲分裂受精卵受精卵分化分化一、分化的概念一、分化的概念概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞 增殖產(chǎn)生的后代，在增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上上發(fā)生穩(wěn)定性差

2、異的過程。發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。肌肉細胞肌肉細胞紅細胞紅細胞骨細胞骨細胞神經(jīng)細胞神經(jīng)細胞細胞分化只發(fā)生在胚胎時期，還細胞分化只發(fā)生在胚胎時期，還是發(fā)生在生物體生命的整個過程是發(fā)生在生物體生命的整個過程中呢？你能舉例說明嗎？中呢？你能舉例說明嗎？ 造血干細胞造血干細胞紅細胞紅細胞血小板血小板白細胞白細胞骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞例一：例一：例二：例二：表皮的生發(fā)層細胞能分裂表皮的生發(fā)層細胞能分裂分化成角質(zhì)層細胞，以補分化成角質(zhì)層細胞，以補充死亡脫落的角質(zhì)層細胞充死亡脫落的角質(zhì)層細胞（低（低程程度分化度分化的細胞）的細胞）表皮細胞葉肉細胞貯藏細胞導(dǎo)管、篩管受精

3、卵受精卵分裂，分化分裂，分化分生區(qū)細胞不斷分裂分分生區(qū)細胞不斷分裂分化形成伸長區(qū)細胞和根化形成伸長區(qū)細胞和根冠細胞冠細胞例三：例三：例四：例四：（未分化細胞）（未分化細胞）（已分化細胞或高度分化（已分化細胞或高度分化的細胞）的細胞）1、特點特點：（1 1）持久性）持久性貫穿在生物體整個個體發(fā)育過程中。貫穿在生物體整個個體發(fā)育過程中。（胚胎時期胚胎時期達到最大限度）達到最大限度）一、細胞分化一、細胞分化（4 4）遺傳物質(zhì)不變）遺傳物質(zhì)不變分化后的細胞內(nèi)，遺傳物質(zhì)并未改變（3 3）穩(wěn)定性、不可逆性）穩(wěn)定性、不可逆性分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。（

4、直到死亡。（如紅細胞不能逆分化成造如紅細胞不能逆分化成造血干細胞）血干細胞）一、細胞分化一、細胞分化2、機理機理：不同的細胞中遺傳信息的不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況執(zhí)行情況不同。不同。（基因選擇性表達基因選擇性表達的結(jié)果）的結(jié)果）胚胚 胎胎細細胞胞心肌心肌細胞細胞大量合成大量合成胰島素胰島素開啟另一些基因（如肌動蛋白基因開啟另一些基因（如肌動蛋白基因開啟）開啟）大量合成肌大量合成肌動蛋白動蛋白 關(guān)閉另一些基因關(guān)閉另一些基因開啟某些基因開啟某些基因( (如胰島素合成基因如胰島素合成基因開啟）開啟）關(guān)閉某些基因（如肌動蛋白基因關(guān)閉某些基因（如肌動蛋白基因關(guān)閉）關(guān)閉）注：分化不會改變細胞的遺傳物質(zhì)

5、注：分化不會改變細胞的遺傳物質(zhì)分化成分化成分化成分化成胰島胰島B細胞細胞（如胰島素合成基因（如胰島素合成基因關(guān)閉）關(guān)閉）3、意義意義：（1 1）是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；（2 2）使多細胞生物體中的細胞趨向使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化專門化，有利于提高各種生理功能的，有利于提高各種生理功能的效率。效率。一、細胞分化一、細胞分化細胞分化細胞分化有絲分裂有絲分裂 受精卵受精卵小腸上小腸上皮細胞皮細胞血紅血紅細胞細胞神經(jīng)神經(jīng)細胞細胞比較細胞分裂與細胞分化：比較細胞分裂與細胞分化：增加增加相同相同不變不變差異差異遺傳信息都不變遺傳信息都不變共同完成生物個體發(fā)育過程共同完成生物個體

6、發(fā)育過程思考：思考： 已經(jīng)高度分化的細胞，能否像已經(jīng)高度分化的細胞，能否像早期胚胎細胞那樣，分化成一個完早期胚胎細胞那樣，分化成一個完整的個體呢？整的個體呢？肌細胞肌細胞胡蘿卜的根部胡蘿卜的根部含有植物激含有植物激素、無機鹽、素、無機鹽、糖類等的培糖類等的培養(yǎng)液中養(yǎng)液中植物組織培養(yǎng)愈傷組織愈傷組織植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng): :是指在無菌和人工控制的環(huán)境條是指在無菌和人工控制的環(huán)境條件下，利用適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基，對離體的植物器官、件下，利用適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基，對離體的植物器官、組織及細胞進行培養(yǎng)，使其再生完整植株的技術(shù)。組織及細胞進行培養(yǎng)，使其再生完整植株的技術(shù)。條件：條件：細胞或組織在離體的情況下；細胞或

7、組織在離體的情況下； 無菌；無菌； 有一定營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液、激素（有一定營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液、激素（生長素生長素和細胞分裂素和細胞分裂素）及適宜的外界環(huán)境。）及適宜的外界環(huán)境。高度分化的植物細胞，為什么能發(fā)育成完高度分化的植物細胞，為什么能發(fā)育成完整植株呢？整植株呢？植物細胞具有全能性植物細胞具有全能性二、細胞的全能性二、細胞的全能性概念概念:已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。成完整個體的潛能。2、原因、原因：細胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要細胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要全套遺傳物質(zhì)全套遺傳物質(zhì)。 ( (如胡蘿卜韌皮部細如胡蘿卜韌皮部細胞核中遺傳物質(zhì)與受精

8、卵完全相同）胞核中遺傳物質(zhì)與受精卵完全相同）1、表現(xiàn)的必要條件、表現(xiàn)的必要條件：（1 1）脫離母體）脫離母體 （2 2）給予適宜的營養(yǎng)和外界條件）給予適宜的營養(yǎng)和外界條件二、細胞的全能性二、細胞的全能性植物細胞全能性的應(yīng)用：植物細胞全能性的應(yīng)用：2、培養(yǎng)無病毒植株、培養(yǎng)無病毒植株3、培育作物新品種、培育作物新品種1、快速繁殖花卉、蔬菜、快速繁殖花卉、蔬菜思考：思考： 已經(jīng)高度分化的動物細胞已經(jīng)高度分化的動物細胞是否也具有全能性呢？是否也具有全能性呢？“多利多利”與它的代育母與它的代育母親親芬蘭白面芬蘭白面母綿羊母綿羊 乳腺細胞乳腺細胞（體細胞）（體細胞） 蘇格蘭黑面母蘇格蘭黑面母綿羊綿羊A未受

9、精的未受精的卵細胞卵細胞 蘇格蘭黑蘇格蘭黑面母綿羊面母綿羊C子宮內(nèi)子宮內(nèi)“多利多利” 新的細胞新的細胞去核卵細胞去核卵細胞提取細胞核提取細胞核 這說明什么呢？這說明什么呢？高度分化的動物細胞高度分化的動物細胞沒有表現(xiàn)出全能性沒有表現(xiàn)出全能性植入代孕母羊子宮內(nèi)植入代孕母羊子宮內(nèi)無法發(fā)育成多利無法發(fā)育成多利現(xiàn)今只證明已分化的動物體細胞現(xiàn)今只證明已分化的動物體細胞細胞核具有全能性。細胞核具有全能性。該實驗證明了該實驗證明了什么呢？什么呢？克隆鼠（克隆鼠（2002年年 美國）美國）克隆豬克隆豬(2000年年 美國）美國）克隆?？寺∨?1998年年 日本）日本）克隆獼猴克隆獼猴（2000年年 美國）美國

10、）長江女神長江女神 白鰭豚（水中大熊貓）白鰭豚（水中大熊貓）丹頂鶴丹頂鶴動物細胞核全能性的應(yīng)用：動物細胞核全能性的應(yīng)用：用用克隆技術(shù)克隆技術(shù)拯救瀕危動物拯救瀕危動物1、下列關(guān)于細胞分化的說法錯誤的是、下列關(guān)于細胞分化的說法錯誤的是（ ）A、細胞分化與生物發(fā)育有密切關(guān)系、細胞分化與生物發(fā)育有密切關(guān)系 B、細胞分化是一種普遍存在的生命現(xiàn)象、細胞分化是一種普遍存在的生命現(xiàn)象 C、細胞分化僅發(fā)生在胚胎時期、細胞分化僅發(fā)生在胚胎時期 D、一般條件下細胞分化是不可逆的、一般條件下細胞分化是不可逆的C課堂鞏固課堂鞏固2、下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性是（、下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性是（ ）（1）用懸浮液培養(yǎng)的胡

11、蘿卜單個細胞培養(yǎng)成了可育的植）用懸浮液培養(yǎng)的胡蘿卜單個細胞培養(yǎng)成了可育的植株株（2）用煙草組織培養(yǎng)出可育的完整植株）用煙草組織培養(yǎng)出可育的完整植株把分裂把分裂（3）旺盛的花藥細胞用人工的方法培育成植株）旺盛的花藥細胞用人工的方法培育成植株A、（、（1）（）（2） B、（、（2）（）（3）C、（、（1）（）（3）D、（、（1）（）（2）（）（3）D課堂鞏固課堂鞏固3、人胰島細胞能產(chǎn)生胰島素，但不能、人胰島細胞能產(chǎn)生胰島素，但不能 產(chǎn)生血紅蛋白，胰島細胞（產(chǎn)生血紅蛋白，胰島細胞（ ） A、只有胰島素基因、只有胰島素基因 B、比人的受精卵基因要少、比人的受精卵基因要少 C、既有胰島素基因，也有血紅蛋

12、白基因、既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其它基因和其它基因 D、有胰島素基因和其它基因，但沒有血、有胰島素基因和其它基因，但沒有血紅蛋白基因紅蛋白基因C課堂鞏固課堂鞏固4、動物體內(nèi)各種類型的細胞中具有最高、動物體內(nèi)各種類型的細胞中具有最高全能性的細胞是（全能性的細胞是（ ） A、體細胞、體細胞 B、生殖細胞、生殖細胞 C、受精卵、受精卵 D、肝細胞、肝細胞C課堂鞏固課堂鞏固5、下列關(guān)于細胞分裂和細胞分化的敘述、下列關(guān)于細胞分裂和細胞分化的敘述,錯誤的是（錯誤的是（ ） A、生物體的生長發(fā)育是細胞分裂和細胞、生物體的生長發(fā)育是細胞分裂和細胞分化的結(jié)果分化的結(jié)果 B、生物體通過細胞分化，細胞之間

13、逐漸、生物體通過細胞分化，細胞之間逐漸發(fā)生了穩(wěn)定性的差異發(fā)生了穩(wěn)定性的差異 C、細胞分裂是細胞分化的基礎(chǔ)、細胞分裂是細胞分化的基礎(chǔ) D、細胞分化過程中細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生、細胞分化過程中細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變了改變D課堂鞏固課堂鞏固6 6動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對下圖的相關(guān)敘述中，錯誤的是為干細胞。對下圖的相關(guān)敘述中，錯誤的是（ ）A Aa a過程表示干細胞能自我更新過程表示干細胞能自我更新B Bb b、c c過程表示干細胞具有分化能力過程表示干細胞具有分化能力C Ca a、b b、c c過程中細胞的遺傳信息表達情況不過程中細胞的遺

14、傳信息表達情況不同同D Db b過程形成的細胞直接組成器官，可供器官過程形成的細胞直接組成器官，可供器官移植使用移植使用課堂鞏固課堂鞏固三、干細胞三、干細胞概念：概念： 動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞具有分裂和分化能力的細胞。分類：分類：按發(fā)育時期按發(fā)育時期分為分為胚胎干細胞胚胎干細胞和和體干細胞體干細胞 造血干細胞造血干細胞紅細胞紅細胞血小板血小板白細胞白細胞骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞 在我們體內(nèi)，紅細胞的壽命為在我們體內(nèi)，紅細胞的壽命為120120天左右，天左右，白細胞的壽命更短，只有白細胞的壽命更短，只有5-

15、75-7天。這些血天。這些血細胞都是細胞都是失去了分裂能力失去了分裂能力的細胞。的細胞。 白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白細胞，而正常的血細胞又明顯減少。細胞，而正常的血細胞又明顯減少。通過通過骨髓移植骨髓移植可以有效地治療白血病?？梢杂行У刂委煱籽　Ｓ懻摚河懻摚? 1 為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？胞的死亡而減少？健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞，補充到血液中去。健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞，補充到血液中去。2 2 骨髓與血細胞的形成有什么關(guān)系？骨髓與血細胞的形成有什么關(guān)系？骨髓中造血干細胞能夠通過增

16、殖和分化不斷產(chǎn)生骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細胞。不同種類的血細胞。新華社北京新華社北京9 9月月4 4日電日電 籃球巨星姚明在中國人民大籃球巨星姚明在中國人民大學(xué)現(xiàn)場采集血樣，加入學(xué)現(xiàn)場采集血樣，加入中華骨髓中華骨髓庫捐獻造血干細胞的志愿者行列庫捐獻造血干細胞的志愿者行列，并承諾，一旦配型成功，將為患并承諾，一旦配型成功，將為患者捐獻造血干細胞。與他一同行者捐獻造血干細胞。與他一同行動的還有中國大學(xué)生男子超級聯(lián)動的還有中國大學(xué)生男子超級聯(lián)賽的運動員們。賽的運動員們。 在這個名為在這個名為“大超大超中華中華骨髓庫校園愛心之旅骨髓庫校園愛心之旅”啟動儀式啟動儀式上，姚明

17、手執(zhí)一顆紅心模型，將上，姚明手執(zhí)一顆紅心模型，將中華骨髓庫的標志補充完整，象中華骨髓庫的標志補充完整，象征發(fā)揚征發(fā)揚“人道、博愛、奉獻人道、博愛、奉獻”的的紅十字精神。紅十字精神。 1 1、利用干細胞，人體組織器官將能再生、利用干細胞，人體組織器官將能再生 新聞背景英國足球名星新聞背景英國足球名星-貝克漢姆儲存來自他剛出生時留貝克漢姆儲存來自他剛出生時留下的臍帶血干細胞，以便萬一他在賽場上重要器官受傷，則可以下的臍帶血干細胞，以便萬一他在賽場上重要器官受傷，則可以接受干細胞移植手術(shù)治療。接受干細胞移植手術(shù)治療。 干細胞的研究及應(yīng)用干細胞的研究及應(yīng)用3 3、克隆人體器官，用于器官移植、克隆人體器

18、官，用于器官移植心臟移植心臟移植腎臟移植腎臟移植細胞全能性大小的比較：細胞全能性大小的比較：在在受精卵、受精卵、生殖細胞、生殖細胞、高度分化的高度分化的動物細胞中，全能性最大的是動物細胞中，全能性最大的是_,_,最小最小的是的是_。細胞全能性大小主要受細胞分化程度影響。細胞全能性大小主要受細胞分化程度影響。細胞分化程度越細胞分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化；分化程度越程度越低低，全能性越，全能性越_。另外，植物細胞全能性另外，植物細胞全能性_動物細胞！動物細胞！低低高高高于高于小結(jié)：小結(jié)：細胞分化細胞分化1、概念：、概念：3、機理：、機理：細胞全能性細胞全能性1、概念：、概念：2、表現(xiàn)條件：、表現(xiàn)條件：3、原因：、原因：4、動植物細胞、動植物細胞全能性：全能性：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在 上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能（1 1）持久性）持久性（2 2）穩(wěn)定性、不可逆性）穩(wěn)定性、不可逆性基因的選擇性表達基因的選擇性表達生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)（3 3）遺傳物質(zhì)沒有改變）遺傳物質(zhì)沒有改變（4 4）普遍性）普遍性已經(jīng)分化的細胞，仍然具有已經(jīng)分化的細胞，仍然具有細胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要細胞核內(nèi)含有保持物種遺傳