細(xì)胞的分化課件

第6章細(xì)胞的生命歷程第2節(jié)細(xì)胞的分化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說(shuō)明細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)，闡明細(xì)胞分化的意義和原因。

2.舉例說(shuō)明細(xì)胞全能性的概念，比較不同細(xì)胞全能性的大小。

3.進(jìn)行有關(guān)細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料搜集和分析。成年人全身細(xì)胞總數(shù)約1012個(gè)。細(xì)胞種類有200多種。這么多種類細(xì)胞均來(lái)自一個(gè)受精卵。一

、細(xì)胞分化Q0O細(xì)胞分化有絲分裂受精卵皮膚細(xì)胞白細(xì)胞

紅細(xì)胞

腺細(xì)胞

神經(jīng)細(xì)胞結(jié)締組織細(xì)胞骨細(xì)胞肌肉細(xì)胞卵細(xì)胞精子個(gè)體發(fā)育過(guò)程中一個(gè)或一種細(xì)胞(增殖產(chǎn)生的后代)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異一

、細(xì)胞分化

教材P118時(shí)期起點(diǎn)變化1.細(xì)胞分化的概念細(xì)胞分化一

、細(xì)胞分化

想一想2.細(xì)胞分化的特點(diǎn)以下實(shí)例可說(shuō)明細(xì)胞分化具有什么特點(diǎn)?①細(xì)胞分化在多細(xì)胞生物體內(nèi)普遍存在，且貫穿于整個(gè)生命進(jìn)②黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的

上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類型的細(xì)胞。一

穩(wěn)定性③造血干細(xì)胞→原紅細(xì)胞→早幼紅細(xì)胞→中幼紅細(xì)胞→晚幼紅細(xì)胞程中，在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。→成熟紅細(xì)胞→

死亡一普遍性和持久性一不可逆性紅細(xì)胞

柱狀上皮細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞卵細(xì)胞胰島B細(xì)胞用結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)解釋以下細(xì)胞在人體中的作用ANATOMY

OF

HUMAN

CELLS神經(jīng)細(xì)胞精子一

、細(xì)胞分化柵欄組織保衛(wèi)細(xì)胞

維管束

鞘細(xì)胞海綿組織氣孔維區(qū)

管區(qū)

束一3.細(xì)胞分化的意義①

生物個(gè)體發(fā)育_

的基礎(chǔ)

依靠細(xì)胞的分裂和分化共同實(shí)現(xiàn)②使多細(xì)胞生物體中細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化，有利于提高一

、細(xì)胞分化各種生理功能

的效率肌細(xì)胞和胰島B細(xì)胞的差異主要是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)哪種物質(zhì)直接體現(xiàn)出來(lái)的?肌細(xì)胞中合成肌動(dòng)蛋白，不合成胰島素；胰島B細(xì)胞中合成胰島素，不合成肌動(dòng)蛋白一

、細(xì)胞分化胰島B細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞肌動(dòng)蛋白基因控制

合成肌動(dòng)蛋白DNA控制

合成蛋白質(zhì)胰島素基因控制

合成胰島素一

、細(xì)胞分化血紅蛋白

呼吸酶B

C

D

E肌動(dòng)蛋白

呼吸酶C

D

E

一

、細(xì)胞分化A

CB

DE

受精卵4.細(xì)胞分化的原因呼吸酶E胰島素A

B

C

D胰島B細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞紅細(xì)胞基因奢侈基因選擇性表達(dá)的結(jié)果管家基因所有細(xì)胞均表達(dá)，維持生命活動(dòng)所必需的奢侈基因指不同類型細(xì)胞中特異性表達(dá)的基

因，其產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異

的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。一

、細(xì)胞分化4.細(xì)胞分化的原因核糖體蛋白基因呼吸酶基因肌動(dòng)蛋白基因胰島素基因血紅蛋白基因一

、細(xì)胞分化4.細(xì)胞分化的原因細(xì)胞分化有絲

分一

、細(xì)胞分化細(xì)胞分化過(guò)程的理解①細(xì)胞水平：細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變②亞顯微結(jié)構(gòu)水平：細(xì)胞器的數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變③分子水平：蛋白質(zhì)角度：蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變基因角度：

基因選擇性表達(dá)，即遺傳信息的執(zhí)行情況不同，這是細(xì)胞分化的根本原因。項(xiàng)目細(xì)胞分裂細(xì)胞分化不

同

點(diǎn)細(xì)胞數(shù)量增加不變形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同差異相同點(diǎn)染色體和遺傳信息都不變聯(lián)系先分裂，后分化，細(xì)胞分裂是分化的基礎(chǔ)，共同完成生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程。隨著分化程度的提高，細(xì)胞分裂能力逐漸下降，細(xì)胞分化能力也逐漸下降一

、細(xì)胞分化課堂練習(xí)【資料】1902年，植物學(xué)家哈伯蘭特(G.Haberlandt)預(yù)言從一個(gè)高度分化的植物體細(xì)胞可以得到人工培養(yǎng)的胚，甚至培育出一個(gè)完整植株。他預(yù)言的理論基礎(chǔ)是什么?二、細(xì)胞的全能性二、細(xì)胞的全能性概

念

：已

經(jīng)

分

化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體潛能。已分化的細(xì)胞仍然具有全能性的原因是什么?提示具有全能性的原因是分化的細(xì)胞含有發(fā)育為完整個(gè)體的全套基因。1、植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分

化細(xì)胞的過(guò)程。5植物激素、無(wú)3機(jī)鹽和糖類等

愈傷

—→胚

狀

體

一

有根、莖、韌皮部細(xì)胞

脫分化

組織

再分化

葉的試管苗植物細(xì)胞全能性的表達(dá)需要哪些條件?提示(1)離體(外植體);(2)一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(無(wú)機(jī)鹽、維生素、氨基酸等);(3)激素：其中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素對(duì)植物細(xì)胞全能性表達(dá)至關(guān)重要；(4)適宜的條件(適宜的溫度、pH

等)。克

隆

羊

—

—

多

利提取細(xì)胞核植入代孕母羊子宮內(nèi)新的細(xì)胞蘇格蘭黑

面母綿羊B

子

宮

內(nèi)無(wú)法發(fā)育成多利去核卵細(xì)胞這說(shuō)明什么呢?高度分化的動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性蘇格蘭黑

面母綿羊A“多利”芬蘭白面母綿羊乳腺細(xì)胞

(體細(xì)胞)未受精的卵細(xì)胞二、細(xì)胞的全能性2、動(dòng)物細(xì)胞核的全能性①實(shí)驗(yàn)過(guò)程乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核十

克隆羊多利去核的卵細(xì)胞②結(jié)論：已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。但是到目前為止，人們還沒(méi)有成功地將單個(gè)

已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。典型例題：下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)過(guò)程是(

C

)玉米種子本身已經(jīng)是一個(gè)個(gè)體(胚胎),發(fā)育成新植株反映了胚后發(fā)育的過(guò)程A.

玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株沒(méi)有發(fā)育成個(gè)體，只能體現(xiàn)多能性B.

小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞C.胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株沒(méi)有發(fā)育成個(gè)體，只能體現(xiàn)多能性D.

壁虎斷尾后重新長(zhǎng)出尾巴課堂練習(xí)三

、干細(xì)胞3.

干細(xì)胞(1)特點(diǎn)

①具有分

裂

和分化能力②在動(dòng)物和人

體內(nèi)

，數(shù)量很少在我們體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120d左右，白細(xì)胞的壽命為5-7d。這些血細(xì)胞

都是失去分裂能力的細(xì)胞。那么在我們體內(nèi)的血細(xì)胞數(shù)量會(huì)不會(huì)減少?不會(huì)。骨髓中的造血干細(xì)胞通過(guò)增殖和分化，不斷產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞。根據(jù)干細(xì)胞分化潛能不同可分為

全能干細(xì)胞

、多能

干

細(xì)

胞

、單能干細(xì)胞。分化程度越低的細(xì)胞，全能性就越

強(qiáng)_;高度分化的生殖細(xì)胞也具有較強(qiáng)的全能性；植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞

在植物體內(nèi)，你能舉出干細(xì)胞的實(shí)例嗎?分化程度低，全能性高早期胚

受精卵

-

-

-

-

→胎細(xì)胞?相關(guān)信息教材P119受精卵和早期胚胎細(xì)胞都是具

有全能性的細(xì)胞。分化程度高，全能性低紅細(xì)胞:

血小板白細(xì)胞三

、干細(xì)胞

(2)全能性大小比較細(xì)胞

A骨髓中的B細(xì)胞

c分化保持分裂能力造血干細(xì)胞(3)干細(xì)胞的用途：√干細(xì)胞移植治療白血病√經(jīng)核移植技術(shù)

得到胚胎干細(xì)胞，再經(jīng)過(guò)體外定向

誘導(dǎo)分化_

出組織

和器官，并最終通過(guò)組織和器官移植。去核的受體

卵母細(xì)胞核移植胚胎干細(xì)胞心肌細(xì)胞

神

經(jīng)細(xì)

胞

肝

細(xì)

胞病人取體

細(xì)胞胰島細(xì)胞

血

細(xì)

胞免疫匹配的移植2012年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了英國(guó)科學(xué)家格登和日本科學(xué)家山中伸彌，獲獎(jiǎng)理由：發(fā)現(xiàn)成熟細(xì)胞可重新寫(xiě)成多功能細(xì)胞The

Nobel

Prize

in

Physiology

or

Medicine2012Finding

the

maturereset

buttoncell's

Disease

in

a

dishrdon:Makingafroga

dds將小鼠已分化的成纖維細(xì)胞生成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(

iPSc

)Induction

of

Pluripotent

Stem

Cellsfrom

Mouse

EmbryonicandAdultFibroblastCulturesby

Defined

FactorsKazutoshi

Takahashi1and

Shinya

Yamanaka1·2,'Department

of

Stem

Cell

Biology,Institute

for

Frontier

Medical

Sciences,Kyoto

University,Kyoto606-8507,Japan2CREST,Japan

Science

and

Technology

Agency,Kawaguchi332-0012,Japan'Contact:yamanaka@trontier.kyoto-u.a