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(共27张PPT)
第四章
细胞通过分化产生不同类型的细胞
第二节
细胞分化
生产后我是否需要存储脐带血和胎盘？
细胞分化
胎盘中含有的间充质干细胞，它具有干细胞的所有共性，即自我更新和多向分化能力。可以用来治疗许多传统医疗手段无法治愈的疾病，给患者带来曙光。
脐带血中含有大量的干细胞，医学上常利用脐带血中的造血干细胞来治疗未来可能遇到的血液性疾病、代谢及免疫性疾病。
细胞分化
Q1：什么是干细胞？
一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞
Q2：干细胞有哪几种类型？
胚胎干细胞、（成）体干细胞
、受精卵
多能干细胞
专能干细胞
全能干细胞
细胞分化
Q3：干细胞的分化对生物体而言有什么意义？
①是生物个体发育的基础；
②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化， 有利于提高各种
生理功能的效率。
肌细胞
神经细胞
细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程
Q4：干细胞 “趋向专门化”的过程是如何发生的？
细胞分化
从细胞水平看 从分子水平看 神经细胞
肌细胞
细胞的形态、结构、功能发生改变
蛋白质角度：蛋白质种类、数量发生改变
肌细胞
（含肌动蛋白）
神经细胞
（含神经丝蛋白）
肌动蛋白基因
神经丝蛋白基因
表达产物——蛋白质 基因 呼吸酶 神经丝 蛋白 肌动蛋白 呼吸酶 基因 神经丝 蛋白基因 肌动蛋白基因
细胞分化
√
╳
√
√
√
√
√
╳
√
√
√
√
实质——遗传物质有选择地发挥作用
（基因的选择性表达）
注：“√”表示存在，“╳”表示不存在
从细胞水平看 从分子水平看 神经细胞
肌细胞
细胞的形态、结构、功能发生改变
①蛋白质角度：蛋白质种类、数量发生改变
②遗传物质角度：
遗传物质有选择地发挥作用，
RNA的种类和数量发生改变。
Q4：干细胞 “趋向专门化”的过程是如何发生的？
细胞分化
特点：
①遗传物质不改变
②不可逆性和稳定性
③持久性
④普遍性
Q: 白血病是由于造血干细胞增殖失控、分化障碍等问题所引发，通过移植自身脐带血中的造血干细胞或骨髓移植进行治疗是目前最有效的方法，而不能移植自身其他正常细胞。
推测其与细胞分化的哪一特点相关？
各细胞达到自身寿命后死亡
细胞分化
思考：
既然发生分化后细胞的细胞核中遗传物质并未发生改变，那么除特殊情况外，每个体细胞都和受精卵一样，具有这个物种全套遗传信息，因此理论上已经高度分化的细胞仍然具有分化出各种细胞的潜能。
以上说法你是否认同？
细胞的全能性
实验结论：给予细胞一定条件，高度分化的植物细胞仍然具有
发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。
实验1：1958年——斯图尔德等人实验
Q1：为什么高度分化的植物细胞和受精卵一样具有发育成完整个体
的能力呢？
细胞的全能性
Q2：植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的
组织和器官，这说明植物细胞全能性的表现需要怎样的条件？
离体条件
高度分化的植物细胞中含有本物种全套遗传物质
细胞的全能性
实验2：1958年——戈登等人实验
乳腺细胞核与无核的卵细胞融合
细胞的全能性
A羊的乳腺细胞
B羊的卵细胞
Q1：以上两个实验证明了什么？
C羊
（产下多莉羊）
早期胚胎
实验3：1996年——伊恩团队实验（多莉羊的诞生）
动物细胞核具有全能性
Q2：结合以上实验推测：已经分化的动物细胞不表现出全能性是受到了什么限制？
受到了细胞内物质的限制
细胞的全能性
细胞全能性的大小比较：
②
① 植物细胞＞动物细胞
受精卵
生殖细胞
体细胞
细胞的全能性
细胞全能性的大小比较：
②
① 植物细胞＞动物细胞
＞
＞
总结以上3个实验可知：高度分化的细胞在离体条件下，给予一定的方法诱导，可以实现“去分化”，甚至能表现出类似受精卵的分化能力。
受精卵
生殖细胞
体细胞
【资料拓展】
目前储存脐带血也存在一定的标准，要求有核细胞总数≥2.0x108（制备后），细胞活性大于90%。防止未来出现用脐带血干细胞来治病时只能够满足儿童时期对血液的需求，成年之后不够用的情况。结合所学知识请分析：
若某人成年后患白血病，发现自存的脐带血中造血干细胞数量和活性不够。你可有什么方法解决该问题？
【课外读】诱导多功能干细胞
2012年，日本科学家山中伸弥因在诱导多功能干细胞方面所做的开创性工作而获得诺贝尔生理学或医学奖。
它是通过人工诱导已完成分化的成熟细胞“去分化”，逆转成为具有分裂能力和分化潜能的多功能干细胞，实现细胞重新编排过程。这一极富创新性的研究具有重要的理论意义和实用价值，在生物基础研究领域和生物医学领域都有着巨大的推动作用。
【资料拓展】
虽然说脐带血对一些严重疾病有着重要的作用，但它也不能“包治百病”。原因之一是一般脐带血的血液数量是非常有限的，如果用来治病只能够满足儿童时期对血液的需求，成年之后就会不够用。所以脐带血储存时要求有核细胞总数≥2.0x108（制备后），细胞活性大于90%。
若某人成年后患白血病，发现自存的脐带血中造血干细胞数量和活性不够。你可有什么方法解决该问题？
课堂练习
1.判断下列叙述的正误
(1)造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同(　　)
(2)细胞分化过程中不进行基因表达(　　)
(3)分化不会改变遗传物质，故同一个体不同细胞中遗传
物质数量一定相等(　　)
(4)所有干细胞都要发生分化(　　)
(5)分化程度高的细胞其全能性一定低(　　)
√
×
×
×
×
2.人体红细胞和白细胞都由造血干细胞增殖、分化而来，
红细胞和白细胞结构、功能不同的根本原因是(　　)
A.蛋白质种类不同 B. 遗传物质不同
C.细胞器数量有差异 D.基因的选择性表达
3.下列能说明某细胞已经发生分化的是(　　)
A.进行ATP的合成 B.进行rRNA的合成
C.存在血红蛋白 D.存在纤维蛋白原基因
课堂练习
课堂练习
5. 在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全
能性”观点提供直接证据的是（ ）
A.壁虎断尾后重新长出尾部
B.蜜蜂未受精卵细胞发育成雄蜂
C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D.小鼠腺细胞的自我复制
Thanks
感谢聆听
（2）奢侈基因：在不同的细胞类型中进行特异性表达（在有些细胞
中活跃，有些细胞中“沉默”）的基因，其赋予各
类型细胞特异的形态、结构及生理功能。
【知识拓展】
（1）管家基因：是维持基本生命活动的，在各种细胞中都处于
活动状态。
（如呼吸酶基因、水解酶基因等）
（如：神经丝蛋白基因、肌动蛋白基因、血红蛋白基因等）
细胞中的基因分为管家基因和奢侈基因。
细胞分化
全能干细胞
（受精卵）
多能干细胞
（胚胎干细胞）
肌细胞
神经细胞
Q3：干细胞如何转化成为其他类型的细胞？
细胞分化
红细胞

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