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第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
问题探讨
在人体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为5～7d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。
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？
2、骨髓与血细胞的形成有什么关系？
健康人会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。
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、细胞分化及其意义
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？
这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。
2.这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，
它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？
正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。
3
表皮细胞
储藏细胞
叶肉细胞
总结：同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
一、细胞分化及其意义
功能：光合作用
功能：保护作用
功能：贮藏营养
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。
1、细胞分化：
细胞分裂
细胞分化
一、细胞分化及其意义
细胞分裂使细胞数目增多，
细胞分化使细胞种类增加。
2、细胞分化的特点
（1）持久性：细胞分化是一种持久性的变化，持久发生在整个生命进程中。
细胞分化是否意味着细胞中的遗传物质发生改变呢？
就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息。
（2）不可逆性：一般情况下，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。
（3）普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
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A
B
D
C
E
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
3、细胞分化的实质
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红细胞
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
肌细胞
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
肌动蛋白基因关闭
血红蛋白基因关闭
血红蛋白基因开启
形成具有特定形态、结构和功能的细胞。
4、细胞分化的结果
同一生物体内不同的细胞所含DNA相同，所含蛋白质不一定相同
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（2）细胞分化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。
（1）细胞分化是个体发育的基础。
5、细胞分化的意义
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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
稳定性差异
正常情况下遗传信息都不变
①先分裂，后分化；②细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程；③分化程度越高，分裂能力越低。
小肠上皮细胞
受精卵
红细胞
神经细胞
细胞群
细胞分裂
细胞分化
细胞分裂与细胞分化的关系
资料１：1958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。
胚状体
细胞团
愈伤组织
韧皮部细胞
幼苗
植株个体
二、细胞的全能性
实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力
细胞的全能性
实验结论：已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
材料二
科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。
1、从资料1中可以得出什么结论
2、如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
3、将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1中的实验相比，你能从资料2中的实验得出什么结论？
二、细胞的全能性
思考·讨论
资料1
资料2
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1.从资料1中可以得出的结论是:已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
3.将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体;与资料1中的实验相比,资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
2.能。
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二、细胞的全能性
1、概念：是指细胞经过分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
2、原因：
3、植物细胞全能性表现的必要条件：　
　　　　体细胞中都具有该物种全套的遗传物质，都具有发育成完整个体所必需的全部基因。
　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）离体（必要条件）；（2）植物激素和一定的营养物质（无机盐、糖类等）；
（3）适宜的外界条件（适宜温度、pH等）、无菌无毒的环境。　
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4、植物细胞的全能性
（1）高度分化的植物体细胞具有全能性
（2）实验证据：植物组织培养
（3）应用：
　　　　　①快速繁殖花卉和蔬菜等作物；②培养微型观赏植株；③拯救珍稀濒危植物。
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5、动物细胞的全能性
（1）高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
（2）实验证据：克隆动物
分 娩
胚胎 移植
母绵羊A
乳腺细胞
母绵羊B
未受精的卵细胞
母绵羊C
新的重构卵细胞
发育成胚胎
去核
卵细胞
提取
细胞核
细胞融合
多莉
　 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。
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　　6、细胞全能性大小的比较
（1）同一生物 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
（2）不同生物 植物细胞 >动物细胞
一般情况下，细胞分化程度越高，全能性越低；细胞分化程度越低，全能性越高。
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干细胞
（1）概念：动物和人体内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。
细胞全能性的应用
按来源分
（发育时期）
成体干细胞
按分化潜能分
全能干细胞（ ）
多能干细胞（ ）
（如神经干细胞 ）
（２）类型
胚胎干细胞
如受精卵
如造血干细胞胚胎干细胞
全能干细胞（ ）
多能干细胞（ ）
专能干细胞
干细胞可以用于治疗血液系统疾病
细胞全能性的应用
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病

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