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(共20张PPT)
细胞分化
科目：高一生物 日期：2024年
Cell Differentiation
导
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
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。
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。
分裂
分化
受精卵
多个细胞
神经细胞
骨细胞
小肠上皮细胞
肌细胞
细胞分裂
细胞分化
思考 讨论
1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同
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 就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织细胞？
形态上差异很大，结构也有区别，功能上各不相同，但总体都是由细胞膜、细胞质、细胞核构成
不会
表皮细胞
有叶绿体
可进行光合作用
保护功能
无叶绿体
细胞壁上形成角质
储藏营养物质
无叶绿体
没有角质层
叶肉细胞
储藏细胞
细胞分化及其意义
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，叫细胞分化。
(1)分化的对象：
一个或一种细胞
产生形态、结构、功能不同的细胞
(2)分化的结果：
2.时期：
Q.细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生命的整个过程中呢？
资料1.表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞（比如脱皮、头皮屑）
资料2.手磕破了一段时间后又会恢复如初。
细胞分化发生在生物体的整个生命过程中
3.特点：
细胞分化及其意义
资料1.细胞分化发生在整个生命进程中。动物胚胎时期达到最大限度。
资料2.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
资料3.已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞形态和结构
资料4.在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
资料5.分化后的细胞核内遗传物质不发生改变
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
遗传物质不变性
分裂
分化
细胞分化及其意义
思考：这两种细胞中含有的遗传信息一样吗？
思考：这两种细胞中含有的蛋白质一样吗？
思考：是什么导致遗传信息一致但是表达出的蛋白质不一致的？
同一个体中各细胞之所以不同，其本质是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。（整套遗传，部分表达）
D
C
E
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
思考：细胞中所有基因的表达情况都不相同吗？
几乎所有细胞中均表达的基因：如呼吸酶基因
不同类型细胞中特异性表达的基因：如胰岛素基因、唾液淀粉酶基因
细胞分化及其意义
细胞分化
后的区别
细胞水平：
分子水平：
形态、结构、功能差异
DNA相同、蛋白质不完全相同
细胞分化及其意义
资料1.人体在生长发育过程中,如果仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体不能正常发育。
资料2.哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和众多的细胞器，细胞中有大量的血红蛋白，因此提高了红细胞运输氧气的能力。肌肉细胞含有大量线粒体，细胞中有大量收缩蛋白质，因此肌肉细胞有很强的收缩功能。
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
（1）细胞分化是生物个体发育的基础。
根据以下两则资料，总结细胞分化的意义。
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加数目
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加种类
发生在整个生命进程中
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
比较细胞分裂与细胞分化
Q.既然细胞分化具有持久性、稳定性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，如果给予一定条件，能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗
一般来说，细胞分化是不可逆的，但是在离体状态，人工培养等条件下，某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。
思考：所有生物都能发生细胞分化吗？
不是，病毒和单细胞生物不能进行细胞分化
细胞的全能性
1958年,美国科学家斯图尔德(F.C. Steward)取胡萝卜韧皮部的一些细胞,放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,结果这些细胞旺盛地分裂和生长,形成一个细胞团块,继而分化出根、茎和叶,移栽到花盆后,长成了一株新的植株。
资料1
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
植物组织培养技术
讨论1：从资料1中可以得出什么结论？
讨论2：如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的植物细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
能
讨论3：该技术需要什么条件？
无菌
离体状态
营养和植物激素
适宜的温度和PH值
细胞的全能性
讨论4：该技术有哪些应用？
①组织培养进行快速繁殖
②拯救濒危物种
③与基因工程结合培育作物新类型
讨论5：为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？
体细胞中都含有该物种全套的遗传物质，都含有发育成完整个体所必需的全部基因。
细胞的全能性
资料2.科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，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。
讨论：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？
提示：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。
细胞的全能性
1.概念：
细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，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。
注意：一些已经分化的细胞：如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性
高度分化的细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套基因。
2.全能性的原因：
3.细胞全能性高低的比较:
植物体细胞 动物体细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
＞
＞
（1）不同生物
（2）同一生物
细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。
Q.高度分化的细胞为什么具有全能性？
4.细胞的全能性的应用
（1）快速繁殖花卉、蔬菜等
（2）拯救珍稀、濒危动植物
（3）克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
细胞的全能性
细胞分化与全能性比较
细胞分化 细胞全能性
原因
结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 可形成新的个体
比较 全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小 细胞内基因的选择性表达
已分化的细胞依旧含有本物种的全套遗传信息
分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵
干细胞
1.概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
2.种类（按分化潜能的大小）：
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
如：胚胎干细胞
如：造血干细胞
如：神经干细胞
分化成多种细胞
分化成特定细胞
分化成各种细胞
3.干细胞的应用前景
肝细胞
脂肪细胞
神经细胞
其他细胞
①利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
③体外培养组织或器官,移植治疗疾病
②骨髓移植的方法治疗白血病
下课

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