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第2节 细胞的分化
第6章 细胞的生命历程
在人体内，红细胞的寿命为12d左右。白细胞的寿命约为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的治疗白血病。
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？
问题探讨
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
骨髓中的造血肝细胞能够通过细胞增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
1、个体发育过程中,细胞是如
何实现数目增多的
细胞分裂使细胞数目增多。
2、结合细胞分化的概念,分析细
胞分化的结果是什么
细胞分化使细胞种类增加,产生
不同形态、结构、功能的细胞。
细胞分裂
细胞分化
思考：
一、细胞分化及其意义
构成人体组织的细胞
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
1.比较以上细胞的相同点与不同点
相同点：都有细胞膜、细胞质和细胞核构成
不同点：形态、结构、功能上各不相同。
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 一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞
不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞
成年人全身细胞总数约 1012个。细胞种类有200 多种。这么多种细胞均来自一个受精卵.
一、细胞分化及其意义
功能：光合作用
功能：保护功能
功能：贮藏营养物质
同一植物体的不同细胞形态、结构、功能各不相同，但也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
有叶绿体
细胞壁上形成角质
没有叶绿体，没有角质层
一、细胞分化及其意义
3、特点（根据下列事实总结细胞分化的特点）
事实1：细胞分化发生在整个生命进程中。
事实2：黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；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。
事实3：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；
事实4：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
事实5：一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
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。
2.细胞分化时期：
生物体发育的整个生命过程中
遗传物质不变性
一、细胞分化及其意义
3、意义
(1)细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。
(2)使多细胞生物体的细胞趋向专门化，利于提高各种生理功能的效率。
在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的执行情况不同，是基因的选择性表达。
同一个体不同细胞DNA一样，RNA和蛋白质不完全相同。
4、实质
E
D
B
A
C
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
遗传信息没变
细胞分裂
细胞分化
受精卵
胚胎干细胞
A
B
C
D
E
受精卵基因
A
B
C
D
E
胚胎干细胞基因
体细胞基因
一、细胞分化及其意义
细胞总DNA 蛋白质
卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
资料：
呼吸酶
β-珠蛋白
胰岛素
表达
表达
表达
管家基因
奢侈基因
奢侈基因
呼吸酶基因
β-珠蛋白基因
胰岛素基因
一、细胞分化及其意义
细胞分裂和细胞分化的关系
细胞 分裂 分化
不同点 细胞变化
发生时间
相同
联系
增加数目
增加种类
遗传信息都不变
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
整个生命进程
1、先分裂，后分化，分裂是分化的基础，共同完成个体发育过程
2、分化程度越高，分裂能力越低
二、细胞的全能性
资料1 分析植物的组织培养技术
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
思考：
2.韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？
脱分化
再分化
3.胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？
1.胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？
4.换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？
①离体
②植物激素
③一定的营养条件
④适宜的环境（pH、温度等）
⑤无菌环境
二、细胞的全能性
二、细胞的全能性
非洲爪蟾核移植示意图
(2)将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1实验相比，你能从该实验得出什么结论？
不能形成完整的个体；
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
（1）蝌蚪的性状主要与供卵的蛙相同还是与供核的蛙相同，为什么？
供核的蛙；
细胞核是遗传和代谢的控制中心。
资料2
二、细胞的全能性
细胞经____________后，仍具有产生_____________或分化成其他 的____________
分裂和分化
完整有机体
各种细胞
潜能或特性
原因：
细胞内含有该物种的全部遗传信息
二、细胞的全能性
（1）快速繁殖花卉、蔬菜等
长江女神白鳍豚
百合花杜鹃
（3）克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
细胞全能性的应用
（2）拯救珍稀、濒危动植物
二、细胞的全能性
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性： ②稳定性（不可逆性）： ③普遍性： ④不变性：遗传物质不变 ①高度分化的植物体细胞具有全能性
②动物已分化的体细胞全能性受限制，
但细胞核仍具有全能性。
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成完整有机体或其他细胞
大小 比较 细胞分化程度有高低之分， 如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分，
如受精卵>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
细胞分化与细胞全能性的比较
二、细胞的全能性
全能干细胞
干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等
多能干细胞
专能干细胞
拓展：分化程度较低的的动物细胞——干细胞
可分化为各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体（胚胎干细胞）
发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体（造血干细胞）
只能分化成某一类型的细胞（神经干细胞）
二、细胞的全能性
受精卵
胚胎干细胞
多能干细胞
专能干细胞
体细胞
分裂能力、分化能力、全能性逐渐减弱；分化程度逐渐增强
1、植物细胞的全能性>动物细胞全能性
2、受精卵>生殖细胞(精卵细胞)>体细胞
3、分化程度低>分化程度高
分裂能力、分化能力、全能性、分化程度大小的比较
分类：
全能胚胎干细胞
多能骨髓造血干细胞
专能骨髓干细胞
红细胞
细胞全能性强弱：
*分化程度越高，全能性越低，分裂能力越差。
二、细胞的全能性
骨髓移植的方法治疗白血病
干细胞的应用前景
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
二、细胞的全能性
1、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞（ ）
A.只有胰岛素基因
B.比人受精卵的基因要少
C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白和其他基因, 但不同细胞遗传信息的执行情况不同
D.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
C
2、关于细胞的全能性的叙述,错误的是(　　)
A.离体植物细胞在一定条件下能表现出全能性
B.生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高
C.哺乳动物成熟的红细胞虽没有细胞核,但仍然具有全能性
D.干细胞分化为多种类型细胞不能体现细胞全能性
C
B
3、胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整的植株，其根本原因是胡萝卜根细胞（　　）
A．通过有丝分裂形成了植珠
B．具有该物种的全套基因
C．具有旺盛的分裂、分化能力
D．能合成胡萝卜生长所需的蛋白质
4、下列有关干细胞的叙述，正确的是（ ）
A．干细胞已经失去了分裂能力，但是有分化能力
B．造血干细胞可以增殖分化成红细胞和白细胞
C．干细胞分裂分化成的细胞不能直接组成组织和器官
D．干细胞在分化的过程中丢失了很多遗传物质
B

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