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第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
在人体内，红细胞的寿命为120d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？
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。
骨髓中的造血干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。
问题探讨
讨论：
成年人全身细胞总数约 1014个。细胞种类有200多种。
这么多种类细胞均来自一个受精卵。
这些细胞在形态、结构和功能上的差异
一、细胞分化
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
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。
表皮细胞（保护作用）
储藏细胞（贮藏营养）
叶肉细胞（光合作用）
这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同。
细胞分化的结果：
形成了形态、结构、功能各异的细胞。
一、细胞分化
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。
细胞分化：
细胞分裂
细胞分化
细胞增殖使细胞数目增多，
细胞分化使细胞种类增加。
一、细胞分化
思考1：个体发育过程中，细胞数目增多的方式是什么？
一、细胞分化
思考2：个体发育过程中，形成了许多形态、结构、功能特异的细胞，根据有丝分裂的意义分析，这些不同细胞含有的遗传信息有何特点？
有丝分裂
亲代细胞的DNA经过复制后平均分配到两个子细胞，体细胞和受精卵一样，含有该生物全套的遗传物质，也就是含有全套的基因。
思考3：细胞的形态、结构、功能主要由哪种化学物质直接体现？
蛋白质
思考4：为什么体细胞含有相同的基因，但却翻译出了不同的蛋白质呢？
细胞总DNA 蛋白质 卵清蛋白基因 唾液淀粉酶基因 胰岛素基因 卵清蛋白 唾液淀粉酶 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
唾液腺细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
思考4：为什么体细胞含有相同的基因，但却翻译出了不同的蛋白质呢？
（基因）
基因控制蛋白质的合成。
的表达产物是
细胞分化通常并不改变细胞的遗传信息，
实质：是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。
一、细胞分化
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
未表达
表达
细胞分化是基因选择性表达的结果
思考5：不同细胞中有没有表达相同的基因？
C基因的表达产物是维持细胞基本生命活动所必须的，活细胞中均要表达。
管家基因：呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等
奢侈基因：组织特异性基因，在不同类型细胞中特异性表达的基因，其表达产物赋予细胞特异的形态结构特征与功能。
细胞分化
细胞分化：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。
组织特异性基因
组织特异蛋白
形态、结构、功能特异化
不同类型细胞
原因
结果
意义：
使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
特征
持久性
细胞分化发生在整个生命进程中，
在胚胎时期达到最大限度。
普遍性
在生物界中普遍存在，
是生物个体发育的基础。
稳定性
已经分化的细胞在生物体内一直保持分化后的状态。
渐变性
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 增加细胞数目
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
增加细胞种类
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
1.从遗传的角度分析，为什么受精卵能发育成一个完整的个体？
二、细胞的全能性
含有物种生长、发育的全套遗传物质。
2.受精卵分裂、分化形成的体细胞遗传物质和受精卵相同，是否也能够发育成一个完整个体？
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
材料一
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。
韧皮部
离体的细胞
（外植体）
脱分化
再分化
离体；无菌培养；适宜条件（营养物质、激素等）。
二、细胞的全能性
全能性
二、细胞的全能性
【思考 】植物组织培养取得成功后，科学家尝试培养动物细胞，希望用动物细胞培养出完整的动物体，但是都失败了，为什么动物受精卵可以发育成动物体，体细胞不可以呢？受精卵和体细胞的细胞核基本是相同的。
核移植实验的成功，说明已分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的。
△胚胎干细胞核移植实验（成功率高）
★ 细胞分化程度越高，
细胞的全能性越低。
二、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。
没有分化的细胞，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。
成熟动物和人体内还存在能连续分裂和分化的细胞吗？
皮肤生发层细胞（皮肤干细胞）
骨髓中的造血干细胞
二、细胞的全能性
比较不同细胞的全能性：
1.植物细胞＞动物细胞
2.受精卵＞生殖细胞＞体细胞
随着分化程度的提高，细胞的分裂能力、分化能力、全能性逐渐减弱。
拯救珍稀、濒危动植物
克隆人体器官，用于器官移植
快速繁殖花卉、蔬菜等
二、细胞的全能性
干细胞可以用于治疗血液系统疾病
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病
细胞全能性的应用
四、细胞的全能性
细胞分化与细胞全能性的比较
细胞的分化 细胞的全能性
原因 基因选择性表达 细胞含有本物种全套遗传物质
特点 ① 持久性；② 稳定性 ③ 不可逆性；④ 普遍性 ① 高度分化的植物细胞具有全能性
② 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
结果 形成形态、结构、功能 不同的细胞 产生完整有机体或分化成其他各种细胞
关系 ① 细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质； ② 一般地，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高。 课堂小结

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