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细胞通过分化形成多细胞生物体
第二节
第五章 细胞的生命进程
高一生物 必修一
受精卵是如何形成我们身体内不同类型细胞
高等生物体是由多种多样的细胞组成的。成人体内大约有200种不同类型的细胞，虽然它们形态和功能各不相同，但最初都是来自同一个受精卵。那么，受精卵是如何形成我们身体内不同类型细胞的呢？
人体内不同类型的细胞
思考与讨论：
1. 从同一个受精卵不断分裂而成的细胞，为什么出现了形态和功能的差异？
2. 各种类型细胞中的遗传信息是否有差异？
你知道人体内有哪些细胞吗？它们的形态和功能是否一样？请将你知道的细胞填入表 5-2，并比较它们的异同。
1．细胞通过分化形成组织器官
我们可以在人体内找到形态与功能差异很大的各类细胞。这是由于在发育过程中，受精卵通过有丝分裂增加细胞数目的同时，在基因的调控下，细胞发生形态和功能上的差异化，最终构成了人体不同的组织器官。
神经细胞伸出长的突起，有传导神经冲动和储存信息的功能；
肌肉细胞呈梭形，有收缩功能；
在植物中，筛管细胞呈长柱形，有输送营养物质的功能；
叶肉细胞含有叶绿体，可进行光合作用；
这些细胞都是通过细胞分化而成的。
1．细胞通过分化形成组织器官
细胞分化：同一来源的细胞逐渐发生形态结构和生理功能上的差异，这一过程称为细胞分化。
细胞分化的特点
(1)贯穿于生物个体发育的全过程：与细胞内遗传信息的表达有关。受精卵分化形成的各种细胞拥有与受精卵相同的遗传信息，但在不同类型细胞中，这些遗传信息的表达状况是不同的，以致细胞形态结构和功能产生差异化。
细胞分化的特点
(2)稳定和不可逆性：分化终端的细胞不再分裂，如神经细胞、肌肉细胞和表皮细胞等稳定地表现一定的形态特征，执行一定的生理功能，然后逐步走向衰老和死亡。但在某些特殊情况下，个别分化终端的细胞会失去控制，逆向恢复分裂。
细胞分化的原因
细胞中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。
细胞分化的意义
①生物个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官；
②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
2．不同细胞的分化能力具有差异性
细胞全能性：不同的细胞分化能力是有差异的，若单个细胞能够发育成完整的生物体，我们称这种细胞具有全能性。
植物细胞的全能性
①植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定培养液中→形成细胞团块分化(分化）→根、茎和叶→新的植株。
②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。
动物细胞细胞核的全能性
已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
动物细胞在胚胎发育过程中逐渐失去了全能性，而且不同类型细胞的分化能力存在一定差异。
干细胞
人体内既存在红细胞、表皮细胞和神经细胞等不再具有分化能力的细胞，也存在着一类具有潜在自我更新与分化能力的干细胞。
干细胞种类
受精卵
受精卵是具有全能性的细胞，而我们体内干细胞的分化能力是有局限性的，它们只能分化为特定组织中的细胞。
体内干细胞的分化能力是有局限性
骨髓中的造血干细胞，只能分化为血液系统中的各种细胞，包括红细胞、白细胞和血小板等。
当我们体内原有的红细胞死亡时，就由造血干细胞负责分化形成新的红细胞。皮肤中的干细胞只能分化为皮肤组织中的细胞，替代那些死亡的表皮细胞。
但也并不是所有组织中的细胞都能更新，例如大多数神经细胞在受到损伤后不能得到有效更新，因此应保护好我们的神经细胞。
细胞分裂和细胞分化对比
项目 细胞分裂 细胞分化
发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中
原因 细胞增殖需要 基因选择性表达
结果 细胞数目增多 细胞种类增多
意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体正常发育
联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降 干细胞应用
干细胞已成为医学界的“万能细胞”。骨髓干细胞移植治疗白血病就是一种成熟的干细胞治疗方法。
20世纪末，科学家已经做到可以使干细胞在体外进行长期稳定的生存和分裂，并保持原有的分化特征。这项技术的开发为干细胞应用于疾病治疗带来了广阔的前景。
1.现实生活中，常说压力大会催生白发。最新的研究表明，压力会激活交感神经系统，产生去甲肾上腺素，使黑素干细胞过度增殖和过早耗竭，导致之后长出的毛发缺少黑色素。下列有关说法错误的是（　　）
A．该过程涉及神经系统对细胞生命历程的调节作用
B．该过程中，黑素干细胞中的核酸种类未发生变化
C．黑素干细胞过早耗竭可能与端粒的缩短有关
D．该过程涉及黑素干细胞的分裂、分化、衰老
课堂练习
B
2.下列关于人体细胞生命历程的叙述，正确的是（　　）
A．细胞分化是细胞在发育过程中遗传物质的选择性丢失所致
B．衰老细胞的染色质收缩，部分基因转录受到抑制
C．每个细胞都会经历分裂、分化、衰老、凋亡等生命历程
D．因创伤引起的细胞坏死属于细胞程序性死亡
课堂练习
B
3.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（　　）
A．细胞分化导致不同细胞中表达的基因完全不同
B．青蛙的红细胞衰老后，其细胞核体积缩小
C．质壁分离与复原实验既能体现生物膜的流动性，又能体现选择透过性
D．伞藻嫁接实验证明了细胞核控制伞帽的形状
课堂练习
C
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