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(共20张PPT)
第2节 细胞的分化
第6章 细胞的生命历程
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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。
思考·讨论
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一、细胞分化及其意义
同一植物体的不相同细胞
叶肉细胞
表皮细胞
光合作用
保护功能
储藏营养物质
没有叶绿体，没有角质层
细胞壁上形成角质层
有大量的叶绿体
储藏细胞
总结：叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞形态、结构、生理功能有很大的差异，它们都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
一、细胞分化及其意义
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1. 细胞分化的概念：
在个体发育中，由_____________细胞增殖产生的后代，在______、______和__________上发生 ______________的过程。
一个或一种
形态
结构
生理功能
稳定性差异
细胞分裂
细胞分化
细胞分裂使细胞数目增多，
细胞分化使细胞种类增加。
一、细胞分化及其意义
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2. 细胞分化的特点：
根据下列事实总结细胞分化的特点：
事实1：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2：细胞分化发生在整个生命进程中。
事实3：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4：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。
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
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3. 细胞分化的意义：
事实5：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。
事实6：哺乳动物成熟的红细胞，有血红蛋白，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，肌肉细胞有很强的收缩功能。
（1）细胞分化是生物个体发育的基础；
（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。
细胞分化发生在生物体的整个生命过程中。
问：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？
想象空间：现代社会如果没有职业分工，社会的运转状况会是怎样的？
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4. 细胞分化的实质：
检测的3种细胞 细胞中的基因 细胞中的蛋白质
呼吸酶基因 卵清蛋白基因 抗体基因 胰岛素基因 呼吸酶 卵清蛋白 抗体 胰岛素
输卵管细胞 + + + + + + - -
浆细胞 + + + + + - + -
+ +
胰岛B细胞 + + + - - +
(注：+ 代表存在, - 代表不存在)
（1）不同的细胞的基因(核遗传物质)种类和数量有差异吗
（2）不同细胞中蛋白质的种类和数量有差异吗
（3）细胞分化的实质是什么
提示:没有差异。
提示:有差异。
实质：细胞分化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。
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4. 细胞分化的实质：
检测的3种细胞 细胞中的基因 细胞中的蛋白质
呼吸酶基因 卵清蛋白基因 抗体基因 胰岛素基因 呼吸酶 卵清蛋白 抗体 胰岛素
输卵管细胞 + + + + + + - -
浆细胞 + + + + + - + -
+ +
胰岛B细胞 + + + - - +
(注：+ 代表存在, - 代表不存在)
（4）检测到细胞内含有呼吸酶，能说明细胞发了分化吗？
提示:不能，呼吸酶基因在所有的细胞中均表达。
管家基因
奢侈基因
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5. 细胞分裂与细胞分化的关系：
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
正常情况下细胞中遗传信息都不变
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
①先分裂，后分化；细胞分裂是分化的基础
②分化程度越高，分裂能力越低。
问题：已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞呢？
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1. 从资料1中可以得到什么结论？
思考·讨论
资料1 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。
①
②
③
⑥
④
⑤
已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
2.将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？
能。
3.胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？
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
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4. 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？
思考·讨论
资料2 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。
不能形成完整的个体；
非洲爪蟾核移植示意图
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
问题: 通过以上资料，请尝试总结出细胞全能性的定义。
二、细胞的全能性
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1. 概念：
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。
2.细胞全能性大小的比较：
★ 细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。
（1）不同生物：植物体细胞 动物体细胞
（2）同一生物：受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
＞
＞
3. 原因：
细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质
二、细胞的全能性
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4. 应用：
（1）植物组织培养:快繁殖花卉和蔬菜，培养微型观赏植株，拯救濒危物种；
二、细胞的全能性
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4. 应用：
（2）动物克隆技术
克隆羊“多莉”
克隆猴“中中”和“华华
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。
问题：动物和人体内还有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？
二、细胞的全能性
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5.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，这些细胞叫作干细胞。
造血干细胞
白细胞
红细胞
血小板
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5.干细胞
（2）类型（按分化潜能）：
①全能干细胞：
②多能干细胞：
③专能干细胞：
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（如：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（如：造血干细胞）。
只能分化成某一类型的细胞（如：神经干细胞）。
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5.干细胞
（2）应用前景：
①骨髓移植的方法治疗白血病
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5.干细胞
（2）应用前景：
①骨髓移植的方法治疗白血病
②利用胚胎干细胞修复病人体损伤
的组织和器官
脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液，通常是废弃不用的。近年来不少产妇把保存脐带血当作给孩子买了一份保险。为宝宝保存脐带血到底有没有用呢？研究发现，脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞，可用于造血干细胞移植，治疗多种疾病。
新闻背景：英国足球名星--贝克汉姆储存了来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。
日本东京大学和
京都大学的科学家
研究出人耳鼠，就是
在老鼠背上种植出人
耳，他们称要将这项
技术用于人体。
一、概念检测
1. 判断下列有关细胞分化与细胞全能性关系的表述是否正确。
（1）受精卵没有分化，所以没有全能性。（ ）
（2）细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱。（ ）
2. 将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化 为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞， 达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是（ ）
A. 骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同
B. “胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同
C. 骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同
D. 骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
教材练习（P122）
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×
√
D
3. 在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为 （ ）
A. 细胞发生了变异 B. 不同细胞的基因不同
C. 某些细胞失去了全能性 D. 不同细胞中的基因选择性地表达
二、拓展应用
植物组织培养的产业化发展十分迅猛，许多企业运用植物组织培养技术大规模生产蔬菜、瓜果和花卉的组培苗，获得可观的经济效益。同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗有什么优势呢？你将来愿意从事这方面的工作吗？
教材练习（P122）
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D
同传统的生产方式相比,用组织培养技术生产植物幼苗的优势是：快速、大量繁殖，不受季节影响，同时还能保持植物的优良品质。

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