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第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
简述细胞分化的生物学意义
理解细胞分化的概念
细胞分化的原因
举例说明细胞的全能性
学习目标
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：
细胞分化例子
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。
成年人全身细胞总数约1012个。细胞种类有200多种。这么多种类细胞均来自一群彼此相似的
细胞分裂
分化
细胞分裂使细胞数目增多，
细胞分化使细胞种类增加。
早期胚胎细胞
表皮细胞
储藏细胞
叶肉细胞
总结：同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
细胞分化例子
功能：光合作用
功能：保护作用
功能：贮藏营养
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
细胞分化的概念
细胞分化的特点
二、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。
三、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的形态和结构。
一、细胞分化发生在整个生命进程中。
四、在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
五、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)
A
B
D
C
E
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
细胞分化的原因：
遗传物质不变
合成血红蛋白 不合成肌动蛋白
肌动蛋白基因关闭
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白 不合成血红蛋白
血红蛋白基因关闭
细胞中基因的选择性表达的结果，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。
实质
细胞分化的意义
产生形态、结构、功能不同的细胞，
不同类型的细胞构成不同的器官和组织。
细胞分化的结果
（1）生物界中普遍存在的生命现象，它是个体发育的基础。
（2）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。
细胞分化的结果及意义
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
细胞的全能性
既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗
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。
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。
实验证明：
细胞的全能性：是指细胞经分裂和分化后，仍具有__________________或________________________的潜能和特性。
细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
细胞具有全能性的原因：
产生完整有机体
分化成其他各种细胞
思考：
为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？
细胞的全能性
细胞的全能性
实验结论：已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
材料二
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。
拯救珍稀、濒危动植物
克隆人体器官，用于器官移植
细胞全能性的应用
快速繁殖花卉、蔬菜等
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，这些细胞叫做干细胞。
造血干细胞
红细胞
血小板
白细胞
骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞
（1）概念：
干细胞
按来源分
（发育时期）
成体干细胞
按分化潜能分
全能干细胞（ ）
多能干细胞（ ）
（如神经干细胞 ）
（２）类型
胚胎干细胞
如受精卵
如造血干细胞胚胎干细胞
专能干细胞
全能干细胞（ ）
多能干细胞（ ）
专能干细胞
干细胞可以用于治疗血液系统疾病
干细胞的应用
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病
脐带血的采集是在新生儿出生以后，在婴儿端3-8cm脐带处，两把止血钳结扎、断脐，婴儿被抱走处理，贴近母端止血钳处消毒并将针头插入脐静脉，采集脐血。
脐带血采集
脐带血里头含有大量的干细胞，称为脐带血干细胞，为胎儿制造血液和免疫细胞的主要来源。
脐带血干细胞
细胞分化与细胞全能性的比较
细胞分化 细胞全能性
原因 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
结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 产生完整有机体或分化成其他各种细胞
比较 分化程度： 体细胞＞生殖细胞＞受精卵 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
课堂小结

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