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6.2 细胞的分化
本节聚焦
细胞分化的生物学意义是什么？
怎样理解细胞的全能性？
什么是细胞分化？
思考.讨论
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.
任务一、根据下列事实分别说出细胞分化的特点是什么？
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：在生物体内，细胞一旦完成分化，就再也无法逆向变回最初的分化状态。例如，分化后的红细胞无法再逆向变成幼红细胞和造血干细胞等。
事实4：分化后的细胞内遗传物质不发生改变。
持久性
细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性变化！
不可逆性
普遍性
二、细胞分化的特点
遗传物质不变性
为什么分化前后细胞内的基因不变，但却翻译出不同的蛋白质呢？
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 + + + - - +
能力训练：科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中DNA和相关蛋白质进行了检测，结果如下表所示。
思考：三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
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，即基因的选择性表达。
科学家检测到某细胞内含有呼吸酶，能说明细胞发生了分化吗？
不能，呼吸酶基因在所有的细胞中均表达，是维持生命活动所必需的。
呼吸酶
晶状体蛋白
胰岛素
表达
表达
表达
管家基因：所有细胞均表达，维持生命活动所必需的。
奢侈基因：指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
三、细胞分化的实质：基因的选择性表达
ATP合成酶基因
呼吸酶基因
核糖体合成酶基因
胰岛素基因
血红蛋白基因
抗体基因
①是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，是个体发育的基础。
②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
三、细胞分化的意义
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础。
资料分析1 分析植物的组织培养技术
韧皮部细胞
愈伤
组织
胚状
体
试管苗
胡萝卜植株
问题：
2.韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？
分化
离体
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 ④一定的营养条件
②植物激素 ⑤无菌环境
③适宜的环境（pH、温度等）
移栽
是已经高度分化的细胞
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整植物体。
再分化
脱分化
外植体
选取
能
5.为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？
已分化的细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套遗传信息。
四、细胞的全能性
概念：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。
那些没有分化的细胞，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。
细胞全能性高低的比较：同一生物
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
＞
一般来说：细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。
资料分析2 非洲爪蟾的核移植示意图
①将蝌蚪的肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？
不能
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。
实验结论：已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
五、细胞全能性的应用
（1）植物组织培养——快速繁殖花卉、蔬菜等
（2）拯救珍稀、濒危动植物——克隆技术
（3）克隆人体器官，用于器官移植
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。
六、干细胞
干细胞的种类：
全能干细胞：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（胚胎干细胞）
多能干细胞：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）
专能干细胞：只能分化成某一类型的细胞（神经干细胞）
中新网上海新闻 10月29日电 (记者 陈静) 一份来自爱心人士捐赠的脐带血造血干细胞成功挽救了 一名罹患再生障碍性贫血的18岁大男孩小池(化名)的生命。
脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病
P122 科学·技术·社会
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。
人造耳朵
在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植，实现对临床疾病的治疗
P122 科学·技术·社会
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。( )
√
×
练习与应用
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
D
练习与应用
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
D
练习与应用
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
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。
练习与应用

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