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第二节
细胞分化、衰老和死亡
第1课时
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
说明细胞的分化。
举例说明细胞的全能性。
进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析
教学目标
新课导入
3.72 1013
20微米/细胞
地球圆周40075公里
19圈
积极思维
天竺葵植株中有哪些组织和器官？
花
叶
根
茎
叶表面的保护组织
茎尖
同一株天竺葵，不同器官、组织中的细胞都源于一个受精卵，为什么它们的形态、结构和功能会有差异？
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。
积极思维
细胞分化和细胞全能性
PART 01
植物体的层次结构：细胞→（分化）组织→器官→植物体
【思考】你能说出动物体的结构层次吗？
在个体发育过程中，细胞分化能增加细胞的类型，由不同类型的细胞构成不同的组织，多种组织组成相应的器官，进而形成复杂的多细胞生物体。
细胞分化和细胞全能性
细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程，称为细胞分化。
骨髓中造血干细胞分化成各种血细胞示意图
细胞分化和细胞全能性
蛋白质
控制合成
DNA
肌动蛋白基因
抗体基因
控制合成
控制合成
抗体
肌动蛋白
细胞分化的实质
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因关闭
红细胞
合成血红蛋白（不合成肌动蛋白）
血红蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启
肌细胞
合成肌动蛋白（不合成血红蛋白）
细胞分化的实质
持久性：
不可逆性（稳定性）：
普遍性：
遗传物质不变性：
一般，分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
一般来说分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。
是生物界普遍存在的现象，是生物体发育的基础。
一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。
细胞分化的特点
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：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；
事实4：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。
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
细胞分化的特点
细胞分化的意义
在个体发育中，细胞分化能增加细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理功能，从而有利于提高各种生命活动的效率。
分裂
有丝分裂
分化
继续分化
……
受精卵
各方面都相同的细胞
首先出现化学成分上的不同，如酶不同
继而出现形态结构和功能上的不同
模型：
细胞分裂与细胞分化的关系
分化后的细胞仍然具有全能性
PART 02
1958年，美国植物学家斯图尔德（F. C. Steward）等人，用取胡萝卜根韧皮部的组织块进行离体培养，得到了完整的植株。且该植株能开花结果，这证实了哈波兰特50多年前的预言，即离体的植物能发育成完整的植物体。
①
②
③
⑥
④
⑤
实验材料：
胡萝卜的韧皮部细胞
培养液成分：
植物激素、无机盐和糖类物质等
实验结果：
离体培养的细胞长成了新植株
分化后的细胞仍然具有全能性
①
②
③
⑥
④
⑤
胡萝卜根韧皮部组织块的培养过程：
①接种胡萝卜根韧皮部的组织块
②诱导形成愈伤组织
③扩大培养
④形成试管苗
⑤移栽大田生长发育
⑥发育成完整的胡萝卜植株
分化后的细胞仍然具有全能性
①
②
③
⑥
④
⑤
韧皮部细胞如何诱导形成愈伤组织？
脱分化：
再分化：
让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
分化后的细胞仍然具有全能性
概念
细胞的全能性：细胞的全能性是指细胞分裂和分化后，仍然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。
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
细胞内含有保持该物种遗传所需的全套遗传物质。
原因
一般而言，随着细胞分化程度的升高，细胞的全能型逐渐降低。
分化后的细胞仍然具有全能性
1962年，英国科学家格登将美洲爪蟾小肠上皮细胞的核注入去核的未受精的卵细胞，结果发现一部分卵细胞发育成蝌蚪，其中的一部分蝌蚪又能继续发育为成熟的个体。。
科学家通过核移植获得了能够发育成新个体的细胞，与资料1中的实验相比，说明了什么
与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍保留着使细胞发育成完整个体的潜能。
【思考】
蝌蚪的性状主要与供卵的蛙相同还是与供核的蛙相同，为什么？
供核的蛙；细胞核是遗传和代谢的控制中心。
分化后的细胞仍然具有全能性
全能性大小比较
植物细胞 动物细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
（1）不同生物
（2）同一生物
＞
＞
＞
细胞分化程度越高，细胞的全能性 。
细胞分裂能力越强，细胞的全能性 。
越低
越高
细胞具有全能性＝表现/体现全能性？
①理论上活细胞都具有全能性（哺乳动物成熟红细胞除外）
②发育为完整个体或分化成其他各种细胞，才能体现/表现全能性
分化后的细胞仍然具有全能性
分化后的细胞仍然具有全能性
1996年，哺乳动物克隆羊多莉诞生了，它是由高度分化的乳腺细胞和去核的未受精的卵细胞通过电脉冲融合而成的细胞发育而来的。继多莉羊出现后，克隆猪、克隆牛、克隆猴纷纷问世。
许多研究表明，高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着全套的遗传物质，是具有全能性的。
细胞分化及其意义
细胞的全能性
概念
概念
细胞分化的特点
细胞分化的实质
细胞分化的意义
高度分化的植物细胞具有全能性
动物细胞的细胞核具有全能性
干细胞
细胞分化
课堂小结

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