资源简介

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间期
后期
末期
中期
前期
若将洋葱根尖分生区细胞换成鳞片叶表皮细胞，能否看到染色体？为什么？
看不到，洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞，无细胞周期。
实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
实验结果
第6章 细胞的生命历程
出生、生长、 增殖、分化、衰老、死亡！
6.2 细胞的分化
讨论：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？
在人体内，红细胞的寿命约120d左右，白细胞的寿命为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地治疗白血病。
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
问题探讨
骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同类型的血细胞。
骨髓中的造血干细胞产生的形态、结构和功能不同的血细胞的过程就是细胞分化。
成年人全身细胞总数约1012个，细胞种类有200多种。这么多种类细胞都来自1个受精卵细胞。
干细胞
红细胞
神经元
脂肪细胞
心肌细胞
小肠上皮细胞
软骨细胞
上皮细胞
受精卵
细胞分裂
细胞分化
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细胞分化的概念
比较构成人体组织的细胞
构成人体的器官有四种组织，分别是上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织，比较构成人体组织的细胞这些组织又是由一些相似的细胞所构成，下图为构成这些组织的一些细胞。
上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞
讨论: 1．这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？
形态上相差很大，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、细胞核组成。
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细胞分化的概念
比较构成人体组织的细胞
构成人体的器官有四种组织，分别是上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织，比较构成人体组织的细胞这些组织又是由一些相似的细胞所构成，下图为构成这些组织的一些细胞。
上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞
讨论: 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？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？
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细胞分化的概念
在正常情况下，它们是不能恢复成早期胚胎细胞的；这四种组织中的某种细胞不会转变成其它组织的细胞。
叶肉细胞的细胞质中有大量的叶绿体，能够进行光合作用；
与动物一样，同一个植物体中也存在各种不同的细胞
（植物细胞的分化）
表皮细胞的细胞质中没有叶绿体，但在细胞壁上形成明显的角质层，具有保护功能；
储藏细胞没有叶绿体，也没有角质层，细胞中储藏着许多营养物质。
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
木质部细胞
根尖细胞
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细胞分化的概念
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细胞分化的概念
细胞分化的概念：
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，叫作细胞分化（cell differentiation）。
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细胞分化的概念
细胞总DNA 蛋白质 肌动蛋白基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 肌动蛋白 血红蛋白 胰岛素
肌肉细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
思考1: 三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
三种细胞的DNA相同，蛋白质不同。
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细胞分化的实质
基因的选择性表达
思考2: 就一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息(和受精卵一样的)，但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？
红细胞
B细胞
抗体合成基因关闭
血红蛋白基因开启
血红蛋白
抗体合成基因开启
血红蛋白基因关闭
抗体
细胞分化的实质：不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。
（基因的选择性表达）
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细胞分化的实质
思考3：不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？
几乎所有细胞中均表达的基因，如ATP合酶基因、微管蛋白基因等；
不同类型细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因、血红蛋白基因等。
基因 细胞中的表达情况 功能 例子
管家基因 所有细胞均要表达 维持细胞基本生命活动所必需 呼吸酶基因
ATP合成酶基因
奢侈基因 不同类型细胞选择性表达 赋予不同细胞特异性的生理功能 血红蛋白基因
肌动蛋白基因
胰岛素合成基因
基因选择性表达指的是奢侈基因的选择性表达！
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细胞分化的实质
①持久性：
细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
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细胞分化的特点
②稳定性：
高度分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
③普遍性：
是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
④不可逆性：
细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。
①细胞分化是生物体组织、器官、系统形成的基础， 是个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
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细胞分化的意义
思考:早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，能不能像早期胚胎那样，再分化成其他细胞呢？
1.植物的组织培养技术
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
实验材料：
胡萝卜的韧皮部细胞已分化细胞。
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
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细胞的全能性
思考：胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？
离体
植物激素
一定的营养条件
适宜的环境（pH、温度等）
无菌环境
思考：换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？
①
②
③
⑥
④
⑤
能
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细胞的全能性
2.细胞的全能性的概念：
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。
高度分化的细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套基因。
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。
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细胞的全能性
离体的植物细胞能发育成个体，那么动物细胞呢？
3.动物的克隆技术
资料2 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。
紫外线
蛙卵
细胞核
蝌蚪的肠
上皮细胞
去核
细胞核
核移植
8 细胞胚
蝌蚪
非洲爪蟾的核移植示意图
1996年诞生的克隆羊“多莉”
卵细胞
乳腺细胞
去核
细胞核
核移植
代孕母羊
多莉
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细胞的全能性
2017年诞生的克隆猴
“中中”和“华华”
这说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
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。
例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等
造血干细胞
血小板
白细胞
红细胞
分化
分化
分化
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干细胞的特点及应用
脐带血中含有大量的干细胞，可以培养并分化成人体的各种血细胞。目前，脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。
脐带血采集处
胎盘分娩后被废弃的部分
新生儿娩出断脐
人体许多疾病或意外伤害，都是由组织或器官受到损伤而引起的。如果能够在体外保存和培养各种干细胞，使之形成组织或器官，不就可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换了吗？这正是许多科学家目前研究的课题，但任务艰巨，难度极大。有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞研究的新进展。
与社会的联系
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干细胞的特点及应用
项目 细胞分化 细胞全能性
原理
特点
大小 比较
①持久性 ②稳定性
③不可逆性 ④普遍性
①高度分化的植物体细胞具有全能性；
②动物细胞核仍具有全能性
基因的选择性表达
含有本物种全套遗传物质
细胞分化程度有高低之分：
体细胞>生殖细胞>受精卵
细胞全能性有高低之分：
受精卵>生殖细胞>体细胞
细胞分化与全能性的比较
结果
关系 形成形态、结构、功能不同的细胞或组织、器官
完整有机体或分化成其他各种细胞
①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性；
②一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性就越高(成反比)
练习与应用

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