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第四章 细胞的生命历程
第2节 细胞通过分化产生不同类型的细胞
细胞通过分裂增殖
只进行分裂
人和许多的多细胞生物是怎么来的呢？
具有不同形态和功能的细胞是通过分化过程形成的。
1.说出细胞分化的概念、特点和意义。
2.概述细胞的全能性。
1.生命观念：不同细胞遗传信息执行情况不同，合成的蛋白质不同决定了细胞形态、结构、生理功能的不同。
2.科学探究：探究植物细胞和动物细胞全能性的实验。
学习目标
素养要求
多细胞生物的个体是由各种各样的细胞组成的
由分生区细胞分化形成
分化
分化
细胞分化（cell differentiation）：
细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程
特点一：细胞的分化是多细胞生物普遍具有的，具有普遍性
特点二：细胞的分化是伴随着生物体整个生命进程，具有持久性
细胞会分化成不同的组织器官是因为某些遗传物质丢失造成的吗？
细胞分化并非由于遗传物质丢失造成的，它与遗传物质有选择地发挥作用有关
细胞分化根本原因：基因的选择性表达
正常细胞染色体
具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化
有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活动状态
有些则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态
有丝分裂
母细胞
子细胞
遗传物质
特点三：遗传物质不变，具有稳定性
生物的个体发育通过细胞的分化过程来实现的
生物体的正常发育，是细胞分化受到高度精妙调控的结果
意义：通过细胞分化使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率
细胞分化根本原因：基因的选择性表达
细胞分化直接原因：合成了具有特定结构和功能的蛋白质
一旦细胞失去控制，细胞分化会发生异常
特点四：一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡，
具有不可逆性
一旦细胞失去控制，会发生什么？
干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞
受精卵是全能干细胞
能产生生物体所需要的所有类型的细胞
分化能力大小：
可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织
胚胎干细胞是多能干细胞
主要存在于骨髓中的造血干细胞，能够分化成各种血细胞（红细胞、白细胞和血小板等），也能分化出造血系统以外的细胞。
人胚胎或骨髓的干细胞
培养
神经组织
心脏
移植器官的新来源
人类心脑血管疾病、癌症等重大疾患的根本措施
理论上说，干细胞可以用来治疗各种人类疾病
干细胞及其衍生组织器官的临床广泛应用
还需要进一步研究
受精卵具有分化出各种细胞的潜能
细胞全能性（totipotency）
具备全能性
（可发育成个体）
进一步分裂
失去全能性
（只能发育成特定的组织）
20世纪50年代初期
高度分化的植物细胞具有全能性
离体的状态
适宜的水分，无机盐和有机营养和激素
适宜的温度条件
条件
20世纪60年代
【英国】科学家 ：约翰 · 柏特兰 · 格登爵士
人类第一次利用动物体细胞“复制”出一个新的动物
动物细胞的核具有全能性
为什么不是和植物细胞一样是整个细胞具有全能性呢？
分化程度
分化潜能
高
小
动物细胞不能表现全能性原因：受到了细胞内一些物质的限制
保持着原有的全部遗传物质，具有全能性
克隆羊——多莉
证明了细胞核的全能性
母羊A
取出乳腺细胞培养
取出卵细胞并去核
细胞核
去核的卵细胞
融合
体外培养
早期胚胎
母羊C
胚胎移植
母羊B
多莉羊
利用已分化细胞的细胞核克隆哺乳动物的第一个成功案例。
细胞全能性大小
植物细胞 > 动物细胞
（动物细胞的细胞核全能性仍可以表达）
同一生物体内细胞全能性的大小:
受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力就越低
大
强
细胞全能性
细胞分裂
正相关
一粒种子萌发为幼苗，并长成参天大树是否体现了细胞的全能性呢？
这个过程没有体现细胞的全能性。
种子是植物的幼体，而不是一个细胞。种子发育成植株是个体正常发育的过程。
定义：是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程
特点
普遍性 —— 多细胞生物普遍具有
持久性 —— 贯穿于生物体整个生命进程中
稳定性 —— 遗传物质不变
不可逆性 —— 一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡
功能：是个体发育的基础，是使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率
原因
根本原因：是个体发育过程中，不同的细胞中遗传物质的表达情况不同， 即基因的选择性表达
直接原因：是合成了具有特定结构和功能的蛋白质
细胞分裂和细胞分化的关系
细胞分化
细胞全能性
植物细胞 > 动物细胞
同一生物体内细胞全能性的大小:
受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力就越低
THANKS

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