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第2节 细胞分化、衰老和死亡
第1课时 细胞分化和细胞全能性
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
壹
说出细胞分化的概念。
肆
进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析
叁
举例说明细胞的全能性。
贰
理解细胞分化的特点和意义。
思考
天竺葵植株及其部分细胞、组织、器官示意图
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？
细胞分化的结果
细胞分化形成复杂的多细胞生物体
一、细胞的分化
在个体发育中，由 增殖产生的后代，在 、
和 上发生 的过程;
1.概念:
一个或一种细胞
形态
结构
生理功能
稳定性差异
遗传物质不改变
一般来说，分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
细胞分化发生在整个生命进程中。
2、下列事实说明细胞分化具有哪些特征（P125最后一段）？
生物界普遍存在，是生物个体发育的基础。
稳定性
普遍性
持久性
不可逆性
持久性
具有完全相同的遗传信息，为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？
3.细胞分化的原因
资料1：用荧光标记蛋白质示踪细胞的分化。蓝色荧光标记的是某种细胞的细胞核，绿色荧光标记的是纤维蛋白，红色荧光标记的是钙调蛋白。
思考1：同一种细胞能分化形成不同组织细胞与什么有关？
细胞中合成蛋白质不同
资料2：提取分离大鼠8种器官中的蛋白质进行电泳，在介质中，不同分子量的蛋白质迁移到不同位置上并形成条带，得出右图所示蛋白质图谱。
思考2：大鼠不同组织细胞中所含的蛋白质种类是否相同？
大鼠的不同组织细胞中含有蛋白质种类不同
资料3：科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的红细胞和肌细胞及浆细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示：
细胞总DNA 蛋白质 呼吸酶基因 β-珠蛋白基因 抗体基因 呼吸酶 β-珠蛋白 抗体
肌细胞 + + + + - -
红细胞 + + + + + -
浆细胞 + + + + - +
注：“＋”表示有，“－”表示无。
管家基因
奢 侈 基 因
思考3：阅读资料3，分析不同组织细胞中含有的蛋白质不同原因？
表达的基因不同
细胞分化的实质：基因的选择性表达
基因选择性表达(遗传信息的表达情况不同)
特定蛋白质
合成
导致
3.原因:
（实质）
结果:
形态、结构、功能差异
形成
不同的细胞、组织
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
归纳：细胞分化的“变”与“不变”
不变
①遗传物质DNA
一般
②细胞的数目
细胞分化
改变
分子水平
①RNA和蛋白质
不完全相同
③细胞的形态、结构和功能，即细胞的种类
细胞水平
②细胞器的种类和数量
亚显微结构水平
(1)是 的基础。
(2)使细胞趋向 ，有利于提高 。
生物个体发育
专门化
生理功能的效率
能进行光合作用
具有保护功能
储藏营养物质
表皮细胞（无叶绿体）
没有叶绿体，没有角质层
细胞壁上形成角质层
有叶绿体
叶肉细胞
储藏细胞
4.细胞分化的意义
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
高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样再分化成其他细胞吗？
二、细胞的全能性
1.从遗传的角度分析，受精卵为什么能发育成一个完整的个体
2.体细胞含有的遗传物质和受精卵相同，是否也能够发育成一个完整的个体呢
含有全套遗传物质(全套基因)
1.1958年，利用胡萝卜的韧皮部
组织培养出了完整的新植株;
2.1969年，将烟草的单个单倍体
孢子 (花粉) 培养成完整的单倍体植株。
资料
1.韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整植物体。
3. 为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？
已分化细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套遗传信息。
4. 如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
能
结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
①离体 ②一定的营养条件 （无机盐和糖类等）
③植物激素 ④无菌环境 ⑤适宜的环境（pH、温度等）
2.植物组织培养需要什么条件？
据图思考以下问题：
1.概念:
细胞经 后，仍具有产生 或分化成他
的潜能和特性。
分裂和分化
完整有机体
各种细胞
2.原因:
细胞内含有生物生长发育所需的 。
全套遗传物质
3.应用: 。
植物组织培养
优点：能快速、大量繁殖，不受季节影响!
x
√
x
x
x
判断:以下现象是否体现细胞的全能性
①种子→植株( )
②花粉→植株( )
③造血干细胞→各种血细胞( )
④干细胞→心脏器官( )
⑤壁虎断尾再生( )
理论上，活细胞都具有全能性（哺乳动物成熟的红细胞等除外）
在生物的生长发育中，细胞并不表现出全能性，而是分化成各种组织、器官。
二、细胞的全能性
思考1.从资料中可以得出什么结论？
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
思考2.为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？
已分化的动物细胞体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质
思考3.将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？
不能
目的：使卵细胞细胞核失活，破坏细胞结构
目前为止,还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
已分化的植物细胞具有全能性
已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
全能性高低比较：
a.不同物种：
植物细胞 动物细胞
b.不同分化程度：
分化程度越高，全能性越低
受精卵 干细胞 生殖细胞 体细胞
c.分裂能力：
分裂能力越强，全能性越高
分生区细胞 成熟区细胞
>
>
>
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小结：细胞的全能性
1.概念：
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
2.种类（按分化潜能的大小）
多能干细胞（ ）
神经干细胞
造血干细胞
专能干细胞（ ）
全能干细胞：
（受精卵、胚胎干细胞）
4.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。
三、干细胞
3.举例:
人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
1. 下列关于细胞分化的叙述，错误的是（　　）
A. 细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
B. 细胞分化本质上是不同细胞中基因选择性表达的结果
C. 细胞分化过程中细胞器的种类和数量不会发生变化
D. 细胞分化过程中细胞中的遗传物质不会发生变化
C
2. 下列有关细胞全能性的叙述正确的是（　　）
A. 受精卵没有分化，所以没有全能性
B. 高等植物成熟的筛管细胞没有细胞全能性
C. 水稻种子从萌发到长成植株的过程体现了细胞全能性
D. 科学家用非洲爪蟾所做的实验，其结果说明动物细胞具有细胞全能性
B

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