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第2节 细胞分化、衰老和死亡
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第1课时 细胞分化和细胞全能性
01
02
理解细胞全能性的概念、原因，并能够举例说明细胞全能性的应用。
通过对事实资料的分析和讨论，掌握细胞分化的概念、实质及特点。
一个成年人大约拥有100万亿个细胞，这些细胞都源自一个受精卵细胞。受精卵只通过细胞分裂就能形成最终的个体吗？
对于人而言，受精卵会形成200多种不同形态、结构、功能的细胞，进而构成不同器官和组织。
任务一：阅读“积极思维”中的相关内容，回答下列问题。
思考：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？
细胞分化形成复杂的多细胞生物体
1.细胞分化的概念：
2.结果：
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。
形成不同形态、结构、功能的细胞，不同类型的细胞构成不同器官和组织。
任务二：分析细胞分化的实质
下表表示人体不同细胞中基因和蛋白质的存在情况
思考：1.3种细胞所含的基因和蛋白质都相同吗？
2.尝试总结细胞出现分化的根本原因是什么？
DNA相同、蛋白质不完全相同
基因选择性表达
管家基因：所有细胞中均表达的一类基因
奢侈基因：不同类型中特异性表达的基因
【拓展延伸】基因选择性表达
任务三：分析细胞分化的特点
1. 细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，胚胎期达到最大程度；
2. 正常情况下，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；
3. 生物界普遍存在，是生物个体发育的基础；
4. 分化后的细胞，其内的遗传物质并未发生变化。
持久性
稳定性和不可逆性
普遍性
遗传物质不变性
3.细胞分化的意义：
思考：多细胞生物为什么要进行细胞分化而不是由每个细胞承担所有的功能？
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。
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。
【细胞分裂与细胞分化比较】
既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗
资料：1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。
胡萝卜根韧皮部的组织块
形成试管苗
扩大培养
移栽大田生长发育
诱导形成愈伤组织
完整的胡萝卜植株
生长发育
该实验说明了一个什么问题？
分化后的细胞仍然具有全能性
1.细胞全能性的概念：
细胞经分裂和分化后，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。
思考：为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？
因为细胞核内含有保持本物种遗传性所需要的全套遗传物质。
2.细胞全能性表现的必要条件：
（1）离 体
(2) 一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)和植物激素
(3) 适宜的外界条件(适宜的温度、pH等)、无菌无毒的环境。
3.细胞全能性表现的实例：
① 已分化的植物细胞具有全能性。
植物细胞全能性表达的标志：离体的植物组织或细胞形成了完整的植株。
【教材延伸】植物组织培养技术
植物组织培养技术：
利用植物细胞的全能性发展出来的快速繁殖植物的细胞工程技术。
a.愈伤组织：指一团没有分化或处于“无分化”状态的细胞团块。愈伤组织的特点是细胞排列疏松而无规则，高度液泡化，呈无定形状态，可诱导再分化长出根、叶、芽、茎，形成完整的植株。
b.胚状体：指植物组织培养中由植物体细胞诱导分化形成的胚状结构，能进一步发育成具有根、茎、叶的完整植株。
c.脱分化是在人工条件下细胞分化的逆过程，是使已分化细胞回到未分化状态的过程，但在植物体内，细胞分化是不可逆的。
②已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
高度分化的动物细胞的全能性受到限制，但细胞核仍保持全能性。
克隆猪
克隆牛
克隆猴
【其他克隆动物】
总之，植物细胞的全能性更容易表现出来，如茎尖、根尖等处的分生细胞。由高度分化的动物体细胞培育成新个体的过程更具有复杂性。
受精卵>生殖细胞>体细胞
分化程度低的细胞>分化程度高的细胞
分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
幼嫩细胞>衰老细胞
4.细胞全能性的大小
注意：具有全能性≠体现全能性
（1）概念：人和动物体内保留着少数具有增殖和分化能力的细胞。
（2）分类：全能干细胞（如胚胎干细胞），多能干细胞（如造血干细胞），专能干细胞（如神经干细胞）。
（3）应用：为器官移植提供新思路；脐带血的保存。
干细胞
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性；②不可逆性；③普遍性； ④稳定性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性；
②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体
大小 比较 细胞分化程度有高低之分：体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性的表达有难易程度之分，由易到难：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
【细胞分化与细胞全能性比较】
关系 ①两者的遗传物质都不发生改变；已分化的细胞都含有保持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，细胞分化程度越低，全能性越高，分化程度越高，全能性越难以表达。但是卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高
细胞的全能性
1
2
3
4
细胞全能性的含义、实现条件及成功实例
细胞分化的概念、特点和实质
细胞全能性的原因
细胞全能性大小的比较
5
干细胞的概念、分类和应用
1．下列关于细胞分化的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞分化是一种持久性的变化
B．细胞分化改变了细胞核中的遗传信息
C．分化的结果是形成不同的组织或器官
D．细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
B
2．如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是(　　)
A．a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化
B．乙和丙具有相同的遗传物质
C．丁与戊的细胞器的种类、数目相同
D．甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同
C
3. 下列实验中能体现细胞全能性的有（ ）
①玉米花粉粒培育出植株
②转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
③烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
④核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移植鱼
⑤植物用种子繁殖后代
⑥用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株
A.②③④⑤⑥ B.①②④⑥ C.②③④⑤ D.①②③④⑤⑥
B

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