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(共23张PPT)
第2节 细胞的分化
第6章 细胞的生命历程
能阐明细胞分化的概念。
能举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面的应用。
能说出干细胞特点，关注干细胞在医学上的应用。
在人体内，红细胞的寿命为120d左右。白细胞的寿命约为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的治疗白血病。
正常白细胞
（放大2000倍）
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
骨髓中的造血干细胞能够通过细胞增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。
问题探讨
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？
骨髓与血细胞的形成有什么关系？
01 | 概念
细胞分化：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。
细胞增殖
细胞分化
受精卵
多个细胞
/小肠上皮细胞
/肌肉细胞
/神经细胞
/骨细胞
细胞分裂
细胞分化
一、细胞分化及其意义
【任务①】 结合图片资料，回答问题：
思考以下几个问题：
1.红细胞还能回到分化前的状态吗？
2.红细胞会变成其他类型的细胞吗？
3.红细胞寿命有限，其来源于造血干细胞，那么红细胞能源源不断得到补充吗？
4.其他生物是否也存在细胞分化的现象？
从以上问题概括细胞分化的特点：
细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡！
并且细胞分化是生物界普遍存在的现象！
——2.细胞分化的特点
02 | 特点
普遍性 / 持久性 / 遗传物质不变性 / 不可逆性
发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
一般情况下，分化后细胞内遗传物质不发生改变。
一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
一般来说，细胞分化是不可逆的，但是在离体状态，人工培养等条件下，某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。
普遍性
持久性
遗传物质不变性
不可逆性
【任务①】 结合图片资料，回答问题：
结合情境中“无可孵蛋”的实例，想想：如果孵化过程只有细胞分裂而没有细胞种类的变化的话，会有什么后果？
概括细胞分化的意义：
——3.细胞分化的意义
细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门话，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
——4.细胞分化的实质
资料:到了20世纪中期,很多实验证明,不仅是受精卵,甚至高度分化的动植物细胞,都含有本物种全套的遗传信息。下表表示人体不同细胞中基因和蛋白质的存在情况。
细胞名称 细胞中的DNA 细胞中的蛋白质 唾液淀粉酶基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 唾液淀粉酶 血红蛋白 胰岛素
唾液腺细胞 + + + + - -
未成熟的红细胞 + + + - + -
胰岛细胞 + + + - - +
1.联系有丝分裂的知识,讨论为什么高度分化的动植物细胞中含有本物种全套的遗传信息。
2.生长发育过程中,细胞的形态、结构和生理功能产生了很大差异,原因是什么
3.请归纳细胞分化的实质。
有丝分裂保持了亲子代细胞之间遗传的稳定性,而细胞分化又未改变细胞的遗传物质。
细胞分化！
【任务①】 结合资料，回答问题：
04 | 原因/实质
细胞中基因的选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
思考：不同细胞中有没有表达相同的基因？
A
B
C
D
E
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
未表达
表达
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
骨细胞
思考：不同细胞中有没有表达相同的基因？
例
红细胞和肌细胞的遗传信息相同，基因的表达不同
血红蛋白基因
肌动蛋白基因
红细胞
肌细胞
开启
关闭
肌动蛋白基因
血红蛋白基因
开启
关闭
合成血红蛋白
合成肌动蛋白
合成血红蛋白
合成肌动蛋白
血红蛋白
肌动蛋白
红细胞和肌细胞中基因的表达情况
红细胞 肌细胞
呼吸酶基因
血红蛋白基因
肌动蛋白基因
表达（活动状态）
表达（活动状态）
表达（活动状态）
不表达（关闭状态）
表达（活动状态）
不表达（关闭状态）
基因
管家基因
奢侈基因
所有细胞中都表达；与分化无关。
特定细胞中表达；与分化有关。
呼吸酶基因、
ATP水解酶基因等
血红蛋白基因、
胰岛素基因等
05 | 结果
产生形态、结构、功能不同的细胞，不同类型的细胞构成不同的器官和组织。
06 | 意义
生物个体发育的基础。
1
使细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
2
点拨提升
细胞分裂、分化和生长发育的关系
1. →细胞数目增多→生长。
2. →细胞形态、结构、功能专门化。
3.发育是基因顺序表达的过程,是一系列分化( )的结果。
4.生物体一生中 。
细胞分裂
细胞分化
基因选择性表达
始终存在着细胞分裂和分化
然可以
情 境（续）
思考：
小鸡胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。一般情况下分化的细胞将一直保持分化后的状态。
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？
二、细胞的全能性
【任务②】 结合课本P120资料，回答问题：
资料1：1958年,美国科学家斯图尔德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，移栽到花盘后，长成了一株新的植株。
讨论：
1.从资料1中可以得出什么结论？
2.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
3.实验表明什么？
已分化的细胞在离体培养下能够形成完整的植物体！
能！
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞的全能性！
01 | 概念
细胞的全能性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。
注：没有分化的细胞，如受精卵、早期胚胎细胞、植物的分生组织细胞也具有全能性
02 | 物质基础/原因
生物体每个细胞都含有该物种生长发育所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全部基因。
注：哺乳动物成熟红细胞不具有全能性
细胞的全能性
一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素
离体（必要条件）
03 | 条件
适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境
04 | 运用
快速繁殖花卉、蔬菜
1
2
培养微型观赏植株
想一想：与传统的杂交技术相比，植物的组织培养具有哪些优点？
【任务②】 结合课本P120资料，回答问题：
——动物细胞核的全能性
资料2：动物和人体的受精卵、早期胚胎细胞也具有全能性。
但同植物组织培养相比，成体动物细胞要体现全能性就困难的多。如：
讨论：
1.将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？
2.除左图所示实验外，“多莉”“中中和华华”，也是将体细胞移植到去核的卵细胞培育成的，这说明什么？
3.为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？
已分化的动物细胞的细胞核具有全能性！
不能！
到目前为止，人们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！
核移植技术
细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质。
与生活联系2
造血干细胞
造血干细胞
脐带血干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，叫做干细胞！
1.人得了白血病后，为什么可以通过移植造血干细胞来进行治疗？
2.你知道干细胞在医疗上的用途吗？说一说
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
分裂能力、分化程度、全能性大小的比较
植物细胞的全能性 > 动物细胞全能性
受精卵 > 胚胎干细胞 > 生殖细胞(精细胞、卵细胞) > 体细胞
受精卵
胚胎干细胞
多能干细胞
专能干细胞
体细胞
如造血干细胞
如神经干细胞
分化程度越高 , 分裂能力越低，全能性越难实现，高度分化的细胞不再分裂。
1.下列有关细胞分化的说法,错误的是(　　)
A.细胞分化是一种持久性的变化
B.生物个体发育与细胞分裂和分化有关
C.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
D.细胞分化使不同的细胞具有不同的遗传物质
D
解析:细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化过程中遗传物质没有发生改变,D项错误。
2.下列有关细胞全能性的叙述,错误的是(　　)
A.受精卵在自然条件下能形成完整个体,因此全能性最高
B.动物体内的细胞由于分化,其全能性不能表达
C.组织培养繁育花卉的原理是植物细胞具有全能性
D.克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
D

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