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第2節(jié)細(xì)胞的分化
第2節(jié)細(xì)胞的分化高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1.知識(shí):(1)掌握細(xì)胞分化的概念及特征;(2)舉例說明細(xì)胞的全能性。2.情感態(tài)度與價(jià)值觀:通過干細(xì)胞的研究培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感。3.能力:進(jìn)行有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與應(yīng)用的資料搜集和分析。4.重點(diǎn)與難點(diǎn):(1)細(xì)胞分化的概念和意義;(2)細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例。1.知識(shí):(1)掌握細(xì)胞分化的概念及特征;(2)舉例說明細(xì)胞高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》
(一)問題探討1.健康人會(huì)不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞,補(bǔ)充到血液中去。2.骨髓中造血干細(xì)胞能夠通過增殖和分化,不斷產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞。(二)旁欄思考題1.提示:細(xì)胞分化的實(shí)例:如根尖的分生區(qū)細(xì)胞不斷分裂、分化,形成成熟區(qū)的輸導(dǎo)組織細(xì)胞、薄壁組織細(xì)胞、根毛細(xì)胞等;胚珠發(fā)育成種子,子房發(fā)育成果實(shí);受精卵發(fā)育成蝌蚪,再發(fā)育成青蛙;骨髓造血;皮膚再生等都包涵著細(xì)胞的分化。(一)問題探討2.動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制,細(xì)胞分化潛能變窄,這是指細(xì)胞整體而言??墒羌?xì)胞核則不同,它含有保持本物種遺傳性所需要的全套基因,并且并沒有因細(xì)胞分化而失去基因,因此,高度分化的細(xì)胞核仍然具有全能性。這可以從細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)以及其他的實(shí)驗(yàn)證據(jù)中得到證實(shí)。2.動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制,細(xì)(三)資料搜集和分析1.在個(gè)體發(fā)育過程中,通常把那些具有自我復(fù)制能力,并能在一定條件下分化形成一種以上類型細(xì)胞的多潛能細(xì)胞稱為干細(xì)胞。干細(xì)胞有很多種類型,大體上可分為成體干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞。2.提示:干細(xì)胞的研究為替換病變的組織和器官,某些癌癥和遺傳病的治療帶來新的希望。(三)資料搜集和分析高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》一、細(xì)胞分化1.概念:在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在________、________和________上發(fā)生________的過程,叫做細(xì)胞分化。2.意義:(1)細(xì)胞分化是生物________的基礎(chǔ)。(2)細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向________化,有利于提高各種________的效率。(3)細(xì)胞分化是一種________的變化。一、細(xì)胞分化二、細(xì)胞的全能性1.概念:已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成________的潛能。2.原因:細(xì)胞含有本物種全套的________。3.植物組織培養(yǎng):(如胡蘿卜韌皮部細(xì)胞→植株)所利用的生物學(xué)原理是________,在培養(yǎng)基中加入________、________和________等物質(zhì),結(jié)果這些細(xì)胞進(jìn)行________和________,形成一個(gè)________,再分化出________→植株。二、細(xì)胞的全能性答案:一、1.形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定性差異2.(1)個(gè)體發(fā)育(2)專門生理功能(3)持久性二、1.完整個(gè)體2.遺傳物質(zhì)3.細(xì)胞的全能性植物激素?zé)o機(jī)鹽糖類分裂生長細(xì)胞團(tuán)塊根、莖和葉答案:一、1.形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定性差異高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1.細(xì)胞分化的概念在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程,叫做細(xì)胞分化。①分化是一種持久的、穩(wěn)定的變化。它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中,在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。一般來說,分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》②細(xì)胞分化是特定基因在一定的時(shí)間、空間表達(dá)(即基因有選擇的表達(dá))的結(jié)果。概括地說,一個(gè)胚細(xì)胞在形態(tài)上和化學(xué)上發(fā)生任何適度的永久性的變化,使它與最初所出現(xiàn)的狀態(tài)有著顯著的不同,這些細(xì)胞的變化就叫細(xì)胞分化。②細(xì)胞分化是特定基因在一定的時(shí)間、空間表達(dá)(即基因有選擇的表2.細(xì)胞分化的意義在胚胎發(fā)育的早期,各個(gè)細(xì)胞彼此相似。通過細(xì)胞的有絲分裂,細(xì)胞的數(shù)量越來越多。與此同時(shí),這些細(xì)胞又逐漸向不同的方向變化。因此,細(xì)胞分化的意義可總結(jié)為:①經(jīng)過細(xì)胞分化,在多細(xì)胞生物體內(nèi)會(huì)形成各種不同的細(xì)胞和組織。例如,色素細(xì)胞能合成黑色素,肌肉細(xì)胞合成肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白,紅細(xì)胞能夠合成血紅蛋白等,都是在特定時(shí)間和特定地點(diǎn)合成的,而鄰近的其他細(xì)胞,都不能合成這些蛋白質(zhì)。這三種細(xì)胞的穩(wěn)定性變異是不可逆轉(zhuǎn)的。2.細(xì)胞分化的意義②一般多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點(diǎn)是一個(gè)細(xì)胞(受精卵),細(xì)胞的分裂只能繁殖出許多相同的細(xì)胞,只有經(jīng)過細(xì)胞分化才能形成各種組織、器官和系統(tǒng),才能形成胚胎、幼體,并發(fā)育成成體。②一般多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點(diǎn)是一個(gè)細(xì)胞(受精卵),細(xì)胞的分裂 1下列過程不屬于細(xì)胞分化的是(
)A.B淋巴細(xì)胞形成漿細(xì)胞B.胚胎干細(xì)胞形成神經(jīng)細(xì)胞C.質(zhì)壁分離植物細(xì)胞的復(fù)原D.蜥蜴斷尾再生解析:細(xì)胞分化是在個(gè)體發(fā)育過程中,細(xì)胞后代在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過程。其中必然涉及細(xì)胞分裂,也就是說,細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)。C項(xiàng)所述內(nèi)容是單個(gè)細(xì)胞在特殊情況下的生理活動(dòng),連細(xì)胞分裂都未曾涉及到,故不是細(xì)胞分化的范疇。答案:C
1下列過程不屬于細(xì)胞分化的是多細(xì)胞生物體在發(fā)育過程中起決定作用的是(
)A.細(xì)胞分裂 B.細(xì)胞生長C.細(xì)胞衰老 D.細(xì)胞分化答案:D解析:在細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化的共同作用下,才能完成生物體的正常生長發(fā)育,但細(xì)胞分化在生物體的發(fā)育中起著決定性的作用。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整的個(gè)體的潛能。大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力。例如,1958年曾有美國科學(xué)家將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),而最終發(fā)育成完整的新植株,體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》細(xì)胞全能性的原因是由于體細(xì)胞一般是通過有絲分裂繁殖而來的,一般已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的染色體,攜帶有本物種相同的DNA分子。因此,分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。在合適的條件下,有些分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。一般來說細(xì)胞的全能性存在以下關(guān)系:(1)植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞(2)胚胎細(xì)胞>卵細(xì)胞>體細(xì)胞細(xì)胞全能性的原因是由于體細(xì)胞一般是通過有絲分裂繁殖而來的,一 2花藥的離體培養(yǎng)是把花藥用人工方法經(jīng)組織培養(yǎng)成單倍體植株,這一成果是利用了細(xì)胞的(
)A.應(yīng)激性 B.全能性C.變異性 D.適應(yīng)性解析:花藥離體培養(yǎng)是組織培養(yǎng)新技術(shù),對(duì)研究植物的遺傳及育種具有重要意義,與植物的其他細(xì)胞一樣,花藥細(xì)胞也具有全能性。答案:B 2花藥的離體培養(yǎng)是把花藥用人工方法經(jīng)組織培養(yǎng)成單倍體植株,下列哪種細(xì)胞的全能性容易表達(dá)出來(
)A.蛙的口腔上皮細(xì)胞B.蠶豆的葉肉細(xì)胞C.蛔蟲的卵細(xì)胞D.水螅的神經(jīng)細(xì)胞答案:B解析:植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞相比,植物細(xì)胞的全能性容易表達(dá)。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》(1)個(gè)體發(fā)育是細(xì)胞分化的結(jié)果細(xì)胞分化是相同細(xì)胞產(chǎn)生不同后代細(xì)胞的過程,因此,個(gè)體發(fā)育是在細(xì)胞分裂基礎(chǔ)上,通過細(xì)胞分化完成的,細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育中的主要過程。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》(2)個(gè)體發(fā)育不同階段細(xì)胞分化程度不同細(xì)胞分化是一種永久性變化,它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中,但在發(fā)育的不同階段,細(xì)胞分化程度不同,胚胎時(shí)期(三胚層的原腸胚時(shí)期)達(dá)到最大程度。(3)細(xì)胞分化與細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)變化從最終來源看,生物體不同細(xì)胞均來自受精卵的有絲分裂,由于有絲分裂中遺傳物質(zhì)幾乎不發(fā)生變化,因而,同一生物體內(nèi)不同細(xì)胞含有幾乎相同的遺傳物質(zhì)。但是,在個(gè)體發(fā)育過程中,由于各種因素的影響,在基因調(diào)控下,不同部位不同細(xì)胞在不同時(shí)期選擇表達(dá)不同的基因,合成不同的蛋白質(zhì),使細(xì)胞表現(xiàn)出不同的形態(tài)及生理特征。(2)個(gè)體發(fā)育不同階段細(xì)胞分化程度不同(4)細(xì)胞分化的不可逆性及脫分化在生物體內(nèi),細(xì)胞分化是一種穩(wěn)定的程序性變化,這種變化是不可逆轉(zhuǎn)的。但在人工實(shí)驗(yàn)條件下,分化的組織細(xì)胞能脫分化,脫分化的組織細(xì)胞由于含有發(fā)育成完整生物體的全部遺傳物質(zhì),因而經(jīng)一定人工培養(yǎng)后可發(fā)育成一個(gè)完整生物體。(5)分化程度與分化能力二者是反比關(guān)系,也就是說,分化程度越高的細(xì)胞,分化能力越低,比如神經(jīng)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞,其分化能力較低;分化程度低的細(xì)胞,分化能力越高,如:胚胎干細(xì)胞的分化程度較低,但分化能力較高,可以分化為各種組織細(xì)胞。分化程度也可以理解為成熟程度。(4)細(xì)胞分化的不可逆性及脫分化(1)細(xì)胞分裂:是生物體重要的生命特征,細(xì)胞分裂可使單細(xì)胞生物產(chǎn)生新的個(gè)體,使多細(xì)胞生物產(chǎn)生新細(xì)胞,用來補(bǔ)充體內(nèi)衰老和死亡的細(xì)胞。幼體可以通過有絲分裂使細(xì)胞數(shù)量增多,導(dǎo)致生物體由小長大。通過細(xì)胞分裂,可以將復(fù)制的遺傳物質(zhì)平均地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。細(xì)胞分裂是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》(2)細(xì)胞生長:細(xì)胞分裂后新產(chǎn)生的子細(xì)胞體積很小,不斷地從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì),并且轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì),使細(xì)胞體積逐漸增大,這就是細(xì)胞的生長。生物體的生長包括細(xì)胞數(shù)目的增加和細(xì)胞體積的增大兩個(gè)方面,因而,細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長都是生物體生長的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。(3)細(xì)胞分化:是在細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的基礎(chǔ)上,一部分細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能方面發(fā)生了穩(wěn)定性的變化,從而成為具有特定功能的細(xì)胞的過程。經(jīng)分化產(chǎn)生的細(xì)胞以特定結(jié)構(gòu)和功能的器官、系統(tǒng)組成生物體。細(xì)胞分化導(dǎo)致組織形成和器官成熟,是生物體發(fā)育的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。(2)細(xì)胞生長:細(xì)胞分裂后新產(chǎn)生的子細(xì)胞體積很小,不斷地從周干細(xì)胞是未成熟細(xì)胞,它未充分分化,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫(yī)學(xué)界稱之為“萬能細(xì)胞”。人體干細(xì)胞分三種類型,一種是全功能干細(xì)胞,可直接克隆人體;另一種是多功能干細(xì)胞,可直接復(fù)制各種臟器修復(fù)組織;再一種是專能干細(xì)胞,可分化成某一類型的細(xì)胞。人類寄希望于利用干細(xì)胞的分離和體外培養(yǎng),在體外培養(yǎng)出組織或器官,并最終通過組織或器官移植實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》“原位培植皮膚干細(xì)胞再生新皮膚技術(shù)”不僅實(shí)現(xiàn)了利用干細(xì)胞復(fù)制皮膚器官,而且做到了人體原位皮膚器官的復(fù)制,從而使人類從干細(xì)胞體外培植組織或器官移植治療,直接跨入人體原位干細(xì)胞復(fù)制器官?!霸慌嘀财つw干細(xì)胞再生新皮膚技術(shù)”不僅實(shí)現(xiàn)了利用干細(xì)胞復(fù)制人類的精子和卵細(xì)胞結(jié)合后形成受精卵,這個(gè)受精卵就是一個(gè)最初始的全能干細(xì)胞,受精卵繼續(xù)分化,在前幾個(gè)分化過程中,可以分化出許多全能干細(xì)胞,提取出這些細(xì)胞中的任意一個(gè)放置到婦女子宮中,就可以發(fā)育出一個(gè)完整的人體。在理論上,一個(gè)受精卵可以發(fā)育成多個(gè)同樣性狀的嬰兒,多胞胎的出生就是很好的證明,當(dāng)然,在正常情況下,人類母體自身的生理機(jī)制可促成一次一胎。這些全能干細(xì)胞在進(jìn)一步地分化中,形成各種多能干細(xì)胞,這些多能干細(xì)胞不再具有分化成所有細(xì)胞的能力,這時(shí)的細(xì)胞分為外層細(xì)胞和內(nèi)層細(xì)胞,外層細(xì)胞會(huì)繼續(xù)發(fā)育形成胎盤和其他對(duì)發(fā)育過程至關(guān)重要的組織。人類的精子和卵細(xì)胞結(jié)合后形成受精卵,這個(gè)受精卵就是一個(gè)最初始內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)將會(huì)發(fā)育成人體的所有器官。盡管內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)可以形成人體所有類型的細(xì)胞,但它們并不能發(fā)展成個(gè)體,因?yàn)樗鼈儾荒墚a(chǎn)生胎盤和在子宮發(fā)育時(shí)必需的一些組織。這些多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化成專能干細(xì)胞,專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞,比如神經(jīng)干細(xì)胞可以分化成各類神經(jīng)細(xì)胞,造血干細(xì)胞可以分化成紅細(xì)胞、白細(xì)胞等各類血細(xì)胞。內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)將會(huì)發(fā)育成人體的所有器官。盡管內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)可以形成人科學(xué)家第一次成功地在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制造人類胚胎干細(xì)胞,使科學(xué)家在研究制造人體器官的艱苦旅程上,邁進(jìn)一大步。因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞是人類所有不同類型細(xì)胞的前身,它可以分裂、成長、變成不同種類的細(xì)胞。因此,科學(xué)家相信,無限量地制造人體器官做醫(yī)學(xué)用途的夢(mèng)想終有實(shí)現(xiàn)的一天。在國內(nèi),器官移植方面的研究也有了可喜的進(jìn)展。最近,重慶婦幼保健院生殖與遺傳研究所完成了中國首例囊胚胎培養(yǎng)技術(shù)。該技術(shù)不僅大大提高了試管嬰兒的妊娠成功率,還有效地降低多胞胎發(fā)生率。美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)所正與重慶市婦幼保健院生殖與遺傳研究所合作,共同研究胚胎干細(xì)胞的分化,為克隆人體器官創(chuàng)造條件??茖W(xué)家第一次成功地在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制造人類胚胎干細(xì)胞,使科學(xué)家在研干細(xì)胞還是各類疾病的克星。假如科學(xué)家能控制胚胎干細(xì)胞的分裂過程,便可以制造不同的細(xì)胞,代替病人已壞死的細(xì)胞,對(duì)醫(yī)治神經(jīng)系統(tǒng)退化的病癥如帕金森病、脊髓損傷、肌肉萎縮、粥狀硬化、糖尿病等,提供了新的希望。據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè),到21世紀(jì)末,由于生物醫(yī)學(xué)的偉大成就,給人類的健康帶來了巨大的益處,人類的普遍壽命可望超過百歲。在我們普遍享受科學(xué)的益處時(shí),我們不應(yīng)再去相信鬼神,而是感謝那些改善人類健康狀況的科學(xué)家。干細(xì)胞還是各類疾病的克星。假如科學(xué)家能控制胚胎干細(xì)胞的分裂過高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1952~1953年,美國科學(xué)家斯提瓦用胡蘿卜根的懸浮培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞能通過像受精卵發(fā)育成胚一樣的途徑,發(fā)育成完整植株。1997年,英國科學(xué)家維爾穆特等從白面母綿羊體內(nèi)取出乳腺上皮細(xì)胞靜息培養(yǎng),然后把它的核移入黑面母羊去核的卵細(xì)胞中形成重組細(xì)胞并將重組細(xì)胞培養(yǎng)成胚胎,將胚胎植入另一母羊的子宮內(nèi)后獲得了克隆羊多利。1952~1953年,美國科學(xué)家斯提瓦用胡蘿卜根的懸浮培養(yǎng)細(xì)閱讀上述材料后,回答下列問題:(1)文中的懸浮培養(yǎng)細(xì)胞和乳腺上皮細(xì)胞均為________。(2)斯提瓦的實(shí)驗(yàn)證明了________,維爾穆特的實(shí)驗(yàn)證明了________;兩位科學(xué)家得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的根本原因在于________。(3)斯提瓦和維爾穆特實(shí)驗(yàn)的差別在于________________________________________________________________________________________________________________________________________________。閱讀上述材料后,回答下列問題:解析:懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞是胡蘿卜根的細(xì)胞,和乳腺上皮細(xì)胞一樣是體細(xì)胞;兩位科學(xué)家都得出了細(xì)胞的全能性,細(xì)胞全能性的根本原因是它有一套完整的全套的遺傳物質(zhì)。兩實(shí)驗(yàn)的差別在于:斯提瓦的實(shí)驗(yàn)中體外人工條件即可培養(yǎng)成植株,而維爾穆特的實(shí)驗(yàn),則僅體外條件無法實(shí)現(xiàn),還需借助于卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。答案:(1)體細(xì)胞(2)植物細(xì)胞具有全能性動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性細(xì)胞中具有生物發(fā)育的全套遺傳物質(zhì)(3)動(dòng)物細(xì)胞全能性的證實(shí)還需借助于卵子,而植物體細(xì)胞直接就可發(fā)育成植株解析:懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞是胡蘿卜根的細(xì)胞,和乳腺上皮細(xì)胞一樣是體高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1.取高度分化的月季的葉肉細(xì)胞,經(jīng)離體組織培養(yǎng)出月季幼苗,說明植物細(xì)胞(
)A.具有全能性B.細(xì)胞分化后恢復(fù)原狀態(tài)C.細(xì)胞癌變D.細(xì)胞衰老答案:A1.取高度分化的月季的葉肉細(xì)胞,經(jīng)離體組織培養(yǎng)出月季幼苗,說2.細(xì)胞分化與細(xì)胞增殖的主要不同是(
)A.細(xì)胞的數(shù)量是否增多B.細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同C.細(xì)胞的生理功能不同D.細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上是否產(chǎn)生差異答案:D2.細(xì)胞分化與細(xì)胞增殖的主要不同是3.下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是(
)①用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞也培養(yǎng)成了可育的植株②植物用種子進(jìn)行繁殖后代③用煙草組織培養(yǎng)的單個(gè)組織培養(yǎng)出了可育的完整植株A.①②
B.①③C.②③
D.①②③答案:B解析:全能性體現(xiàn)的“起點(diǎn)”是離體的細(xì)胞或組織,“終點(diǎn)”是個(gè)體。3.下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是4.細(xì)胞分化發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的(
)A.胚胎期 B.受精卵分裂時(shí)C.整個(gè)生命過程 D.性成熟期答案:C解析:細(xì)胞分化具有持久性,發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。4.細(xì)胞分化發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的5.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 (
)A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B.導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因C.脫離母體后,給予適宜營養(yǎng)和外界條件D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)答案:C解析:植物細(xì)胞的全能性是指已分化了的細(xì)胞具有發(fā)育成一個(gè)完整植物體的潛能,因此,要使一個(gè)植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性,首先要將此細(xì)胞從母體上脫離出來,然后給予適宜的營養(yǎng)和外界條件,看其是否能發(fā)育成一個(gè)植物體。5.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 ()6.據(jù)圖回答:6.據(jù)圖回答:(1)①→②、①→④的過程叫做________________。(2)①→③的過程叫做______________________。(3)③→⑤的過程叫做______________________。(4)①~⑤所示的各細(xì)胞群中,具有分裂能力的是標(biāo)號(hào)________所示的細(xì)胞群。(5)若從②取一個(gè)細(xì)胞,在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng),結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新個(gè)體,這體現(xiàn)了____________。(6)若④中有部分細(xì)胞失去了最高分裂次數(shù),無限增殖,則這部分細(xì)胞發(fā)生了______________。答案:(1)細(xì)胞的分化(2)細(xì)胞的分裂(3)細(xì)胞的生長(4)①、③、⑤(5)細(xì)胞的全能性(6)癌變(1)①→②、①→④的過程叫做_______________高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》第2節(jié)細(xì)胞的分化
第2節(jié)細(xì)胞的分化高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1.知識(shí):(1)掌握細(xì)胞分化的概念及特征;(2)舉例說明細(xì)胞的全能性。2.情感態(tài)度與價(jià)值觀:通過干細(xì)胞的研究培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感。3.能力:進(jìn)行有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與應(yīng)用的資料搜集和分析。4.重點(diǎn)與難點(diǎn):(1)細(xì)胞分化的概念和意義;(2)細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例。1.知識(shí):(1)掌握細(xì)胞分化的概念及特征;(2)舉例說明細(xì)胞高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》
(一)問題探討1.健康人會(huì)不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞,補(bǔ)充到血液中去。2.骨髓中造血干細(xì)胞能夠通過增殖和分化,不斷產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞。(二)旁欄思考題1.提示:細(xì)胞分化的實(shí)例:如根尖的分生區(qū)細(xì)胞不斷分裂、分化,形成成熟區(qū)的輸導(dǎo)組織細(xì)胞、薄壁組織細(xì)胞、根毛細(xì)胞等;胚珠發(fā)育成種子,子房發(fā)育成果實(shí);受精卵發(fā)育成蝌蚪,再發(fā)育成青蛙;骨髓造血;皮膚再生等都包涵著細(xì)胞的分化。(一)問題探討2.動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制,細(xì)胞分化潛能變窄,這是指細(xì)胞整體而言??墒羌?xì)胞核則不同,它含有保持本物種遺傳性所需要的全套基因,并且并沒有因細(xì)胞分化而失去基因,因此,高度分化的細(xì)胞核仍然具有全能性。這可以從細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)以及其他的實(shí)驗(yàn)證據(jù)中得到證實(shí)。2.動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制,細(xì)(三)資料搜集和分析1.在個(gè)體發(fā)育過程中,通常把那些具有自我復(fù)制能力,并能在一定條件下分化形成一種以上類型細(xì)胞的多潛能細(xì)胞稱為干細(xì)胞。干細(xì)胞有很多種類型,大體上可分為成體干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞。2.提示:干細(xì)胞的研究為替換病變的組織和器官,某些癌癥和遺傳病的治療帶來新的希望。(三)資料搜集和分析高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》一、細(xì)胞分化1.概念:在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在________、________和________上發(fā)生________的過程,叫做細(xì)胞分化。2.意義:(1)細(xì)胞分化是生物________的基礎(chǔ)。(2)細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向________化,有利于提高各種________的效率。(3)細(xì)胞分化是一種________的變化。一、細(xì)胞分化二、細(xì)胞的全能性1.概念:已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成________的潛能。2.原因:細(xì)胞含有本物種全套的________。3.植物組織培養(yǎng):(如胡蘿卜韌皮部細(xì)胞→植株)所利用的生物學(xué)原理是________,在培養(yǎng)基中加入________、________和________等物質(zhì),結(jié)果這些細(xì)胞進(jìn)行________和________,形成一個(gè)________,再分化出________→植株。二、細(xì)胞的全能性答案:一、1.形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定性差異2.(1)個(gè)體發(fā)育(2)專門生理功能(3)持久性二、1.完整個(gè)體2.遺傳物質(zhì)3.細(xì)胞的全能性植物激素?zé)o機(jī)鹽糖類分裂生長細(xì)胞團(tuán)塊根、莖和葉答案:一、1.形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定性差異高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1.細(xì)胞分化的概念在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程,叫做細(xì)胞分化。①分化是一種持久的、穩(wěn)定的變化。它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中,在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。一般來說,分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》②細(xì)胞分化是特定基因在一定的時(shí)間、空間表達(dá)(即基因有選擇的表達(dá))的結(jié)果。概括地說,一個(gè)胚細(xì)胞在形態(tài)上和化學(xué)上發(fā)生任何適度的永久性的變化,使它與最初所出現(xiàn)的狀態(tài)有著顯著的不同,這些細(xì)胞的變化就叫細(xì)胞分化。②細(xì)胞分化是特定基因在一定的時(shí)間、空間表達(dá)(即基因有選擇的表2.細(xì)胞分化的意義在胚胎發(fā)育的早期,各個(gè)細(xì)胞彼此相似。通過細(xì)胞的有絲分裂,細(xì)胞的數(shù)量越來越多。與此同時(shí),這些細(xì)胞又逐漸向不同的方向變化。因此,細(xì)胞分化的意義可總結(jié)為:①經(jīng)過細(xì)胞分化,在多細(xì)胞生物體內(nèi)會(huì)形成各種不同的細(xì)胞和組織。例如,色素細(xì)胞能合成黑色素,肌肉細(xì)胞合成肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白,紅細(xì)胞能夠合成血紅蛋白等,都是在特定時(shí)間和特定地點(diǎn)合成的,而鄰近的其他細(xì)胞,都不能合成這些蛋白質(zhì)。這三種細(xì)胞的穩(wěn)定性變異是不可逆轉(zhuǎn)的。2.細(xì)胞分化的意義②一般多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點(diǎn)是一個(gè)細(xì)胞(受精卵),細(xì)胞的分裂只能繁殖出許多相同的細(xì)胞,只有經(jīng)過細(xì)胞分化才能形成各種組織、器官和系統(tǒng),才能形成胚胎、幼體,并發(fā)育成成體。②一般多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點(diǎn)是一個(gè)細(xì)胞(受精卵),細(xì)胞的分裂 1下列過程不屬于細(xì)胞分化的是(
)A.B淋巴細(xì)胞形成漿細(xì)胞B.胚胎干細(xì)胞形成神經(jīng)細(xì)胞C.質(zhì)壁分離植物細(xì)胞的復(fù)原D.蜥蜴斷尾再生解析:細(xì)胞分化是在個(gè)體發(fā)育過程中,細(xì)胞后代在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過程。其中必然涉及細(xì)胞分裂,也就是說,細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)。C項(xiàng)所述內(nèi)容是單個(gè)細(xì)胞在特殊情況下的生理活動(dòng),連細(xì)胞分裂都未曾涉及到,故不是細(xì)胞分化的范疇。答案:C
1下列過程不屬于細(xì)胞分化的是多細(xì)胞生物體在發(fā)育過程中起決定作用的是(
)A.細(xì)胞分裂 B.細(xì)胞生長C.細(xì)胞衰老 D.細(xì)胞分化答案:D解析:在細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化的共同作用下,才能完成生物體的正常生長發(fā)育,但細(xì)胞分化在生物體的發(fā)育中起著決定性的作用。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整的個(gè)體的潛能。大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力。例如,1958年曾有美國科學(xué)家將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),而最終發(fā)育成完整的新植株,體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》細(xì)胞全能性的原因是由于體細(xì)胞一般是通過有絲分裂繁殖而來的,一般已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的染色體,攜帶有本物種相同的DNA分子。因此,分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。在合適的條件下,有些分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。一般來說細(xì)胞的全能性存在以下關(guān)系:(1)植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞(2)胚胎細(xì)胞>卵細(xì)胞>體細(xì)胞細(xì)胞全能性的原因是由于體細(xì)胞一般是通過有絲分裂繁殖而來的,一 2花藥的離體培養(yǎng)是把花藥用人工方法經(jīng)組織培養(yǎng)成單倍體植株,這一成果是利用了細(xì)胞的(
)A.應(yīng)激性 B.全能性C.變異性 D.適應(yīng)性解析:花藥離體培養(yǎng)是組織培養(yǎng)新技術(shù),對(duì)研究植物的遺傳及育種具有重要意義,與植物的其他細(xì)胞一樣,花藥細(xì)胞也具有全能性。答案:B 2花藥的離體培養(yǎng)是把花藥用人工方法經(jīng)組織培養(yǎng)成單倍體植株,下列哪種細(xì)胞的全能性容易表達(dá)出來(
)A.蛙的口腔上皮細(xì)胞B.蠶豆的葉肉細(xì)胞C.蛔蟲的卵細(xì)胞D.水螅的神經(jīng)細(xì)胞答案:B解析:植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞相比,植物細(xì)胞的全能性容易表達(dá)。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》(1)個(gè)體發(fā)育是細(xì)胞分化的結(jié)果細(xì)胞分化是相同細(xì)胞產(chǎn)生不同后代細(xì)胞的過程,因此,個(gè)體發(fā)育是在細(xì)胞分裂基礎(chǔ)上,通過細(xì)胞分化完成的,細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育中的主要過程。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》(2)個(gè)體發(fā)育不同階段細(xì)胞分化程度不同細(xì)胞分化是一種永久性變化,它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中,但在發(fā)育的不同階段,細(xì)胞分化程度不同,胚胎時(shí)期(三胚層的原腸胚時(shí)期)達(dá)到最大程度。(3)細(xì)胞分化與細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)變化從最終來源看,生物體不同細(xì)胞均來自受精卵的有絲分裂,由于有絲分裂中遺傳物質(zhì)幾乎不發(fā)生變化,因而,同一生物體內(nèi)不同細(xì)胞含有幾乎相同的遺傳物質(zhì)。但是,在個(gè)體發(fā)育過程中,由于各種因素的影響,在基因調(diào)控下,不同部位不同細(xì)胞在不同時(shí)期選擇表達(dá)不同的基因,合成不同的蛋白質(zhì),使細(xì)胞表現(xiàn)出不同的形態(tài)及生理特征。(2)個(gè)體發(fā)育不同階段細(xì)胞分化程度不同(4)細(xì)胞分化的不可逆性及脫分化在生物體內(nèi),細(xì)胞分化是一種穩(wěn)定的程序性變化,這種變化是不可逆轉(zhuǎn)的。但在人工實(shí)驗(yàn)條件下,分化的組織細(xì)胞能脫分化,脫分化的組織細(xì)胞由于含有發(fā)育成完整生物體的全部遺傳物質(zhì),因而經(jīng)一定人工培養(yǎng)后可發(fā)育成一個(gè)完整生物體。(5)分化程度與分化能力二者是反比關(guān)系,也就是說,分化程度越高的細(xì)胞,分化能力越低,比如神經(jīng)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞,其分化能力較低;分化程度低的細(xì)胞,分化能力越高,如:胚胎干細(xì)胞的分化程度較低,但分化能力較高,可以分化為各種組織細(xì)胞。分化程度也可以理解為成熟程度。(4)細(xì)胞分化的不可逆性及脫分化(1)細(xì)胞分裂:是生物體重要的生命特征,細(xì)胞分裂可使單細(xì)胞生物產(chǎn)生新的個(gè)體,使多細(xì)胞生物產(chǎn)生新細(xì)胞,用來補(bǔ)充體內(nèi)衰老和死亡的細(xì)胞。幼體可以通過有絲分裂使細(xì)胞數(shù)量增多,導(dǎo)致生物體由小長大。通過細(xì)胞分裂,可以將復(fù)制的遺傳物質(zhì)平均地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。細(xì)胞分裂是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》(2)細(xì)胞生長:細(xì)胞分裂后新產(chǎn)生的子細(xì)胞體積很小,不斷地從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì),并且轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì),使細(xì)胞體積逐漸增大,這就是細(xì)胞的生長。生物體的生長包括細(xì)胞數(shù)目的增加和細(xì)胞體積的增大兩個(gè)方面,因而,細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長都是生物體生長的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。(3)細(xì)胞分化:是在細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的基礎(chǔ)上,一部分細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能方面發(fā)生了穩(wěn)定性的變化,從而成為具有特定功能的細(xì)胞的過程。經(jīng)分化產(chǎn)生的細(xì)胞以特定結(jié)構(gòu)和功能的器官、系統(tǒng)組成生物體。細(xì)胞分化導(dǎo)致組織形成和器官成熟,是生物體發(fā)育的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。(2)細(xì)胞生長:細(xì)胞分裂后新產(chǎn)生的子細(xì)胞體積很小,不斷地從周干細(xì)胞是未成熟細(xì)胞,它未充分分化,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫(yī)學(xué)界稱之為“萬能細(xì)胞”。人體干細(xì)胞分三種類型,一種是全功能干細(xì)胞,可直接克隆人體;另一種是多功能干細(xì)胞,可直接復(fù)制各種臟器修復(fù)組織;再一種是專能干細(xì)胞,可分化成某一類型的細(xì)胞。人類寄希望于利用干細(xì)胞的分離和體外培養(yǎng),在體外培養(yǎng)出組織或器官,并最終通過組織或器官移植實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療。高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》“原位培植皮膚干細(xì)胞再生新皮膚技術(shù)”不僅實(shí)現(xiàn)了利用干細(xì)胞復(fù)制皮膚器官,而且做到了人體原位皮膚器官的復(fù)制,從而使人類從干細(xì)胞體外培植組織或器官移植治療,直接跨入人體原位干細(xì)胞復(fù)制器官。“原位培植皮膚干細(xì)胞再生新皮膚技術(shù)”不僅實(shí)現(xiàn)了利用干細(xì)胞復(fù)制人類的精子和卵細(xì)胞結(jié)合后形成受精卵,這個(gè)受精卵就是一個(gè)最初始的全能干細(xì)胞,受精卵繼續(xù)分化,在前幾個(gè)分化過程中,可以分化出許多全能干細(xì)胞,提取出這些細(xì)胞中的任意一個(gè)放置到婦女子宮中,就可以發(fā)育出一個(gè)完整的人體。在理論上,一個(gè)受精卵可以發(fā)育成多個(gè)同樣性狀的嬰兒,多胞胎的出生就是很好的證明,當(dāng)然,在正常情況下,人類母體自身的生理機(jī)制可促成一次一胎。這些全能干細(xì)胞在進(jìn)一步地分化中,形成各種多能干細(xì)胞,這些多能干細(xì)胞不再具有分化成所有細(xì)胞的能力,這時(shí)的細(xì)胞分為外層細(xì)胞和內(nèi)層細(xì)胞,外層細(xì)胞會(huì)繼續(xù)發(fā)育形成胎盤和其他對(duì)發(fā)育過程至關(guān)重要的組織。人類的精子和卵細(xì)胞結(jié)合后形成受精卵,這個(gè)受精卵就是一個(gè)最初始內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)將會(huì)發(fā)育成人體的所有器官。盡管內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)可以形成人體所有類型的細(xì)胞,但它們并不能發(fā)展成個(gè)體,因?yàn)樗鼈儾荒墚a(chǎn)生胎盤和在子宮發(fā)育時(shí)必需的一些組織。這些多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化成專能干細(xì)胞,專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞,比如神經(jīng)干細(xì)胞可以分化成各類神經(jīng)細(xì)胞,造血干細(xì)胞可以分化成紅細(xì)胞、白細(xì)胞等各類血細(xì)胞。內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)將會(huì)發(fā)育成人體的所有器官。盡管內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)可以形成人科學(xué)家第一次成功地在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制造人類胚胎干細(xì)胞,使科學(xué)家在研究制造人體器官的艱苦旅程上,邁進(jìn)一大步。因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞是人類所有不同類型細(xì)胞的前身,它可以分裂、成長、變成不同種類的細(xì)胞。因此,科學(xué)家相信,無限量地制造人體器官做醫(yī)學(xué)用途的夢(mèng)想終有實(shí)現(xiàn)的一天。在國內(nèi),器官移植方面的研究也有了可喜的進(jìn)展。最近,重慶婦幼保健院生殖與遺傳研究所完成了中國首例囊胚胎培養(yǎng)技術(shù)。該技術(shù)不僅大大提高了試管嬰兒的妊娠成功率,還有效地降低多胞胎發(fā)生率。美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)所正與重慶市婦幼保健院生殖與遺傳研究所合作,共同研究胚胎干細(xì)胞的分化,為克隆人體器官創(chuàng)造條件??茖W(xué)家第一次成功地在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制造人類胚胎干細(xì)胞,使科學(xué)家在研干細(xì)胞還是各類疾病的克星。假如科學(xué)家能控制胚胎干細(xì)胞的分裂過程,便可以制造不同的細(xì)胞,代替病人已壞死的細(xì)胞,對(duì)醫(yī)治神經(jīng)系統(tǒng)退化的病癥如帕金森病、脊髓損傷、肌肉萎縮、粥狀硬化、糖尿病等,提供了新的希望。據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè),到21世紀(jì)末,由于生物醫(yī)學(xué)的偉大成就,給人類的健康帶來了巨大的益處,人類的普遍壽命可望超過百歲。在我們普遍享受科學(xué)的益處時(shí),我們不應(yīng)再去相信鬼神,而是感謝那些改善人類健康狀況的科學(xué)家。干細(xì)胞還是各類疾病的克星。假如科學(xué)家能控制胚胎干細(xì)胞的分裂過高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》高中生物人教版必修一課件:-62《細(xì)胞的分化-》1952~1953年,美國科學(xué)家斯提瓦用胡蘿卜根的懸浮培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞能通過像受精卵發(fā)育成胚一樣的途徑,發(fā)育成完整植株。1997年,英國科學(xué)家維爾穆特等從白面母綿羊體內(nèi)取出乳腺上皮細(xì)胞靜息培養(yǎng),然后把它的核移入黑面母羊去核的卵細(xì)胞中形成重組細(xì)胞并將重組細(xì)胞培養(yǎng)成胚胎,將胚胎植入另一母羊的子宮內(nèi)后獲得了克隆羊多利。1952~1953年,美國科學(xué)家斯提瓦用胡蘿卜根的懸浮培養(yǎng)細(xì)閱讀上述材料后,回答下列問題:(1)文中的懸浮培養(yǎng)細(xì)胞和乳腺上皮細(xì)胞均為________。(2)斯提瓦的實(shí)驗(yàn)證明了________,維爾穆特的實(shí)驗(yàn)證明了________;兩位科學(xué)家得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的根本原因在于________。(3)斯提瓦和維爾穆特實(shí)驗(yàn)的差別在于_____________________________________________________________________________________________________________
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