細胞的分化及全能性

第六章

細胞的生命歷程第二節(jié)

細胞的分化分裂成年人全身細胞總數(shù)約1012個。細胞種類有200多種。這么多種類細胞均來自一個受精卵.有絲分裂分化神經(jīng)細胞紅細胞肌肉細胞上皮組織細胞功能：光合作用功能：保護功能功能：貯藏營養(yǎng)物質(zhì)總結(jié)：同一植物體的這些細胞也都來自一群彼此相似的早期胚細胞。1、分化的定義：在個體發(fā)育中，相同細胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。一、細胞分化分化的結(jié)果：產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細胞。分化的對象：相同細胞

注意：什么是穩(wěn)定差異？例如：在動物胚胎發(fā)育過程中，紅細胞和心肌細胞都是來自中胚層。但是，后來紅細胞能夠合成血紅蛋白，而心肌細胞則能夠合成肌動蛋白和肌球蛋白。這兩種細胞的穩(wěn)定性差異是不可逆轉(zhuǎn)的。

2.黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。以下事例可說明細胞分化具有什么特點?—穩(wěn)定性—不可逆性

1.細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。(動物）胚胎時期達到最大限度?！志眯?/p>

3.造血干細胞原紅細胞早幼紅細胞中幼紅細胞晚幼紅細胞成熟紅細胞死亡想一想

4、人的所有細胞中都含有胰島素基因，但該基因只在胰島細胞中才表現(xiàn)出來，從而合成胰島素。－不變性2、細胞分化的特點：（1）、細胞分化發(fā)生在整個生命進程中，胚胎(動物）時期達到最大限度。該生命現(xiàn)象貫穿生命的始終，所以具有

性。（2）、一般來說分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直到死亡，細胞分化具有

性和

性。（3）、分化后的細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變，只是在不同細胞中基因的活動或者關(guān)閉的狀態(tài)不同，這就是細胞分化的

性。（4）、細胞分化是生物界普遍存在的現(xiàn)象，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)，具有

性。持久穩(wěn)定不可逆不變普遍在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白合成有關(guān)的基因處于關(guān)閉狀態(tài)。在肌細胞中，與肌動蛋白合成有關(guān)的基因處于活動狀態(tài)，而與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于關(guān)閉狀態(tài)。細胞分化的機理：不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，是基因的“選擇性”表達，分化是以分裂為基礎(chǔ)的。就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳信息。只是在不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。3、細胞分化有什么意義？1）、是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官。2）、使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率和組織器官的修復。細胞分化有絲分裂受精卵小腸上皮細胞血紅細胞神經(jīng)細胞比較細胞分裂與細胞分化：細胞分裂細胞分化不同點細胞數(shù)量形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同點聯(lián)系增加相同不變差異遺傳信息都不變共同完成生物個體發(fā)育過程既然細胞分化具有穩(wěn)定性、持久性、不可逆性，那么已經(jīng)發(fā)生高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其它細胞嗎?思考：1958年，美國科學家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細胞成功地培育出了一棵完整的植株。實驗證明：高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能，即植物細胞具有全能性。

二、細胞的全能性：1、定義：細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。思考：為什么任意一個體細胞會具有發(fā)育成完整個體的潛能？體細胞內(nèi)含有本生物物種全套的遺傳信息！“多利”的誕生證明:已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性但是目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體。為什么細胞核具有發(fā)育成完整個體的潛能？動物細胞是否具有全能性？克隆羊的全過程白面羊乳腺細胞的細胞核黑面羊卵細胞的細胞質(zhì)融合新的細胞代孕母羊白面羊的克隆羊體外培養(yǎng)一段時間動、植物細胞全能性的應用：蝴蝶蘭的大規(guī)模生產(chǎn)1快速繁殖花卉、蔬菜2拯救珍稀、瀕危動植物長江女神白鰭豚百合花杜鵑丹頂鶴3克隆人體器官，用于器官移植心臟移植腎臟移植三、干細胞的概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。資料在我們體內(nèi)，紅細胞的壽命為120天左右，白細胞的壽命更短，只有5-7天。這些血細胞都是失去了分裂能力的細胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白細胞，而正常的血細胞又明顯減少。通過骨髓移植可以有效地治療白細胞。討論：1為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞，補充到血液中去。2骨髓與血細胞的形成有什么關(guān)系？骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細胞。一、利用干細胞，人體組織器官將能再生

新聞背景英國足球名星----貝克漢姆儲存來自他剛出生時留下的臍帶血干細胞，以便萬一他在賽場上重要器官受傷，則可以接受干細胞移植手術(shù)治療。

二、移植弟弟臍帶血治好血癌！3歲女童健康成長一出世就患上急性骨髓性白血?。ㄋ追Q血癌）的華裔女嬰，被醫(yī)生診斷只有10%的存活率。她過后好不容易捱到弟弟出世，成功以弟弟的臍帶血干細胞移植活命。今年3歲的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康寶寶。干細胞研究應用的媒體報道造血干細胞紅細胞血小板白細胞骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞新華社北京9月4日電籃球巨星姚明在中國人民大學現(xiàn)場采集血樣，加入中華骨髓庫捐獻造血干細胞的志愿者行列，并承諾，一旦配型成功，將為患者捐獻造血干細胞。與他一同行動的還有中國大學生男子超級聯(lián)賽的運動員們。在這個名為“大超——中華骨髓庫校園愛心之旅”啟動儀式上，姚明手執(zhí)一顆紅心模型，將中華骨髓庫的標志補充完整，象征發(fā)揚“人道、博愛、奉獻”的紅十字精神。

一、細胞分化1、概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(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2、特點：3、原因：不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同4、意義：個體發(fā)育的基礎(chǔ)，能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官。使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。持久性不可逆性穩(wěn)定性小結(jié)：二、細胞的全能性1、概念：指已經(jīng)分化了的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。2、條件：離體、適宜條件3、應用：4、干細胞的概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。不變性1.下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是（）①用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個細胞培養(yǎng)成了可育的植株②植物用種子進行繁殖③用煙草組織培養(yǎng)的單個細胞培育出了可育的完整植株

A．①②B．①③C.②③D.①②③2.科學家用甲母羊乳腺細胞的細胞核與乙母羊卵細胞的細胞質(zhì)重組成一個細胞，成功培養(yǎng)了“多莉”羊。下列關(guān)于此實驗的說法錯誤的是（）

A．高度分化的細胞仍然保持全能性

B．重組細胞的細胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要的全部遺傳物質(zhì)

C．在理論上，可以運用上述方法開拯救瀕危物種

D．運用上述方法，科學家已經(jīng)可以用單個細胞來培養(yǎng)新的動物體BD動物和人體內(nèi)保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞干細胞:e.g.人的骨髓的造血干細胞在體外培養(yǎng)出組織和器官,并最終通過組織和器官移植實現(xiàn)對臨床疾病的治療。干細胞的用途:干細胞移植治療白血病P117問題探討細胞全能性大小的比較：在①受精卵、②生殖細胞、③高度分化的動物細胞中，全能性最大的是____,最小的是____。細胞全能性大小主要受細胞分化程度影響。細胞分化程度越高，全能性越____；分化程度越低，全能性越___。另外，植物細胞全能性____動物細胞?、佗鄣透吒哂谥R點歸納與結(jié)論1、細胞分化及其意義a.概念：b.細胞分化的特點：c.細胞分化的實質(zhì)：d.細胞分化的意義：

2、細胞的全能性a.概念：b.高度分化的植物細胞具有全能性c.動物細胞的細胞核具有全能性d.干細胞持久性，穩(wěn)定性，不可逆轉(zhuǎn)，遺傳物質(zhì)沒有改變。基因的選擇性表達細胞分化是個體發(fā)育的基礎(chǔ)；細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。1.下列對細胞分化的敘述正確的是（）A．細胞分化是遺傳物質(zhì)改變的結(jié)果B．細胞分化發(fā)生在從受精卵到胚胎形成的過程C．細胞分化也可實現(xiàn)細胞數(shù)量的增加D．細胞分化是由細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)調(diào)控的2.人胰島B細胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生紅細胞中的血紅蛋白，根據(jù)此推測人胰島B細胞中（）A．只有合成胰島素的基因B．在細胞分化過程中，基因的數(shù)目發(fā)生了變化C．既有合成胰島素的基因也有合成血紅蛋白的基因，但不同細胞遺傳信息的執(zhí)行情況不同D．只有合成胰島素的基因和其他基因，但沒有合成血紅蛋白的基因DC1.細胞分化的結(jié)果是()A細胞數(shù)目增加B.形成組織C.生長D.細胞衰老2.組織培養(yǎng)和克隆技術(shù)的應用原理是()A.所有細胞都具有分化能力B.所有細胞都具有分裂能力C.所有細胞的細胞核都具有全能性D.所有細胞都具有全能性3.細胞分化過程中,遺傳物質(zhì)