細(xì)胞的分化(講)

第2節(jié)細(xì)胞的分化第六章細(xì)胞的生命歷程人體起源于受精卵受精卵新個(gè)體成年人全身細(xì)胞總數(shù)約1014個(gè),細(xì)胞種類有200多種，這么多種類細(xì)胞均來(lái)自一個(gè)受精卵。受精卵多個(gè)細(xì)胞分化有絲分裂神經(jīng)細(xì)胞紅細(xì)胞肌肉細(xì)胞上皮組織細(xì)胞人體的各種細(xì)胞功能：光合作用功能：保護(hù)功能功能：貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂葉肉細(xì)胞表皮細(xì)胞貯藏細(xì)胞細(xì)胞分化在個(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(guò)程。一、細(xì)胞分化1、細(xì)胞分化的概念：（1）一直保持穩(wěn)定的分化狀態(tài)，不可逆轉(zhuǎn)（穩(wěn)定性和不可逆性）（2）發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中（持久性）（3）多細(xì)胞生物中普遍存在（普遍性）（4）分化的細(xì)胞的遺傳物質(zhì)相同（不變性）2、細(xì)胞分化的特點(diǎn)：3、細(xì)胞分化的意義：（1）是個(gè)體生長(zhǎng)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、器官。（2）使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門(mén)化，有利于提高各種生理功能的效率。4、細(xì)胞分化的機(jī)理（實(shí)質(zhì)）不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。問(wèn)題探討同一個(gè)人的紅細(xì)胞和肌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)是否完全相同或完全不同？既不是完全相同也不是完全不同相同蛋白：組成蛋白基本相同：組成染色體的蛋白質(zhì)不同蛋白：血紅蛋白（紅細(xì)胞）肌動(dòng)蛋白（肌細(xì)胞）分化實(shí)質(zhì)細(xì)胞分化有絲分裂受精卵小腸上皮細(xì)胞紅細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞5、細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的比較細(xì)胞分裂細(xì)胞分化不同細(xì)胞數(shù)量形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同聯(lián)系增加相同不變有差異遺傳物質(zhì)不變共同完成生物個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化比較表既然細(xì)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(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其它細(xì)胞嗎思考：1958年，美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細(xì)胞成功地培育出了一棵完整的植株。實(shí)驗(yàn)證明：高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能，即植物細(xì)胞具有全能性。

二、細(xì)胞的全能性1、細(xì)胞全能性的概念：思考：為什么任意一個(gè)體細(xì)胞會(huì)具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能？體細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全套的遺傳信息細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。（1）什么是植物組織培養(yǎng)？是指在無(wú)菌和人工控制的環(huán)境條件下，利用適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基，對(duì)離體的植物器官、組織及細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，使其再生成完整植株的技術(shù)。（2）培養(yǎng)條件：①先決條件：離體②無(wú)菌③營(yíng)養(yǎng)（C源、N源、維生素等）④激素⑤適宜的外界環(huán)境（溫度、pH、氧等）2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（3）培養(yǎng)過(guò)程：①脫分化體細(xì)胞脫分化形成愈傷組織②再分化愈傷組織再分化形成根芽③進(jìn)一步發(fā)育根芽進(jìn)一步發(fā)育成植株脫分化再分化愈傷組織胚狀體（4）植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：蝴蝶蘭的大規(guī)模生產(chǎn)①快速繁殖②拯救珍稀植物③植物脫毒（4）植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：3、動(dòng)物細(xì)胞全能性問(wèn)題非洲爪蟾的核移植實(shí)驗(yàn)克隆羊的培育白面羊乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核黑面羊卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)融合新的細(xì)胞代孕母羊白面羊的克隆羊體外培養(yǎng)一段時(shí)間非洲爪蟾和“多利”的誕生說(shuō)明什么問(wèn)題？已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。為什么細(xì)胞核具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能？但是到目前為止,人們還沒(méi)有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新個(gè)體。細(xì)胞核中含有個(gè)體發(fā)育所必需的全套遺傳物質(zhì)。動(dòng)物體細(xì)胞是否具有全能性呢？受精卵：全能性最高卵細(xì)胞：全能性次之動(dòng)物體細(xì)胞全能性大小：受精卵>早期胚胎細(xì)胞>卵細(xì)胞>其他體細(xì)胞長(zhǎng)江女神白鰭豚（水中大熊貓）丹頂鶴動(dòng)物細(xì)胞核全能性的應(yīng)用用克隆技術(shù)拯救瀕危動(dòng)物4、細(xì)胞分裂、分化、全能性的關(guān)系（1）細(xì)胞分裂與分化的關(guān)系①細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的前提條件②細(xì)胞分化是大多數(shù)子細(xì)胞的必然結(jié)果③大多數(shù)已分化細(xì)胞都失去分裂能力④極少數(shù)已分化仍保留細(xì)胞分裂能力P124表MG1G2SG0期（暫不增殖）衰老凋亡終端分化細(xì)胞細(xì)胞周期4、細(xì)胞分裂、分化、全能性的關(guān)系（2）細(xì)胞全能性與細(xì)胞分化和細(xì)胞分裂的關(guān)系細(xì)胞分化程度越高其全能性越低細(xì)胞分化程度越低其全能性越高①細(xì)胞全能性大小受細(xì)胞分化程度的影響②具有全能性的細(xì)胞有潛在的分裂分化能力動(dòng)物和人體內(nèi)有沒(méi)有既具分裂又具分化能力的細(xì)胞呢？三、干細(xì)胞1、干細(xì)胞的概念：動(dòng)物體內(nèi)尚未充分分化、保留分裂分化能力，具有再生出各種組織器官的潛在功能的特殊細(xì)胞。2、干細(xì)胞的分類：（1）按發(fā)育時(shí)期分胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞（3）專能干細(xì)胞：多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化成為專能干細(xì)胞，專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞（2）按全能性大小分（1）全能干細(xì)胞：是從哺乳動(dòng)物的早期胚胎中分離出來(lái)的，可分化成人體的各種細(xì)胞，構(gòu)成人體的各種組織和器官，最終發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體。（成肌細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞））（2）多能干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞進(jìn)一步分化，可以形成各種組織干細(xì)胞，它具有形成一種器官的多種組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個(gè)體。（胚胎干細(xì)胞）（造血干細(xì)胞）骨中的干細(xì)胞在我們體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120天左右，白細(xì)胞的壽命更短，只有5-7天。這些血細(xì)胞都是失去了分裂能力的細(xì)胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白細(xì)胞，而正常的血細(xì)胞又明顯減少。通過(guò)骨髓移植可以有效地治療白血病。討論1為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會(huì)隨著血細(xì)胞的死亡而減少？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骨髓與血細(xì)胞的形成有什么關(guān)系？骨髓中造血干細(xì)胞能夠通過(guò)增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞。英國(guó)足球名星貝克漢姆儲(chǔ)存來(lái)自他剛出生時(shí)留下的臍帶血干細(xì)胞，以便萬(wàn)一他在賽場(chǎng)上重要器官