1、第六章第六章 细胞的生命历程细胞的生命历程 第第2节节 细胞的分化细胞的分化 分裂分裂 成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10101212个个,约有约有200200多种多种。受精卵仅仅通过有受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人丝分裂，能形成人体的体的200多种细胞吗？多种细胞吗？有丝分裂有丝分裂 受精卵受精卵 分化分化 一、分化的概念一、分化的概念 概念：在个体发育中，由一个或一种细胞概念：在个体发育中，由一个或一种细胞 增殖产生的后代，在增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能上上发生发生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程。肌肉细胞肌肉细胞 红细胞红细胞 骨细胞骨细胞
2、神经细胞神经细胞 细胞分化只发生在胚胎时细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生期，还是发生在生物体生命的整个过程中呢？你能命的整个过程中呢？你能举例说明吗？举例说明吗？造血干造血干 细胞细胞 红细胞红细胞 血小板血小板 白细胞白细胞 骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞 例一：例一：例二：例二：表皮的表皮的生发层细胞生发层细胞能分裂能分裂分化成角质层细胞，以补分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞充死亡脱落的角质层细胞 低低度度分分化化的的细细胞胞 表皮细胞 叶肉细胞 贮藏细胞 导管、筛管 受精卵受精卵 分裂，分化分裂，分化 分生区细胞不断分裂分分生区细
3、胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根化形成伸长区细胞和根冠细胞冠细胞 例三：例三：例四：例四：未分化未分化细胞细胞（已分化细胞或高（已分化细胞或高度分化的细胞）度分化的细胞）2、特点特点：贯穿在生物体整个个体发育过程中。贯穿在生物体整个个体发育过程中。（胚胎时期胚胎时期达到最大限度）达到最大限度）持久性、稳定性持久性、稳定性&普遍性普遍性 一般来说，分化了的细胞将一直保一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（持分化后的状态，直到死亡。（如红如红细胞不能逆分化成造血干细胞）细胞不能逆分化成造血干细胞）一、细胞分化一、细胞分化 1、时期时期：一、细胞分化一、细胞分化 3、机理机理：不
4、同的细胞中遗传信息的不同的细胞中遗传信息的执行情况执行情况不同。不同。（基因选择性表达基因选择性表达的结果）的结果）胚胚 胎胎细细胞胞 心肌细胞心肌细胞 大量合成大量合成胰岛素胰岛素 开启另一些基因（如肌动蛋白基因开启）开启另一些基因（如肌动蛋白基因开启）大量合成肌大量合成肌动蛋白动蛋白 关闭另一些基因关闭另一些基因 开启某些基因开启某些基因(如胰岛素合成基因开启）如胰岛素合成基因开启）关闭某些基因（如肌动蛋白基因关闭）关闭某些基因（如肌动蛋白基因关闭）注：分化不会改变细胞的遗传物质注：分化不会改变细胞的遗传物质 分化成分化成 分化成分化成 胰岛胰岛B细胞细胞（如胰岛素合成基因（如胰岛素合成基
5、因关闭）关闭）3、意义意义：（1 1）是生物个体发育的基础；是生物个体发育的基础；（2 2）使多细胞生物体中的细胞趋向使多细胞生物体中的细胞趋向专门化专门化，有利于提高各种生理功能的，有利于提高各种生理功能的效率。效率。一、细胞分化一、细胞分化 思考：思考：已经高度分化的细胞，能否像已经高度分化的细胞，能否像早期胚胎细胞那样，分化成一个完早期胚胎细胞那样，分化成一个完整的个体呢？整的个体呢？肌细胞肌细胞 胡萝卜经组织培养产生完整植株胡萝卜经组织培养产生完整植株 韧皮韧皮部细部细胞胞 植物激素、无机盐、糖类植物激素、无机盐、糖类 愈愈伤伤组组织织 胚胚状状体体 有根有根茎叶茎叶的试的试管苗管苗
6、该实验说明什么问题？该实验说明什么问题？高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的的潜能潜能，即，即植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性。植物组织培养植物组织培养（离体的）植物器官、组织或细胞（离体的）植物器官、组织或细胞 脱分化（又叫去分化）脱分化（又叫去分化）愈伤组织愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）呈无定形状态的薄壁细胞）再分化再分化 根或芽等器官根或芽等器官 植物体植物体 植物组织培养技术的应用 快速繁殖快速繁殖 培育无病毒植物培育无病毒植物 生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等
7、生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等 转基因植物的培育转基因植物的培育 制作人工种子制作人工种子 用植物组织培养的方法，诱用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮，制成造种皮，制成人工种子人工种子，可以解，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。子困难或发芽率低等问题。二、细胞的全能性二、细胞的全能性 1、概念、概念:已经分化的细胞，仍然具有发已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。育成完整个体的潜能。2、表现的必要条件、表现的必要条件
8、：（1 1）脱离母体）脱离母体 （2 2）给予适宜的营养和外界条件）给予适宜的营养和外界条件 3、原因、原因：细胞核内含有保持物种遗传性所需要细胞核内含有保持物种遗传性所需要全套遗传物质全套遗传物质。(如胡萝卜韧皮部细如胡萝卜韧皮部细胞核中遗传物质与受精卵完全相同）胞核中遗传物质与受精卵完全相同）二、细胞的全能性二、细胞的全能性 思考：思考：已经高度分化的动物细已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？胞是否也具有全能性呢？“多利多利”与它的代育母亲与它的代育母亲 芬兰白面芬兰白面母绵羊母绵羊 乳腺细胞乳腺细胞 （体细胞）（体细胞）苏格兰黑面母苏格兰黑面母绵羊绵羊A 未受精的未受精的卵细胞卵细
9、胞 苏格兰黑苏格兰黑面母绵羊面母绵羊C子宫内子宫内“多利多利”新的细胞新的细胞 去核卵细胞去核卵细胞 提取细胞核提取细胞核 绵羊“多利”绵羊“多利”整个克隆过程如下：整个克隆过程如下：这说明什么呢？这说明什么呢？高度分化的动物细胞高度分化的动物细胞没有表现出全能性没有表现出全能性 植入代孕母羊子宫内植入代孕母羊子宫内 无法发育成多利无法发育成多利 现今只证明已分化的动物体细胞现今只证明已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。细胞核具有全能性。该实验证明了该实验证明了什么呢？什么呢？克隆猪克隆猪(2000年年 美国）美国）克隆牛克隆牛(1998年年 日本）日本）克隆猕猴克隆猕猴（2000年年 美国）
10、美国）克隆鼠克隆鼠（2002年年 美国）美国）细胞全能性的比较细胞全能性的比较 (1 1)植物细胞的全能性易于表达植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞而动物细胞的全能性虽受到极大限制的全能性虽受到极大限制，但动物细胞核的但动物细胞核的全能性仍可以表达全能性仍可以表达。(2 2)同一生物体内细胞全能性的高低为：受精同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞。(3 3)随着细胞分化程度的不断提高随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全细胞的全能性逐渐变小能性逐渐变小。(4 4)与细胞的分裂能力呈正相关与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力即分裂能力越强越强，全能性越大全能性
11、越大。思考并讨论：思考并讨论：细胞分裂和分化细胞分裂和分化 1、下列关于细胞分化的说法错误的是、下列关于细胞分化的说法错误的是（）A、细胞分化与生物发育有密切关系、细胞分化与生物发育有密切关系 B、细胞分化是一种普遍存在的生命现象、细胞分化是一种普遍存在的生命现象 C、细胞分化仅发生在胚胎时期、细胞分化仅发生在胚胎时期 D、一般条件下细胞分化是不可逆的、一般条件下细胞分化是不可逆的 C 课堂巩固课堂巩固 2、下列实例中能体现细胞全能性是（、下列实例中能体现细胞全能性是（）（1）用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植）用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株株（2）用烟草组织培养出可
12、育的完整植株）用烟草组织培养出可育的完整植株（3）旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株）旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株 A、（、（1）（）（2）B、（、（2）（）（3）C、（、（1）（）（3）D、（、（1）（）（2）（）（3）D 课堂巩固课堂巩固 3、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能 产生血红蛋白，胰岛细胞（产生血红蛋白，胰岛细胞（）A、只有胰岛素基因、只有胰岛素基因 B、比人的受精卵基因要少、比人的受精卵基因要少 C、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因和其它基因 D、有胰岛素基因和其它基因，但没有血、有胰岛素基因和
13、其它基因，但没有血红蛋白基因红蛋白基因 C 课堂巩固课堂巩固 4、动物体内各种类型的细胞中具有最高、动物体内各种类型的细胞中具有最高全能性的细胞是（全能性的细胞是（）A、体细胞、体细胞 B、生殖细胞、生殖细胞 C、受精卵、受精卵 D、肝细胞、肝细胞 C 课堂巩固课堂巩固 5、下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述、下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述,错误的是（错误的是（）A、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果分化的结果 B、生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐、生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定性的差异发生了稳定性的差异 C、细胞分裂是细胞分化的基础、细胞
14、分裂是细胞分化的基础 D、细胞分化过程中细胞的遗传物质发生、细胞分化过程中细胞的遗传物质发生了改变了改变 D 课堂巩固课堂巩固 白血病是造血系统的恶性疾病，俗称“血癌”，是国内白血病是造血系统的恶性疾病，俗称“血癌”，是国内十大高发恶性肿瘤之一，其特点为造血组织中某一类型十大高发恶性肿瘤之一，其特点为造血组织中某一类型的白细胞在骨髓或其他造血组织中的发生恶性增生，并的白细胞在骨髓或其他造血组织中的发生恶性增生，并浸润体内各脏器、组织，导致正常造血细胞受抑制，产浸润体内各脏器、组织，导致正常造血细胞受抑制，产生各种症状，临床表现出发热、出血、贫血、肝脾、淋生各种症状，临床表现出发热、出血、贫血、
15、肝脾、淋巴结肿大的症状。巴结肿大的症状。你知道什么是白血病吗你知道什么是白血病吗?目前最先进的治疗手段是目前最先进的治疗手段是骨髓移植骨髓移植 为什么骨髓移植可以治疗白血病呢为什么骨髓移植可以治疗白血病呢?骨髓中有造血干细胞骨髓中有造血干细胞,可以产生新的可以产生新的血细胞血细胞.这些形态多样的血细胞是怎样产生的这些形态多样的血细胞是怎样产生的?问题探讨：问题探讨：1、为什么健康人的血细胞数量不会随着、为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少？血细胞的死亡减少？会通过细胞分裂产生新的血细胞来补充 2、骨髓与血细胞的形成有什么关系？、骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中的造血干细胞通过增殖和分化，不断的产生不同种类的血细胞。干细胞的概念：干细胞的概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。红细胞红细胞 干细胞干细胞 在体外培养出组织和器官在体外培养出组织和器官,并最终通过组并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。织和器官移植实现对临床疾病的治疗。干细胞的用途干细胞的用途:干细胞移植治疗白血病干细胞移植治疗白血病 地球上一切美丽的东西都来源于太阳，而一切美好的东西都来源于人。普朗克
