优质课件-细胞的分化 (2).pptx

第六章细胞的生命历程第六章细胞的生命历程分裂分裂 成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10 101 14 4个个, , 细胞种类有细胞种类有200200多种，这么多种类细多种，这么多种类细胞均来自一个胞均来自一个受精卵受精卵。有丝分裂有丝分裂分分化化神经细胞神经细胞红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞上皮组织细胞上皮组织细胞功能：光合作用功能：光合作用功能：保护功能功能：保护功能功能：贮藏营养物质功能：贮藏营养物质分化分化1 1、概念：、概念： 在个体发育中，在个体发育中，由一个或一种细胞由一个或一种细胞增殖产生的后代增殖产生的后代，在形态、结构和生理，在形态、结构和生理功能上功能上发生稳定性差异发生稳定性差异的过程。的过程。一、细胞分化一、细胞分化【对点练习对点练习】1 1在生物的个体发育过程中，由一个在生物的个体发育过程中，由一个受精卵形成复杂的生物体主要是下列哪受精卵形成复杂的生物体主要是下列哪种生理作用（种生理作用（ ）A A、细胞分裂、细胞分裂 B B、细胞生长、细胞生长 C C、细胞成熟、细胞成熟 D D、细胞分化、细胞分化 2.2.下列关于细胞分化的说法中，错误的是下列关于细胞分化的说法中，错误的是（ ）A.A.细胞分化与生物发育有密切的关系细胞分化与生物发育有密切的关系B.B.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象现象C.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.D.细胞分化是在形态、结构、功能上发生稳细胞分化是在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程定性差异的过程 2. 黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。细胞，而不会变成其他类型的细胞。 1. 细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。 3. 造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细胞早幼红细胞 中幼红细胞中幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞成熟红细胞 死亡死亡（1 1）一般来说分化了的细胞将一直保持分化）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，细胞分化具有后的状态直到死亡，细胞分化具有稳定性稳定性和和不可逆性不可逆性。（2 2）细胞分化发生在整个生命进程中，具有）细胞分化发生在整个生命进程中，具有持久性持久性。胚胎胚胎（动物）（动物）期期细胞分化细胞分化达到最大达到最大限度。限度。（3 3）细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，）细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础，具有是生物个体发育的基础，具有普遍性普遍性。【对点练习对点练习】1 1、以下不属于细胞分化特性的是（、以下不属于细胞分化特性的是（ ）A A、可逆性、可逆性 B B、普遍性、普遍性 C C、稳定性、稳定性 D D、持久性、持久性 3 3、细胞分化的意义：、细胞分化的意义：（1 1）是个体发育的基础。能形成具有特定形态、）是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。结构和功能的组织和器官。（2 2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。利于提高各种生理功能的效率。红细胞红细胞合成血红蛋白合成血红蛋白血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启肌动蛋白基因关闭肌动蛋白基因关闭肌肉细胞肌肉细胞合成肌动蛋白合成肌动蛋白肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启血红蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭 在红细胞中，与血红蛋白合成有关在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白合的基因处于活动状态，与肌动蛋白合成有关的基因处于关闭状态。成有关的基因处于关闭状态。 在肌细胞中，与肌动蛋白合成有关在肌细胞中，与肌动蛋白合成有关的基因处于活动状态，而与血红蛋白的基因处于活动状态，而与血红蛋白合成有关的基因处于关闭状态。合成有关的基因处于关闭状态。不同细胞中遗传信息的执不同细胞中遗传信息的执行情况不同，行情况不同，是是 就就一个个体一个个体来说，来说，各种细胞各种细胞具具有有完全相同完全相同的的遗传信息遗传信息。只是在。只是在不同细胞中不同细胞中遗传信息的执行遗传信息的执行情况情况不同不同。细胞分化细胞分化有丝分裂有丝分裂 受精卵受精卵小肠上小肠上皮细胞皮细胞血红血红细胞细胞神经神经细胞细胞比较细胞分裂与细胞分化：比较细胞分裂与细胞分化：细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞细胞数量数量形态形态结构结构功能功能相相同同点点联联系系增加增加相同相同不变不变差异差异遗传信息都不变遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程共同完成生物个体发育过程【对点练习对点练习】1 1、细胞分化与细胞增殖的主要不同是、细胞分化与细胞增殖的主要不同是（ ）A A、细胞的数量是否增多、细胞的数量是否增多 B B、细胞的形态、结构不同、细胞的形态、结构不同C C、细胞的生理功能不同、细胞的生理功能不同 D D、细胞在形态、结构和生理功能上是、细胞在形态、结构和生理功能上是否产生差异否产生差异2 2、细胞分化过程中、细胞分化过程中, ,不会出现不会出现 ( )( )A A、细胞表面结构的改变、细胞表面结构的改变B B、细胞器种类和数量的改变、细胞器种类和数量的改变C C、蛋白质种类和数量的改变、蛋白质种类和数量的改变D D、细胞核遗传物质的改变、细胞核遗传物质的改变既然细胞分化具有稳定性、持久性、既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗分化成其它细胞吗? ?思考：思考：19581958年，美国科学年，美国科学家斯图尔德用胡萝家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完地培育出了一棵完整的植株。整的植株。实验证明：高度分化的植物实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植细胞仍然具有发育成完整植株的株的潜能潜能，即，即植物细胞具有植物细胞具有全能性全能性。 二、细胞的全能性二、细胞的全能性1 1、概念：、概念： 细胞的全能性是指细胞的全能性是指已经分化已经分化的细胞的细胞, ,仍仍然具有发育成完整个体的然具有发育成完整个体的潜能潜能。思思考：考：为什么任意一个体细胞会具有发为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？育成完整个体的潜能？ 体细胞内含有本生物物种体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息！全套的遗传信息！植物组织培养植物组织培养: :是指在是指在无菌无菌和和人工控制的环境条人工控制的环境条件下件下，利用适当的培养基，对，利用适当的培养基，对离体离体的植物器官、的植物器官、组织及细胞进行培养，使其组织及细胞进行培养，使其再生完整植株再生完整植株的技术。的技术。条件：条件：细胞或组织在细胞或组织在离体离体的情况下；的情况下；无菌无菌；有一；有一定营养物质的定营养物质的培养液培养液、激素激素及及适宜的外界环境适宜的外界环境。植物细胞全能性的应用：植物细胞全能性的应用：蝴蝶兰的大规模生产蝴蝶兰的大规模生产快速繁殖花卉、蔬菜快速繁殖花卉、蔬菜切取茎段置于培养基上切取茎段置于培养基上拟南芥拟南芥【对点练习对点练习】1 1、取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体、取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞（组织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ ） A A、具有全能性、具有全能性 B B、分化后恢复原状态、分化后恢复原状态 C C、畸形分化、畸形分化 D D、具有再生能力、具有再生能力动物细胞是否具有全能性？动物细胞是否具有全能性？用非洲爪蟾的蝌蚪用非洲爪蟾的蝌蚪做实验做实验母绵羊母绵羊A母绵羊母绵羊B 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞） 未受精的未受精的卵细胞卵细胞 去核卵细胞去核卵细胞细胞融合细胞融合提取细胞核提取细胞核 新的卵细胞新的卵细胞 发育成胚胎发育成胚胎胚胎移植胚胎移植母绵羊母绵羊C的子宫的子宫“多莉多莉”非洲爪蟾和非洲爪蟾和“多利多利”的诞生证明的诞生证明: :已分化的已分化的动动物体细胞的物体细胞的细胞核细胞核具有全能性。具有全能性。为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？但是目前为止但是目前为止, ,人们人们还没有成功地还没有成功地将将单个已分化单个已分化的动物体细胞的动物体细胞培养成新的个体。培养成新的个体。细胞核细胞核中有本物种中有本物种全套的遗传物质全套的遗传物质。克隆鼠（克隆鼠（2002年年 美国）美国）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）美国）克隆举例：克隆举例：细胞全能性大小的比较：细胞全能性大小的比较：在在受精卵、受精卵、生殖细胞、生殖细胞、高度分化的高度分化的动物细胞中，全能性最大的是动物细胞中，全能性最大的是_,_,最小的最小的是是_。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越细胞分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化；分化程度越程度越低低，全能性越，全能性越_。另外，植物细胞全能性另外，植物细胞全能性_动物细胞！动物细胞！低低高高高于高于长江女神长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）白鳍豚（水中大熊猫）丹顶鹤丹顶鹤动物细胞核全能性的应用：动物细胞核全能性的应用：用用克隆技术克隆技术拯救濒危动物拯救濒危动物三、干细胞三、干细胞概念：概念： 动物和人体内仍保留着少数动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞具有分裂和分化能力的细胞。按全能性大小按全能性大小（1 1）全能干细胞全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离：是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的，可分化成人体的各种细胞，构成人体的各种出来的，可分化成人体的各种细胞，构成人体的各种组织和器官，最终组织和器官，最终发育成一个完整的个体发育成一个完整的个体。（2 2）多能干细胞多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成成各种组织干细胞，它具有形成一种器官一种器官的的多种组织多种组织的潜能的潜能，但，但不能发育成完整的个体不能发育成完整的个体。（3 3）专能干细胞专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞只能分化成某一类型的细胞，如，如神经干细胞专门分化成各类神经细胞。神经干细胞专门分化成各类神经细胞。 造血干细胞造血干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 在我们体内，红细胞的寿命为在我们体内，红细胞的寿命为120120天左右，天左右，白细胞的寿命更短，只有白细胞的寿命更短，只有5-75-7天。这些血天。这些血细胞都是细胞都是失去了分裂能力失去了分裂能力的细胞。的细胞。 白血病患者的血液中出现了大量的异常白白血病患者的血液中出现了大量的异常白细胞，而正常的血细胞又明显减少。细胞，而正常的血细胞又明显减少。通过通过骨髓移植骨髓移植可以有效地治疗白血病。可以有效地治疗白血病。讨论：讨论：1 1 为什么健康人的血细胞数量不会随着血细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？胞的死亡而减少？健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2 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？骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。不同种类的血细胞。新华社北京新华社北京9 9月月4 4日电日电 篮球巨星姚明在中国人民大篮球巨星姚明在中国人民大学现场采集血样，加入中华骨髓学现场采集血样，加入中华骨髓库捐献造血干细胞的志愿者行列，库捐献造血干细胞的志愿者行列，并承诺，一旦配型成功，将为患并承诺，一旦配型成功，将为患者捐献造血干细胞。与他一同行者捐献造血干细胞。与他一同行动的还有中国大学生男子超级联动的还有中国大学生男子超级联赛的运动员们。赛的运动员们。 在这个名为在这个名为“大超大超中华中华骨髓库校园爱心之旅骨髓库校园爱心之旅”启动仪式启动仪式上，姚明手执一颗红心模型，将上，姚明手执一颗红心模型，将中华骨髓库的标志补充完整，象中华骨髓库的标志补充完整，象征发扬征发扬“人道、博爱、奉献人道、博爱、奉献”的的红十字精神。红十字精神。 1 1、利用干细胞，人体组织器官将能再生、利用干细胞，人体组织器官将能再生 新闻背景英国足球名星新闻背景英国足球名星-贝克汉姆储存来自他刚出生时留贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。接受干细胞移植手术治疗。 干细胞的研究及应用干细胞的研究及应用2 2、移植弟弟脐带血治好血癌！、移植弟弟脐带血治好血癌！3 3岁女童健岁女童健康成长康成长 一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的华裔女婴，被医生诊断只有癌）的华裔女婴，被医生诊断只有10%10%的存活的存活率。她过后好不容易等到弟弟出世，成功以率。她过后好不容易等到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3 3岁的她，岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。3 3、克隆人体器官，用于器官移植、克隆人体器官，用于器官移植心脏移植心脏移植肾脏移植肾脏移植【对点练习对点练习】1 1、动物体内各种类型的细胞中具有最、动物体内各种类型的细胞中具有最高全能性的细胞是（高全能性的细胞是（ ）A.A.受精卵受精卵 B.B.生殖细胞生殖细胞 C.C.体细胞体细胞 D.D.肝细胞肝细胞2 2、中国科学家倡导的以脐带血作存贮的、中国科学家倡导的以脐带血作存贮的“生命银行生命银行”，是利用脐带血中的（，是利用脐带血中的（ ）A.A.血红蛋白血红蛋白 B.B.营养丰富营养丰富 C.C.遗传基因遗传基因 D.D.干细胞干细胞细胞分化细胞分化及其意义及其意义细胞的全细胞的全能性能性概念概念概念概念细胞分化的特点细胞分化的特点细胞分化的实质细胞分化的实质细胞分化的意义细胞分化的意义高度分化的植物细胞具有全能性高度分化的植物细胞具有全能性动物细胞的细胞核具有全能性动物细胞的细胞核具有全能性干细胞干细胞细胞分化细胞分化【当堂达标】【当堂达标】A类、基础巩固类、基础巩固1.1. 细胞分化发生在个体发育的（细胞分化发生在个体发育的（ ）A A、整个生命过程中、整个生命过程中 B B、胚胎时期、胚胎时期 C C、受精卵分裂时期、受精卵分裂时期 D D、性成熟时期、性成熟时期2 2、细胞分化不同于细胞增殖的主要特点、细胞分化不同于细胞增殖的主要特点( )( )A A、细胞的数量增多、细胞的数量增多 B B、细胞的体积增大、细胞的体积增大C C、细胞的化学成分含量的变化、细胞的化学成分含量的变化 D D、能形成各种不同的细胞和组织、能形成各种不同的细胞和组织3 3、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白， 据此推测胰岛细胞中据此推测胰岛细胞中 （ ）A A、只有胰岛素基因、只有胰岛素基因 B B、比人受精卵的基因要少、比人受精卵的基因要少C C、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因D D、有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因、有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因4 4、单倍体育种中常用花药进行离体培养，这一方法、单倍体育种中常用花药进行离体培养，这一方法是利用了细胞的（是利用了细胞的（ ）。）。A A、应激性、应激性 B B、全能性、全能性 C C、变异性、变异性 D D、适应性、适应性 5. 5. 组织培养和克隆技术的应用原理是（组织培养和克隆技术的应用原理是（ ）A. A. 所有细胞都具有分化能力所有细胞都具有分化能力 B. B. 所有细胞都具有分裂能力所有细胞都具有分裂能力 C. C. 所有细胞的细胞核都具有全能性所有细胞的细胞核都具有全能性 D. D. 所有细胞都具有全能性所有细胞都具有全能性B类、能力提升类、能力提升6 6、生物体内细胞没有表现出全能性原因、生物体内细胞没有表现出全能性原因( )( ) A. A.细胞丧失了全能性细胞丧失了全能性 B. B.基因的表达有选择性基因的表达有选择性 C. C.基因发生了变化基因发生了变化 D. D.不同细胞基因不同不同细胞基因不同7 7、分析以下事实：、分析以下事实： 胡萝卜韧皮部细胞通过组织培养能发育成完整的胡萝卜韧皮部细胞通过组织培养能发育成完整的植株植株 绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中重组细胞能绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中重组细胞能发育成有生殖能力的绵羊发育成有生殖能力的绵羊根据上述事实，下列说法不正确的是根据上述事实，下列说法不正确的是 （ ）A A、高度分化的动植物细胞都能表现全能性、高度分化的动植物细胞都能表现全能性B B、未离体的体细胞一般不表现出全能性、未离体的体细胞一般不表现出全能性C C、已分化的细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中、已分化的细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，没有消失，没有消失D D、细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择、细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果性表达的结果干细胞干细胞abc8 8、动物和人体内具有分裂和分化、动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞，对下图能力的细胞称为干细胞，对下图的相关叙述，的相关叙述，错误的是（错误的是（ ）A、过程表示干细胞能自我更新、过程表示干细胞能自我更新B、c过程表示干细胞具有分化能过程表示干细胞具有分化能力力C、b、c过程中细胞中的遗传信过程中细胞中的遗传信息表达情况不同息表达情况不同D、过程形成的细胞可直接组成、过程形成的细胞可直接组成器官，可供器官移植使用器官，可供器官移植使用