细胞的分化 课件人教生物必修一第六章第二节.ppt

第二节第二节细胞的分化细胞的分化一、细胞分化及其意义一、细胞分化及其意义分裂分裂 2.2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合成黑色多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而素；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。不会变成其他类型的细胞。以下事例可说明细胞分化具有什么特点以下事例可说明细胞分化具有什么特点?稳定性稳定性稳定性稳定性不可逆性不可逆性不可逆性不可逆性 1.1.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。(动物）胚胎动物）胚胎时期达到最大限度。时期达到最大限度。持久性持久性持久性持久性 3.3.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 死亡死亡想一想一想想 4 4、人的所有细胞中都含有胰岛素基因，但该基因只、人的所有细胞中都含有胰岛素基因，但该基因只在胰岛细胞中才表现出来，从而合成胰岛素。在胰岛细胞中才表现出来，从而合成胰岛素。不变性不变性不变性不变性细胞分化的意义：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。受受精精卵卵EDCA BEDCA BEDCA B红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞神经细胞神经细胞A AB BD DC CE EEDCA B基因基因不同细胞中遗传信息的不同细胞中遗传信息的执行情况执行情况不同导致不同导致选择性选择性表达表达的结果的结果(基因选择性表达基因选择性表达的结果的结果)细胞分化的实质细胞分化的实质观察上图思考：既然各个细胞的遗传物质都相同，为什么还会发生形态、结构和生理功能上的巨大差异呢？绿绿色色表表示示可可以以表表达达的的基基因因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：高度分化实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有的植物细胞仍然具有发育成完整植株的发育成完整植株的潜潜能能，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、蔬菜植物组织培养植物组织培养:是指在无菌和人工控制的环境条是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织及细胞进行培养，使其再生完整植株的技术。组织及细胞进行培养，使其再生完整植株的技术。条件：条件：细胞或组织在离体的情况下；无菌；有一细胞或组织在离体的情况下；无菌；有一定营养物质的培养液、激素及适宜的外界环境。定营养物质的培养液、激素及适宜的外界环境。切取茎段置于培养基上切取茎段置于培养基上拟拟南南芥芥茎段从两端开始膨大加粗茎段从两端开始膨大加粗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克隆羊的全过程克隆羊的全过程白面羊乳腺细白面羊乳腺细胞的细胞核胞的细胞核黑面羊卵细黑面羊卵细胞的细胞质胞的细胞质融合融合新的细胞新的细胞代孕母羊代孕母羊白面羊的克隆羊白面羊的克隆羊体外培养体外培养 一段时间一段时间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。细胞核中有遗传物质。细胞核中有遗传物质。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。分类：分类：按发育时期按发育时期分为分为胚胎干细胞胚胎干细胞和和体干细胞体干细胞按全能性大小按全能性大小（1 1）全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离）全能干细胞：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：胚胎干细胞进一步分化，可以形）多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织的潜能，但的潜能，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：多能干细胞进一步分化成为专能）专能干细胞：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。造造血血干干细细胞胞红红细细胞胞血血小小板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学篮球巨星姚明在中国人民大学现场采集血样，加入中华骨髓库现场采集血样，加入中华骨髓库捐献造血干细胞的志愿者行列，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。一、细胞分化一、细胞分化1、概念：、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结形态、结构和生理功能构和生理功能上发生上发生稳定性稳定性差异的过程差异的过程2、特点：、特点：3、原因：、原因：不同细胞中不同细胞中遗传信息的执行情况遗传信息的执行情况不同不同4、意义：、意义：个体发育的基础，能个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能形成具有特定形态、结构和功能 的组织和的组织和 器官。器官。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。能的效率。持久性持久性不可逆性不可逆性稳定性稳定性小结：小结：二、细胞的全能性二、细胞的全能性1、概念：、概念：指已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的指已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能潜能。2、条件：、条件：离体、适宜条件离体、适宜条件3、应用：、应用：4、干细胞的概念：、干细胞的概念：动物和人体内仍保留少数动物和人体内仍保留少数具分裂和分化具分裂和分化 能力的细胞。能力的细胞。不变性不变性1.1.下列实例中能体现细胞全能性的是下列实例中能体现细胞全能性的是 （）用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株 A A B B C.D.C.D.2.2.科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了重组成一个细胞，成功培养了“多莉多莉”羊。下列关于此实验羊。下列关于此实验的说法错误的是的说法错误的是 （）A A高度分化的细胞仍然保持全能性高度分化的细胞仍然保持全能性 B B重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质遗传物质 C C在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种 D D运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体动物体B BD D 3.3.下列对细胞分化的叙述正确的是下列对细胞分化的叙述正确的是 （）A A细胞分化是遗传物质改变的结果细胞分化是遗传物质改变的结果B B细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程C C细胞分化也可实现细胞数量的增加细胞分化也可实现细胞数量的增加D D细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的4.4.人胰岛人胰岛B B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛的血红蛋白，根据此推测人胰岛B B细胞中（细胞中（）A A只有合成胰岛素的基因只有合成胰岛素的基因B B在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化C C既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同但不同细胞遗传信息的执行情况不同D D只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因血红蛋白的基因D DC C5.细胞分化的结果是细胞分化的结果是()A细胞数目增加细胞数目增加 B.形成组织形成组织 C.生长生长 D.细胞衰老细胞衰老6.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.所有细胞都具有分化能力所有细胞都具有分化能力 B.所有细胞都具有分裂能力所有细胞都具有分裂能力 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.所有细胞都具有全能性所有细胞都具有全能性7.细胞分化过程中细胞分化过程中,遗传物质将遗传物质将()A.发生改变发生改变 B.部分改变部分改变 C.不改变不改变 D.是随机的是随机的4.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.整个生命过程中整个生命过程中 B.胚胎时期胚胎时期 C.受精卵分裂时期受精卵分裂时期 D.性成熟时期性成熟时期8.花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法培育成花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株。这成果利用了细胞的（）植株。这成果利用了细胞的（）A。应激性。应激性B。全能性。全能性C。变异性。变异性D。适应性。适应性B BC CC CA AB B