细胞的分化.pptx

第第6 6章章 细胞的生命历程细胞的生命历程 第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化庆阳市正宁县第一中学庆阳市正宁县第一中学 赵碧云赵碧云心肌细胞心肌细胞红细胞红细胞来自一群相似的胚胎细胞来自一群相似的胚胎细胞同一个受精卵同一个受精卵来自一群相似的早期胚细胞来自一群相似的早期胚细胞同一个受精卵同一个受精卵1.1.细胞分化及其意义细胞分化及其意义 1.1 1.1 细胞分化细胞分化概念：概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在产生的后代，在形态形态、结构结构和和生理功能生理功能上上发发生生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程。分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。1.21.2特点特点 （1 1）稳定性和不可逆性）稳定性和不可逆性 分化了的细胞将分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡一直保持分化后的状态直到死亡。（2 2）持久性）持久性 细胞分化贯穿于生物体整个细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。生命进程中。（3 3）普遍性）普遍性 对于多细胞生物来说，从低对于多细胞生物来说，从低等生物到高等生物都存在细胞分化现象。等生物到高等生物都存在细胞分化现象。（4 4）遗传物质不变性遗传物质不变性就一个个体来说，就一个个体来说，分化后的细胞内，分化后的细胞内，遗传物质遗传物质并未并未发生改变。发生改变。1.31.3细胞分化的意义：细胞分化的意义：是生物是生物个体发育个体发育的基础。的基础。使多细胞生物体中的细胞趋于使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，提高各种专门化，提高各种生理功能生理功能的效率。的效率。考点1.4细胞分化细胞分化图解图解 1.51.5实质：实质：在个体发育过程中，在个体发育过程中，不同的细胞中不同的细胞中遗传信息遗传信息的执行情况不同的执行情况不同，即，即基基因的选择性表达因的选择性表达。例1.2014课标全国卷同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是()A二者所处的细胞周期不同B二者合成的特定蛋白不同C二者所含有的基因组不同D二者核DNA的复制方式不同 B B资料资料在不脱离生物体的前提下，分化了的细胞在不脱离生物体的前提下，分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。将一直保持分化后的状态直到死亡。切割切割某种植物激素某种植物激素各种营养物质各种营养物质某种植物激素某种植物激素各种营养物质各种营养物质设设想想脱离母体脱离母体脱离分化的状态脱离分化的状态再分化再分化再分化再分化2细胞的全能性细胞的全能性开花的胡开花的胡萝卜植株萝卜植株根的切片根的切片根韧皮部细胞根韧皮部细胞细胞团细胞团胚状体胚状体试管植株试管植株再分化再分化植植物物的的组组织织培培养养技技术术19581958年，美国科学家斯图尔德年，美国科学家斯图尔德2.12.1植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性实验结果说明了什么？实验结果说明了什么？说明了植物已经分化的说明了植物已经分化的根根仍然仍然具有发育成完整个体的能力具有发育成完整个体的能力。全能性全能性 科学实验普遍证明：科学实验普遍证明：植物体上几乎所植物体上几乎所有组织细胞，包括根、茎、叶、花粉等，有组织细胞，包括根、茎、叶、花粉等，均可通过诱导再生出新植株。均可通过诱导再生出新植株。可见，可见，高度高度分化的植物细胞分化的植物细胞都具有发育成完整植株的都具有发育成完整植株的潜能，即潜能，即植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性，那动物细胞呢？植物细胞具有全能性，那动物细胞呢？事实：事实：到目前为止，人们到目前为止，人们还没有还没有成功地将单个已分化成功地将单个已分化的的动物体细胞动物体细胞培养成新的个体！培养成新的个体！2.2 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性与受精卵一样，都与受精卵一样，都具具有全部遗传物质有全部遗传物质。乙羊2.3 2.3 细胞的全能性细胞的全能性概念：概念：已经分化已经分化的细胞，仍然具有的细胞，仍然具有发育成发育成完整个体完整个体的潜能。的潜能。实例：克隆羊多利的培养成功说明实例：克隆羊多利的培养成功说明高度分化的高度分化的动物体细胞的细胞核具全能动物体细胞的细胞核具全能性性。雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了明了动物生殖细胞具有全能性动物生殖细胞具有全能性。2.4 细胞的全能性细胞的全能性原因：原因：已分化的细胞已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质一般都有一套和受精卵相同的遗传物质。2.5 表达条件：表达条件：在离体状态下，需要适在离体状态下，需要适宜的宜的水水、无机盐、无机盐、有机营养有机营养及及激素激素等，等，还需要还需要适宜的温度适宜的温度等条件。等条件。“两看”法判断实现细胞全能性的实例一看起点一看起点起点是起点是“已分化的已分化的细细胞胞”二看二看终终点点终终点是点是“个体个体”，而不是而不是“组织组织器官器官”2.6 植物细胞全能性的应用：植物细胞全能性的应用：1 1、快速繁殖花卉、蔬菜等作物；、快速繁殖花卉、蔬菜等作物；组组织织培培养养车车间间2 2、拯救珍稀濒危物种；、拯救珍稀濒危物种；3 3、和基因工程结合，培育新品种。、和基因工程结合，培育新品种。3 3细胞分化与细胞全能性的比较细胞分化与细胞全能性的比较 细细胞分化胞分化细细胞全能性胞全能性原因原因细细胞内基因胞内基因选择选择性表达性表达含有本物种全套含有本物种全套遗传遗传物物质质特点特点(1)持久性持久性 (2)稳稳定性和不可逆定性和不可逆性：一般来性：一般来说说，分化了的，分化了的细细胞胞将一直保持分化后的状将一直保持分化后的状态态，直，直到死亡到死亡 (3)普遍性：在生物界普遍性：在生物界中普遍存在中普遍存在(1)高度分化的植物体高度分化的植物体细细胞胞具有全能性具有全能性 (2)动动物已分化物已分化的体的体细细胞全能性受限制，但胞全能性受限制，但细细胞核仍具有全能性胞核仍具有全能性结结果果形成形形成形态态、结结构、功能不同的构、功能不同的细细胞群胞群形成新的个体形成新的个体大小大小比比较较细细胞分化程度有高低之分，如胞分化程度有高低之分，如体体细细胞胞生殖生殖细细胞胞受精卵受精卵细细胞全能性表达的胞全能性表达的难难易程度易程度不同，如受精卵不同，如受精卵生殖生殖细细胞胞体体细细胞胞联联系系(1)两者的两者的遗传遗传物物质质都不都不发发生改生改变变(2)已分化的已分化的细细胞仍然保持胞仍然保持全能性全能性(3)般情况下，分化程度越高，全能性越般情况下，分化程度越高，全能性越难难表达表达 动物体内有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？动物体内有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？生物大视野生物大视野干细胞干细胞 干细胞是一类可以分化成为各种细胞的干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞未分化细胞。不同干细胞的分化潜能是不同的，不同干细胞的分化潜能是不同的，受精卵是全能干细胞受精卵是全能干细胞。因为它能产生生物体所需要的所有类型的细胞，所以受精因为它能产生生物体所需要的所有类型的细胞，所以受精卵最后能发育成完整的生物体。来源于早期胚胎的卵最后能发育成完整的生物体。来源于早期胚胎的胚胎干胚胎干细胞是多能干细胞细胞是多能干细胞，它，它的分化能力仅次于受精卵，虽不能的分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织。主要存在于骨髓中的造血干细胞，能够分化有成体组织。主要存在于骨髓中的造血干细胞，能够分化成各种血细胞成各种血细胞(红细胞、白细胞和血小板等红细胞、白细胞和血小板等)，但不能分化，但不能分化出造血系统以外的细胞。出造血系统以外的细胞。干细胞的一个显著特点干细胞的一个显著特点是进是进行不对称分裂行不对称分裂，就是干细胞经过一次分裂所产生的两个细，就是干细胞经过一次分裂所产生的两个细胞中一个仍然是干细胞，另一个则经多次分裂后，会变成胞中一个仍然是干细胞，另一个则经多次分裂后，会变成许多各种各样的体细胞。许多各种各样的体细胞。摘自浙科版分子与细胞摘自浙科版分子与细胞例例2 2.20162016衡水调研衡水调研 下列发生了细胞分下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A A玉米种子萌发长成新植株玉米种子萌发长成新植株B B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株新植株解析玉米种子萌发长成新植株不能体现细胞全能性。小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成个体，所以不能体现细胞全能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株体现的是植物生殖细胞的全能性。D本讲归纳本讲归纳 1.1.细胞分化细胞分化 1.1 1.1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，在形态形态、结构结构和和生理功能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。1.2 1.2特点特点：（1 1）稳定性和不可逆性）稳定性和不可逆性分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。（2 2）持久性）持久性 细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。（3 3）普遍性）普遍性 对于多细胞生物来说，从低等生物到高等生物都存在细胞分对于多细胞生物来说，从低等生物到高等生物都存在细胞分化现象。化现象。（4 4）遗传物质不变性遗传物质不变性 1.31.3细胞分化的意义：细胞分化的意义：使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，提高各种使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，提高各种生理功能生理功能的效率。的效率。是生物是生物个体发育个体发育的基础的基础 1.1.4 4实质实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。即基因的选择性表达。2 2细胞的全能性细胞的全能性 2.1 2.1概念：概念：已经分化已经分化的细胞，仍然具有的细胞，仍然具有发育成完整个体发育成完整个体的潜能。的潜能。2.2 2.2 细胞的全能性细胞的全能性原因：原因：已分化的细胞已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传一般都有一套和受精卵相同的遗传物质物质。2.3 2.3 表达条件：表达条件：在离体状态下，需要适宜的在离体状态下，需要适宜的水水、无机盐、无机盐、有机营养有机营养及及激素激素等，还需要等，还需要适宜的温度适宜的温度等条件。等条件。3.3.干细胞：干细胞：干细胞是一类可以分化成为各种细胞的干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞未分化细胞。