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细胞的分化
一、 教学目标
1.说明细胞的分化。
2.举例说明细胞的全能性。
3.进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(1)细胞分化的概念和意义。
(2)细胞全能性的概念。
2.教学难点
细胞全能性的概念及实例。
白血病 ,俗称“血癌” ,是一种恶性程度极高的血液病 。患者的血液中出现大量异常的白细胞,而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞 ,延长病人的生命。
资料
在我们体内,红细胞的寿命为120天左右,白细胞的寿命更短,只有5-7天。这些血
细胞都是失去了分裂能力的细胞。
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。
通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。
讨论:
1 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?
健康人会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。
2 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
不同种类的血细胞。
1、细胞分化的定义:
一、细胞分化
在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
细胞分化的过程图示P练103
分化的结果:产生形态、结构、功能不同的细胞。
分化的的细胞可形成不同的组织和器官
思考:细胞分裂和细胞分化有什么区别和联系?
比较细胞分裂与细胞分化的区别和联系
(1)细胞分裂使细胞 增多,细胞 不变。
(2)细胞分化使细胞 增多, 不变。
(3)细胞 是细胞 的基础,两者往往是相伴相随的,分化程度大,分裂能力则逐渐下降。
数目
类型
类型
数目
分裂
分化
2、细胞分化的特点:
细胞分化是生物界中普遍存在的生
命现象,是个体发育的基础。
细胞分化发生在整个生命进程中,胚胎时期达到最大限度。
黑色素细胞在体外培养30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,而不会变成其他类型的细胞。
造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→死亡
(1)普遍性:
(2)持久性:
(3)稳定性:
(4)不可逆性:
思考:①.分化后的各种细胞遗传物质是否改变了?
最终都是由同一受精卵分裂分化而来,整套核遗传物质相同
②.细胞分化的原因是什么?或者说细胞分化的实质是什么呢?
A
B
D
C
E
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
不同细胞中遗传信息的执行情况不同 (基因的选择性表达)
3、细胞分化的实质:
P练103
红细胞
合成血红蛋白
(不合成肌动蛋白)
肌细胞
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白
(不合成血红蛋白)
肌动蛋白基因关闭
血红蛋白基因关闭
血红蛋白基因开启
试一试:现在你能解释这些现象了吗
4、 细胞分化的意义:
(1)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。
(2)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和组织器官的修复。
1958年,美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。
实验证明:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能.
韧皮部细胞
(离体细胞)
适宜条件
新个体
这技术叫植物组织培养
潜能
二、细胞的全能性:
1、定义:细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
思考:
为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能?
体细胞内含有本物种全套的遗传信息!
注意:起点和终点
动物细胞是否具有全能性?
绵羊“多莉” 整个克隆过程如下:
母绵羊A
乳腺细胞
(体细胞)
母绵羊B
未受精的卵细胞
母绵羊C
“多莉”
重组细胞
发育成胚胎
去核卵细胞
提取细胞核
胚胎移植
2、细胞全能性大小的比较:
在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的体细胞中,全能性最大的是____,最小的是____。
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越高,全能性越____;分化程度越低,全能性越___。
另外,植物细胞全能性____动物细胞。
①
③
低
高
高于
项目 细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因的选择性表达 含有本物种全套遗传物质
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新的个体
大小 比较 细胞分化程度有高低之分:体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分:受精卵>生殖细胞>体细胞(植物细胞>动物细胞)
关系 ①细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞仍具有全能性 ②一般说来,细胞分化程度越高,全能性越难以实现,细胞分化程度越低,全能性就越容易实现
3、细胞全能性与细胞分化的比较:
三、干细胞的概念:
1、定义:
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。
2.干细胞的分类
3.干细胞研究的应用前景
干细胞移植治疗白血病
在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗
胚胎干细胞、成体干细胞
分类:
按发育时期
分为胚胎干细胞和体干细胞
按全能性大小
(1)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,构成人体的各种组织和器官,最终发育成一个完整的个体。
(2)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的潜能,但不能发育成完整的个体。
(3)专能干细胞:多能干细胞进一步分化成为专能干细胞,专能干细胞只能分化成某一类型的细胞,如神经干细胞专门分化成各类神经细胞。
如:胚胎干细胞
如:骨髓多能造血干细胞
如:肌肉中的成肌细胞
造血干细胞
红细胞
血小板
白细胞
骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞
新华社北京9月4日电
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赛的运动员们。
在这个名为“大超——中华骨髓库校园爱心之旅”启动仪式上,姚明手执一颗红心模型,将中华骨髓库的标志补充完整,象征发扬“人道、博爱、奉献”的红十字精神。
①、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----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,则可以接受干细胞移植手术治疗。
干细胞的研究及应用
②、移植弟弟脐带血治好血癌!3岁女童健康成长
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10%的存活率。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3岁的她,不曾感冒和咳嗽,成了健康宝宝。
③、克隆人体器官,用于器官移植
心脏移植
肾脏移植