(共23张PPT)
6.2 细胞的分化
受精卵
多个早期胚胎细胞
细胞分裂
细胞分化
骨骼肌细胞
上皮细胞
软骨细胞
神经细胞
贮藏细胞
细胞分裂
细胞分化
叶肉细胞
表皮细胞(无叶绿体)
受精卵
多个早期胚胎细胞
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。
1.分化的定义
人体内红细胞的寿命为120 d左右,白细胞的寿命为5~7 d,血小板寿命约7~14 d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
分生区细胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根冠细胞。
细胞分化发生在生物体的整个生命过程中。
2.时期:
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
3.特点:
哺乳类红细胞在晚幼红细胞阶段,排出细胞核。人的成熟的无核红细胞进入血液循环,生活120天左右即死亡。
上皮细胞、骨骼肌细胞、神经细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞,正常情况下,它们不可能恢复成早期胚胎细胞;一种组织的细胞也不会转变成其他组织的细胞。
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,不会变成其他类型的细胞。
细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变?
遗传物质没有改变,不同组织的细胞共同来源于受精卵,经有丝分裂产生。
肌肉细胞
红细胞
机体各组织细胞的形态、结构和承担的生理功能不同
蛋白质不同
富含血红蛋白
含肌动蛋白
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
4.分化的实质
资料1:多细胞生物个体发育的起点是受精卵,同一个生物体内所有体细胞的基因是________(相同/不同)的。
资料2:基因可以指导蛋白质的合成,该过程称为基因的表达。
A
B
C
C
A
B
C
A
B
A
B
C
4.分化的实质
A 肌动蛋白基因
B 血红蛋白基因
C 呼吸酶基因
肌肉细胞
红细胞
合成血红蛋白
开启某些基因
(如血红蛋白基因开启)
关闭某些基因
(如肌动蛋白基因关闭)
心肌细胞
细胞分化成
细胞分化成
红细胞
合成肌动蛋白
开启另一些基因
(如肌动蛋白基因开启)
关闭另一些基因
(如血红蛋白基因关闭)
胚胎细胞
直接原因:
合成了具有特定结构和功能的蛋白质
根本原因/实质:
遗传物质有选择性地发挥作用!
(即基因的选择性表达)
4.分化的实质
⑵细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向
专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
⑴细胞分化是个体发育的基础;
5.分化的意义
比较 细胞分裂 细胞分化
不
同
点 细胞变化
发生时间
相同点
联系
增加细胞数目
从受精卵开始,有些细胞保持终生分裂能力,有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加细胞种类
发生在整个生命进程中
遗传信息都不变
先分裂,后分化,细胞分裂是分化的基础,
共同完成生物个体发育过程
6.比较细胞分裂与细胞分化
细胞分化具有持久性、稳定性、不可逆性,高度分化的细胞在生物体内一般不能再分裂和分化。有没有办法让它重新具有分裂和分化能力呢?
愈伤组织
胚状体
斯图尔德
离体
植物组织培养
二、细胞的全能性
实验结论:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力
二.全能性
3.实验验证:
(1)资料 :
1
思考 讨论 细胞的全能性
韧皮部细胞
植物激素无机盐糖类
愈伤组织
胚状体
有根茎叶的试管苗
新的植株
植物组织培养技术
讨论3:该技术需要什么条件?
无菌
离体状态
营养和植物激素
适宜的温度和PH值
二、细胞的全能性
实验结论:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力
材料一
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。
细胞的全能性
实验结论:已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
材料二
科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验,将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中,结果获得了新的个体。
白面羊乳腺细胞的细胞核
黑面羊卵细胞的细胞质
融合
新的重组细胞
代孕母羊
白面羊的克隆羊
体外培养 一段时间
克隆羊多利
实验结论:已分化的动物细胞的细胞核仍具有发育成完整个体的能力。
已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
细胞全能性
植物组织培养技术
克隆个体的产生
思考
为什么已经分化的细胞具有全能性呢?
高度分化的细胞仍然含有本物种的全套遗传物质。
> 生殖细胞
受精卵
植物细胞 > 动物细胞
> 体细胞
比较受精卵、生殖细胞、体细胞的全能性大小。
比较植物细胞和动物细胞的细胞全能性大小。
全能性大小与分化程度
一般来说,细胞的分化程度越高,全能性越低
干细胞
1.概念:动物和人体中保留的少数具有分裂和分化潜能的细胞。
2.种类:
①全能干细胞 如:胚胎干细胞
②多能干细胞 如:造血干细胞
③专能干细胞 如:神经干细胞