(共39张PPT)
第2、3节 细胞凋亡和衰老
课标领航
1．描述细胞衰老的特征。
2．简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
3．探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。
同学们几乎都对自己的胚胎发育
过程很感兴趣，很想知道到底是怎
么回事。科学家通过认真观察研究
告诉我们：我们的早期胚胎与鱼极为相似，既有鳃也有尾，但是到了中后期，鳃和尾都慢慢自动消失了，变得与成熟婴儿越来越相似了。
1.我们的早期胚胎具有鳃和尾说明什么？
2.我们胚胎中的鳃和尾是怎样消失的？
提示：1.人类是由水生动物和有尾动物逐渐进化而来的。2.鳃和尾随其组成细胞的凋亡而消失。
情景导引
核心要点突破
知能过关演练
第2、3节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、细胞凋亡的概念
细胞凋亡是指细胞在一定阶段，由特定_______控制的_______引起的正常的自然死亡，又称细胞____________死亡和生理死亡。
基因
程序
编程性
思考感悟
1．人是无尾的动物，青蛙也是无尾的动物，但是人胚胎初期是有尾的，青蛙的幼体蝌蚪也是有尾的，那么人体和青蛙的尾哪里去了？
提示：在人的胚胎发育过程和蝌蚪的发育过程中尾部细胞程序性死亡，即细胞凋亡，使尾部自动消失。
二、细胞凋亡的生物学意义
1．保证生物体的_________和___________的建成。
2．维持器官和组织中__________的相对稳定。
3．细胞凋亡有利于清除________、无用的细胞、衰老细胞、__________细胞。
三、细胞衰老的表现及原因
1．细胞的生命历程
细胞要经过发生→_______→_______→死亡几个阶段，说明细胞具有一定的寿命。
正常发育
器官形态
细胞数目
多余
有害
生长
衰老
2．细胞衰老的概念
细胞的__________和__________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的_______、_______和_________发生变化。
3．细胞衰老的表现
(1)水分减少→____________、体积变小、_____________减慢。
(2)多种酶活性降低，如__________活性降低→__________合成减少→头发变白。
(3)_________ →妨碍细胞内物质的__________→影响细胞 正常的生理功能。
生理状态
化学反应
形态
结构
功能
细胞萎缩
新陈代谢速率
酪氨酸酶
黑色素
色素积累
交流和传递
(4)线粒体数目减少→____________________；
(5)_________________ ，_______________，染色加深。
(6)溶酶体数目______和体积______，内质网排列________。
思考感悟
2．人的细胞衰老死亡后，人体衰老死亡了吗？为什么？
提示：没有。细胞的衰老和人体的衰老是不同步的，每个组织和器官都有部分细胞衰老死亡，然后通过细胞增殖有新的细胞产生来补充，所以个别细胞的衰老和死亡是正常的生命现象。
呼吸速度减慢
细胞核体积增大
染色体固缩
增加
增大
无序
四、细胞衰老的原因
对于细胞衰老的原因提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是__________学说和______学说。
五、延缓细胞衰老的措施
衰老的控制不仅在于细胞的内部，同时也与____________有着密切的关系。良好的外部环境可以_________细胞衰老。对人类来说，合理的_________结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和_________的人生态度等都有益于延缓衰老。
自由基
端粒
外部环境
延缓
饮食
乐观
核心要点突破
细胞凋亡和细胞坏死的区别
1．细胞程序性死亡是细胞的一种主动性“自杀行为”，在生理及病理的情况下均可发生。这些细胞死得有规律，似乎在按照编好了的“程序”进行，犹如秋天片片树叶的凋落，所以又被称为“细胞凋亡”。
死亡是生命过程中的一个组成部分，机体死亡归根结底是细胞的死亡，而细胞的死亡有两种不同的方式，即坏死和凋亡。
细胞凋亡有别于细胞坏死，它是一个主动的、可控的，在调节机体细胞群数量上起着和有丝分裂互补作用的过程；而坏死是由于极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。在细胞坏死时，细胞膜发生渗漏，细胞内容物，包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段释放到胞外，导致炎症反应；细胞凋亡则不会发生类似反应。细胞的衰老性死亡就是细胞凋亡，在正常情况下，我们身体内细胞的死亡大都是凋亡，这可以让新生的细胞取代衰老的细胞，让我们的身体保持健康。不容置疑，细胞凋亡与衰老密切相关，它是机体衰老过程中具体到细胞水平的体现。
2．细胞凋亡和细胞坏死的比较
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系 主要由凋亡基因引起 与基因无关
过程 生理性的正常死亡 不利因素引起的病理性死亡
影响因素 温和刺激或药物作用 剧烈的刺激损伤，如缺氧、高温、高压
现象 分散的单个细胞死亡 大块组织同时发生
细胞膜变化 内折 破裂
形态变化 细胞变圆与周围细胞脱离 细胞外形不规则变化
细胞结构变化 核染色体凝集，细胞分为一个个小体
(凋亡小体) 溶酶体破坏，胞浆外溢
3.实例：人胚胎发育时期，手指缝间细胞的消失属细胞凋亡，蝌蚪尾部的消失属细胞凋亡；人体皮肤细胞因挤压、摩擦、低温冷冻导致的死亡属细胞坏死。
下列对细胞凋亡的叙述和理解不正确的是( )
A．蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙
B．细胞的凋亡有助于消除体内衰老的细胞
C．细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应
D．细胞凋亡的特征是散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失，机体无炎症反应
【尝试解答】 C
例1
【解析】 本题主要考查细胞凋亡的相关知识，具体分析如下
跟踪训练 香烟中含有大量的有害物质如尼古丁等，会造成吸烟者肺部细胞的大量死亡。这种细胞死亡过程属于细胞的( )
A．生理性死亡
B．病理性死亡
C．正常性凋亡
D．程序性死亡
解析：选B。因尼古丁属于有毒物质，故其使肺部细胞的死亡为病理性死亡。
细胞凋亡的意义
1．有利于消除多余细胞。在胚胎发育至某阶段时，特定区域的细胞(群)就会发生自然凋亡，清除这些“多余”的细胞有利于器官的发生。人的肢体发育中，早期的手和足形似桨板，只有当某些多余细胞凋亡后，才能形成正常的指和趾。
2．有利于清除无用细胞。如蝌蚪变成青蛙时，尾的细胞凋亡退化。
3．有利于清除发育不正常的细胞。
4．有利于清除有害细胞。如某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式消除，作为自身的一种保护机制。
5．有利于清除已完成正常使命的衰老细胞。人的红细胞分化成熟后是无核有功能的细胞，可存活120 d，然后自然死亡。
6．维持器官、组织和细胞数目的相对平衡。细胞凋亡是细胞增殖的相反过程，两者既对立又统一，相互协调。
下列哪项不是细胞凋亡的意义( )
A．细胞凋亡是生物体正常发育的基础
B．细胞凋亡能维持组织中细胞数目的相对平衡
C．细胞凋亡是机体对外界刺激的反应
D．细胞凋亡是机体的自我保护机制
【尝试解答】 C
例2
【解析】 细胞凋亡是细胞正常发育的必需过程，它可以清除多余的、无用的细胞，有利于器官的形态发育，也可以和细胞增殖一起，共同维持组织细胞的相对稳定。细胞凋亡可以清除生物体内的病变细胞。细胞凋亡是由基因控制的，按照一定程序发生的细胞自动死亡的生理过程，不是对外界刺激的一种反应。
【名师点睛】 细胞凋亡无论在胚胎发育还是组织的维持中，都具有重要的意义。
(1)有利于清除多余的、无用的细胞。在个体发育过程中，特定部位的细胞会发生自然凋亡，以清除这些“多余”的细胞，从而有利于器官的形态发育。
(2)有利于清除完成正常使命的衰老细胞。
(3)有利于清除体内的有害细胞。生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式清除掉。这是机体进行的一种自我保护机制。
(4)维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。机体内的器官和组织通过细胞凋亡和细胞增殖，来维持其细胞数目的相对稳定，以避免器官和组织过分长大或萎缩。
跟踪训练 细胞凋亡的意义不包括( )
A．维持内部环境的稳定
B．抵御外界各种因素的干扰
C．维持组织和器官中细胞数目的相对稳定
D．防止细胞正常代谢损伤和中断
答案：B
1．个体衰老与细胞衰老的关系
个体衰老与细胞衰老的关系以及细胞衰老引起的细胞变化
生物种类 关系
单细胞生物 细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡
多细胞生物 (1)细胞水平：生物体内的细胞不断更新，既存在幼嫩的细胞，也存在衰老或走向死亡状态的细胞(2)个体水平：个体衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程
2.细胞衰老的表现
(1)从形态结构上
细胞核：核膜内折，染色体固缩。
细胞膜：皱缩，流动性下降，运输功能减弱。
内质网：排列无序化，解体，总量有所减少。
线粒体：数量减少，体积膨大甚至外膜破坏。
细胞质：色素沉积。
(2)分子水平的变化
DNA：从总体上看，在细胞衰老时DNA的复制和转录均受抑制，基因表达出现关闭现象。
酶：活性降低，部分或完全失活。
水分：减少，细胞体积缩小，新陈代谢的速度降低。
特别提醒 细胞衰老特征的记忆方法：“一小一多两低”
(1)一小：细胞内水分减少，细胞萎缩变小，代谢速度减慢。
(2)一多：细胞内色素逐渐积累、增多。
(3)两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性降低。
关于细胞衰老的说法错误的是( )
A．人一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞寿命一样
B．机体内能保持具有不断分裂能力的细胞寿命较长
C．生物体内随时有大量细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们
D．衰老死亡是细胞遗传程序所决定的正常生命现象
【尝试解答】 A
例3
【解析】 同一种生物体内，细胞分裂的次数是一定的。但同一个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同。有的细胞不完全分化，如表皮生发层的细胞、骨髓的造血干细胞等，可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。有的细胞高度分化，如神经细胞、肾细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命相对较短。细胞的衰老是正常的生命现象。
【名师点睛】 (1)虽然细胞衰老与个体衰老不同，但个体的衰老是由细胞衰老决定的，衰老的个体内衰老的细胞较多。
(2)衰老的控制不仅在细胞内部，同时也与外部环境有密切的关系。良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有益于延缓衰老。
跟踪训练 (2009年高考广东卷)大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内(多选)
( )
A．物质转运加速
B．新陈代谢变缓
C．呼吸速率加快
D．与黑色素合成相关的酶活性降低
解析：选BD。老年人头发变白的直接原因一是黑色素细胞衰老；二是细胞内酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成受阻。
知能过关演练
视野拓展
正在实现的梦想——长生不老药
16世纪，西班牙著名探险家里昂想在北美洲寻找传说中的“不老之泉”——结果他发现了佛罗里达。400多年后的今天，一家刚成立不久、由分布在剑桥各处的几所办公室组成的小公司正在继续着里昂的梦想。
这家制药公司的名字很有趣，叫做“长生不老药公司”。公司的创始人是几位著名的科学家。他们宣称，在不久的将来可能会制造出一种能延长人类寿命的药物，使普通人的寿命超过100岁，甚至更高，到那时，现在所谓的“老人”只能算进入中年。
初看之下，他们的念头似乎很荒谬，所依赖的证据也仅停留在动物实验的初级阶段，然而，不容置疑的事实是，分子生物学已经发展到能够通过改变单个基因来延长酵母菌、蠕虫、苍蝇甚至老鼠寿命的程度。那么，人类呢？
“我们现在已经知道，某些特殊的蛋白质与人的衰老有关，我们将以这些蛋白质为出发点去研制延缓衰老的药物。”长生不老药公司的创始人之一，美国麻省理工学院的生物学教授伦尼博士说。
一直以来，科学家们都认为从事延年益寿的研究非疯即傻，因为这个问题实在太难了，影响寿命的因素太多了，不可能给出个简单的答案。然而，在过去的十年中，有关“衰老基因”研究的进展给了他们新的认识：影响寿命的因素固然很多，但人类的基因组也确实可能包含几个关键基因，通过激活这几个基因便可以促进健康，延长寿命。
1993年，美国加利福尼亚大学的肯云教授发表了一项当时有关衰老基因研究的最新成果：只需要一个简单的基因突变就可以使某种蠕虫的寿命翻倍——一个基因就奏效！
在此之前，延长寿命的研究方案，除了合理膳食和锻炼外，就只停留在限制卡路里摄入上。人们早已得知，减少老鼠30%的卡路里摄入，便可明显延长其寿命——这是到20世纪末唯一证实有效地延长哺乳动物寿命的方法。一些科学家正在探讨其中的生物学依据，然而，即使他们真的找到依据，要严格限制人们的卡路里摄入也是不现实的。
于是，肯云的发现便为科学家们提供了一个新的切入点：不再停留于研究长寿生物的生活方式，而是在繁殖迅速的生物体身上寻找出“长寿基因”。伦尼博士率先发现了一种酵母菌基因，一旦激活，可延长其寿命50%。“如果它在酵母菌和蠕虫身上有效，也就可能在人类身上有效。”美国哈佛大学医学院的寿命基因学专家戴卫说。他暗示那些“长寿基因”在生物从一个物种进化到另一个物种的过程中一直保留了下来。
最近的动物实验显示，至少有三四种途径，或者说一系列基因可能与控制衰老有关。那些途径同样可能存在于人类中，这就为科学家们提供了十来种可作为药物作用对象的长寿基因。该公司计划在三年内完成老鼠身上的药物实验，之后便可在人类身上实验。
本部分内容讲解结束
点此进入课件目录
按ESC键退出全屏播放
谢谢使用(共14张PPT)
本章优化总结
专题归纳整合
本章优化总结
本章网络构建
章末综合检测
本章网络构建
专题归纳整合
细胞的全能性
1．概念：指已分化的细胞，仍具有发育成完整生物个体的潜能。
2．物质基础：由于体细胞一般是通过有丝分裂产生的，根据有丝分裂的特征可知，一般分化的细胞都有一整套与受精卵相同的染色体，生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，因此高度分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。
3．动物细胞的全能性
高度特化的动物细胞，从整个细
胞来说，全能性受到限制。但是
，细胞核仍然保持着全能性。因
为细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。如，多利羊的培育过程就是利用细胞核的全能性。(图解如右图)
4．植物细胞的全能性
植物细胞的全能性，一般意义上讲比动物细胞的高，单独培养离体植物细胞，一定条件下可以获得完整的个体。
例如，胡萝卜根组织的细胞可发育成完整的新植株。(如图)
分析以下事实：
①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；
②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。
基于以上事实，下列选项错误的是( )
A．高度分化的动植物细胞都具有全能性
B．高度分化的动物细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．高度分化的植物细胞具有全能性
【尝试解答】 A
例1
【解析】 事实①可证明植物细胞的全能性，事实②只能证明动物细胞核具有全能性。细胞具有全能性的原因是生物体的每个细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
细胞的分化、衰老、凋亡和坏死
1．细胞分化
它是在细胞分裂产生新细胞的基础上，一部分细胞在形态、结构和生理功能方面发生了稳定性的变化，从而成为具有特定功能的细胞的过程。经分化产生的细胞以特定结构和功能的器官、系统组成生物体。细胞分化是生物体发育的细胞学基础。
2．细胞的衰老
正常的细胞在分裂达到一定次数之后，其生活与增殖能力大大降低，成为衰老细胞。
3．细胞凋亡与坏死
细胞凋亡是由基因调控的细胞程序性死亡，是一种正常的生理过程，对个体发育有积极意义。细胞坏死则是因强烈外界刺激或损伤引起的一种病理性过程。
细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是( )
A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的
B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡
C．细胞癌变是细胞高度分化的结果
D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物
例2
【尝试解答】 B
【解析】 在人体中，既有新细胞的产生，又有细胞的衰老，故各种组织细胞的衰老不是同步的；细胞癌变是细胞异常分化的结果；皮肤上的“老年斑”是细胞衰老的产物。
章末综合检测
本部分内容讲解结束
点此进入课件目录
按ESC键退出全屏播放
谢谢使用(共37张PPT)
第1节 细胞的分化
课标领航
1．理解并阐述细胞分化的含义。
2．举例说明细胞的全能性。
3．搜集有关干细胞研究进展和应用材料。
近年来，经过我国生物学家和医
学专家的共同努力，我国在干细
胞的基础理论研究和实践应用方
面均取得了许多重要成果。例如，目前北京市眼科医院就已基本掌握了通过培养、移植角膜干细胞，治疗角膜损伤、坏孔性盲症的技术，并通过临床试验获得初步成功，让许多盲人重见光明。角膜干细胞主要经过什么过程变成为角膜？
提示：主要经过细胞分裂和细胞分化两大基本生理过程。
情景导引
核心要点突破
知能过关演练
第1节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、细胞分化
1．概念：在个体发育中，________细胞的后代在形态、_______和______________上发生稳定性差异的过程。
2．细胞分化的特点
(1)细胞分化是一种_________的变化，它发生在生物体的整个生命进程中，但在________时期达到最大限度。
(2)细胞分化是____________的。
相同
结构
生理功能
持久性
胚胎
不可逆转
3．细胞分化的结果
经过细胞分化，在多细胞生物体内就会形成各种不同的________________。
4．细胞分化的原因
在个体发育过程中，不同的细胞___________的执行情况不同，即基因_____________表达的结果。
思考感悟
同一生物体不同组织、器官的细胞所含遗传物质是否相同？试分析原因。
【提示】 相同。它们均由同一受精卵有丝分裂而来。
细胞和组织
遗传信息
选择性
二、细胞的全能性
1．概念：细胞的全能性指已经_________的细胞。仍然具有发育成完整个体的潜能。
2．全能性的原因：细胞中含有该物种遗传性的全套____________。
3．动物细胞的全能性
(1)已分化的动物体细胞的_________仍具有全能性。
(2)目前，还不能将已分化的动物体细胞培养成新个体。
分化
遗传物质
细胞核
4．干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，如骨髓中的___________能增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板。可分为_______________、_____________、专能干细胞。
造血干细胞
全能干细胞
多能干细胞
核心要点突破
细胞分化的理解
1．细胞分化的概念
(1)发生时间：个体发育过程中。
(2)细胞来源：一个或一种细胞。
(3)细胞变化：在形态、结论和生理功能上发生稳定性差异。
2．细胞分化过程图示
3．细胞分化的特点
(1)持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中，在胚胎期达到最大限度。
(2)不可逆性：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。
(3)普遍性：是生物界中普遍存在的一种生命现象，是生物个体发育的基础。
4．细胞分化的原因
(1)基础：各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。
(2)实质：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成不同的蛋白质，即各种细胞具有完全相同的遗传信息，但不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的。
(3)结果：形成形态、结构和功能都有很大差异的细胞和组织。
图解如下：
(1)细胞分化使细胞类型增多，数目不变；细胞分裂使细胞数目增多，但细胞类型不变；细胞分裂是细胞分化的基础。
(2)细胞分化不会引起细胞内遗传物质的改变：细胞分化是伴随着细胞分裂进行的，亲代与子代细胞的形态、结构或功能发生改变，但细胞内的遗传物质却不变。
(3)只要生命存在，细胞分化就不断在进行。
特别提醒
5．细胞分化的意义
细胞分化是个体发育的基础。个体发育是通过细胞增殖和细胞分化来实现的。细胞增殖只能使细胞的数目增多，细胞生长只能使细胞体积增大。只有通过细胞分化才能产生出不同形态、不同结构、不同功能的细胞，由这些不同的细胞再构成组织，进而形成胚胎、幼体，并发育成成体。
(2009年高考上海卷)下图所示的细胞类型转换过程称为( )
A．细胞融合 B．细胞生长
C．细胞分裂 D．细胞分化
【尝试解答】 D
【解析】 据图可知，一个细胞的形态结构在不断发生变化，而数量没变，显然是在分化。
例1
【名师点睛】 细胞分裂与细胞分化的区别与联系
项目 细胞分裂 细胞分化
定义 细胞增殖的过程 相同细胞的后代产生稳定性差异的过程
原因 ①细胞表面积与体积发展的不平衡；②细胞核与细胞质发展的不平衡；③生殖的需要 基因的选择性表达
结果 生成相同的细胞，增加细胞数量 生成不同的细胞，增加细胞种类
项目 细胞分裂 细胞分化
意义 ①促进多细胞个体的生长②单细胞个体的增殖 ①组织、器官的形成与完善②组织、器官的修复
特性 周期性 稳定性、差异性、不可逆性
联系 都是生物体重要的生命特征。细胞分裂与分化往往相伴相随，常常出现边分裂边分化的现象。其次，细胞的分化并不是单个或少数细胞的孤立变化，必须以细胞增殖生成一定数量的细胞为基础
跟踪训练 (2009高考山东卷)细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢侈基因的是( )
A．血红蛋白基因 B．ATP合成酶基因
C．DNA解旋酶基因 D．核糖体蛋白基因
解析：选A。本题考查对基因选择性表达概念的理解。只有在红细胞中，控制血红蛋白合成的基因才能选择性地表达。而其他选项中的ATP合成酶基因、DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有生命活动的细胞中都要表达而分别合成ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白。
细胞全能性的理解
1．细胞全能性原因
已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。
2．细胞全能性的表达
(1)条件：在离体状态下，需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等，还需要适宜的温度等条件。
(2)差异
①植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性受到极大限制，但动物细胞核的全能性可以表达。
②同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵>生殖细胞>体细胞。
③随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
④与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。
3．细胞全能性的应用
(1)植物组织培养
①理论基础：植物细胞的全能性。
一般而言，细胞分化程度越高时，全能性表达能力越低，但生殖细胞仍具较高的全能性，细胞全能性大小可排序如下：
(1)受精卵>生殖细胞>分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
(2)植物细胞全能性>动物细胞全能性。
(3)高等动物受精卵第一次分裂形成的两个细胞具备与受精卵类似的全能性。
5．干细胞的研究
(1)种类
名称 特点 实例
全能干细胞 可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体 胚胎干细胞
多能干细胞 可发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体 造血干细胞
专能干细胞 只能分化成某一类型的细胞 神经干细胞
(2)干细胞的研究意义举例
①克隆动物：由体细胞作为核供体，进行克隆动物，虽然易于取材，但克隆动物个体中表现出严重的生理或免疫缺陷，而且多为致命性的；
②转基因动物：以胚胎干细胞作为载体，可大大加快转基因动物生产的速度，提高成功率；
③细胞工程：人工诱导胚胎干细胞定向分化，培育出特定的组织和器官，用于医学治疗。
动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是
( )
例2
A．a过程表示干细胞能自我更新
B．b、c过程表示细胞具有分化能力
C．a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
【尝试解答】 D
【解析】 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化为特定的细胞或组织。
【名师点睛】 植物的体细胞全能性易于表现，动物细胞全能性受到极大限制，但动物细胞核的全能性得以证实(如动物克隆)。受精卵全能性最大。一般情况下，分化程度越高，全能性越低，二者呈负相关。同一生物体内细胞的全能性高低为：受精卵>生殖细胞>体细胞；增殖细胞>不增殖细胞。早期胚胎细胞和干细胞都具有明显的全能性。
跟踪训练 在生物体内，细胞没有表现出全能性而是分化为不同的器官，其原因是( )
A．细胞丧失了全能性
B．不同细胞中遗传信息的执行情况不同
C．不同的细胞中遗传信息不完全相同
D．在个体发育的不同时期，细胞内的遗传物质发生了变化
解析：选B。生物体内细胞不能表达全能性是基因选择性表达的结果。
知能过关演练
视野拓展
干细胞
1．概念及分类
干细胞是具有强大的多方向分化潜能和自我更新能力的一类未分化细胞。干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三种类型。全能干细胞是可以发育成一个完整个体的未分化细胞，如受精卵。多能干细胞是指能分化成除胎盘之外所有其他组织细胞的未分化细胞，如ES细胞，它的分化能力仅次于受精卵。专能干细胞是指与特定器官和特定功能相关的一类干细胞，如神经干细胞、造血干细胞等。
干细胞按来源不同又分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。胚胎干细胞来自于胚胎；成体干细胞来自于已出生的人体，如人体各种组织中的干细胞。
2．来源
干细胞可以通过以下四个途径获得：
(1)从体外培养的胚胎获得；
(2)从早期流产的胎儿中获得；
(3)从克隆的胚胎中获得；
(4)从成体中获得。
3．应用
干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗、基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究等。其中最吸引人的应用，是将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官。比如，将干细胞在体外分化为胰岛素细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。人们预言，干细胞有可能用于治疗人类几乎所有的组织坏死性或退化性疾病，它将是人类医疗史上的一次革命。
细胞分化是一种持久性变化，它发生在生物体的整个生命进程中，但在发育的不同阶段，细胞分化程度不同，胚胎时期(三胚层的原肠胚时期)达到最大限度。
3．细胞分化与细胞内遗传物质变化
从最终来源上看，生物体不同细胞均来自受精卵的有丝分裂，由于有丝分裂过程中遗传物质几乎不发生变化，因而，同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传物质。但是，在个体发育过程中，由于各种因素的影响，在基因调控下，不同部位的不同细胞在不同时期选择表达不同基因，合成不同的蛋白质，使细胞表现出不同的形态及生理特征。
4．细胞分化的不可逆性及脱分化
在生物体内，细胞分化是一种稳定的持久性变化，这种变化是不可逆转的。但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞由于含有发育成完整生物体的全套遗传物质，因而经一定人工培养后可发育成一个完整的生物体。
本部分内容讲解结束
点此进入课件目录
按ESC键退出全屏播放
谢谢使用
