(共27张PPT)
第6章
第2节 细胞的分化
分裂
人体胚胎发育过程
1、概念:
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。
一、细胞分化
2、分化发生的时间:
生物体的整个生命进程中,胚胎时期达到最大限度。
(分化潜能随分化程度的增加而降低)
1.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。
3、细胞分化的特点
— 稳定性
— 不可逆性
3.细胞分化发生在整个生命进程中。(动物)胚胎时期达到最大限度。
— 持久性
2.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
想一想
* 细胞分化是否意味着细胞中遗传物质发生了改变?
不是。不同组织的细胞共同来源于受精卵,经有丝分裂产生,遗传物质没有改变。
* 同一个体,各种细胞的遗传信息完全相同,为什么其形态、结构、功能却有很大差异?
4.细胞分化的机理(根本原因):
不同细胞中遗传信息的执行情况不同,是基因的“选择性”表达.
全部基因
表达的基因
5、细胞分化的意义
1)是个体发育的基础,具有普遍性。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。
受精卵
平滑肌组织
红细胞
肌肉细胞
神经细胞
骨细胞
上皮组织
有丝分裂
早期胚胎
细胞
组织
器官
系统
个体
细胞分裂和分化
细胞分裂
细胞分化
4.细胞分化的意义是?
1.多细胞生物体发育起点是什么?
2.受精卵进行分裂的方式是什么?
3.什么是细胞分化?
5.细胞出现了分化,是否遗传物质发生了改变
受精卵
有丝分裂
P117—118
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。
阅读P117-118“细胞分化及其意义”并思考:
遗传物质没有改变
一.细胞的分化及其意义
细胞的分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
细胞分化的意义: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。
分化是个体发育的基础
构成人体的细 胞有二百多种
神经细胞
红细胞
平滑肌
脂肪细胞
疏松结缔组织
骨细胞
横纹肌细胞
小肠上皮细胞
植物体中有细胞分化现象吗
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。
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。
下列事实说明细胞分化具有哪些特征?
稳定性
不可逆性
细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
细胞分化在自然界普遍存在。
普遍性
细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程
问:就一个个体来说,各种细胞具有相同的
遗传信息,为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢?
资料:在红细胞中,与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态,与肌动蛋白(肌细胞中的一种蛋白质)合成有关的基因则处于关闭状态;在肌细胞中则相反。
分析:1.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗?
2.红细胞
血红蛋白基因开启
合成血红蛋白
肌细胞
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白
结论:细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致,即基因的选择性表达。
相同
基因的选择性表达再理解:
(1)从起源上看,甲、乙两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂增殖而来的,根据有丝分裂的特征,染色体经复制后平均分配到两个子细胞中,所以甲、乙中遗传信息是一样的。
(2)从发育过程上看,不同细胞中遗传信息的执行情况不同,于是就产生了与其功能相适应的蛋白质。
细胞分化程度越高,细胞的分裂能力越差,高度分化的细胞往往不再分裂。
细胞分化与分裂的关系:
细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞数量
形态结构功能
相 同点
联系
增加
相同
不变
差异
遗传信息都不变
共同完成生物个体发育过程,细胞分裂是细胞分化的基础。
1.植物组织培养的过程
由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株体现出植物细胞的什么特性?
已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
二.细胞的全能性
细胞的全能性
思考1:植物体上的细胞没有表现出全能性,而是分化成了不同的组织和器官,这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件?
需要离体,并提供一定外在条件。
思考2:图中试管里的培养液应该含有哪些物质?
植物激素、无机盐、糖类等物质。
思考3:植物细胞具有全能性的根本原因是什么?
已经分化的细胞都有一套和受精卵相同的遗传物质,且包含全部的遗传信息。
植物组织培养
离体的细胞、组织或器官
脱分化(又叫去分化)
愈伤组织(排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞)
再分化
根或芽等器官
植物体
(1)脱离母体
(2)给予适宜的营养和外界条件
的必要条件:
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”
新的卵细胞
发育成胚胎
去核卵细胞
提取细胞核
细胞融合
胚胎移植
遗传物质主要存在于细胞核中
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
细胞全能性大小的比较:
在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的动物细胞中,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
细胞全能性实例:
1、植物细胞具有全能性(植物的组织培养)
2、动物细胞核具有全能性(克隆羊“多莉” )
①植物体内
分生组织细胞(如根尖分生区细胞)
②动物体内
干细胞
动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞
除受精卵外,生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞?
干细胞的分类
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
如: 上皮基底层干细胞 成肌干细胞 神经元干细胞
上皮细胞
肌细胞
神经细胞
(根据分化潜能)
如受精卵
如胚胎干细胞
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大限度 ②稳定性和不可逆性: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:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础 ①高度分化的植物体细胞具有全能性
植物细胞在离体的情况下,在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性
②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性。例如,动物克隆技术
结果 形成形态、结构、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,如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分,如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高,具有的全能性越小
谢谢观看.