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第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
系统
个体
骨细胞
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
上皮组织
肌肉组织
神经组织
结缔组织
器官
受精卵
?
胚胎
干细胞
?
细胞分裂
细胞分化
多细胞生物体的生长发育靠 完成。
细胞分裂和细胞分化
一、细胞分化
在个体发育中,
由 增殖产生的后代,
在 上发生 稳定性差异的过程。
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
1、概念:
思考
1.细胞分化只发生在胚胎发育时期,
还是发生在生物体生命的整个过程中呢?
发生在整个生命过程中,胚胎时期达到最大
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
例一:骨髓移植
例二:
表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞,以补充死亡脱落的角质层细胞
表皮细胞
叶肉细胞
贮藏细胞
受精卵
分裂分化
根尖分生区细胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根冠细胞
例三:
例四:
(保护作用)
(光合作用)
(储藏营养物质)
2、特点
细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度(动物)。
一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。
是生物界普遍存在的生命现象,
是生物个体发育的基础。
持久性
稳定性
不可逆性
已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态
普遍性
3、意义:
①细胞分化是 的基础;
②使多细胞生物体中的细胞趋向 ,有利于提高各种 的效率。
生物个体发育
专门化
生理功能
一、细胞分化
I
Ⅱ
1、图中I过程表示 ,II过程表示 。
2、a、b、c、d四种细胞细胞核中的遗传物质是否相同?为什么?
细胞分裂 细胞分化
相同
为什么,一个个体各种细胞遗传信息完全相同,
但形态、结构和功能却有如此大的差异?
一、细胞分化
4、原因:
肌动蛋白基因 B
血红蛋白基因 A
开启/表达
关闭
合成血红蛋白
(不合成肌动蛋白)
E
D
C
A
B
红细胞
基因:
E
D
C
A
B
肌细胞
基因:
血红蛋白基因 A
肌动蛋白基因 B
关闭
开启/表达
合成肌动蛋白
(不合成血红蛋白)
基因选择性表达
即:不同细胞中遗传信息表达情况不同
根本原因:
直接原因:
蛋白质的结构和功能不同
不同细胞中有表达相同的基因吗?
如:呼吸酶基因
同一个体的不同细胞中基因相同,蛋白质不完全相同。
大本P99
典例剖析
D
1、下列对于细胞分化不同水平的分析,错误的是( )
A. 从细胞水平分析,细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果
B. 从细胞的亚显微结构水平分析,细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果
C. 从蛋白质分子的角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量、功能改变的结果,这是细胞分化的根本原因
D. 从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
C
小本P45-素养提升
二、细胞的全能性
资料1:1958年,美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部细胞,放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,成功地培育出了一棵完整的植株。
高度分化的植物细胞仍然具有发育成 的能力,即植物细胞具有 。
完整植株
全能性
胡萝卜韧皮部细胞
结论:
植物组织培养
二、细胞的全能性
1、细胞全能性:
2、原因:
细胞中含有本物种全套遗传物质
1、植物细胞若在植物体内能否表现出全能性?表现出全能性还需要哪些条件?
细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
条件:
①离体状态
②植物激素和营养物质(水、无机盐、糖类等)
③适宜的条件(温度、pH等)
2、一粒种子培育成植株是否体现细胞的全能性?
没有,是个体正常发育的过程
知识回顾
在 中,由 增殖产生的后代,
在 上发生 稳定性差异的过程。
1、细胞分化概念:
个体发育
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
2、细胞分化特点:
① (细胞分化贯穿于生物体整个生命过程)
② (分化的细胞保持分化后的状态,直至死亡)
③ (分化的细胞一般不能再回到分化前的状态)
④ (生物界普遍存在的生命现象)
4、根本原因:
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
3、细胞分化的意义:
①细胞分化是 的基础;
②使多细胞生物体中的细胞趋向 ,有利于提高各种 。
直接原因:
生物个体发育
专门化
生理功能的效率
基因选择性表达
即:不同细胞中遗传信息表达情况不同
蛋白质的结构和功能不同
知识回顾
1、细胞全能性:
细胞经分裂和分化后,仍具有产生 或
的潜能和特性。
完整有机体
分化成其他各种细胞
2、原因:
3、植物组织培养的应用:
细胞中含有本物种全套遗传物质
①快速大量繁殖花卉和蔬菜
②培养微型观赏植株
③拯救濒危物种
④培育新品种
4、一粒种子培育成植株是否体现细胞的全能性?
没有,是个体正常发育的过程
3、植物细胞全能性的应用(植物组织培养)
快速大量繁殖花卉和蔬菜
培养微型观赏植株
拯救濒危物种
植物界大熊猫
红豆杉
抗虫棉
培育新品种
4.动物细胞核的全能性
已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢?
思考
资料2:科学家将非洲爪蟾的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞,获得新个体。
4、动物细胞核的全能性
3、将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗?
与资料1相比,你能得出什么结论?
细胞核
去核
卵细胞
结论:
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
克隆羊“多利”
克隆猴“中中”和“华华”
白鳍豚(水中大熊猫)
用克隆技术拯救濒危动物
干细胞:
是否体现了细胞的全能性?
体现细胞的全能性
白血病
5、干细胞
1、没有分化的细胞,如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体分生组织细胞具有全能性吗?
全能性大小:
受精卵/早期胚胎细胞 精子/卵细胞 体细胞
分化程度:
受精卵/早期胚胎细胞 精子/卵细胞 体细胞
<
<
>
>
分化程度越高,全能性越低
细胞分化 细胞的全能性
原因
特点
结果
联系 ①两者的遗传物质 改变; ②一般情况下,分化程度越高,全能性 。 形成 、 、
和 不同的细胞
①持久性;
②稳定性;③不可逆性;④普遍性。
①直接原因:
②根本原因:
蛋白质的结构和功能不同;
基因选择性表达。
形态 结构
生理功能
植物 具有全能性;
动物 具有全能性。
含有本物种
全套遗传物质
产生 或
分化成其他 .
细胞
细胞核
完整有机体
各种细胞
不发生
越低
大本P100-学以致用
B