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第6章第2节
细胞的分化
分裂
分裂和分化
分裂
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
构成人体的器官有四种组织:上皮组织、肌肉组织、结缔组织、神经组织,这些组织又是由一些相似的细胞所构成。如下图:
(一)细胞分化
1.这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞,正常情况下,它们还能恢复成早期胚胎细胞吗?一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞?
正常情况下,它们不能恢复成早期胚胎细胞,也不会转变成其他组织的细胞。
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
功能:光合作用
功能:保护功能
功能:贮藏营养物质
(一)细胞分化
同一植物体的不同细胞形态、结构、功能各不相同,
但也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
普遍性:细胞分化是生物界中普遍存在的现象。
持久性:细胞分化发生在整个生命进程中,在胚胎时期分化程度最大。
稳定性:已经分化的细胞在生物体内不会变成其他细胞。
细胞分化的特点:
在个体发育中,由 增殖产生的后代,在___________ _ 上发生 的过程,叫细胞分化。
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
稳定性差异
(一)细胞分化
细胞分化意义
① ;
②使多细胞生物体中细胞趋向 ,利于提高各种 。
生理功能的效率
专门化
是生物体正常发育的基础
细胞分化的本质
基因的选择性表达的结果,即不同种类的细胞中遗传物质不变,但表达情况不同。
受精卵
(一)细胞分化
下表为三种不同细胞中基因存在及表达情况。下列说法不正确的是( D )
基因存在情况 基因表达情况
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰岛B细胞 (合成胰岛素) √ √ √ √ √ √
眼晶状体细胞 (胚胎中) √ √ √ √ √ √
神经细胞 √ √ √ √ √ √
A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因
B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C.三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵
D.三种细胞不同的根本原因是细胞中的遗传信息不同
(二)细胞的全能性
思考:已经高度分化的细胞,在一定条件下还能再分化成其他细胞吗?
结论:已分化的植物细胞在离体培养下能形成完整的植物体
高度分化的植物细胞具有全能性
植物组织培养
1958年,美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部的一些细胞放入培养液中培养,结果这些细胞旺盛地分裂和生长,最终长成一株新的植株。
(二)细胞的全能性
思考:如果把胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞,在适宜条件下也能发育成新的植株吗?
能
植物组织培养
蛙卵
(体细胞)
蝌蚪的肠上皮细胞
未受精的卵细胞
蝌蚪
新的卵细胞
8细胞胚
去核卵细胞
提取细胞核
非洲爪蟾实验:
紫外线
讨论3:
如果将蝌蚪的肠上皮细胞进行单独培养,能获得新个体吗?与资料1相比,能得出什么结论呢?
不能,说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性
(二)细胞的全能性
(二)细胞的全能性
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
(二)细胞的全能性
1、概念
(二)细胞的全能性
细胞分裂和分化后,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;
动、植物体内,尚未分化的细胞:受精卵、早期胚胎细胞、植物分生区细胞等也具有全能性;
2、原因
细胞内有这个生物体全套的遗传信息
3、特点
(二)细胞的全能性
1、植物细胞的全能性
动物细胞的全能性
>
细胞分化程度越 ,全能性越 。
低
高
高度分化的植物细胞都具有全能性,而已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性;
受精卵的全能性 体细胞的全能性
>
2.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____。
①
③
(二)细胞的全能性
下列实验中,能体现细胞全能性的是 ( ①③⑤ )
①玉米花粉粒培育出植株
②核移植获得的重组细胞培育出鲤-鲫移核鱼
③用烟草组织细胞培育出了可育的完整植株
④植物用种子繁殖后代
⑤用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培育出了可育的植株
(二)细胞的全能性的应用
1.快速繁殖花卉、蔬菜——植物组织培养
(二)细胞的全能性的应用
2.拯救珍稀、濒危动植物
白鳍豚
金花茶
丹顶鹤
(二)细胞的全能性的应用
3.克隆人体器官,用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
(二)细胞的全能性的应用
骨髓中造血干细胞或脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病(白血病)
(二)细胞的全能性的应用
①全能干细胞:胚胎干细胞
②多能干细胞:造血干细胞
③专能干细胞:神经干细胞
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
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。
干细胞
例:动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对如图的相关叙述中,错误的是( )
A.a过程表示干细胞能自我更新
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力
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
D
1人胰岛细胞能产生胰岛素,但不能产生血红蛋白,据此推测胰岛细胞中( )
A.只有胰岛素基因
B.比人受精卵的基因要少
C.有胰岛素基因,也有血红蛋白基因和其它基因
D.有胰岛素基因和其它基因,没有血红蛋白基因
2.在细胞分化过程中,一般不发生改变的是( )
A.蛋白质的种类 B.染色体的数目
C.细胞的功能 D.基因表达的数目
3.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叫做( )
A.细胞分化 B.细胞分裂 C.细胞衰老 D.细胞癌变
C
随 堂 练 习
B
A