資源簡介

(共20張PPT)
細胞的生命歷程
第二節
細胞通過分化產生不同類型的細胞
這些細胞是怎么來的？
受精卵
有絲分裂
細胞分化
系統
人體
骨細胞
上皮
細胞
肌肉
細胞
神經細胞
上皮組織
肌肉組織
神經組織
結締組織
器官
細胞群
1、概念：
在個體發育中，細胞在形態、結構和功能上發生持久的、差異性變化的過程。
一、細胞分化
所有細胞都能細胞分化嗎？
特別注意：高度分化的細胞一般失去分裂能力。如：人的紅細胞、神經細胞和漿細胞等。
2.細胞分化的特點
資料分析：
①哺乳動物高度分化的成熟紅細胞不會再返回到有核的前體細胞即造血干細胞。
造血干細胞（有核）
成熟紅細胞（無核）
細胞分化
脫分化？
不可逆性和穩定性：一旦細胞沿著一定方向分化后，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直至死亡，而不會脫分化到原先未分化的狀態。
X
高等動物的個體發育
胚胎發育
胚后發育
持久性：細胞分化發生在生物個體發育的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度。
2.細胞分化的特點
2.細胞分化的特點
普遍性：細胞分化是生物界普遍存在的生命現象，是生物個體發育的基礎。
受精卵
有絲分裂
細胞分化
系統
人體
骨細胞
上皮
細胞
肌肉
細胞
神經細胞
上皮組織
肌肉組織
神經組織
結締組織
器官
細胞群
這些細胞核內的DNA一樣嗎？
為什么這些細胞形態、結構和功能存在異？
紅細胞
肌肉細胞
3.細胞分化的原因
血紅蛋白基因
肌動蛋白基因
血紅蛋白基因
肌動蛋白基因
（開）
（關）
（開）
（關）
分化的原因：基因的選擇性表達
4、細胞分化的結果
形成形態、結構和功能不同的細胞和組織。
血紅蛋白
肌動蛋白
肌動蛋白
血紅蛋白
（×）
（×）
干細胞分化產生不同類型的細胞示意圖
從中我們能得出干細胞有什么特點？
二、干細胞
一類可以分化成為各種細胞的未分化細胞（具有分裂和分化能力的細胞）。
全能干細胞：受精卵和早期的胚胎細胞都是具有全能性的細胞。
分化潛能大小：受精卵＞胚胎干細胞＞生殖細胞＞體細胞（植物細胞＞動物細胞）。
思考和討論：已經發生高度分化的細胞，還能像受精卵或早期胚胎細胞那樣，再分化成其它細胞嗎？
實驗結論：在離體時給予細胞一定條件，高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的潛能，即植物細胞具有全能性。
三、細胞的全能性
愈傷組織
胚狀體
試管苗
一團排列疏松而無規則、高度液泡化的、呈無定形狀態的、具有分生能力的薄壁細胞。
克隆羊“多莉”（Dolly）的誕生
白面母羊A
代孕母羊C
去核卵細胞
乳腺細胞（體細胞）
新的重組卵細胞發育成胚胎
植入子宮
未受精的卵細胞
多莉羊
細胞核
去核
黑面母羊B
核移植
取核
克隆→無性繁殖
但是目前為止，人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養成新的個體。
1.動物細胞核的全能性
已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。
2.
細胞核具有全能性的原因
細胞核中有本物種的全套遺傳物質。
全能性大小：細胞分化程度越高，全能性越低。如：受精卵＞胚胎干細胞＞生殖細胞＞體細胞（植物細胞＞動物細胞）。
細胞全能性的應用
①利用植物組織培養技術快速繁殖珍貴花卉；②利用動物克隆技術拯救珍稀瀕危物種；③干細胞移植治療白血病；④干細胞再生技術克隆人體器官，用于器官移植。
試管苗
長江女神：白鰭豚
心臟移植
A
1.下列有關細胞全能性的的敘述，正確的是(
)
A.組織培養繁育花卉所利用的原理是細胞具有全能性
B.克隆羊的誕生充分說明高度分化的動物細胞具有全能性
C.用花粉培育成的植株往往高度不育，說明花粉細胞不具有全能性
D.愈傷組織的形成說明高度分化的植物細胞具有全能性
練習
2.下列發生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是(　　)
A.玉米種子萌發長成新植株
B.小鼠骨髓造血干細胞形成各種細胞
C.小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株
D.胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株
D
3.如圖是某細胞a所發生的一些生理過程，據圖回答下列問題：
（1）圖A表示
過程，真核細胞該過程的主要方式是
；圖B表示
過程。
（2）圖中b、c、d、e具有相同的
。
（3）若a為植物細胞，而d能在體外條件下培養成一個植物體，說明d具有
。圖中a、b、c、d、e這5個細胞相比，
細胞的全能性最大？
（4）若圖中e能合成血紅蛋白，則b、c、d都
（能/不能）合成，其主要原因是
。
細胞增殖
有絲分裂
細胞分化
遺傳物質
全能性
不能
控制合成血紅蛋白的基因未表達
a細胞通過分化產生不同類型的細胞
預習梳理
一、細胞分化
1.細胞在
、
和
上發生的、
變化的過程稱為細胞分化。
2.?生物的個體發育就是通過
過程來實現的。
3.?正常情況下細胞分化是
的，一旦沿著一定方向分化,便
返回到原來的狀態。細胞癌變是細胞
，導致細胞不受控制地分裂。
二、干細胞及其應用
1.概念:干細胞是-類可以分化成為各種細胞的
細胞。
2.分類:根據分化潛能的不同，干細胞可以分為
、
等。
3.應用:醫學上，干細胞的研究為器官移植提供了新的思路，為癌癥、癲癇、糖尿病等疾病的根治帶來了希望。
三、細胞的全能性
1.受精卵具有分化出各種細胞的
，這種潛能是細胞
的表現。
2.植物細胞與動物細胞不同，高度分化的植物組織細胞仍具有發育成
的能力，也就是說有
如胡蘿卜根細胞分化成植株的實驗。
3.動物的體細胞不表現出全能性，其原因是
的限制,但細胞核不同，細胞核中有該物種的
，所以細胞核具有全能性，如蛙的核移植實驗。多莉羊的成功克隆也證明了
。
[歸納拓展]
1.?細胞分裂與分化的關系
項目
細胞分裂
細胞分化
原因
①細胞表面積和體積發展不平衡:②細胞核與細胞質發展不平衡:③增殖的需要
遺傳物質(基因)的差異性表達
結果
生成相同的細胞
生成不同的細胞
意義
①促進多細胞個體形成、生長和發育:②單細胞生物形成新個體
①組織、器官的形成與完善;②組織、器官的修復
特性
①不是所有細胞都進行有絲分裂;②具有細胞周期
①穩定性差異;②不可逆性
聯系
生物的個體發有是通過細胞包分裂和細胞分化過程共同實現的
2.細胞分化的機理
細胞分化是以細胞分裂為基礎的。就一個個體來說，正常情況下，各種體細胞具有完全相同的遺傳信息，只是在不同細胞中遺傳信息的執行情況不同，是遺傳信息(基因)的選擇性表達。因此，細胞分化并非由遺傳物質丟失造成的，它與遺傳物質有選擇的發揮作用有關。例如圖4-2-2為某一人體的肌肉細胞?、未成熟紅程的模式圖。細胞和神經細胞產生過程模式圖
1．受精卵經多次分裂產生形態、結構和功能不同的后代細胞，發生這種差異的過程稱為(　　)
A．細胞分化
B．細胞癌變
C．細胞衰老
D．細胞凋亡
解析　細胞的后代在形態、結構、功能上發生差異的過程稱為細胞分化。
答案　A
2．細胞分化的根本原因是(　　)
A．細胞核中基因發生突變
B．細胞中細胞器的種類發生改變
C．細胞核中基因的選擇性表達
D．細胞中合成的蛋白質發生改變
解析　細胞分化是指在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，由于同一個生物體內不同的細胞都來自于同一個受精卵，所以不同細胞中遺傳物質相同，但是不同的細胞表達的基因不同，所以不同的細胞形態結構和功能不同，即這是基因選擇性表達的結果。
答案　C
【歸納拓展】
1.干細胞的特點:?一個顯著特點是進行不對稱分裂，就是干細胞經過次分裂所產生的兩個細胞中，一個仍然?是干細胞,另一個經過多次分裂后，會變成各式各樣的體細胞。
2.?干細胞的應用:
(1)千細胞移植治療白血病。
(2)利用干細胞在體外培養出組織和器官，并最終通過組織和器官移植實現對臨床疾病的治療等。
【歸納拓展】
細胞分化、細胞全能性及相互比較
細胞分化
細胞全能性
原理
細胞內遺傳物質的選擇性表達
含有本物種全套遺傳物質
特點
①穩定性②不可逆性
①高度分化的植物體細胞具有全能性，植物細胞在離體的情況下,在一定的外界條件下，才能表現其全能性:②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性。例如:動物克隆
結果
形成形態、結構、功能不同的細胞
形成新的個體
大小比較
細胞分化程度有高低之分，如體細胞>生殖細?胞>受精卵
細胞全能性有大小之分如受精卵>生殖細胞>體細胞
關系
①兩者的遺傳物質都不發生改變:
②細胞的分化程度越高，具有的全能性越小
注意:由體細胞發育成一個個體能證明體細胞的全能性.故判斷體細胞是否具有全能性是看起點和終點，起點是“已分化的體細胞”，終點是發育成“個體”
[反饋評價]
1下列關于細胞分化和細胞全能性的敘述，正確的是
B
A.高度分化的動植物細胞仍具備全能性
B.細胞的分化程度與細胞的分裂能力呈負相關
C.多莉羊的成功證明了高度分化的動物細胞具有全能性
D,細胞的全能性是指已分化的細胞能恢復到分化前的狀態
2下列哪種細胞的全能性最容易表達出來
B
A.青蛙的上皮細胞
B.?胡蘿卜的韌皮部細胞
C.大白鼠的肝臟細胞
D.人皮膚生發層細胞
當堂自測
1．下列過程不屬于細胞分化的是(　　)
A．B淋巴細胞形成漿細胞
B．胚胎干細胞形成神經細胞
C．質壁分離植物細胞的復原
D．蜥蜴斷尾再生
答案　C
2．下列有關細胞分化的說法，錯誤的是(　　)
A．細胞分化與生物發育有密切關系
B．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象
C．細胞分化僅發生在胚胎時期
D．細胞分化是細胞在形態、結構和功能上發生穩定性差異的過程
解析　細胞分化是一種持久性的變化，它不僅發生在胚胎時期，也發生在生物體的其他生命過程中，只是在胚胎時期達到最大限度。
答案　C
3．正常人體內的造血干細胞能分裂產生各種血細胞，在體外和某些因素的誘導下，卻可以分化為神經細胞和肝細胞。其根本原因是這些造血干細胞(　　)
A．有旺盛的分裂能力
B．能合成神經細胞或肝細胞需要的蛋白質
C．還沒有分化
D．具有與受精卵相同的全套遺傳基因
解析　細胞具有全能性的原因是分化的細胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質。
答案　D
4．通過特定方法，科學家將小鼠和人已分化的體細胞成功地轉變成了類胚胎干細胞。有關分化的體細胞和類胚胎干細胞的描述，正確的是(　　)
A．類胚胎干細胞能夠分化成多種細胞
B．分化的體細胞丟失了某些基因
C．二者功能有差異，但形態沒有差異
D．二者基因組成相同，且表達的基因相同
解析　干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。類胚胎干細胞與胚胎干細胞具有相似的特性，能夠分化成多種細胞。
答案　A
5．下列有關干細胞和細胞全能性的敘述，正確的是(　　)
A．植物的成熟體細胞比動物的成熟體細胞更容易實現全能性
B．科學家們已經證實動物的成熟體細胞具有全能性
C．干細胞就是體外培養條件下容易實現全能性的細胞
D．在生物體內，細胞并沒有表現出全能性的原因是細胞核遺傳物質改變
解析　目前科學家們用細胞核移植的辦法證明了動物細胞細胞核的全能性，而整個細胞的全能性還沒有辦法實現，所以植物成熟細胞的全能性要比動物細胞全能性更易表達。干細胞是有持續分裂、分化能力的細胞。生物體內的細胞由于發生了基因的選擇性表達而不能體現全能性。答案　A
6．細胞正常分化的結果是(　　)
A．增加細胞蛋白質種類
B．賦予不同種類細胞特異的結構和功能
C．使細胞代謝增強
D．使細胞的全能性更易表現
解析　細胞分化是基因的選擇性表達，使細胞具有特定的結構和功能，使細胞的種類增多。分化程度越高的細胞，全能性越不容易表現。
答案　B
7．有關細胞全能性的敘述，不正確的是(　　)
A．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高
B．由于分化，在生物體內細胞的全能性不能表達
C．與受精卵一樣，卵細胞屬于未分化的細胞，分裂能力強，全能性高
D．在一定條件下，離體培養的植物細胞能表現出全能性
解析　不同細胞的全能性不同。一般來說，分化程度越低的細胞，分裂能力越強，全能性越高。受精卵是未分化的細胞，在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高；但是卵細胞屬于高度分化的細胞，也具有較強的全能性。
答案　C
8．人的造血干細胞能增殖、分化產生各種血細胞，此過程(　　)
A．體現了細胞的全能性
B．細胞的形態、結構和生理功能不變
C．細胞中基因選擇性表達
D．細胞中不會出現染色體和紡錘體的變化
解析　細胞的全能性是指已經分化的細胞仍然具有發育成完整生物體的潛能，故該細胞分化未體現細胞的全能性，A錯誤；細胞分化過程中細胞的形態、結構和生理功能均發生改變，B錯誤；細胞分化是基因選擇性表達的結果，C正確；細胞增殖過程中會出現染色體和紡錘體的變化，D錯誤。
答案　C
[預習梳理]
一、1.形態
結構
功能
持久差異性
2.細胞的分化
3.不可逆
不會
異常分化
二、1.未分化
2.?全能干細胞
多能干細胞
三、1.潛能全能性
2.完整植株全能性
3.受到了細胞內物質
全部遺傳物質
細胞核的全能性

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