第六章、细胞的生命历程 第二节 细胞的分化生物体的组织是怎样形成的呢？生物体的组织是怎样形成的呢？它们是经过它们是经过细胞分化细胞分化形成的形成的细胞分化的过程大致为：细胞分裂所产生的新细胞分化的过程大致为：细胞分裂所产生的新细胞，起初在形态、结构方面都很相似，并且细胞，起初在形态、结构方面都很相似，并且都具有分裂能力。后来都具有分裂能力。后来，除了一小部分细胞仍除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外，然保持着分裂能力以外，大部分细胞失去了分大部分细胞失去了分裂能力。裂能力。在生长过程中，这些细胞在形态、结在生长过程中，这些细胞在形态、结构上逐渐发生了变化，也具有了不同的功能构上逐渐发生了变化，也具有了不同的功能。结果就逐渐形成了不同的组织。结果就逐渐形成了不同的组织。个个体体发发育育中中各各组组织织细细胞胞形形成成过过程程一、细胞分化一、细胞分化1. 概念概念: 在个体发育中，由一个或一在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在种细胞增殖产生的后代，在形态、形态、结构结构和和生理功能生理功能上发生上发生稳定性差稳定性差异异的过程称为细胞分化的过程称为细胞分化。细胞增殖细胞增殖有丝分裂有丝分裂稳定性稳定性已经分化的细胞一般不会再分化、分裂已经分化的细胞一般不会再分化、分裂 细胞分化是仅仅发生在人的胚胎发育阶段细胞分化是仅仅发生在人的胚胎发育阶段, ,还还是贯穿于整个生命进程中是贯穿于整个生命进程中? ?这说明细胞分化具有什这说明细胞分化具有什么特点么特点? ?持久性持久性在细胞分化过程中在细胞分化过程中, ,假如当细胞分化形成假如当细胞分化形成细胞后细胞后, ,一般不会再表现出细胞反方向分化形成一般不会再表现出细胞反方向分化形成细胞细胞, ,这说明细胞分化具有这说明细胞分化具有不可逆性不可逆性研究发现：研究发现： 离体培养的上皮细胞，始终保持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。这说为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。这说明细胞分化具有明细胞分化具有 稳定性稳定性合成血红蛋白合成血红蛋白（运输氧）（运输氧）合成肌动蛋白合成肌动蛋白（收缩和舒张）（收缩和舒张）红细胞红细胞肌细胞肌细胞同种胚同种胚胎细胞胎细胞血红蛋白基因活动血红蛋白基因活动肌动蛋白基因关闭肌动蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭肌动蛋白基因活动肌动蛋白基因活动细胞分化细胞分化. .概念：概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在后代，在形态、结构形态、结构和和生理功能生理功能上发生上发生稳定性差异稳定性差异的过程称为细胞分化。的过程称为细胞分化。（）（）稳定性稳定性 （）（）不可逆性不可逆性 （）（）持久性持久性. .意义意义：生物界普遍存在的生命现象，是生物个生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础是多细胞生物体的细胞趋向体发育的基础是多细胞生物体的细胞趋向专门化，有利于提高各项生理功能的效率专门化，有利于提高各项生理功能的效率. .机制：不同细胞内的遗传信息执行情况不同机制：不同细胞内的遗传信息执行情况不同（实质：基因选择性表达）（实质：基因选择性表达）. .特点：特点：细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化细胞分化细胞分化细胞变化细胞变化细胞变化细胞变化细胞数量增多，细胞数量增多，细胞数量增多，细胞数量增多，形态结构功能形态结构功能形态结构功能形态结构功能相同相同相同相同细胞种类增多，细胞种类增多，细胞种类增多，细胞种类增多，形态结构功能形态结构功能形态结构功能形态结构功能稳定性差稳定性差异异发生时间发生时间发生时间发生时间从受精卵开始，有些从受精卵开始，有些从受精卵开始，有些从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持部位的细胞终生保持部位的细胞终生保持部位的细胞终生保持分裂能力。分裂能力。分裂能力。分裂能力。整个生命进程中，胚胎整个生命进程中，胚胎整个生命进程中，胚胎整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。时期达到最大限度。时期达到最大限度。时期达到最大限度。意义意义意义意义保持了亲代和子代之保持了亲代和子代之保持了亲代和子代之保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性间遗传性状的稳定性间遗传性状的稳定性间遗传性状的稳定性没有细胞分化，生物体没有细胞分化，生物体没有细胞分化，生物体没有细胞分化，生物体不能正常生长发育不能正常生长发育不能正常生长发育不能正常生长发育联系联系联系联系细胞分裂是细胞分化的基础。随细胞分化程度细胞分裂是细胞分化的基础。随细胞分化程度的增进，细胞的分裂能力逐渐下降的增进，细胞的分裂能力逐渐下降二、细胞的全能性二、细胞的全能性19581958年美国斯图尔德的实验（组织培养）年美国斯图尔德的实验（组织培养）胡萝卜韧皮部细胞胡萝卜韧皮部细胞 含植物激素、无机盐、含植物激素、无机盐、糖类等物质的培养液中糖类等物质的培养液中 新的细胞群新的细胞群 细胞细胞分化分化 新的胡萝卜植株新的胡萝卜植株 已经分化了的细胞，已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体仍然具有发育成完整个体的潜能的潜能细胞的全能性细胞的全能性植物组织培养技术有哪些优点植物组织培养技术有哪些优点? ?在生产实践在生产实践上有何应用上有何应用? ?优点：优点：可以保留亲本的一些优良性状；取材可以保留亲本的一些优良性状；取材少，培养材料经济；人为控制培养条少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；繁殖快等件，不受自然条件影响；繁殖快等应用：用于培育植物优良品种应用：用于培育植物优良品种; ; 可以快速繁殖可以快速繁殖植物，可用于大规模栽培；培养无病毒植物，可用于大规模栽培；培养无病毒植株；可以拯救濒危物种等。植株；可以拯救濒危物种等。 绵羊绵羊“多莉多莉” 整个克隆过程如下：整个克隆过程如下： 母绵羊母绵羊A 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞） 母绵羊母绵羊B未受精的未受精的卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊C“多莉多莉” 新的卵细胞新的卵细胞 发育成胚胎发育成胚胎去核卵细胞去核卵细胞提取细胞核提取细胞核动植物细胞全能性的区别 优P56NO1 优化P56NO6 应用 细胞融合细胞融合胚胎移植胚胎移植遗传物质主要存在于细胞核中遗传物质主要存在于细胞核中已分化的动物体细胞的已分化的动物体细胞的细胞核细胞核具有全能性具有全能性芬兰多塞芬兰多塞特母绵羊特母绵羊苏格兰黑苏格兰黑面母绵羊面母绵羊苏格兰黑苏格兰黑面母绵羊面母绵羊“多利多利”的诞生的诞生证明证明: :已分化的已分化的动物体细胞的细动物体细胞的细胞核胞核具有全能性具有全能性但是目前为止但是目前为止, ,人人们们还没有成功地还没有成功地将将单个已分化的动物单个已分化的动物体细胞培养成新的体细胞培养成新的个体个体. .二、细胞的全能性二、细胞的全能性已经分化的细胞，仍然具有发育已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。. .原因：原因：细胞中具有该物种全套的遗传物质细胞中具有该物种全套的遗传物质. .实验证据：实验证据：植物植物实验实验：结论结论：胡萝卜韧皮部细胞的组织培养胡萝卜韧皮部细胞的组织培养植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性. .概念：概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，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，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做叫做细胞分化细胞分化。细胞分化的过程中，细胞内细胞分化的过程中，细胞内遗传物质没发生变化，遗传物质没发生变化，但遗传物质的表达不同。但遗传物质的表达不同。（细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果）（细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果）细胞分化程度越高，细胞全能性越低，细胞分化程度越高，细胞全能性越低，高度分化的细胞逐渐散失其全能性。高度分化的细胞逐渐散失其全能性。细胞分化程度越高，分裂能力越弱。细胞分化程度越高，分裂能力越弱。根据干细胞的分化能力：根据干细胞的分化能力：全能干细胞全能干细胞（可发育成完整个体，如胚胎干细胞）（可发育成完整个体，如胚胎干细胞）多能干细胞多能干细胞（可发育成多种组织和器官，如造血干细（可发育成多种组织和器官，如造血干细胞胞)专能干细胞专能干细胞（可发育成专门的组织和器官，如神经干（可发育成专门的组织和器官，如神经干细胞）细胞）根据干细胞的来源：根据干细胞的来源：胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞1.1.植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将 单个细胞放入特定的培养基中培养，获得了许单个细胞放入特定的培养基中培养，获得了许 多完整的植株，此过程依据的原理和技术分别多完整的植株，此过程依据的原理和技术分别 是是 （ ） A.A.细胞分裂和细胞工程细胞分裂和细胞工程 B.B.细胞分化和基因工程细胞分化和基因工程 C.C.细胞的全能性和组织培养细胞的全能性和组织培养 D.D.花药离体培养和单倍体育种花药离体培养和单倍体育种C 课课 堂堂 练练 习习2.2.乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层，乳腺细乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层，乳腺细 胞能够合成乳蛋白，不能合成唾液淀粉酶，而胞能够合成乳蛋白，不能合成唾液淀粉酶，而 唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释是（唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释是（ ） A.A.唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因 B.B.乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因 C.C.两种细胞都有合成乳蛋白和唾液淀粉酶的基两种细胞都有合成乳蛋白和唾液淀粉酶的基 因因 D.D.两种细胞中相关基因选择性的表达两种细胞中相关基因选择性的表达 D 3. 3.右图示某种植右图示某种植株的形成层细胞通过株的形成层细胞通过无菌操作接入试管后无菌操作接入试管后在一定条件下形成试管苗的培育过程，已知该植株在一定条件下形成试管苗的培育过程，已知该植株有有1010对染色体。请回答：对染色体。请回答： （1 1）愈伤组织是形成层细胞不断分裂后形成的）愈伤组织是形成层细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，在愈伤组织的培养过程中，必须不规则的细胞团，在愈伤组织的培养过程中，必须从培养基中获得从培养基中获得_ _ 和小分子有机物。和小分子有机物。 （2 2）试管苗的细胞核中有）试管苗的细胞核中有_个个DNADNA （3 3）该试管苗的形成经历了）该试管苗的形成经历了_等几个过程。等几个过程。水、无机盐水、无机盐形成形成层层愈伤愈伤组织组织试管试管苗苗20 细胞分裂、细胞分细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成、新个体的形成化、组织器官的形成、新个体的形成 4. 4.右图是美国科学家的实右图是美国科学家的实验，请据图分析：验，请据图分析： （1 1）分离出来的单个细胞）分离出来的单个细胞成为细胞团是通过成为细胞团是通过_来完成的；细胞团在发育成来完成的；细胞团在发育成胚状体和新植株的过程中，细胞的形态、结构和胚状体和新植株的过程中，细胞的形态、结构和功能逐渐向不同方向变化，这种现象称功能逐渐向不同方向变化，这种现象称_。 （2 2）该实验说明植物细胞具有）该实验说明植物细胞具有_。 （3 3）根据该实验推测，一个动物细胞是否能培）根据该实验推测，一个动物细胞是否能培养成一个完整的个体？原因是？养成一个完整的个体？原因是？_ _ 有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化 能。动物细胞的能。动物细胞的细胞核也具有该物种的全套遗传物质细胞核也具有该物种的全套遗传物质全能性全能性