第2节 细胞(xbo)的分化 第一页，共三十三页。请思考：请思考：多细胞生物发育的起点是什么？多细胞生物发育的起点是什么？受精卵进行分裂受精卵进行分裂(fnli)的方式是什么？的方式是什么？第二页，共三十三页。请思考：请思考：肌细胞、神经细胞、红细胞等有哪些不同肌细胞、神经细胞、红细胞等有哪些不同(b tn)？这些差异是如何形成的呢？这些差异是如何形成的呢？肌细胞肌细胞神经细胞神经细胞(shn jn x bo)红细胞红细胞第三页，共三十三页。1.1.概念概念(ginin)(ginin)： 在个体发育中，由一个或一种在个体发育中，由一个或一种(y zhn)(y zhn)细胞增殖产生的后细胞增殖产生的后代，在代，在形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能上发生上发生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程。一、细胞一、细胞(xbo)(xbo)分化及其意义分化及其意义第四页，共三十三页。受精卵受精卵细胞细胞(xbo)群群上皮组织上皮组织肌肉组织肌肉组织神经组织神经组织结缔组织结缔组织【思考】【思考】分别是什么分别是什么(shn me)生命现象生命现象？两者有何区别和联系呢？两者有何区别和联系呢？第五页，共三十三页。细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞数量细胞数量形态结形态结构和功能构和功能相同点相同点联系联系增加增加(zngji)(zngji)相同相同(xin (xin tn)tn)不变不变存在存在(cnzi)(cnzi)差差异异染色体和遗传信息都不变染色体和遗传信息都不变先分裂，后分化，细胞分裂是细胞分化的先分裂，后分化，细胞分裂是细胞分化的基础，共同完成生物个体发育过程基础，共同完成生物个体发育过程2.2.细胞分化与分裂的区别和联系细胞分化与分裂的区别和联系第六页，共三十三页。造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细胞早幼红细胞 中中幼红细胞幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟成熟(chngsh)(chngsh)红细胞红细胞 死亡死亡下列事实分别下列事实分别(fnbi)(fnbi)说明了细胞分化的哪一特点？说明了细胞分化的哪一特点？稳定性稳定性不可逆性不可逆性离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会不会(b hu)(b hu)变成其他类型的细胞。变成其他类型的细胞。持久性持久性3 3. .细胞分化的特点细胞分化的特点细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。第七页，共三十三页。资料：资料：在红细胞中，与血红蛋白合成有关在红细胞中，与血红蛋白合成有关(yugun)(yugun)的基因处于活的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关(yugun)(yugun)的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。【思考【思考(sko)(sko)】红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？相同相同(xin (xin tn)tn)为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？第八页，共三十三页。血红蛋白血红蛋白(xuhng dnbi)基因启基因启动动肌动蛋白基因关闭肌动蛋白基因关闭合成合成(hchng)血红血红蛋白蛋白合成合成(hchng)肌动蛋肌动蛋白白红细胞红细胞肌细胞肌细胞4.4.细胞分化的机理细胞分化的机理血红蛋白基因血红蛋白基因关闭关闭肌动蛋白基因肌动蛋白基因启动启动机理：机理：细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致（致（基因的选择性表达基因的选择性表达）。）。第九页，共三十三页。5.5.细胞细胞(xbo)(xbo)分化的意义分化的意义细胞细胞(xbo)(xbo)组织组织 器官器官 系统系统(xtng)(xtng) 个体个体（1 1）是生物个体发育的基础）是生物个体发育的基础（2 2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化, ,有利于提高各有利于提高各种生理功能的效率。种生理功能的效率。【思考】【思考】细胞分化对个体发育有什么意义？细胞分化对个体发育有什么意义？第十页，共三十三页。功能功能(gngnng)：光合作用：光合作用功能功能(gngnng)：保护功能：保护功能(gngnng)功能功能(gngnng)：贮藏营养物质：贮藏营养物质总结总结：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此 相似的早期胚细胞。相似的早期胚细胞。第十一页，共三十三页。植物植物(zhw)(zhw)组织培养的过程组织培养的过程韧皮韧皮部细部细胞胞(xbo)(xbo)植物激素植物激素(j s)(j s)、无无机盐、糖类机盐、糖类愈伤愈伤组织组织胚状体胚状体有根、茎、有根、茎、叶的试管叶的试管苗苗【警【警示】示】细胞细胞必须必须离体离体处理处理【思考】【思考】该实验说明了什么问题？体现了植物细胞的什么特该实验说明了什么问题？体现了植物细胞的什么特性？性？植物的体细胞能发育成一个个体。植物的体细胞能发育成一个个体。第十二页，共三十三页。二二. .细胞细胞(xbo)(xbo)的全能性的全能性1.1.概念概念(ginin)(ginin): :是指已经分化是指已经分化(fnhu)(fnhu)的细胞的细胞, ,仍然具有发育成完整个体的仍然具有发育成完整个体的潜能潜能。你知道植物组织培养技术在哪些方面有所应用吗你知道植物组织培养技术在哪些方面有所应用吗? ?2.2.条件条件: :3.3.细胞全能性的比较细胞全能性的比较: :受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞离体状态离体状态【点拨】【点拨】细胞全能性的细胞全能性的体现必须是形成完整的体现必须是形成完整的个体，而不是只分化成个体，而不是只分化成为其他的细胞或是形成为其他的细胞或是形成一个器官。一个器官。第十三页，共三十三页。4.4.植物植物(zhw)(zhw)组织培养的应用：组织培养的应用：组织培养进行快速组织培养进行快速(kui s)(kui s)繁殖繁殖拯救濒危拯救濒危(bnwi)(bnwi)物种物种与基因工程结合培育新类型作物与基因工程结合培育新类型作物第十四页，共三十三页。“多利多利”羊的培育羊的培育(piy)(piy)母绵羊母绵羊(minyng)(minyng)B B 乳腺乳腺(rxin)(rxin)细胞细胞母绵羊母绵羊A A未受精的卵未受精的卵细胞细胞 母绵羊母绵羊C C“多利多利” 重组细胞重组细胞 发育成胚胎发育成胚胎去细胞核去细胞核取细胞核取细胞核【思考】【思考】子代个体与哪只羊相似？表现性状与什么有关？子代个体与哪只羊相似？表现性状与什么有关？绵羊绵羊B B细胞核细胞核第十五页，共三十三页。“多利多利”的诞生证明了的诞生证明了: :已分化的动物体细胞的细胞核具有全已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性能性。但是到目前为止，人们还没有成功地将单个已经分化的但是到目前为止，人们还没有成功地将单个已经分化的动物细胞培育动物细胞培育(piy)成新的个体。成新的个体。5.5.动物动物(dngw)(dngw)细胞核的全能性细胞核的全能性【思考】【思考】细胞全能性的理论基础细胞全能性的理论基础(jch)(jch)是什么？是什么？每个细胞内含有该物种的全部遗传信息。每个细胞内含有该物种的全部遗传信息。第十六页，共三十三页。除受精卵外，生物体内还有没有除受精卵外，生物体内还有没有(mi yu)具有分裂分化能力的具有分裂分化能力的细胞呢？细胞呢？植物植物(zhw)体内体内分生组织细胞分生组织细胞(xbo)(xbo)（如根尖分生区细（如根尖分生区细胞胞(xbo)(xbo)）动物体内动物体内干细胞干细胞（少数具有分裂和分化能力（少数具有分裂和分化能力的细胞）的细胞）第十七页，共三十三页。三、干细胞的概念三、干细胞的概念(ginin)：动物和人体内仍保留着少数动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力具有分裂和分化能力(nngl)的细胞的细胞，这些细胞叫做干细胞。这些细胞叫做干细胞。第十八页，共三十三页。 造造血血干干细细胞胞红红细细胞胞血血小小板板白细胞白细胞骨髓中造血骨髓中造血(zo xu)干细胞分化出各种血细胞干细胞分化出各种血细胞第十九页，共三十三页。在我们体内，红细胞的寿命在我们体内，红细胞的寿命(shumng)为为120天左右，天左右，白细胞的寿命更短，只有白细胞的寿命更短，只有5-7天。这些血天。这些血细胞都是细胞都是失去了分裂能力失去了分裂能力的细胞。的细胞。白血病患者的血液中出现了大量的异常白白血病患者的血液中出现了大量的异常白细胞，而正常的血细胞又明显减少。细胞，而正常的血细胞又明显减少。通过通过骨髓移植骨髓移植可以有效地治疗白细胞。可以有效地治疗白细胞。讨论讨论(toln)：1 为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2 骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。不同种类的血细胞。第二十页，共三十三页。【例【例2 2】（20112011山东高考）下列发生了细胞分化且能体现体山东高考）下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是（细胞全能性的生物学过程是（ ）A A玉米种子萌发长成新植株玉米种子萌发长成新植株 B B小鼠骨髓小鼠骨髓( su)( su)造血干细胞形成各种血细胞造血干细胞形成各种血细胞C C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株D D第二十一页，共三十三页。一、细胞一、细胞(xbo)(xbo) 分化分化持久性、稳定性、不可逆性。持久性、稳定性、不可逆性。在个体发育中，由一个或一种细胞增殖在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代产生的后代(hudi)(hudi)，在形态、结构和生理，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。功能上发生稳定性差异的过程。1.1.概念概念(ginin)(ginin)2.2.特点特点3.3.实质实质基因的选择性表达基因的选择性表达第二十二页，共三十三页。二、细胞二、细胞(xbo)(xbo)的全能性的全能性是指已经分化是指已经分化(fnhu)(fnhu)的细胞的细胞, ,仍然具仍然具有发育成完整个体的有发育成完整个体的潜能潜能。离体状态离体状态(zhungti)(zhungti)3.3.植物组织培养的过程植物组织培养的过程1.1.概念：概念：2.2.条件：条件：韧皮韧皮部细部细胞胞植物激素、无机盐、糖类植物激素、无机盐、糖类愈伤愈伤组织组织胚状体胚状体有根、有根、茎、叶茎、叶的试管的试管苗苗第二十三页，共三十三页。1.1.细胞分化的实质细胞分化的实质(shzh)(shzh)是（是（ ）A.A.基因组的改变基因组的改变B.B.基因的选择性表达基因的选择性表达 C.C.细胞器数量和种类的变化细胞器数量和种类的变化D.D.细胞亚显微结构的变化细胞亚显微结构的变化B B第二十四页，共三十三页。2.(20112.(2011北京高考北京高考) )下列生命过程中，没有发生细胞分化的是下列生命过程中，没有发生细胞分化的是（ ）A.A.断尾壁虎长出新尾巴断尾壁虎长出新尾巴B.B.砍伐后的树桩砍伐后的树桩(sh zhun)(sh zhun)长出新枝条长出新枝条C.C.蝌蚪尾巴消失的过程蝌蚪尾巴消失的过程D.D.胚胎发育中出现造血干细胞胚胎发育中出现造血干细胞C C第二十五页，共三十三页。3.3.下列关于细胞分化及细胞分裂的叙述，错误的是下列关于细胞分化及细胞分裂的叙述，错误的是( () )A A细胞的分化不一定增加细胞的总面积和蛋白质的种类细胞的分化不一定增加细胞的总面积和蛋白质的种类B B生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果C C细胞分裂是细胞分化的基础细胞分裂是细胞分化的基础D D细胞分化过程细胞分化过程(guchng)(guchng)中细胞中的遗传物质逐渐减少中细胞中的遗传物质逐渐减少D D第二十六页，共三十三页。4.4.以下不能说明细胞全能性的实验以下不能说明细胞全能性的实验(shyn)(shyn)是是( )( )A.A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B.B.紫色糯性玉米种子培育出植株紫色糯性玉米种子培育出植株C.C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D.D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株B B第二十七页，共三十三页。5. 5. 干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床技术。干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛胞，以替代损伤的胰岛B B细胞，达到治疗糖尿病的目细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的。下列叙述正确(zhngqu)(zhngqu)的是的是 （ ）A A骨髓干细胞与胰岛样细骨髓干细胞与胰岛样细胞胞的基因组成不同，基因的基因组成不同，基因表达产物不同表达产物不同 B B骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达存在差异表达存在差异C C骨髓干细胞骨髓干细胞分化成为胰岛样细胞时分化成为胰岛样细胞时基因丢失基因丢失D D骨髓干细胞分化骨髓干细胞分化成胰岛样细胞体现了细胞全能性成胰岛样细胞体现了细胞全能性B B第二十八页，共三十三页。6. 6. 请据图回答：请据图回答：（1 1）、的过程叫做的过程叫做_。（2 2）的过程叫做的过程叫做_。（3 3）的过程叫做的过程叫做_。（4 4）所示的各细胞群中，具有分裂所示的各细胞群中，具有分裂(fnli)(fnli)能力的是能力的是标号标号_所示的细胞群。所示的细胞群。第二十九页，共三十三页。（5 5）若从）若从中取一个细胞，在适宜条件下培养，结果中取一个细胞，在适宜条件下培养，结果产生了一个新个体，这体现了产生了一个新个体，这体现了_。（6 6）组成）组成的细胞在的细胞在_、_和和_上是不上是不同的，因此同的，因此(ync)(ync)它们属于不同的它们属于不同的_。第三十页，共三十三页。【解析】【解析】从图中可以看出，从图中可以看出，和和细胞形态和细胞形态和结构都发生了变化，属于细胞的分化；结构都发生了变化，属于细胞的分化；是是2 2个细胞个细胞变成变成4 4个细胞，属于细胞分裂；个细胞，属于细胞分裂；是细胞体积增大，是细胞体积增大，属于细胞的生长。高度分化的细胞离体培养属于细胞的生长。高度分化的细胞离体培养(piyng)(piyng)成一个成一个完整个体，体现了细胞的全能性。完整个体，体现了细胞的全能性。答案：答案：（1 1）细胞的分化）细胞的分化(fnhu)(fnhu) （2 2）细胞的分裂）细胞的分裂（3 3）细胞的生长）细胞的生长 （4 4） （5 5）细胞的全能性）细胞的全能性 （6 6）形态）形态 结构结构 生理功能生理功能 组织组织第三十一页，共三十三页。地球上一切(yqi)美丽的东西都来源于太阳，而一切(yqi)美好的东西都来源于人。普朗克第三十二页，共三十三页。内容(nirng)总结第2节 细胞的分化。功能：保护功能。是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。但是到目前为止，人们还没有成功地将单个已经分化的动物细胞培育成新的个体。白血病患者的血液中出现了大量的异常白。1 为什么健康人的血细胞数量不会随着(su zhe)血细胞的死亡而减少。3.下列关于细胞分化及细胞分裂的叙述，错误的是。B生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果。A骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因。普朗克第三十三页，共三十三页。第2节-细胞的分化