第五章 第二节 细胞分化、衰老和凋亡细胞分化细胞分化细胞的全能性细胞的全能性1受精作用形成受精卵受精作用形成受精卵2受精卵经细胞分裂形成多细胞胚受精卵经细胞分裂形成多细胞胚3多细胞胚发育为人的幼体，完成胚胎发育。多细胞胚发育为人的幼体，完成胚胎发育。4细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂仅有细胞的增殖，受精卵能形成仅有细胞的增殖，受精卵能形成许多不同类型的细胞，进而发育许多不同类型的细胞，进而发育成多细胞生物体吗？成多细胞生物体吗？示意图：示意图：细胞分化细胞分化51、分化的定义：、分化的定义： 在个体发育中，由一个或一种细在个体发育中，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。生理功能上发生稳定性差异的过程。一、细胞分化一、细胞分化分化的结果：分化的结果：分化的对象：分化的对象：相同细胞相同细胞产生形态、结构、生理功能产生形态、结构、生理功能不同的细胞。不同的细胞。6 2.2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合成黑色多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而素；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。不会变成其他类型的细胞。 以下事例可说明细胞分化具有什么特点以下事例可说明细胞分化具有什么特点? ?稳定性稳定性稳定性稳定性不可逆性不可逆性不可逆性不可逆性 1.1.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。( (动物）胚胎动物）胚胎时期达到最大限度。时期达到最大限度。持久性持久性持久性持久性 3.3.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 中幼红细胞中幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞成熟红细胞 死亡死亡想一想想一想 4.4.细胞的分化是普遍存在现象，是生物个体发育的基细胞的分化是普遍存在现象，是生物个体发育的基础。础。普遍性普遍性7胚胚 胎胎细细胞胞胞胞细细红红心肌细胞心肌细胞血红蛋白基因血红蛋白基因开启开启大量合成血红蛋白大量合成血红蛋白肌动蛋白基因肌动蛋白基因开启开启大量合成肌动蛋白大量合成肌动蛋白肌动蛋白基因肌动蛋白基因关闭关闭血红蛋白基因血红蛋白基因关闭关闭分化是以分裂为基础的。就一个个分化是以分裂为基础的。就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息。只是在不同细胞中遗传信息传信息。只是在不同细胞中遗传信息的执行情况不同。的执行情况不同。细胞分化的根本原因：细胞分化的根本原因：不同细胞中遗传信息的不同细胞中遗传信息的执行情况不同，是执行情况不同，是基因的基因的“选择性选择性”表达表达84、细胞分化有什么意义？、细胞分化有什么意义？1）、是个体发育的基础。能）、是个体发育的基础。能形成具有特形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。定形态、结构和功能的组织和器官。2）、使多细胞生物体中的细胞趋于专门）、使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率和组化，有利于提高各种生理功能的效率和组织器官的修复。织器官的修复。9细胞分化细胞分化有丝分裂有丝分裂 受精卵受精卵小肠上小肠上皮细胞皮细胞血红血红细胞细胞神经神经细胞细胞比较细胞分裂与细胞分化比较细胞分裂与细胞分化：10细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞细胞数量数量形态形态结构结构功能功能相相同同点点联联系系增加增加相同相同不变不变差异差异遗传信息都不变遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程共同完成生物个体发育过程111.1.下列对细胞分化的叙述正确的是下列对细胞分化的叙述正确的是 （ ）A A细胞分化是遗传物质改变的结果细胞分化是遗传物质改变的结果B B细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程C C细胞分化也可实现细胞数量的增加细胞分化也可实现细胞数量的增加D D细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的2.2.人胰岛人胰岛B B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛血红蛋白，根据此推测人胰岛B B细胞中（细胞中（ ）A A只有合成胰岛素的基因只有合成胰岛素的基因B B在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化C C既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基 因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同D D只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因红蛋白的基因D DC C练一练练一练122012年高考年高考生物（广东卷）生物（广东卷）26题题（4）叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，是是_的结果。叶肉细胞与表皮细的结果。叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是原因是_。细胞分裂细胞分裂基因的选择性表达基因的选择性表达13既然细胞分化具有稳定性和不可逆性、既然细胞分化具有稳定性和不可逆性、持久性、普遍性，那么已经发生高度持久性、普遍性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗样，再分化成其它细胞吗?思考：思考：141958年，美国年，美国科学家斯图尔科学家斯图尔德用胡萝卜韧德用胡萝卜韧皮部细胞成功皮部细胞成功地培育出了一地培育出了一棵完整的植株。棵完整的植株。实验证明：高度分化的植物细实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的胞仍然具有发育成完整植株的潜能潜能，即，即植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性。15二、细胞的全能性：二、细胞的全能性：1、定义：、定义：细胞的全能性是指已经分化细胞的全能性是指已经分化的细胞的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜仍然具有发育成完整个体的潜能。能。思考思考为什么任意一个体细胞会具有发为什么任意一个体细胞会具有发育成育成完整个体的潜能？完整个体的潜能？细胞内含有本物种全套的遗传信息细胞内含有本物种全套的遗传信息2、原因：、原因：16植植物物组组织织培培养养实实例例17过程过程离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化植物组织培养植物组织培养植物组织培养条件植物组织培养条件： 含有全部营养成分的培养含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的环境、适合的PHPH、适时光照等。、适时光照等。18“多利多利”的诞生证明的诞生证明:已分化的已分化的动物体细动物体细胞的胞的细胞核细胞核具有全能具有全能性性但是目前为止但是目前为止,人们人们还还没有成功地没有成功地将单个已将单个已分化的动物体细胞培分化的动物体细胞培养成新的个体。养成新的个体。动物细胞是否具有全能性？动物细胞是否具有全能性？19克隆羊的全过程克隆羊的全过程白面羊乳白面羊乳腺细胞的腺细胞的细胞核细胞核黑面羊卵黑面羊卵细胞的细细胞的细胞质胞质融合融合新的细胞新的细胞代孕母羊代孕母羊白面羊的克隆羊白面羊的克隆羊体外培养体外培养一段时间一段时间203、全能性高低的比较：、全能性高低的比较：1、植物体细胞、植物体细胞 动物体细胞动物体细胞2、受精卵、受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化程度越；分化程度越低低，全能性越全能性越_。3、能够增殖的细胞、能够增殖的细胞停止增殖的细胞停止增殖的细胞低低高高212011年广东高考理综生物试题年广东高考理综生物试题26题题（3）蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的，通过植物组织培养技术大规模生产，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是此过程中细胞分化的根本原因是。全能性全能性基因的选择性表达基因的选择性表达练一练练一练224、动、植物细胞全能性的应用：、动、植物细胞全能性的应用：蝴蝶兰的大规模生产蝴蝶兰的大规模生产（1） 快速繁殖花卉、蔬菜快速繁殖花卉、蔬菜2324（2）拯救珍稀、濒危动植物拯救珍稀、濒危动植物长江女神长江女神 白鳍豚白鳍豚百合花杜鹃百合花杜鹃丹顶鹤丹顶鹤25动物和人体内有没有具有分裂动物和人体内有没有具有分裂和分化能力的细胞呢和分化能力的细胞呢？思考：思考：26三、干细胞三、干细胞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的细胞，具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。这些细胞叫做干细胞。1、定义、定义27在我们体内，红细胞的寿命为在我们体内，红细胞的寿命为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。这些血细胞都是失去了分裂能力的细胞。细胞都是失去了分裂能力的细胞。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。通过骨髓移植可以有效地治疗白细胞。通过骨髓移植可以有效地治疗白细胞。讨论：讨论：1 为什么健康人的血细胞数量不会随着血细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？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。28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干细胞分化出各种血细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞292、干细胞的类型：、干细胞的类型：（1）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（2）多能干细胞）多能干细胞可发育成多种组织和器官，如造血干细胞可发育成多种组织和器官，如造血干细胞（3）专能干细胞）专能干细胞可发育成专门的组织和器官，如神经细胞可发育成专门的组织和器官，如神经细胞302010年高考生物广东卷年高考生物广东卷3.骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内3.骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内3、骨髓移植是治疗白血病常用的有效、骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内血干细胞可在患者体内A.正常生长正常生长B.增殖并分化成多种细胞增殖并分化成多种细胞C.分泌抗体分泌抗体D.杀死各种病原菌杀死各种病原菌练一练练一练31一、细胞分化一、细胞分化1、概念：、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结形态、结构和生理功能构和生理功能上发生上发生稳定性稳定性差异的过程差异的过程2、特点：、特点：3、原因：、原因：基因的选择性表达基因的选择性表达（1）个体发育的基础，能）个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。的组织和器官。（2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。能的效率。持久性持久性普遍性普遍性稳定性稳定性课堂小结：课堂小结：二、细胞的全能性二、细胞的全能性1、概念：、概念：指已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的指已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能潜能。2、原因、原因：细胞内含有本物种全套的遗传信息。细胞内含有本物种全套的遗传信息。不可逆性不可逆性三、干细胞三、干细胞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具有分裂和分化能力的细胞。能力的细胞。1、概念、概念:2、类型：、类型：4、意义：、意义：321、下列关于细胞分化的说法，错误的是（、下列关于细胞分化的说法，错误的是（ ）A、细胞分化仅发生在胚胎时期、细胞分化仅发生在胚胎时期B、细胞分化与生物发育有密切的关系、细胞分化与生物发育有密切的关系C、细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象、细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象D、细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差、细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程异的过程A2、一个受精卵能发育成一个多细胞的个体，这主要是通、一个受精卵能发育成一个多细胞的个体，这主要是通过下列哪两项生命现象完成的？（过下列哪两项生命现象完成的？（ ）A、细胞分裂与细胞生长、细胞分裂与细胞生长B、细胞生长和细胞分化、细胞生长和细胞分化C、细胞分裂与细胞分化、细胞分裂与细胞分化 D、细胞的无丝分裂和有丝分裂、细胞的无丝分裂和有丝分裂C巩固练习巩固练习333、细胞分化的结果是（、细胞分化的结果是（ ）A、细胞的数量增多、细胞的数量增多B、细胞的形态和结构相同、细胞的形态和结构相同C、细胞的生理功能相同、细胞的生理功能相同D、相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳、相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳 定性差异定性差异4、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、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B、细胞分化发生在生物体的整个生命进程中、细胞分化发生在生物体的整个生命进程中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、细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少、细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少DD345、正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在、正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外，在某些因素的诱导下，却可以分化为神经细胞和体外，在某些因素的诱导下，却可以分化为神经细胞和肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞（肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞（ ）A、有旺盛的分裂能力、有旺盛的分裂能力B、还没有分化、还没有分化C、能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质、能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质D、具有与受精卵相同的全套遗传基因、具有与受精卵相同的全套遗传基因6、下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（、下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（ ）A、青蛙的上皮细胞、青蛙的上皮细胞 B、胡萝卜的韧皮部细胞、胡萝卜的韧皮部细胞C、大白鼠的肝脏细胞、大白鼠的肝脏细胞 D、人皮肤生发层细胞、人皮肤生发层细胞DB35分裂分裂36第第2 2节节细胞的分化细胞的分化第六章细胞的生命历程第六章细胞的生命历程37 成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10101212个。个。 细胞种类细胞种类 有有200 200 多种。这么多种类细多种。这么多种类细胞均来自一个胞均来自一个受精卵受精卵. .有丝分裂有丝分裂分分化化38神经细胞神经细胞红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞上皮组织细胞上皮组织细胞3940