1、第六章第六章 细胞的生命历细胞的生命历程程第二节第二节 细胞的分化细胞的分化学习目标：（1）说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义 （2）举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用，说出细胞全能性 的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点，能够区分具体细胞全能性的大小 （3）举例说明干细胞的种类、特点和应用。一、细胞分化一、细胞分化1、概念：在个体发育中，、概念：在个体发育中，由由 或或 细胞增殖产生的后代细胞增殖产生的后代，在形，在形态、结构和生理功能上态、结构和生理功能上发生稳定性差异发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化的过程，叫做细胞分化。一个一个一种一种2、细胞分化的特点：3、
2、细胞分化的其他实例：、细胞分化的其他实例：根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成成熟区的输根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发育成种子，子房发育成果实；胚珠发育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；骨髓造血骨髓造血；皮肤再生等都包涵着细胞的分化。皮肤再生等都包涵着细胞的分化。4 4、细胞分化的意义：、细胞分化的意义：（1 1）是个体发育的基础。能形成具有特定形态、）是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。结构和功能的组织和器官。（2
3、2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有）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。利于提高各种生理功能的效率。19581958年，美国科学年，美国科学家斯图尔德用胡萝家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完地培育出了一棵完整的植株。整的植株。实验证明：高度分化的植物实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植细胞仍然具有发育成完整植株的株的潜能潜能，即，即植物细胞具有植物细胞具有全能性全能性。二、细胞的全能性二、细胞的全能性植物组织培养植物组织培养:是指在无菌和人是指在无菌和人工控制的环境条工控制的环境条件下，利用适当件下，利用适当的培养基，
4、对离的培养基，对离体的植物器官、体的植物器官、组织及细胞进行组织及细胞进行培养，使其再生培养，使其再生完整植株的技术。完整植株的技术。条件：条件：细胞或组织在细胞或组织在离体的情况下；离体的情况下；无菌；无菌；有一定营养物有一定营养物质的培养液、激质的培养液、激素及适宜的外界素及适宜的外界环境。环境。芬兰白面芬兰白面母绵羊母绵羊B B 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞）苏格兰黑面母苏格兰黑面母绵羊绵羊A未受精的未受精的卵细胞卵细胞 苏格兰黑苏格兰黑面母绵羊面母绵羊C子宫内子宫内“多利多利”新的细胞新的细胞去核卵细胞去核卵细胞提取细胞核提取细胞核 已分化的已分化的动物体动物体细胞的细胞的细胞核
5、细胞核具具有全能性。有全能性。1、细胞全能性大小的比较：植物细胞的全能性动物细胞的全能性 分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞 受精卵生殖细胞干细胞体细胞 分化程度越高，分裂能力越弱，细胞的全能性越低2、植物细胞全能性的应用：、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快速繁殖花卉、蔬菜快速繁殖花卉、蔬菜 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克隆人体器官，用于器官移植克隆人体器官，用于器官移植心脏移植心脏移植肾脏移植肾脏移植细胞分化细胞分化细胞全能性细胞全能性原理原理细胞内基因选择性表达细胞内基因选择性表达含有本物种
6、全套遗传物质含有本物种全套遗传物质特点特点持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度命进程中，在胚胎期达到最大限度稳定性和不可逆性：一般来说，分化了稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡亡普遍性：生物界中普遍存在，是生物个普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础体发育的基础高度分化的植物体细胞具有全能性高度分化的植物体细胞具有全能性植物细胞在离体的情况下，在一定的植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，
7、才能表现其全能性件下，才能表现其全能性动物已分化的体细胞全能性受限制动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。例如，动，但细胞核仍具有全能性。例如，动物克隆技术物克隆技术结果结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体形成新的个体大小比大小比较较细胞分化程度有高低之分，如体细胞细胞分化程度有高低之分，如体细胞 生生殖细胞殖细胞 受精卵受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞关系关系两者的遗传物质都不发生变化两者的遗传物质都不发生变化细胞的分化程度越高，具有的全能性越小细胞的分化程度越高，具有的
8、全能性越小三、干细胞三、干细胞1、概念：动物和人体内仍保留着少数、概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂具有分裂和分化能力的细胞和分化能力的细胞。2、分类：、分类：按发育时期按发育时期分为分为胚胎干细胞胚胎干细胞和和成体干细胞成体干细胞 按全能性大小按全能性大小（1 1）全能干细胞全能干细胞（受精卵）：是从哺乳动物的早期（受精卵）：是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的，可分化成人体的各种细胞，构成胚胎中分离出来的，可分化成人体的各种细胞，构成人体的各种组织和器官，最终人体的各种组织和器官，最终发育成一个完整的个体发育成一个完整的个体。（2 2）多能干细胞多能干细胞（造血干细胞）：胚胎干细胞进一（
9、造血干细胞）：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织的潜能，但器官的多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体不能发育成完整的个体。（3 3）专能干细胞专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞只能分化成某一类型的细胞，如，如神经干细胞专门分化成各类神经细胞。神经干细胞专门分化成各类神经细胞。1 1、利用干细胞，人体组织器官将能再生、利用干细胞，人体组织器官将能再生 新闻背景英国足球名星新闻背景英国足球名星-贝克汉姆储存来自他刚出
10、生时留贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。接受干细胞移植手术治疗。干细胞的研究及应用干细胞的研究及应用2 2、移植弟弟脐带血治好血癌！、移植弟弟脐带血治好血癌！3 3岁女童健岁女童健康成长康成长 一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的华裔女婴，被医生诊断只有华裔女婴，被医生诊断只有10%10%的存活率。她过后好的存活率。她过后好不容易等到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞不容易等到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞移植活命
11、。今年移植活命。今年3 3岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。康宝宝。资料 在我们体内，红细胞的寿命为在我们体内，红细胞的寿命为120120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5-75-7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血病。可以有效地治疗白血病。讨论：讨论：1 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
12、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 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。每个人的心灵深处都有着只有他自己理解的东西。对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的人来说，痛苦与烦恼是他必备的气质。在一切创造物中间没有比人的心灵更美、更好的东西了。唯有心灵能使人高贵。所有那些自命高贵而没有高贵的心灵的人，都像块污泥。一个人只要他有纯洁的心灵，无愁无恨，他的青春时期，定可因此而延长。能充实心灵的东西，乃是闪烁着星星的苍穹，以及我内心的道德律。你的心灵常常是战场。在这个战场上，你的理性与判断和你的热情与嗜欲开战。无所事事并非宁静，心灵的空洞就是心灵的痛苦。
