1、第六章第六章 细胞的生命历程细胞的生命历程第第2节节 细胞的分化细胞的分化分裂分裂人体胚胎发育过程人体胚胎发育过程有丝分裂有丝分裂受精卵受精卵分化分化一、分化的概念一、分化的概念1.概念：在个体发育中，由概念：在个体发育中，由一个或一种细胞一个或一种细胞 增殖产生的后代，在增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能上上发生发生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程。肌肉细胞肌肉细胞红细胞红细胞骨细胞骨细胞神经细胞神经细胞成年人细胞总数约成年人细胞总数约 10 101414个个,细胞种类细胞种类有有200200多种，这么多种类细胞均来自一个多种，这么多种类细胞均来自一个受精卵受精卵,
2、他们是怎么形成的？他们是怎么形成的？有丝分裂有丝分裂细细胞胞分分化化表皮细胞叶肉细胞贮藏细胞导管、筛管受精卵受精卵分裂，分化分裂，分化分生区细胞不断分裂分分生区细胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根化形成伸长区细胞和根冠细胞冠细胞（未分化细胞）（未分化细胞）造血干细胞造血干细胞红细胞红细胞血小板血小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表皮的生发层细胞能分裂表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞充死亡脱落的角质层细胞细胞分化发生在什么时期？细胞分化发生在什么时期？2、特点特点：（1 1）持久性）持久性贯穿在生
3、物体整个个体发育过程中。（贯穿在生物体整个个体发育过程中。（胚胎胚胎时期时期达到最大限度）达到最大限度）（2 2）稳定性、不可逆性）稳定性、不可逆性 分化了的细胞将一直保持分化后的状态，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（直到死亡。（如红细胞不能逆分化成造血干如红细胞不能逆分化成造血干细胞）细胞）一、细胞分化一、细胞分化2、特点特点：（1 1）持久性）持久性 贯穿在生物体整个个体发育过程中。（贯穿在生物体整个个体发育过程中。（胚胎时胚胎时期期达到最大限度）达到最大限度）（2 2）稳定性、不可逆性）稳定性、不可逆性 分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直分化了的细胞将一直保持分化后的
4、状态，直到死亡。（到死亡。（如红细胞不能逆分化成造血干细胞）如红细胞不能逆分化成造血干细胞）(3)(3)普遍性普遍性:是生物界中普遍存在的生命现象是生物界中普遍存在的生命现象(4)(4)不变性不变性:分化过程中遗传物质不发生改变分化过程中遗传物质不发生改变遗传信息一样，为什么细胞的形态结构功能不同？细胞分化的机理细胞分化的机理：在个体发育过程中，不同的细胞在个体发育过程中，不同的细胞遗传遗传信息的执行情况不同。信息的执行情况不同。也就是也就是基因选择性表达基因选择性表达 红细胞红细胞合成血红蛋白合成血红蛋白 (不合成肌动蛋白不合成肌动蛋白)肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启合成肌动蛋
5、白合成肌动蛋白 (不合成血红蛋白不合成血红蛋白)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血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启4、意义意义：（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向使多细胞生物体中的细胞趋向专门化专门化，有利于提高各种生理功能的，有利于提高各种生理功能的效率。效率。一、细胞分化一、细胞分化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：分裂分裂：细胞：细胞数目增多数目增多，是，是量量的变化的变化分化分化：细胞：
6、细胞种类增多种类增多，细胞形态、结构、功，细胞形态、结构、功能发生变化，是能发生变化，是质质的变化的变化一般来说，分化了的细胞将一直保持分一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。化后的状态，直到死亡。如果给予一定的条件，高度分化的细胞如果给予一定的条件，高度分化的细胞还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？他细胞吗？思考：思考：胡萝卜的根部胡萝卜的根部含有植物激含有植物激素、无机盐、素、无机盐、糖类等的培糖类等的培养液中养液中植物组织培养愈伤组织愈伤组织 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株的细胞仍然具
7、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。二、细胞的全能性二、细胞的全能性1 1、概念：、概念：细胞的全能性是指细胞的全能性是指已经分化已经分化的细胞的细胞,仍仍然具有发育成完整个体的然具有发育成完整个体的潜能潜能。思思考考：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完整个体的潜能？育成完整个体的潜能？体细胞内含有本物种全套体细胞内含有本物种全套的遗传信息！的遗传信息！植物细胞全能性的表现所需条件植物细胞全能性的表现所需条件1、离体、离体2、一定的营养物质和激素、一定的营养物质和激素3、适宜的外界条件、适宜的外界条件植物组织培养植物组织培养(离体
8、的植物离体的植物器官、组织或细胞器官、组织或细胞)脱分化脱分化再分化再分化愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽（胚状体）（胚状体）植物体植物体切取茎段置于培养基上切取茎段置于培养基上拟南芥拟南芥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大量繁殖花卉、蔬菜快速大量繁殖花卉、蔬菜思考：思考：高度分化的动物细胞是否也具有全能性？肌细胞肌细胞“多利多利”与它的代孕妈与它的代孕妈妈妈芬兰白面芬兰白面母绵羊母绵羊 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
9、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 这说明什么呢？这说明什么呢？高度分化的动物细胞高度分化的动物细胞没有表现出全能性没有表现出全能性植入代孕母羊子宫内植入代孕母羊子宫内无法发育成多利无法发育成多利已分化的动物体细胞细胞核具有已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。全能性。该实验证明了该实验证明了什么呢？什么呢？克隆鼠（克隆鼠（2002年年 美国）美国）克隆猪克隆猪(2000年年 美国）美国）克隆牛克隆牛(1998年年 日本）日本）克隆猕猴克隆猕猴（2000年年 美国）美国）长江女神长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）白鳍豚（水中大熊猫）丹顶鹤丹顶鹤动物细胞核全能性的应用：动物细胞核全
10、能性的应用：用用克隆技术克隆技术拯救濒危动物拯救濒危动物小结：小结：细胞分化细胞分化1、概念：、概念：3、机理：、机理：细胞全能性细胞全能性1、概念：、概念：2、表现条件：、表现条件：3、原因：、原因：4、动植物细胞、动植物细胞全能性：全能性：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 上发生稳定性差异的过程。上发生稳定性差异的过程。形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能（1 1）持久性）持久性（2 2）稳定性、不可逆性）稳定性、不可逆性基因的选择性表达基因的选择性表达生物个体发育的基础生物个体发育的基础（3 3）遗传物质没有改变）遗传物
11、质没有改变已经分化的细胞，仍然具有已经分化的细胞，仍然具有细胞核内含有保持物种遗传性所需要细胞核内含有保持物种遗传性所需要全套遗传物质全套遗传物质。（1 1）脱离母体）脱离母体（2）给予适宜的营养和外界条件）给予适宜的营养和外界条件植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性动物细胞核具有全能性动物细胞核具有全能性发育成完整个体的潜能。发育成完整个体的潜能。2、特点：、特点：4、意义：、意义：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，白细胞的寿命更短，天左右，白细胞的寿命更短，只有只有5-75-7天。这些血细胞都是天。这些血细胞都是失去失去了分裂能力了分裂能力的细胞。的细
12、胞。白血病白血病,俗称俗称“血癌血癌”,是一种恶性程度极高的血液病是一种恶性程度极高的血液病。患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞,延长病人延长病人的生命。的生命。问题探讨：问题探讨：1、为什么健康人的血细胞数量不会随着、为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少？血细胞的死亡减少？健康人会不断产生新的血细胞，补充到健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中
13、去。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？动物和人体内保留的动物和人体内保留的 少少数细胞。数细胞。如如人骨髓中的造血干细胞。人骨髓中的造血干细胞。干细胞干细胞在体外培养出组织和器官在体外培养出组织和器官,并最终通过组并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。织和器官移植实现对临床疾病的治疗。干细胞的用途干细胞的用途:干细胞移植治疗白血病干细胞移植治疗白血病 具有分裂和分化能力的具有分裂和分化能力的按全能性大小按全能性大小（1 1）全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离）全能干细胞：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，构成人体
14、的各种出来的，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：胚胎干细胞进一步分化，可以形）多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织成各种组织干细胞，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：多能干细胞进一步分化成为专能）专能干细胞：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
15、专门分化成各类神经细胞。骨骼 骨髓间质干细胞是具有自我更新能力并可以分化成为成骨细胞的一种干细胞.多项基于动物骨髓的研究和一些初步的临床数据显示了它们在重建骨骼方面的贡献.在整形外科方面，一些创伤引起的，由癌症引起的或感染引起的骨细胞的损失，在进行手术弥补人造关节会引起一些不便.而进行干细胞的自体移植正可以解决这方面的问题.神经学就像可以移植死人身上的器官一样，研究人员发现，成年人的干细胞也可以移植。从死者脑部取出的成人干细胞能够分化成很重要的神经细胞，然而他们到底能不能正常工作还是一个未知数。脱发 毛发囊泡也具有干细胞，2004年11月，一些研究人员预言说，这些毛囊干细胞的研究可以导致45年
16、内脱发可以通过毛发克隆技术被治愈。预计这种治疗将在最开始从现存毛囊中取出干细胞，在培养基中繁殖然后将新的毛囊移植到头皮当中。后期的治疗可能可以简单的向毛囊干细胞发出信号从而向附近那些因年长而萎缩的毛囊细胞发出化学信号，使它们再生健康的头发。干细胞在医学上的应用新华社北京新华社北京9 9月月4 4日电日电 篮球巨星姚明在中国人民大篮球巨星姚明在中国人民大学现场采集血样，加入中华骨髓学现场采集血样，加入中华骨髓库捐献造血干细胞的志愿者行列，库捐献造血干细胞的志愿者行列，并承诺，一旦配型成功，将为患并承诺，一旦配型成功，将为患者捐献造血干细胞。与他一同行者捐献造血干细胞。与他一同行动的还有中国大学生
17、男子超级联动的还有中国大学生男子超级联赛的运动员们。赛的运动员们。在这个名为在这个名为“大超大超中华中华骨髓库校园爱心之旅骨髓库校园爱心之旅”启动仪式启动仪式上，姚明手执一颗红心模型，将上，姚明手执一颗红心模型，将中华骨髓库的标志补充完整，象中华骨髓库的标志补充完整，象征发扬征发扬“人道、博爱、奉献人道、博爱、奉献”的的红十字精神。红十字精神。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英国足球名星英国足球名星-贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血干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，则可以接受干细胞移细胞，以便万一他在
18、赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。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3 3、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全能性大小的比较：细胞全能性大小的比较：在在受精卵、受精卵、生殖细胞、生殖细胞、高度分化的高度分化的动物细胞中，全能性最大的是动物细胞中，全能性最大的是_,_,最小最小的是的是_。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越高，全能性越细胞分化程度越高，全能性越_；
19、分化；分化程度越低，全能性越程度越低，全能性越_。另外，植物细胞全能性另外，植物细胞全能性_动物细胞！动物细胞！低低高高高于高于一、细胞分化一、细胞分化1 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、结构和生理功能形态、结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 2、特点：、特点：3 3、机理：、机理：不同细胞中不同细胞中遗传信息的执行情况遗传信息的执行情况不同不同持久性持久性不可逆性不可逆性稳定性稳定性小结：小结：二、细胞的全能性二、细胞的全能性1 1、概念：、概念：指已经分化了的细胞，仍然具有发育
20、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 2、应用：应用：植物组织培养繁殖花卉和蔬菜、动物克隆技术植物组织培养繁殖花卉和蔬菜、动物克隆技术3 3、条件：条件：离体、适宜条件离体、适宜条件4 4、干细胞的概念：、干细胞的概念：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。5 5、细胞的全能性大小：、细胞的全能性大小：受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 细胞分裂细胞分化细胞变化发生时间在个体发育中的意义思考并讨论：思考并讨论：数量增多细胞形态、结构、生理功能发生稳定性差异，且这种变异是不可逆转的从受精卵开
21、始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的细胞发育到一定的时期就停止分裂。胚胎早期开始出现细胞分化，是一种持久性的变化，在胚胎期达到最大限度。保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性。没有细胞分化，生物体就不能进行正常的发育。1、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、细胞分化与生物发育有密切关系、细胞分化与生物发育有密切关系 B、细胞分化是一种普遍存在的生命现象、细胞分化是一种普遍存在的生命现象 C、细胞分化仅发生在胚胎时期、细胞分化仅发生在胚胎时期 D、一般条件下细胞分化是不可逆的、一般条件下细胞分化是不可逆的C课堂巩固课堂巩固2、下列实例中能体现细胞全能性是（、下
22、列实例中能体现细胞全能性是（）（1）用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植）用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株株（2）用烟草组织培养出可育的完整植株）用烟草组织培养出可育的完整植株把分裂把分裂（3）旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株）旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株A、（、（1）（）（2）B、（、（2）（）（3）C、（、（1）（）（3）D、（、（1）（）（2）（）（3）D课堂巩固课堂巩固3、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能 产生血红蛋白，胰岛细胞（产生血红蛋白，胰岛细胞（）A、只有胰岛素基因、只有胰岛素基因 B、比人的受精卵基因要少、比人的
23、受精卵基因要少 C、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因、既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因和其它基因 D、有胰岛素基因和其它基因，但没有血、有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因红蛋白基因C课堂巩固课堂巩固4、动物体内各种类型的细胞中具有最高、动物体内各种类型的细胞中具有最高全能性的细胞是（全能性的细胞是（）A、体细胞、体细胞 B、生殖细胞、生殖细胞 C、受精卵、受精卵 D、肝细胞、肝细胞C课堂巩固课堂巩固5、下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述、下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述,错误的是（错误的是（）A、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果分化的
24、结果 B、生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐、生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定性的差异发生了稳定性的差异 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的遗传物质发生、细胞分化过程中细胞的遗传物质发生了改变了改变D课堂巩固课堂巩固6 6动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是（）A Aa a过程表示干细胞能自我更新过程表示干细胞能自我更新B Bb b、c c过程表示干细胞具有分化能力过程表示干细胞具有分化能力C Ca a、b b、c c过程中细胞的遗传信息表达情况不过程中细胞的遗传信息表达情况不同同D Db b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用移植使用课堂巩固课堂巩固植物组织培养植物组织培养(离体的植物离体的植物器官、组织或细胞器官、组织或细胞)脱分化脱分化再分化再分化愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽（胚状体）（胚状体）植物体植物体外植体外植体已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性植物细胞的全能性动物细胞的全能性同一生物体内细胞全能性的高低：受精卵 生殖细胞（精子、卵细胞）体细胞
