第六章 第二节 细胞的分化(市级公开课)

1、第六章第六章 细胞增殖、分化、衰老和凋亡细胞增殖、分化、衰老和凋亡人体胚胎发育过程人体胚胎发育过程受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人体的体的200多种不同形态结构和功能的细多种不同形态结构和功能的细胞吗？胞吗？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，由同一种类型的细胞、概念：在个体发育中，由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在经细胞分裂后，逐渐在形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能上上发生稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。发生稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。肌肉细胞肌肉细胞红细胞红细胞骨细胞骨细胞神经细

2、胞神经细胞细胞分化只发生在胚胎时期，还细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生命的整个过程是发生在生物体生命的整个过程中呢？你能举例说明吗？中呢？你能举例说明吗？ 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例一：例一：例二：例二：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（低（低度分度分化的化的细胞）细胞）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

3、胞和根化形成伸长区细胞和根冠细胞冠细胞例三：例三：例四：例四：（未分化细胞）（未分化细胞）（已分化细胞或高度分化（已分化细胞或高度分化的细胞）的细胞）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。（胚胎时期胚胎时期达到最大限度）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分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（的状态，直到死亡。（如红细胞不如红细胞不能逆分化成造血干细胞能逆分化成造血干细胞）一、细胞分化一、细胞分化思考：思考：细胞的分化是否意味着遗传物质的细胞的分化是否意味着遗传物质的改

4、变，为什么？改变，为什么？遗传物质没有变化，体内所有的细胞都来遗传物质没有变化，体内所有的细胞都来源于受精卵，且由受精卵有丝分裂而来。源于受精卵，且由受精卵有丝分裂而来。EDCA BEDCA BEDCA BEDCA B基因基因基因选择性表达的过程基因选择性表达的过程一、细胞分化一、细胞分化3、机理机理：不同的细胞中遗传信息的不同的细胞中遗传信息的执行情况执行情况不同不同。（基因选择性表达基因选择性表达的结果）的结果）注：分化不会改变细胞的遗传物质注：分化不会改变细胞的遗传物质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

5、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、细胞分化思考：思考： 已经高度分化的细胞，能否像已经高度分化的细胞，能否像早期胚胎细胞那样，分化成一个完早期胚胎细胞那样，分化成一个完整的个体呢？整的个体呢？肌细胞肌细胞1902年，德国植物学家年，德国植物学家哈伯兰特哈伯兰特预言预言 ？ 1958年，美国植物学家年，美国植物学家斯图尔德斯图尔德等人，用等人，用胡萝胡萝卜韧皮部卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到了完整的组织块进行离体培养，得到了完整的植株的植株,并且能够开花结果。并且能够开花结果。成熟的胡萝卜植株成熟的胡萝卜植株胡萝卜肉质根薄片

6、胡萝卜肉质根薄片胡萝卜试管苗胡萝卜试管苗胚状体发育胚状体发育离体培养离体培养这个实验这个实验能证实植能证实植物细胞具物细胞具有生长发有生长发育的全能育的全能性吗？性吗？积极思维：积极思维：植物组织块能发育成完整新植株吗植物组织块能发育成完整新植株吗?含有植物激素、无机盐、含有植物激素、无机盐、糖类等的培养基中糖类等的培养基中1、概念：、概念： 高度分化的植物细胞仍具高度分化的植物细胞仍具有发育成完整个体的潜能。有发育成完整个体的潜能。二、细胞的全能性二、细胞的全能性2、原因：因为高度分化的细胞中、原因：因为高度分化的细胞中仍然包含了该生物的仍然包含了该生物的全套遗传物质。全套遗传物质。（如胡萝

7、卜韧皮部细胞核中遗传物（如胡萝卜韧皮部细胞核中遗传物质与受精卵完全相同）质与受精卵完全相同）植物组织培养技术植物组织培养技术 植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程植物组织培养的意义植物组织培养的意义组培室在含营养物质及植物生长物质等在含营养物质及植物生长物质等条件条件的培养基中，的培养基中，将将离体离体的植物组织或细胞培养成的植物组织或细胞培养成正常植株正常植株的技术。的技术。植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程-离体、无菌条件、适宜的营养与外界条件离体、无菌条件、适宜的营养与外界条件下进行下进行离体组织或细胞离体组织或细胞 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 植物体植物体脱分化脱

8、分化再分化再分化植物组织培养的意义植物组织培养的意义用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手机吊坠用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手机吊坠思考：思考： 已经高度分化的动物细胞已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？是否也具有全能性呢？Dolly的标本和伊恩博士DollyDolly：1996.7.5.1996.7.5.世界上第一只克隆羊世界上第一只克隆羊DollyDolly由英国爱丁堡大学的伊恩博士研由英国爱丁堡大学的伊恩博士研制成功，制成功，2003.2.14.2003.2.14.由于肺结核而被安乐死，它的标本于由于肺结核而被安乐死，它的标本于20032003年年4 4月月9 9日陈列于日陈列

9、于苏格兰首都爱丁堡国家博物馆。苏格兰首都爱丁堡国家博物馆。 “多利多利”与它的代育母与它的代育母亲亲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现今只证明已分化的动物体细胞现今只证明已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。细胞核具有全能性

10、。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）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）

11、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：思考并讨论：思考并讨论：细胞分裂细胞分化细胞变化发生时间在个

12、体发育中的意义思考并讨论：思考并讨论：数量增多数量增多细胞形态、结构、生理功细胞形态、结构、生理功能发生稳定性差异，且这能发生稳定性差异，且这种变异是不可逆转的种变异是不可逆转的从受精卵开始，从受精卵开始，有些部位有些部位的细胞终生保持分裂能力，的细胞终生保持分裂能力，有的细胞发育到一定的时有的细胞发育到一定的时期就期就停止分裂。停止分裂。胚胎早期开始胚胎早期开始出现细胞分出现细胞分化，是一种持久性的变化，是一种持久性的变化，在胚胎期达到最大限度。化，在胚胎期达到最大限度。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。没有细胞分化，生物体就没有细胞分化，生物体就不能

13、进行正常的发育。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

14、出可育的完整植株（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

15、红蛋白基因C课堂巩固课堂巩固小资料小资料急性单核细胞白血病的血象急性单核细胞白血病的血象 白血病俗称白血病俗称血癌血癌，发病率，发病率为为3/100 0003/100 000，我国每年新增，我国每年新增约约6 6万万名患者。名患者。是造血系统的是造血系统的恶性疾病，白血病患者的血液恶性疾病，白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，中出现大量的异常白细胞，且且多数白细胞是多数白细胞是不成熟的幼稚细不成熟的幼稚细胞胞，存活期变长，存活期变长，但不能像正但不能像正常白细胞那样抗感染常白细胞那样抗感染, ,而正常而正常的血细胞明显减少。的血细胞明显减少。 动物和人体内保留的动物和人体内保留的 少数细胞

16、。少数细胞。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心脏移植心脏移植肾脏移植肾脏移植骨骼 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

17、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本

18、课结束同学们课后认真复习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。细胞分化程度越细胞分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化；分化程度越程度越低低，全能性越，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3、机理机理：不同的细胞中遗传信息的不同的细胞中遗传信息的执行情况执行情况不同。不同。（基因选择性表达基因选择性表达的结果）的结果）胚胚 胎胎细细胞胞