细胞分化和细胞全能性的比较
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高考生物第一轮高频考点复习课件：第14讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变(共60张PPT)
【例1】下列关于细胞分化的说法，正确的是( D ) ①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细 胞沿一定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态 ②细胞分化后，细胞中mRNA不同，tRNA相同 ③分 化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能 ④一般不会出现细胞核遗传物质的改变 ⑤细胞分化 的实质是基因选择性表达 A．②③④⑤ B．①②④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④⑤
四、细胞癌变 1．癌细胞的主要特征 (1)适宜条件下，无限增殖(将癌细胞和正常细胞 比较)
细胞来源 正常人肝细胞 海拉的宫颈癌细胞 细胞周期 22 h ＜22 h 分裂次数 50～60 ∞≈25483.6 时间 45.8 d～55 d 1951年至今
(2)癌细胞的形态结构发生了变化 例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭 形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较 正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大 了。
3．实验操作步骤的设计程序
二、演练 近期统计数据显示，癌症已成为我国城乡居民的首要死 因。请根据提供的资料回答问题：
(1)体外分别培养某癌细胞和正常体细胞，上图中代表 癌细胞生长曲线的是 a 。在体内，癌细胞可能侵袭周 围正常组织，说明癌细胞具有扩散转移 的特性。 (2)细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的 蛋白质，这些蛋白质会成为抗原，引起机体的免疫应 答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是 效应T 细胞 。
(4)癌症的预防及治疗 ①预防：日常生活中远离致癌因子；增强体质。 ②治疗：手术切除是目前常用的治疗方法，这就 需要尽可能在早期发现癌组织，用外科手术完全清除。 然而，这种方法对癌细胞已有多处转移的患者显然很 难实施。遇到这种情形，必须采用“化学疗法”和 “放射线疗法”辅助治疗。首先使用抗癌药物和放射 线照射缩小转移的癌组织，再对原发癌组织进行切除。
第二节——分化和全能性
后的状态，直至死亡 （4）不可逆性：细胞只能从全能干细胞走向
高度分化的体细胞，不能反向 进行
3.实质：
对于一个个体，各种细胞具有完全相同 的遗传信息，只是在不同的细胞中遗传信息 的执行情况不同，
即：
基因的选择性表达
例子：
红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活 动状态，与肌动蛋白合成有关的基因处于关闭状态。
肌细胞中，与肌动蛋白合成有关的基因处于活 动状态，与血红蛋白合成有关的基因处于关闭状态。
4.分化细胞表达的基因
①管家基因：所有细胞均表达的一类基因
(如呼吸酶基因、ATP水解酶基因)
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类 基因(如血红蛋白基因、胰岛素基因)
例：下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态
3.功能：
胚胎干细胞： 可以分化成各种组织和器官。
成体干细胞： 可以分化成具特定功能细胞的能力
四.注意
（1）细胞分化不改变遗传物质DNA、tRNA、 rRNA和细胞数目，但是改变转录产物mRNA和 翻译产物蛋白质和细胞形态
（2）分化程度越高，全能性不一定越低，比 如卵细胞
（3）种子等幼体长成新个体不体现全能性
1958年，美国科 学家用胡萝卜韧 皮部细胞成功地 培育出了一棵完 整的植株。
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潜能， 即植物细胞具有全能性。
二、细胞的全能性：
1、定义：
细胞的全能性是指已经分化的细胞,
仍然具有发育成完整个体的潜能。
2.原因： 体细胞内含有本物种全套的遗传信息！
(× ) (6)玉米种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性( × )
例.下列有关细胞分化的叙述中，错误的是（ A）
高度分化的体细胞，不能反向 进行
3.实质：
对于一个个体，各种细胞具有完全相同 的遗传信息，只是在不同的细胞中遗传信息 的执行情况不同，
即：
基因的选择性表达
例子：
红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活 动状态，与肌动蛋白合成有关的基因处于关闭状态。
肌细胞中，与肌动蛋白合成有关的基因处于活 动状态，与血红蛋白合成有关的基因处于关闭状态。
4.分化细胞表达的基因
①管家基因：所有细胞均表达的一类基因
(如呼吸酶基因、ATP水解酶基因)
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类 基因(如血红蛋白基因、胰岛素基因)
例：下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态
3.功能：
胚胎干细胞： 可以分化成各种组织和器官。
成体干细胞： 可以分化成具特定功能细胞的能力
四.注意
（1）细胞分化不改变遗传物质DNA、tRNA、 rRNA和细胞数目，但是改变转录产物mRNA和 翻译产物蛋白质和细胞形态
（2）分化程度越高，全能性不一定越低，比 如卵细胞
（3）种子等幼体长成新个体不体现全能性
1958年，美国科 学家用胡萝卜韧 皮部细胞成功地 培育出了一棵完 整的植株。
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潜能， 即植物细胞具有全能性。
二、细胞的全能性：
1、定义：
细胞的全能性是指已经分化的细胞,
仍然具有发育成完整个体的潜能。
2.原因： 体细胞内含有本物种全套的遗传信息！
(× ) (6)玉米种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性( × )
例.下列有关细胞分化的叙述中，错误的是（ A）
细胞分化和植物细胞全能性
2
在细胞分化的过程中，细胞的形态、结构和功能 逐渐发生变化，这些变化是基因选择性表达的结 果。
3
表观遗传修饰在细胞分化过程中也起着重要的作 用，它可以调控基因的表达，影响细胞的分化方 向。
细胞分化的特点
持久性
细胞分化一旦发生，分化后的细胞将保 持其特有的形态、结构和功能，直到生
命结束。
不可逆性
一般情况下，已经分化的细胞只能沿 着某一特定方向发展，而不能逆转回
05 结论与展望
研究结论
细胞分化是植物生长和发育过程中的重要过程，通过 细胞分化，植物能够形成具有特定功能的组织和器官。
输标02入题
植物细胞全能性是指一个植物细胞具有发育成完整个 体的潜在能力，这一特性为植物的再生和繁殖提供了 基础。
01
03
植物激素和环境因素对细胞分化和植物细胞全能性具 有重要影响，它们能够调控细胞的生长和发育过程。
04
细胞分化与植物细胞全能性之间存在密切关系，细胞 分化程度越高，其全能性越受到限制；反之，未分化 的细胞具有更高的全能性。
研究展望
探索细胞分化与植物细胞全能性之间的相互作 用关系，以及如何通过调控细胞分化来提高植
物的抗逆性和适应性。
加强植物细胞工程和基因工程的应用研究，利用植物 细胞的全能性，实现植物的快速繁殖、基因改良和生
原始状态。
稳定性
细胞分化具有高度的稳定性，即使在 某些条件下，已经分化的细胞也不会 重新回到未分化的状态。
遗传性
细胞分化是基因选择性表达的结果， 因此具有遗传性，可以遗传给后代。
03 植物细胞全能性基础
植物细胞全能性的定义
植物细胞全能性的表现
在适宜的条件下，植物细胞可以脱分化形成愈伤组织，进而再分化形成完整的 植株。
细胞分化和植物细胞的全能性
第四节 细胞分化和细胞全能性 一、细胞的分化 1、特征 形态功能：形态结构发生改变，与细胞的功能相适应
化学组成：合成各自特有的专一性蛋白质
2、定义
同一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质 合成上的差异，这个过程称为细胞分化。
3、特点 稳定的，不可逆的
红细胞：
有利于携带氧气，作变形运动 细长形或呈梭形 有利于附着和伸缩 肌细胞： 表面有许多突起 有利于接受和传递信息 神经细胞 ： 双凹圆盘状
二、植物细胞的全能性 斯蒂瓦特的实验
胡萝卜根韧皮部细胞 （高度分化的细胞）
悬浮法培养 愈伤组织 继续培养
脱分化 （失去分化 再分化 的细胞团）
整株植株幼苗
花药离体培 养实验
化学组成：合成各自特有的专一性蛋白质
2、定义
同一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质 合成上的差异，这个过程称为细胞分化。
3、特点 稳定的，不可逆的
红细胞：
有利于携带氧气，作变形运动 细长形或呈梭形 有利于附着和伸缩 肌细胞： 表面有许多突起 有利于接受和传递信息 神经细胞 ： 双凹圆盘状
二、植物细胞的全能性 斯蒂瓦特的实验
胡萝卜根韧皮部细胞 （高度分化的细胞）
悬浮法培养 愈伤组织 继续培养
脱分化 （失去分化 再分化 的细胞团）
整株植株幼苗
花药离体培 养实验
细胞分化和细胞的全能性
在医学上，细胞核移植技术可以用于 生产与患者完全匹配的干细胞和组织 ，用于移植治疗。通过将患者的体细 胞的核转移到卵细胞中，可以产生与 患者完全匹配的干细胞和组织，避免 了免疫排斥反应和伦理问题。
THANK YOU
感谢聆听
通常情况下，已经分化 的细胞无法回到未分化
状态。
多样性
细胞分化产生不同类型 的细胞，形成生物体的
多样性。
遗传稳定性
分化细胞的基因表达模 式是相对稳定的，能够 保持遗传信息的稳定传
递。
03
细胞分化的类型
胚胎细胞分化
胚胎细胞分化是指在胚胎发育过程中，细胞根据特 定的遗传和环境信号，逐渐特化形成不同类型的细 胞。
02
细胞分化过程中，基因选择性表达使得细胞获得特定的功能和形态，同时保留 了全能性，即细胞仍保持着发育成完整个体的能力。
03
细胞的全能性在某些条件下可以诱导和激发，例如通过组织培养、基因编辑等 技术手段，使已分化的细胞重新获得或部分恢复全能性。
细胞分化和全能性的区别
细胞分化是指细胞在发育过程中逐渐获得特定功能和形态的过程，而细胞 的全能性是指细胞具有发育成完整个体的潜能。
分化的细胞只能发育成与原组织相似的部分，而具有全能性的细胞则可以 发育成完整的个体。
分化的细胞在形态、功能和基因表达等方面均有所改变，而具有全能性的 细胞则保持了发育成完整个体的所有必要条件。
细胞分化和全能性的影响因素
遗传因素
基因组结构和表达模式决定了细胞的分化方向和全能性程度。基因突变、染色体异常等遗传因素可以影响细胞的分化 与全能性。
胚胎干细胞治疗
胚胎干细胞治疗可用于治疗一些难以治愈的疾病，如 糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病等。通过将胚胎干 细胞分化成特定的细胞类型，可以替换病变或受损的 细胞，恢复细胞功能，从而达到治疗疾病的目的。
高考生物 考点一遍过 考点 细胞的分化和细胞的全能性(含解析)
藏躲市安详阳光实验学校考点23 细胞的分化和细胞的全能性1．细胞分化（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
（2）特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。
（3）实质：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
（4）意义⎩⎪⎨⎪⎧ ①生物个体发育的基础②使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率2．细胞的全能性（1）概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
（2）实例⎩⎪⎨⎪⎧①植物组织培养实验说明植物细胞具有全能性②克隆羊多利的培育成功说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性（3）干细胞：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。
（4）把实例与相应的原理或过程连线 考向一 细胞分化1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是 A ．细胞分化使细胞结构和功能发生改变B ．分化的细胞核体积变大，代谢增强C ．细胞分化是基因发生突变的结果D ．细胞分化增强了细胞的增殖能力 【参考答案】A胞的增殖能力， D 错误。
归纳整合图解法展示细胞分化的机理2．如图所示为来自同一人体的4 种细胞，下列叙述错误的是 A ．虽然来自同一人体，但各细胞中遗传物质含量并不相同 B ．虽然各细胞的生理功能不同，但都能产生ATPC ．虽然各细胞大小不同，但细胞中所含的蛋白质种类相同D ．虽然各细胞中携带的基因相同，但进行表达的基因不同 【答案】C【解析】虽然来自同一人体，但各细胞中遗传物质含量并不相同，如卵细胞中的核DNA 含量减半，A 正确；虽然各细胞的生理功能不同，但都能进行细胞呼吸产生ATP ，B 正确；图中看出，细胞已经发生分化，由于基因的选择性表达，导致细胞中含有的蛋白质种类不完全相同，C 错误；虽然各细胞中携带的基因相同，但进行表达的基因不同，D 正确。
考向二 细胞全能性的判断3．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A．造血干细胞形成各种血细胞B．花药经离体培养得到单倍体植株C．克隆羊“多利”的诞生D．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗【参考答案】D规律总结区分细胞分化与全能性的标志（1）细胞分化的标志在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。
细胞的分化和细胞的全能性
2、花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人
工的方法培育成植株。这成果利用了细胞的（B ）
A。应激性 B。全能性 C。变异性 D。适应性
练习
1.细胞分化达到最大限度的时期是 （ C）
A.有丝分裂间期 B.受精卵时期
C.胚胎时期
D.受精作用时期
2、多细胞生物体在发育过程中起决定作用的是（D）
A.细胞分裂 B.细胞生长 C. 细胞衰老 D. 细胞分化
；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；人的成熟的无核红
细胞进入血液循环，生活120天左右稳即定死性亡
干细胞
• 动物和人体内保留的少数具有分裂和分化 能力的细胞
细胞的全能性
• 概念
– 细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能；或已 经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
• 基因组中表达的基因又分两类：
（1）一类是维持细胞基本生命活动所必须的，称 管家基因（house keeping gene）
如编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、以及tRNA、 rRNA基因等。这些基因在各类细胞中都可以表达
（2）另一类是指导合成组织特异性蛋白的基因，对分化 有重要影响，称奢侈基因（luxury gene）
细胞的分化和细胞的全能性
2009.9.18
细胞的分化
• 细胞分化的概念 • 细胞分化的特征 • 细胞分化的意义 • 干细胞
细胞分化的概念
• 在个体发育中，相同细胞的后代在形态和生 理功能上发生稳定性差异的过程
– 分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的 变化，源于细胞内化学物质的变化，如组成细胞 结构的蛋白质和催化化学反应的酶
B.细胞的分化
C.细胞的增殖
工的方法培育成植株。这成果利用了细胞的（B ）
A。应激性 B。全能性 C。变异性 D。适应性
练习
1.细胞分化达到最大限度的时期是 （ C）
A.有丝分裂间期 B.受精卵时期
C.胚胎时期
D.受精作用时期
2、多细胞生物体在发育过程中起决定作用的是（D）
A.细胞分裂 B.细胞生长 C. 细胞衰老 D. 细胞分化
；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；人的成熟的无核红
细胞进入血液循环，生活120天左右稳即定死性亡
干细胞
• 动物和人体内保留的少数具有分裂和分化 能力的细胞
细胞的全能性
• 概念
– 细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能；或已 经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
• 基因组中表达的基因又分两类：
（1）一类是维持细胞基本生命活动所必须的，称 管家基因（house keeping gene）
如编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、以及tRNA、 rRNA基因等。这些基因在各类细胞中都可以表达
（2）另一类是指导合成组织特异性蛋白的基因，对分化 有重要影响，称奢侈基因（luxury gene）
细胞的分化和细胞的全能性
2009.9.18
细胞的分化
• 细胞分化的概念 • 细胞分化的特征 • 细胞分化的意义 • 干细胞
细胞分化的概念
• 在个体发育中，相同细胞的后代在形态和生 理功能上发生稳定性差异的过程
– 分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的 变化，源于细胞内化学物质的变化，如组成细胞 结构的蛋白质和催化化学反应的酶
B.细胞的分化
C.细胞的增殖
植物组织培养第二章
（三）Байду номын сангаас细胞胚胎发生的基因表达机理（略）
二、植物体细胞胚胎发生途径
（一）体细胞胚胎发生的方式 由外植体诱导体细胞胚胎发生的途径有两种： 直接途径和间接途径。 直接途径：从外植体某些部位的胚性细胞直接 诱导分化出体细胞胚胎。这种“胚性细胞”是在胚 胎发生之前就已决定了的。 间接途径：外植体先脱分化形成愈伤组织， 在从愈伤组织的某些细胞，即重新决定为胚性细胞 的细胞分化出体细胞胚胎，多数体细胞胚胎的形成 是通过间接途径产生的。
植物愈伤组织的培养
愈伤组织培养是指将母体植株上的各个部分切下，形成 外植体，接种到无菌的培养基上，进行愈伤组织诱导、生长 和发育的一门技术。 一般情况下，植物组织均能诱发形成愈伤组织，由外植 体形成愈伤组织，标志着植物离体培养的开始。
差异：（1） 受精卵的全能性最高 （2） 受精卵分化 后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。 潜在全能性的原因：基因表达的选择性
科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一 定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就 可能表现出全能性，发育成完整的植株。 人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。
三、植物体细胞胚胎发生的极性和生理隔离
体细胞胚胎具有两个明显特点： 1、双极性 2、与母体组织或外植体的维管束系统无直接联系，处于较为 孤立的状态，即存在生理隔离。
（一）体细胞胚胎发生的极性
单个胚性细胞与合子胚一样，具有明显的极性，第一次 分裂多为不均等分裂，顶细胞继续分裂形成多细胞原胚，基 细胞进行少数几次分裂形成胚柄。 （二）体细胞胚胎发生的生理隔离
第二章
植物组织培养的基本原理
植物细胞全能性理论是植物组织培养的核 心理论。 离体细胞具有生命的特征属性，在全能性的 基础上，提供合适的营养和环境条件，离体细 胞经历脱分化和再分化过程
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细胞分化 结果 形成形态ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构、功能不同的细胞
细胞全能性
形成新的个体
大小 细胞分化程度有高低之分，如体 细胞全能性有大小之分,如受
比较 细胞﹥生殖细胞﹥受精卵
精卵﹥生殖细胞﹥体细胞
关系
①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
细胞分化和细胞全能性的比较
原理
细胞分化
细胞内基因选择性表达
细胞全能性
含有本物种全套遗传物质
特点
①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 ②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，直到死亡 ③普遍性：生物界中普遍存在， 是生物个体发育的基础
①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，在一定的营养物质、激 素和其他适宜的外界条件下， 才能表现出全能性 ②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，动物克隆技术