细胞的分化(公开课)

可发育成多种组织和器官,如造血干细胞
(3)专能干细胞
可发育成专门的组织和器官,如神经细胞
练一练
2010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
A.正常生长 B. 增殖并分化成多种细胞 C.分泌抗体 D. 杀死各种病原菌
一、细胞分化
分化的对象:相同细胞 分化的结果:产生形态、结构、生理功能 不同的细胞。
以下事例可说明细胞分化具有什么特点?
想一想
1.细胞分化发生在整个生命进程中。(动物)胚胎 时期达到最大限度。 —持久性 2.黑色素细胞在体外培养30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 不会变成其他类型的细胞。 —稳定性 3.造血干细胞 原红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 成熟红细胞 死亡 —不可逆性 4.细胞的分化是普遍存在现象,是生物个体发育的基 础。
分裂
第六章
细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
成年人全身细胞总数约 1012个。 细胞种类 有200 多种。这么多种类细 胞均来自一个受精卵.
有丝分裂
分 化
神经细胞
红细胞
肌肉细胞
上皮组织细胞
-普遍性
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 传信息。只是在不同细胞中遗传信息 的执行情况不同。
胚 胎 细 胞
红细 胞
血红蛋白基因开启 肌动蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启 血红蛋白基因关闭
大量合成血红蛋白
大量合成肌动蛋白
心肌细胞
细胞分化的根本原因:不同细胞中遗传信息的 执行情况不同,是基因的“选择性”表达
4、细胞分化有什么意义?
1)、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。
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能的效率和组 织器官的修复。
比较细胞分裂与细胞分化:
小肠上 皮细胞 血红 细胞
神经 细胞
有丝分裂
受精卵
细胞分化
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 同 数量 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 遗传信息都不变 同 点 联 共同完成生物个体发育过程 系
1958年,美国 科学家斯图尔 德用胡萝卜韧 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。 思考
为什么任意一个体细胞会具有发 育成完整个体的潜能?
蝴蝶兰的大规模生产
(2) 拯救珍稀、濒危动植物
长江女神 白鳍豚
百合花杜鹃
丹顶鹤
思考:
动物和人体内有没有具有分裂 和分化能力的细胞呢?
三、干细胞
1、定义
动物和人体内仍保留着少数 具有分裂和分化能力的细胞, 这些细胞叫做干细胞。
在我们体内,红细胞的寿命为120天左右, 白细胞的寿命更短,只有5-7天。这些血 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 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。 1 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?
课堂小结:
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: 稳定性 普遍性 持久性 不可逆性 3、原因: 基因的选择性表达 4、意义:
(1)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。
(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 能的效率。
第五章 第二节
细胞分化、衰老和凋亡
细胞分化 细胞的全能性
受精作用形成受精卵
受精卵经细胞分裂形成多细胞胚
多细胞胚发育为人的幼体,完成胚胎发育。
示意图:
细胞的有丝分裂
细胞分化
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 成多细胞生物体吗?
一、细胞分化
1、分化的定义:
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。
5、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 肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞( D ) A、有旺盛的分裂能力 B、还没有分化 C、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
6、下列哪种细胞的全能性最容易表达出来( B ) A、青蛙的上皮细胞 B、胡萝卜的韧皮部细胞 C、大白鼠的肝脏细胞 D、人皮肤生发层细胞
2012年高考——生物(广东卷)
26题(4)
叶片发育过程中,叶片面积逐渐增大, 是细胞分裂 ______ 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 基因的选择性表达 原因是 ________ 。
思考:
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 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?
>
动物体细胞
2、受精卵
>
生殖细胞
>
体细胞
3、能够增殖的细胞
> 停止增殖的细胞
练一练 2011年广东高考理综生物试题 26题(3) 蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞 的 全能性 ,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 基因的选择性表达 。
4、动、植物细胞全能性的应用: (1) 快速繁殖花卉、蔬菜
练一练
1.下列对细胞分化的叙述正确的是 ( D) A.细胞分化是遗传物质改变的结果 B.细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程 C.细胞分化也可实现细胞数量的增加 D.细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的 2.人胰岛B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B细胞中( C ) A.只有合成胰岛素的基因 B.在细胞分化过程中,基因的数目发生了变化 C.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 D.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
讨论:
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。
红 细 胞
造 血 干 细 血 小 板

白细胞
骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞
2、干细胞的类型:
(1)全能干细胞
可发育成完整个体如胚胎干细胞
(2)多能干细胞
二、细胞的全能性
1、概念:指已经分化了的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。 2、原因:细胞内含有本物种全套的遗传信息。
三、干细胞
1、概念: 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化 能力的细胞。
2、类型:
巩固练习
1、下列关于细胞分化的说法,错误的是( A ) A、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 C、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 异的过程 2、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?( C ) A、细胞分裂与细胞生长 B、细胞生长和细胞分化 C、细胞分裂与细胞分化 D、细胞的无丝分裂和有丝分裂
3、细胞分化的结果是( D ) A、细胞的数量增多 B、细胞的形态和结构相同 C、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 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 ( D) A、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 C、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
“多利”的诞生证明 :已分化的动物体细 胞的细胞核具有全能 性 但是目前为止,人们 还没有成功地将单个 已分化的动物体细胞 培养成新的个体。
克隆羊的全过程
白面羊乳 腺细胞的 细胞核 黑面羊卵 细胞的细 胞质
融合 新的细胞
体外培养 一段时间
代孕母羊
白面羊的克隆羊
3、全能性高低的比较:
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞 低 ;分化程度越低, 分化程度越高,全能性越____ 高。 全能性越___ 1、植物体细胞
2、原因:
细胞内含有本物种全套的遗传信息
植 物 组 织 培 养 实 例
植物组织培养
离体的植物器官、组织或细胞
过程 脱分化
外植体
愈伤组织 再分化 根、芽
植物激素: 细胞分裂素、生长素
植物组织培养条件:
含有全部营养成分的培养 基、一定的温度、空气、无菌 环境、适合的PH、适时光照等。
植物体
动物细胞是否具有全能性?
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长江女神 白鳍豚(水中大熊猫)
丹顶鹤
三、干细胞
概念:
动物和人体内仍保存着少数 含有分裂和分化能力的细胞。 分类:
按发育时期 分为胚胎干细胞和体干细胞
按全能性大小
(1)全能干细胞:
是从哺乳动物的早期胚胎中分离 出来的,可分化成人体的多个细胞, 最后发育成一种完整的个体。
(2)多能干细胞:
胚胎干细胞进一步分化而成,含 有形成一种器官的多个组织的潜能,
融合
新的细胞
体外培养 一段时间
代孕母羊
白面羊的克隆羊
非洲爪蟾和“多利”的诞生证明: 已分化的动物体细胞的细胞核含有全能性。
为什么细胞核含有发育成完整个体的潜能? 细胞核中有遗传物质。
阐明:但是现在为止,人们还没有成功地将单个已分化 的动物体细胞培养成新的个体。
动物细胞核全能性的应用:
用克隆技术拯救濒危动物
讨论:1 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?
健康人会不停产生新的血细胞,补充到血液中去。
2 骨髓与血细胞的形成有什么关系? 骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不停产生 不同种类的血细胞。
新华社北京9月4日电
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,将为患者捐献造血干细胞。 与他一同行动的尚有中国大学生男子
相似
差别


遗传信息都不变

联 系
共同完一生物个体发育过程
思考:
既然细胞分化含有稳定性、持久性、 不可逆性,那么已经发生高度分化的 细胞,还能像早期胚胎细胞那样,再 分化成其它细胞吗?
1958年,美国科 学家斯图尔德用胡 萝卜韧皮部细胞成 功地哺育出了一棵 完整的植株。

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红细胞 肌细胞
实验证据:科学家用基因探针技术对人体内几种体细胞含有的
细 胞
基因情况进行了调查,结果如下:

基因
蛋白质
化 的 原
卵清 蛋白 基因
唾液淀 粉酶 基因
胰岛 素基

卵蛋得清白出唾 淀结酶液 粉论:胰素岛

输卵管细胞 +
+
+ 体+ 细胞-分化过-程
唾液腺细胞 + -
胰岛B细胞 +
+
+ 中-遗传-物质没+有
“+”表示有 ,“-”表示无
改变
实验证据1:科学家用抗原抗体杂交技术对人体内这三种体细胞 中相应的蛋白质情况进行了调查,结果如下:
输卵管细胞
卵清 蛋白 基因
+
基因
唾液淀 粉酶 基因
+
蛋白质
胰岛 素基

卵清 蛋白
唾液 淀粉

胰岛 素
++--
唾液腺细胞 +
+
+- + -
胰岛B细胞 +

为什么细 胞具有全 能性呢?
4、细胞全能性的原理 生物体每个细胞都含有本物种的全部遗传信息, 都有发育成完整个体的全部基因。
能够将动物体细胞离体培养成新个体吗?
母绵羊B
母绵羊A
乳腺细胞 (体细胞)
未受精的 卵细胞
提取细胞核
去核卵细胞
新的卵细胞 发育成胚胎
母绵羊C
“多莉”
结论:对于高度分化的动物细胞,其细胞核具有全能性。
动、植物细胞全能性的应用: 快速繁殖花卉、蔬菜

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3、细胞全能性意义

① 快速繁殖作物, 保持亲本优良性状。
② 拯救珍稀濒危物种
③ 与基因工程结合培育作物新品种
4、干细胞

已经完成发育过程的人体内,有没有具有 分化能力的细胞呢?
造血干细胞分化为各种血细胞
课后作业

资料收集“干细胞研究与人类健康”,通 过报纸、刊物、书籍、互联网等途径收集, 在班内相互交流。 课本P120
肌动蛋白
1.细胞分化发生在个体发育的( C ) A 胚胎期 B 受精卵分裂期 C 整个生命过程 D 性成熟期
2.细胞分化达到最大限度的时期是 A.个体成熟时期 C.胚胎时期
( C )
B.受精卵时期 D.受精作用时期
二、细胞的全能性
已经分化的细胞还能象早期胚胎一样, 分化为其它细胞吗?
分化具有稳定性,这个稳定是相对的;在一定的外 界条件作用下,分化了的细胞可以恢复到分化前的状态
分化的时间一般是在什么时候?
试归纳一下细胞分化的概念
2、细胞分化的概念

在个体发育过程中,由一个或一种 形态 、 ________ 细胞产生的后代,在________ 结构 生理功能 上发生__________ 稳定性差异 的过 和__________ 程。
分化了的细胞能恢复到分化 前的状态吗?
3、细胞分化的特点
② 动物细胞的分化
细胞 分化 形成 组织
多细胞动物胚胎发育早期,细胞的形态、 分化 结构有什么特点?
上皮组织
肌肉组织(横纹肌)
神经组织 结缔组织
由组织形成器官、系统和生物体
器 官
系 统
人 体
思考题
分化的英语单词differentiation 向我们暗示了 分化的含义是什么? 这个差异是暂时的还是永久的?

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感谢聆听
03
细胞分化的类型与特点
胚胎细胞分化
胚胎细胞分化是指在胚胎发育过程中,细胞根据一定的遗传 和环境信号,逐渐形成具有特定形态、结构和功能的细胞类 型的过程。
胚胎细胞分化的特点包括:高度特化、不可逆性、有序性和 时空性。这些特点有助于胚胎发育过程中形成复杂的组织和 器官。
组织特异性分化
组织特异性分化是指细胞在特定的组织环境中,通过一系 列基因表达的调控,逐渐获得该组织特有的形态、结构和 功能的细胞类型的过程。
再生医学的主要优势在于其安全性和有效性,可以避免免疫排斥反应和伦理问题, 同时可以提供与机体相容性更好的替代品。
药物筛选与开发
药物筛选与开发是指利用细胞分化的原 理,通过体外培养和筛选特定的细胞系,
来发现和验证新的药物候选物。
药物筛选与开发是药物研发过程中不可 药物筛选与开发的主要优势在于其快速、
04
细胞分化的应用与前景
干细胞治疗
干细胞治疗是指利用干细胞的分化潜能,将其定向诱导为特定类型的细 胞,用于替代或修复受损的组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。
干细胞治疗在许多疾病领域都有广泛的应用,如心血管疾病、糖尿病、 神经退行性疾病等。目前,许多临床试验已经证明干细胞治疗在某些疾
病中的有效性。
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CONTENCT

• 细胞分化的定义与重要性 • 细胞分化的机制 • 细胞分化的类型与特点 • 细胞分化的应用与前景 • 细胞分化的挑战与展望
01
细胞分化的定义与重要性
细胞分化的定义
细胞分化是指在个体发育过程中,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。

高中生物:细胞分化(公开课课件)

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骨细胞
上皮组织 肌肉组织 神经组织 结缔组织
受精卵 早期胚细胞
行பைடு நூலகம்特定功能的细胞
细胞分化概念
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 和功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
细胞分化的特点、意义
意义:
细胞分化的特点
普遍性 持久性 不可逆性 遗传物质不变性
生物个体发育的基础
细胞趋向专门化,有利于 提高各种生理功能的效率
再分化
愈伤组织
脱分化
外植体
外植体
细胞的全能性
结果表明:高等分化的植 物细胞仍然具有发育成完 整植株的能力,这就是植 物细胞的全能性。
植物组织培养的应用
结果表明:已分化的 动物体细胞的细胞核 是具有全能性的。
细胞全能性的比较

动物细胞 植物细胞

生殖细胞 体细胞 受精卵
干细胞
细胞种类 寿命
能否分裂
红细胞 120d 不能
白细胞 5-7d 不能
干细胞类型① 胚胎干细胞
干细胞类型② 多能干细胞 专能干细胞
细胞分化的实质:基因的选择性表达
核仁
mRNA
转录
DNA
蛋白质的合成
核糖体
mRNA
翻译 蛋白质
细胞类型 血红蛋白基因 肌动蛋白基因 ATP合成酶基因
红细胞 存在 存在 存在
细胞类型 血红蛋白 肌动蛋白 ATP合成酶
红细胞 存在
不存在 存在
心肌细胞 存在 存在 存在
心肌细胞 不存在 存在 存在
胚状体
6.2 细胞的分化
问题探讨
细胞种类 寿命
能否分裂
红细胞 120d 不能

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(1)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。 (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 能的效率。
二、细胞的全能性
1、概念:指已经分化了的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
2、原因:细胞内含有本物种全套的遗传信息。
三、干细胞
1、概念:
动物和人体内仍保留可着编辑少课件数PP具T 有分裂和分化
A.正常生长 B. 增殖并分化成多种细胞 C.分泌抗体 D. 杀死各种病原菌
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31
一、细胞分化
课堂小结:
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: 稳定性 普遍性 持久性 不可逆性
3、原因: 基因的选择性表达 4、意义:
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24
(2) 拯救珍稀、濒危动植物
长江女神 白鳍豚
百合花杜鹃
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丹顶鹤
25
思考:
动物和人体内有没有具有分裂 和分化能力的细胞呢?
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26
三、干细胞
1、定义
动物和人体内仍保留着少数 具有分裂和分化能力的细胞, 这些细胞叫做干细胞。
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在我们体内,红细胞的寿命为120天左右, 白细胞的寿命更短,只有5-7天。这些血 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 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。
2.人胰岛B细胞能产生胰岛素,但不能产生红细胞中的

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ABCDE BADCE
ABCDE
3、机理:不同的细胞中遗传信息的执行情况不同
(基因选择性. 表达的结果)
14
一、细胞分化
4、意义: (1)是生物个体发育的基础; (2)使多细胞生物体中的细胞趋向 专门化,有利于提高各种生理功能的 效率。
.
15
思考:
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 整的个体呢?
从受精卵开始,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。
29
课堂巩固 1、下列关于细胞分化的说法错误的是
(C )
红细胞
有丝分裂
受精卵
分化
肌肉细胞 骨细胞
神经细胞
.
8
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 中呢?你能举例说明吗?
.
9
例一:
红 细 胞 血 小 板
骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞





白细胞
例二:
表皮的生发层细胞能分裂 分化成角质层细胞,以补 充死亡脱落的角质层细胞
例三:
物细胞具
有生长发
胡萝卜试管苗
胚状体发育
.
育的全能 性吗?17

二、细胞的全能性
1、概念: 高度分化的植物细胞仍具 有发育成完整个体的潜能。
2、原因:因为高度分化的细胞中 仍然包含了该生物的全套遗传物质。 (如胡萝卜韧皮部细胞核中遗传物
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