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细胞分化和全能性


植物组织培养属于哪种生殖方式?
植物组织培养的优点?
①繁殖速度快 ②繁殖后代整齐一致,能保持原有品种的优 良性状 ③可获得无毒苗 ④可进行工厂化生产 ⑤经济效益高
四、应用
红豆杉又名紫杉,属世界珍稀濒危物种,是 我国一级保护树种,素有“植物黄金”之称, 它的提取物“紫杉醇”是人类生命的第一杀手“ 癌症”的克星,红豆杉又是生产抗癌药物“紫 杉醇”的唯一原料。因此,高效抗癌药物紫杉 醇,虽然能造福人类,但却为濒危的红豆杉 带来一场灭顶之灾。 今天我们有没有办法来拯救红豆杉,同时又 能大量生产紫杉醇挽救癌症患者呢?
DNA相同、mRNA不同、蛋白质种类不同
2 受精卵发育过程中,如果没有细胞分化,其结果 会怎样?细胞分化是不是人类特有呢?
继续分裂 增加体细胞数量
许 多次 多 受精卵 有丝分裂 细 胞
细胞分化 形成
各 种 组 织
器 官
系 统
高 等 动 物 体
绿色开花植物体
意义

细胞分化是个体发育的基础。 是生物界中普遍存在的生命现象, 不是人类所特有的现象。 细胞分化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。
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 数量 同 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
植物器官切片图
保卫细胞
筛管
导管
成熟区 (根毛区)
气 孔
伸长区
这些形态结构和 功能不同的细胞 还有可能发育成 天竺葵 完整个体吗?
根尖
分生区 根冠二、细胞Fra bibliotek全能性实验证明: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。

矮牵牛茎尖离体培养

牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖
微型月季茎段离体培养
花烛叶片离体快速繁殖
植物的组织培养是如何进行的呢?
①什么是植物组织培养? ②植物组织培养的过程怎样? ③植物组织培养需要哪些条件? ④为什么利用植物体的部分组织就能培育成
四、细胞分化与 植物细胞全能性
生物学语言说这是一个怎样的个体?
多细胞生物体
这个新生命发育的起点是什么?
受精卵
一个细胞(受精卵)是如何发育
成一个多细胞生物体呢

动物细胞 有丝分裂
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?
上皮 细胞
上皮组织
保护作用
主要作用是收缩
正常细胞

细胞
细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系
胰岛B细胞
胰岛素基因 表达
胰岛素
胰岛A细胞
胰高血糖素基因 表达
胰高血糖素
1.细胞分化是否意味着细胞中遗传物质发生 改变?为什么?
2.同样来自一个受精卵,且每个细胞都携带 遗传物质没有改变,不同组织 有相同的遗传信息,为什么还会出现差异?
的细胞共同来源于受精卵
专一性蛋白质 2.发生时间: 红细胞—血红蛋白 发生在生物体整个生命进程中, 肌肉细胞—肌动蛋白、肌球蛋白 但在胚胎时期达到最大限度 胰岛B细胞---胰岛素
观察思考:
1、图中的1
3过程中发 生的主要变化是什么?
细胞分裂 2、图中的3
5过程发 生的主要变化是什么?
细胞生长 3、图中1
2 、1
有丝 分裂
受精卵
细胞 分化
肌肉 细胞
肌肉组织
器 官
系 人 统 体
感受刺激和
神经 细胞
传导兴奋
神经组织
维持骨形成、
骨细胞
结缔组织
调节骨代谢
(一)、细胞分化
1. 概念:
同一来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。
化学组成上:各种细胞能合成各自特有的
1、 概念 单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整 生物体的潜能。 2 、细胞具有全能性的原因:
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套 遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基 因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具 有全能性。
三、植物组织培养
1958年,美国
科学家斯蒂瓦特 在离体条件下用 胡萝卜韧皮部细 胞成功地培育出 了一棵完整的植 株。
一个完整的植物体呢?
三、植物组织培养---离体培养
(1)过程:
再分化 离体的器官 脱分化 愈伤组织 组织或细胞
根、芽
植物体
一团没有特定结构和 功能的分生状态的细 胞
(2)条件:
细胞离体、无菌条件、控制温度、PH、光照等、合 适的人工培养基(水、无机盐、糖类、维生素、植 物激素等)
(3)理论基础: 植物细胞的全能性。
例2、人体神经细胞与肝 细胞的形态 结构和功能不同, 其根本原因是 D A 这两种细胞的DNA碱基排列顺序 不同 B 这两种细胞的核糖体不同 C 这两种细胞的转运RNA不同 D 这两种细胞的信使RNA不同
例3、人胰岛细胞能产生胰岛素但不能 产生血红蛋白,据此推测胰岛细 C 胞中 A 只有胰岛素基因 B 比人受精卵的基因要少 C 既有胰岛素基因也有血红蛋 白基因和其它基因 D 有胰岛素基因和其它基因, 但没有血红蛋白基因


植物组织培养在生产上的应用 ①试管苗的快速繁殖 ②无病毒植物的培育 ③提取原料 ④人工种子 ⑤转基因植物的培育
例1、细胞分化是生物界普遍存在的 一 种生命现象,下列不正确的是 D A.分化发生在生物体的整个生 命进 程中 B.分化是基因在特定的时间和空间 条件下选择性表达的结果 C.未离体的体细胞不会表现出全能 性 D.分化过程中遗传物质发生了改变
5、用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以 形成愈伤组织,下列叙述不正确的是 ( B ) A 该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成 B 该愈伤组织的细胞没有全能性 C 该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D 该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
3、下列关于植物细胞全能性的叙述正确的是 ( B ) A 植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需 的全部基因 B 高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可 能表现出全能性 C 蚕豆叶肉细胞脱分化形成的愈伤组织细胞没有全能性 D 植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所 含基因不同 4、将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时,下列条件 中不需要的是 ( D ) A 具有完整细胞核的细胞 B 一定的营养物质和植物激素 C 离体状态 D 导入指示基因
治 疗 性 克 隆
3.克隆技术的负面影响
克隆技术本身不成熟,成功率低。
克隆人的伦理问题,等等。
例4下列关于植物组织培养的叙述中,错误的是 D A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节 渗透压 B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组 织的生长和分化 C. 离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才 能形成愈伤组织 D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养 获得的愈伤组织基因相同
去掉细 胞核 新 个 体
新的 细胞 C个体 子宫
早期 胚胎
胚 胎 移 植
新个体的遗传物质:供体的核
遗传物质+受体的质遗传物 新个体的表现性状:主要与供 核的个体相同。
2.克隆技术的
应用 A.繁育优良品 种生物体 B.挽救濒危生 物 C.医学上克隆 器官用于移植 (治疗性克隆)
4
过程中发生的主要变化是什
么?
细胞分化
3. 特征
细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
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
分化终端的细胞不再分裂,如人成熟的红细胞 进入血液循环后,生活120天左右即死亡。
不可逆性
1、下列关于细胞分化叙述正确的是 ( D ) A 同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋 白质的种类和数量互不相同 B 分化是细胞中遗传物质改变的结果 C 胡萝卜叶肉细胞再分化形成的愈伤组织具有全 能性 D 分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性 表达的结果 2、有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基 因”和“奢侈基因”。 管家基因在所有细胞中表达, 是维持细胞基本生命活动所必需的,而奢侈基因只 在特定组织细胞中表达。下列属于“奢侈基因”表达 产物的是 ( D ) A ATP水解酶 B DNA聚合酶 C 膜蛋白 D 血红蛋白
动物细胞有全能性吗?
非洲爪蟾 未受精卵
蝌蚪肠上 皮细胞核
无核的卵
杂合细胞
正常成蛙

格登的实验
格登的实验第一次证明动物
的体细胞核具有全能性 四、克隆技术
——细胞核移植
——属于无性繁殖,是通常说的“克 隆技术”
多莉羊的 培育
1.细胞核移植操作过程
A个体的 体细胞核 移植 培 养
B个体卵 细胞
基因选择性表达的结果
4、细胞分化的实质
基因
遗传信息的执行情况不同
A B C D E 胰岛A细胞---
胰高血糖素
A B C D E
DNA
A B C D E
胰岛B细胞
---胰岛素
基因的选择性表达
1 同一生物不同种类的体细胞内DNA、mRNA、蛋 白质种类是否相同 ?
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