第六章
细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
教学目标
1.学会细胞分化的概念、特点、实质 2.举例说明细胞的全能性 3.了解有关干细胞研究进展与人类健 康的关系
这么ห้องสมุดไป่ตู้种类细胞均来自一个受精卵。
有丝分裂
分 化
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。
问题探讨：
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
概念：干细胞(SC)是一类具有自我复 制能力的多潜能细胞，是一种未充分分 化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组 织器官的潜在功能，医学界称为“万用 细胞”。
动物和人体内仍保留着少数 干细胞。
分类：
根据干细胞的功能不同可以分为：全能干细胞（胚胎干细 胞）、多能干细胞（组织干细胞）和专能干细胞
植物细胞全能性的应用：
利用植物细胞的全能性，通过 植物组织培养的方法快速繁殖花卉、 蔬菜
蝴蝶兰的大规模生产
克隆羊的全过程
白面羊乳腺细 黑面羊卵细 胞的细胞核 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
“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。
血 小 板
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，补充 到血液中去。
2、利用干细胞，人体组织器官将能再生
新闻背景: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，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以 接受干细胞移植手术治疗。
项 目
细胞分化 细胞内基因选择性表达 （1）持久性： （2）稳定性和不可逆 性 (3) 普遍性
细胞全能性
原 理
特 点
含有本物种全套遗传物质
结 果 大 小 比 较 关 系
形成形态、结构、功能不同 的细胞 细胞分化程度有高低之分，如 体细胞>生殖细胞>受精卵
形成新的个体
细胞全能性有大小之分，如受精卵 >生殖细胞>体细胞
全能干细胞：具有发育的全能性，可参与整个生物 体的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便 是最初始的全能干细胞。
多能干细胞：具有分化出多种组织细胞的潜能，但 不发育成完整的个体，如血液组织干细胞、皮肤组 织干细胞。 专能干细胞：只能分化成某一类型的细胞，如血液 组织干细胞可分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。
分化的对象：相同细胞 分化的结果： 产生形态、结构、功能不同的细胞
2.根据以下事例总结细胞分化的特点?
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、细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生 物个体发育的基础 －普遍性
动物细胞核全能性的应用：
用克隆技术拯救濒危动物
长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）
丹顶鹤
细胞全能性大小的比较：
在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的 ① 最小 动物细胞中，全能性最大的是____, ③ 。 的是____
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。 低 ；分化 细胞分化程度越高，全能性越____ 高。 程度越低，全能性越___
（1）两者的遗传物质都不发生改变 （2）已分化的细胞仍保持全能性，但细胞的分化程度高，具有的全能性 越小
迁移与应用2
下列有关细胞全能性的叙述，错误的 是（ D） A.植物细胞离体培养在适宜条件下，能 表现出全能性 B.受精卵细胞全能性最高 C.在生物体内由于细胞的分化，全能 性难以表达 D.卵细胞与受精卵一样，细胞未分化， 全能性很高
3、细胞分化的实质：同一个体不同细胞中 遗传信息相同但执行情况不同，是基因的 “选择性”表达。
4、细胞分化的意义：
（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。
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
迁移与应用1 细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象。 下列说法不正确的是（ D ） A.分化发生在生物体的整个生命进程中 B.分化是遗传信息在特定的时间和空间条件 下选择性表达的结果 C.细胞分化是稳定的，而且一般是不可逆的 D.分化过程中遗传物质发生了改变
问题探讨：
既然细胞分化具有稳定性、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?
干细胞的研究及应用
1、骨髓移植可以有效地治疗白血病
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。
为什么通过骨髓移植可以有效地治疗白血病？
红 细 胞
造 血 干 细 胞 白细胞
二、细胞的全能性
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。
细胞的全能性：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？ 全能性的原理：体细胞内含 有本生物物种全套的遗传信 息！
想一 想
资料:在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因 处于活跃状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种 蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态：在 肌细胞中则相反。 （1）红细胞为什么能合成血红蛋白，而不合成肌 球蛋白？肌细胞为什么能合成肌动蛋白？ 在红细胞中血红蛋白的基因处于活动状态，控制合 成了血红蛋白，而肌动蛋白的基因处于关闭状态 （2）同一生物体的红细胞和肌细胞等体细胞的 遗传信息相同吗？ 相同，都是由一个受精卵经有丝分裂而来 （3）基因相同，合成的蛋白质不同的根本原因 是什么？ 不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合 成的蛋白质不同，即基因的选择性表达