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必修1第6章第2節(jié) 細(xì)胞的分化 在個體發(fā)育中 一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代 在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 一 細(xì)胞分化 1 概念 2 特點(diǎn) 黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素 離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞 始終保持為上皮細(xì)胞 而不會變成其他類型的細(xì)胞 穩(wěn)定性 遺傳物質(zhì)不變 不可逆性 細(xì)胞分化發(fā)生在整個生命進(jìn)程中 動物 胚胎時期達(dá)到最大限度 持久性 是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象 是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ) 普遍性 分化后的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài) 不能再回到分化前的狀態(tài) 直到死亡 3 細(xì)胞分化的過程 4 細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì) 同一個體內(nèi)各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳物質(zhì) 但不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同 即基因的選擇性表達(dá) 紅細(xì)胞 肌肉細(xì)胞 開 關(guān) 開 關(guān) 5 細(xì)胞分化的意義 是個體發(fā)育的基礎(chǔ) 能形成具有特定形態(tài) 結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官 使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化 有利于提高各種生理功能的效率和組織器官的修復(fù) 4 細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì) 基因的選擇性表達(dá) 增加 相同 不變 差異 染色體和遺傳信息都不變 先分裂 后分化 細(xì)胞分裂是分化的基礎(chǔ) 共同完成生物個體發(fā)育過程 分化程度越高 分裂能力越低 6 細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的關(guān)系 細(xì)胞分裂 細(xì)胞分化 典型例題 動物細(xì)胞中的一類基因是維持基本生命活動的 在各種細(xì)胞處于活動狀態(tài) 另一類基因是選擇性表達(dá)的基因 如圖是能產(chǎn)生A抗體的細(xì)胞 關(guān)于該細(xì)胞中三個基因的開閉狀態(tài) 下列說法正確的是 A 其中有一個處于活動狀態(tài) 即A抗體基因B 其中有一個處于活動狀態(tài) 即ATP合成酶基因C 號染色體上的兩個基因均處于活動狀態(tài)D 三個都處于活動狀態(tài) B 點(diǎn)撥 胰島素基因和A抗體基因是特定細(xì)胞選擇性表達(dá)的基因 ATP合成酶基因?qū)儆诰S持細(xì)胞的基本生命活動的基因之一 在活細(xì)胞中都可表達(dá) 已經(jīng)分化的細(xì)胞 仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 原因 體細(xì)胞中都具有該物種全套的遺傳物質(zhì) 都具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因 細(xì)胞全能性表現(xiàn)的必要條件 1 離體 必要條件 2 一定的營養(yǎng)物質(zhì) 無機(jī)鹽 維生素 氨基酸等 和植物激素 概念 3 適宜的外界條件 適宜的溫度 pH等 無菌無毒的環(huán)境 二 細(xì)胞的全能性 離體的植物器官組織或細(xì)胞 植物激素 愈傷組織 根 芽 植物體 脫分化 再分化 由胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整的胡蘿卜植株充分說明高度分化的植物組織細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整植株的能力 即具有全能性 1 高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性 4 植物細(xì)胞的全能性 2 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 原理 植物細(xì)胞具有全能性 過程 5 動物體細(xì)胞核全能性 動物細(xì)胞核具有全能性 目前為止 人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個體 細(xì)胞核含有本物種遺傳所需的全套基因 6 細(xì)胞全能性大小的比較 受精卵 干細(xì)胞 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞 植物細(xì)胞 動物細(xì)胞 分化程度越高 全能性越低 反之 則越高 1 細(xì)胞分化的標(biāo)志 在特定細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基因如胰島素基因 血紅蛋白基因可以證明細(xì)胞發(fā)生了分化 7 細(xì)胞分化與全能性的標(biāo)志 2 判斷細(xì)胞全能性的標(biāo)志 看起點(diǎn)和終點(diǎn)起點(diǎn)是 已分化的體細(xì)胞 終點(diǎn)是發(fā)育成 個體 典型例題 下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)過程是 A 玉米種子萌發(fā)長成新植株B 小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞C 小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D 胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 點(diǎn)撥 細(xì)胞的全能性 是指已經(jīng)分化的細(xì)胞 仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 表達(dá)的結(jié)果是得到完整新個體 花粉屬于生殖細(xì)胞 胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞是已分化的細(xì)胞 經(jīng)組織培養(yǎng)后得到了完整的新植株 D 8 細(xì)胞的分化與細(xì)胞的全能性的比較 基因選擇性表達(dá) 細(xì)胞含有本物種全套遺傳物質(zhì) 持久性 穩(wěn)定性 不可逆性 普遍性 高度分化的植物細(xì)胞具有全能性 分化的動物體細(xì)胞核具有全能性 形成形態(tài) 結(jié)構(gòu) 功能不同的細(xì)胞 形成新的個體 體細(xì)胞 生殖細(xì)胞 受精卵動物細(xì)胞 植物細(xì)胞等 受精卵 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞植物細(xì)胞 動物細(xì)胞等 細(xì)胞分化不會導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變 細(xì)胞分化程度越高 全能性越難以實(shí)現(xiàn) 細(xì)胞分化程度越低 全能性就越高 動物和人體內(nèi)保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞 概念 在體外培養(yǎng)出組織和器官 并最終通過組織和器官移植實(shí)現(xiàn)對臨床疾病的治療 應(yīng)用 干細(xì)胞移植治療白血病 9 干細(xì)胞 全能干細(xì)胞 多能干細(xì)胞 專能干細(xì)胞 2 分類 能分化發(fā)育成完整個體 如胚胎干細(xì)胞 能分化發(fā)育成組織或器官 如造血干細(xì)胞 只能分化成某一類型的細(xì)胞 如神經(jīng)干細(xì)胞 典型例題 如圖所示干細(xì)胞的特征 具有分化能力和分裂能力 據(jù)圖分析正確的是 雙選 A 如果該干細(xì)胞存在于正常人體骨髓中 那么其分化形成的細(xì)胞中染色體都是23對B 干細(xì)胞具有分裂 分化的能力稱為細(xì)胞的全能性C 如果是胚胎干細(xì)胞 則其分裂形成的細(xì)胞不會發(fā)生突變D 細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 AD 點(diǎn)撥 骨髓中的干細(xì)胞與人體正常體細(xì)胞來源于同一個受精卵 細(xì)胞核內(nèi)有23對同源染色體 細(xì)胞全能性的結(jié)果是形成完整個體 細(xì)胞分裂DNA復(fù)制時 其雙螺旋結(jié)構(gòu)解開 容易發(fā)生突變 胚胎干細(xì)胞也不例外 一 細(xì)胞分化 1 概念 在個體發(fā)育中 由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代 在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 2 特點(diǎn) 3 原因 基因的選擇性表達(dá) 個體發(fā)育的基礎(chǔ) 細(xì)胞趨于專門化 提高生理功能的效率 穩(wěn)定性 不可逆性 持久性 不變性 二 細(xì)胞的全能性 4 意義 1 概念 指已經(jīng)分化了的細(xì)胞 仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 2 條件 離體 營養(yǎng)物質(zhì) 適宜條件3 對象 植物細(xì)胞具有全能性 動物細(xì)胞核具有全能性4 干細(xì)胞 動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞 課堂小結(jié)