内容正文:
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
问题探讨
在人体内,红细胞的寿命为120d左右,白细胞的寿命为5~7d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞,而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。
正常白细胞(放大2000倍)
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。
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞
形态 扁平、立方、柱状 圆柱形,细长 椭圆形 星形、锥形、梨形、圆形
结构 排列紧密,间质少 有横纹,多核 细胞间质发达 有轴突、树突
功能 保护、吸收等 收缩 支持 感受刺激传导冲动
比较构成人体组织的细胞
① 这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同?
这些细胞都源自早期胚胎细胞,正常情况下,还能恢复成早期胚胎细胞吗?
3
比较植物组织细胞
光合作用
保护功能
储藏营养物质
叶肉细胞
表皮细胞(无叶绿体)
储藏细胞
没有叶绿体,没有角质层
细胞壁上形成角质层
有叶绿体
同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
4
在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、
和 上发生稳定性差异的过程,叫细胞分化。
一、细胞分化及其意义
1.概念
有丝分裂
细胞分化
形态
结构
生理功能
一、细胞分化及其意义
(4)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(2)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。
——稳定性
不可逆性
(1)细胞分化发生在整个生命进程中。
——持久性
——普遍性
2.分化的特点
(5)因为一个个体的各种细胞都是由一个受精卵细胞通过有丝分裂产生的。就一个个体来说,各种细胞具有的遗传信息相同。
——遗传物质不变性
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因关闭
红细胞
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
血红蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启
肌细胞
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
3.细胞分化的实质:
基因的选择性表达
细胞总DNA 蛋白质
卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
思考:三种细胞的DNA相同吗?蛋白质相同吗?为什么?
DNA相同,都源于受精卵,经有丝分裂产生。
3.细胞分化的实质:
不变,遗传物质没有改变,都源于受精卵,经有丝分裂产生。
ABCDE
A
B
C
D
E
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
管家基因:所有细胞中均要稳定表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本
生命活动所必需的。
管家基因和奢侈基因
奢侈基因:不同类型细胞中特异性表达的基因,奢侈基因的产物赋予各种类
型细胞特异的形态结构特征与功能。
细胞分化是奢侈基因的选择性表达
原理
比较细胞分裂与细胞分化
比较 细胞分裂 细胞分化
不同点 细胞变化
发生时间
相同点
联系
增加数目
从受精卵开始,有些细胞保持终生分裂能力,有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加种类
整个生命进程
遗传信息都不变
先分裂,后分化,细胞分裂是分化的基础,
共同完成生物个体发育过程
①细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础,是个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
器官
系统
人体
有丝分裂
分化
4.细胞分化的意义:
细胞分化的意义
(1)生物界中普遍存在的生命现象,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。
4.细胞分化的意义:
早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育,形成各种组织和器官。如果给予一定的条件,这些组织和器官中高度分化的细胞,能不能像早期胚胎那样,再分化成其他细胞呢?
思考讨论
资料1 1958年,美国科学家斯图尔德(F. C. Steward)取胡萝卜韧皮部的一些细胞,放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,结果这些细胞旺盛地分裂和生长,形成一个细胞团块,继而分化出根、茎和叶,移栽到花盆后,长成了一株新的植株。
①
②
③
⑥
④
⑤
实验材料:
胡萝卜的韧皮部细胞
培养液成分:
植物激素、无机盐和糖类物质等
实验结果:
离体培养的细胞长成了新植株
思考.讨论
思考2:韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化