内容正文:
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。
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?
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系?
骨髓中的造血干细胞能产生新的血细胞。
骨髓中的造血干细胞产生的形态、结构和功能不同的血细胞的过程就是细胞分化。
一.细胞分化及其意义
任务1:细胞和器官水平
分析细胞分化
受精卵
细胞分裂
细胞分化
系统
人体
软骨细胞
上皮细胞
肌肉
细胞
神经细胞
结缔组织
肌肉组织
神经组织
器官
上皮组织
上皮细胞
软骨细胞
神经细胞
骨骼肌细胞
受精卵(动物)发育产生不同的细胞类型
细胞分化
群彼此相似的早期胚细胞
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
受精卵(植物)发育产生不同的细胞类型
细胞分化
在个体发育中,由________________增殖产生的后代,在_____________________上发生___________的过程,叫细胞分化。
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
稳定性差异
1.概念:
有丝分裂
细胞分化
2、细胞分化的特点
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。
实例1
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
实例2
已经分化的细胞一直保持分化后的状态,直到死亡,都不能恢复到原来胚胎细胞形态和结构
实例3
在生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础
实例4
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变
实例5
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
遗传物质不变性
3、细胞分化的意义
实例1 人体在生长发育过程中,如果仅仅有细胞的增殖,而没有细胞的分化,就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官,生物体不能正常发育。
(1)细胞分化是生物个体发育的基础
实例2 哺乳动物成熟的红细胞,没有细胞核和众多的细胞器,细胞中有大量的血红蛋白,因此提高了红细胞运输氧气的能力。肌肉细胞含有大量线粒体,细胞中有大量收缩蛋白质,因此肌肉细胞有很强的收缩功能。
(2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
4、细胞分化的时期
资料1 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(比如脱皮、头皮屑)
资料2 人体内红细胞的寿命为120d左右,白细胞的寿命为5~7d,血小板寿命约7~14d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
资料3 分生区细胞不断分裂分化形成伸长区、根冠细胞。
思考: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?
细胞分化发生在生物体的整个生命过程中
深入思考:细胞分化的原因是什么?
细胞分化直接原因和根本原因?
有丝分裂
差异在哪里?
什么是生命活动的主要承担者?
蛋白质
结果
遗传物质稳定一致
任务2:分子水平 分析细胞分化
受精卵
分裂和分化
组织细胞
细胞类型 呼吸酶
基因 核糖体相关
基因 唾液淀粉酶基因 肌肉蛋白
基因 胰岛素
基因 血红蛋白
基因
唾液腺
细胞
心肌细胞
胰岛B细胞
红细胞
5.细胞分化的原因(实质)
思考:四种细胞的DNA相同吗?为什么?
细胞类型 呼吸酶
相关蛋白 核糖体相关
蛋白 唾液淀粉酶 肌肉蛋白
胰岛素
血红蛋白
(β-珠蛋白)
唾液腺
细胞
心肌细胞
胰岛B细胞
红细胞
5.细胞分化的原因(实质)
思考:四种细胞的蛋白质相同吗?为什么?
催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶基因
生长激素基因
胰岛素基因
血红蛋白基因
胰岛B细胞
垂体细胞
神经细胞
不同细胞中遗传信息的执行情况不同,“基因的选择性表达”
5.细胞分化的原因(实质)
管家基因
奢侈基因
细胞分化的标志
分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液
淀粉酶、胰岛素等。
细胞水平:形成了不同种类的细胞。
5.细胞分化的原因(实质)
思考:细胞分化中的不变与变化?
①不同细胞中的遗传物质(遗传信息,即DNA)不发生变化
②不同细胞的形态、结构、功能不同,蛋白质种类不完全不同
细胞分裂 细胞分化
不
同
点 细胞变化
发生时间
相同点
联系
增加细胞数目
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