6.2 细胞的分化-【大鹏生物】2024高考生物一轮复习讲义

第2节 细胞的分化 2.1 细胞的分化及其意义 1.概念 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。 2.细胞分化的实质 基因的选择性表达。同一个体不同类型的体细胞中蛋白质种类大部分相同，只有少部分不同，DNA却都相同。 3.细胞分化的特点 （1）稳定性和不可逆性：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。 （2）持久性：细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。 （3）普遍性：在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。 4.结果： 产生不同形态、结构、功能的细胞，不同类型的细胞构成不同的组织和器官。 5.原因： 在个体发育过程中，不同的细胞中基因选择性表达的情况不同。 6.细胞分化的意义 （1）细胞分化是个体发育的基础。多细胞生物只有通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和生理功能的组织和器官。 （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。 ※大鹏老师提示※ 1.分化不会改变遗传物质 细胞分化是基因的选择性表达，不会导致遗传物质改变。 2.同一个体不同类型细胞的mRNA和蛋白质不完全相同 同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同，但由于选择性表达的基因不同，因而转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。 3.并非所有干细胞都要发生分化 干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。 2.2 细胞的全能性 1.概念 已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。 2.细胞具有全能性的原因 在一个有机体内每一个活细胞均具有同样的或基本相同的成套的遗传物质，而且具有发育成完整有机体或分化为任何细胞所必需的全部基因。 3.不同细胞全能性大小的比较 一般来说，细胞全能性高低与细胞分化程度有关，分化程度越高，细胞全能性越低，全能性表达越困难，克隆成功的可能性越小。 （1）植物细胞全能性高于动物细胞，生殖细胞全能性高于体细胞，在所有细胞中受精卵的全能性最高。 （2）幼嫩细胞的全能性高于衰老细胞。 （3）分裂能力强的细胞的全能性高于分裂能力弱的细胞。 4.植物细胞全能性的应用——植物组织培养 植物细胞全能性指的是植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的能力。 （1）植物组织培养的理论基础：植物细胞全能性。 （2）植物组织培养的过程：离体的细胞、组织、器官 植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能发育成完整的新个体。 5.动物细胞全能性的应用——克隆动物的培育 （1）克隆动物的理论基础： 动物体细胞的细胞核具有全能性。1997年克隆羊“多利”的出现标志着动物细胞全能性的突破。全能性在动物方面的体现不如植物那样的普通和明显。高度分化的动物细胞，它的全能性受到限制。全能性在动物细胞中的体现主要是细胞核的全能性。高度分化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制。但是，它的细胞核仍然保持着全能性。 （2）克隆动物的培育过程 6.干细胞的研究 （1）定义： 干细胞是动物人体内一类具有分裂和分化能力的多潜能原始细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。 （2）实例： 造血干细胞是指骨髓中的干细胞，具有自我更新能力，并能分化为各种血细胞的前体细胞，最终生成各种血细胞，包括红细胞、白细胞和血小板，也可以分化为B淋巴细胞、T淋巴细胞。 （3）应用： 随着生物技术的快速发展，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为器官移植的来源，这将成为干细胞应用的主要方向。 7.细胞分化与细胞分裂的比较 项目 细胞分裂 细胞分化 开始 时间 从受精卵开始，发生在整个生命过程中 从受精卵分化出多种形态的细胞开始,发生在整个生命过程中 原因 细胞增殖的需要 基因选择性表达 结果 细胞数量增多，生成的细胞相同 细胞种类增多，生成的细胞不同,形成生物体的组织和器官 意义 ①多细胞生物个体形成、生长、发育的需要； ②单细胞生物形成新个体的需要； ③保持了亲代和子代之间遗传物质的稳定性 ①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； ③生物组织、器官的形成,以及生物组织、器官的修复 特点 ①局部性；②周期性 ①持久性；②不可逆性；③普遍性；④差异性 联系 ①生物的个体发育是细胞分裂与分化共同作用的结果，细胞的分化并不是单个或少数细胞的孤立变化，其必须以细胞增殖生成一定数量的细胞为基础；也就是说,细胞分裂是细胞分化的关系基础，两者往往是相伴相随的； ②分