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第四单元 细胞的生命历程 第13讲 细胞的分化、衰老和死亡 细胞分化与细胞的全能性 01 细胞的衰老和死亡 02 目录 考点一 细胞分化与细胞的全能性 01 [概念摘要]在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体。 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。 (1)概念 细胞分裂使细胞数目增多, 细胞分化使细胞种类增加。 1、细胞分化 (2)过程 1、细胞分化 ③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的形态和结构。 ②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。 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。 (3)特点 ——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 细胞分化,遗传物质不发生改变。 胚胎时期达到最大限度。 1、细胞分化 (4)实质 细胞分化是基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 检测的3种细胞 输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞 是否含有三种基因 + + + + + + + + + 卵清蛋白基因表达 + - - 血红蛋白基因表达 - + - 胰岛素基因表达 - - + (注:“+”表示表达,“-”表示为不表达) 1、细胞分化 产生形态、结构、功能不同的细胞, 不同类型的细胞构成不同的器官和组织。 ①生物界中普遍存在的生命现象,它是个体发育的基础。 ②使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高机体生理功能的效率。 (5)结果 (6)意义 1、细胞分化 (1)概念:是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 (4)细胞全能性大小的比较: 受精卵>生殖细胞>体细胞 细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。 一般来说:细胞分化程度越高,全能性越低;分化程度越低,全能性越高。 另外,植物细胞全能性高于动物细胞。 植物细胞>动物细胞 细胞内含有本物种个体发育所需要的 。 (2)原因: 全套的遗传信息 (3)细胞全能性的体现: 细胞 个体。 2、细胞的全能性 拯救珍稀、濒危动植物 克隆人体器官,用于器官移植 (5)应用 快速繁殖花卉、蔬菜等 2、细胞的全能性 (1)概念:动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。 按来源分 (发育时期) 成体干细胞 按分化潜能分 全能干细胞( ) 多能干细胞( ) (如神经干细胞 ) (2)类型 胚胎干细胞 如受精卵 如胚胎干细胞 专能干细胞 3、干细胞 【概念辨析】 1.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。( ) 2.蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果。( ) 3.同一细胞内往往含有不同的蛋白质,这是基因选择性表达的结果。( ) 4.成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化。( ) 5.壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性。( ) 6.造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。( ) × × × × × × 1、细胞分化的实质 在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达。 2、细胞分化的关键点 (1)细胞分化的标志 ①从细胞水平分析: 细胞的形态、结构和功能发生改变。 ②从亚显微结构水平分析: 细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。 ③从分子水平分析: 蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能发生改变。 基因角度:基因选择性表达,即在个体发育中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。 2、细胞分化的关键点 (2)分化细胞表达的基因 奢侈基因 思考:对于人未成熟的红细胞和胰岛B细胞,下列哪些基因一定能表达,哪些基因不会表达? ⑴细胞呼吸酶基因 ⑵血红蛋白基因 ⑶ATP水解酶基因 ⑷胰岛素基因 管家基因 思考:不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗? 胰岛B细胞 未成熟的红细胞 所有细胞中均要稳定表达的一类基因 不同类型细胞中特异性表达的基因 不同组织细胞的基因表达情况有所区别,但不同组织中可能有相同的基因进行表达,如呼吸酶基因。 2、细胞分化的关键点 (3)细胞分化的“变”与“不变” 原因 特点 结果 比较 关系 细胞分化 细胞内基因的选择性表达 ①持久性