内容正文:
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
参考北京空中课堂及刘永生“小狗啃骨头”“”
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学习目标
课程标准
1.通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的变化,归纳细胞分化的概念,进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。
2.通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的实例,阐明细胞的全能性。
3.通过搜集和分享有关干细胞的资料,引导学生关注人类健康问题,激发社会责任感。
概念2:细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖
2.3 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命过程
2.3.2 说明在个体发育过程中,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。
问题探讨
在人体内,红细胞的寿命约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。
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?
健康人骨髓中的造血干细胞会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。
骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化,不断产生不同种类的血细胞。
受精卵
(起点)
有丝分裂
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
早期胚胎细胞
上皮组织
人体的发育
器官
构成人体器官有四种组织
这些细胞都来自早期胚胎中一群彼此相似的细胞。
成年人全身细胞总数约1012个,200多种。
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。
分化的对象:一个或一种细胞。
分化的结果:产生形态、结构、功能不同的细胞。
细胞数目增多
细胞种类增多
1、概念:
一、细胞分化
一、细胞分化及其意义
SZ-LWH
高度分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
资料: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。
思考:已经分化的细胞还能变成其他细胞吗?
已经分化的细胞在生物体内不会变成其他细胞。
一、细胞分化
②不可逆性:
稳定性:
①
2、特点:
③持久性:
细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度。
一、细胞分化
鱼腥藻: 红色为正常的营养体细胞,蓝色为具有固氮作用的异形胞
是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
④普遍性:
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。
蛋白质不同
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。
基因选择性表达
相同的核DNA
不同的
基因表达
不同的
蛋白质
不同的
生理功能
不同的形态、结构
合成 执行 表现
持家基因:
是指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,如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。
奢侈基因:
组织特异性基因,是指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,如胰岛素基因、血红蛋白基因等。
3.细胞分化的实质:
实质(根本原因):
蛋白质种类的不同
基因的选择性表达(不同细胞遗传性息的执行情况不同)
直接原因:
细胞数目增多
细胞种类增多
“细胞分化”分析
从细胞结构水平:
细胞的形态、结构和生理功能发生改变;
细胞质基质的成分和功能发生改变。
从分子结构水平:
RNA和蛋白质的种类、数量发生变化;
遗传物质DNA未发生变化。
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,有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加细胞种类
发生在整个生命进程中
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
细胞分裂与细胞分化的比较
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4、 细胞分化意义
资料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细胞分化是个体发育的基础。
资料2:哺乳动物成熟的红细胞,没有细胞核和众多的细