内容正文:
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
1.由受精卵发育为小鸡个体,通过什么样的方式增加了细胞数目?
2.细胞的种类是否发生了变化,你是如何判断的?
有丝分裂
是,组成不同组织器官的细胞不相同
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。
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细胞分化及其意义
成年人全身细胞总数约1012个,细胞种类有200多种。这么多种类细胞都来自1个受精卵细胞。
干细胞
红细胞
神经元
脂肪细胞
心肌细胞
小肠上皮细胞
软骨细胞
上皮细胞
受精卵
细胞分裂
细胞分化
动物组织细胞
思考·讨论
比较构成人体组织的细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
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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
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讨论
1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同?
相同点:都有细胞膜、细胞质和细胞核构成
不同点:形态、结构、功能上各不相同。
2、这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞,正常情况下,它们还能恢复成早期胚胎细胞吗?一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞?
在正常情况下,它们是不能恢复成早期胚胎细胞的;这四种组织中的某种细胞不会被转变成其他组织的细胞。
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植物组织细胞
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。
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
植物组织细胞
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细胞分化
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:
一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
细胞分化是一种持久性的变化,发生在整个生命进程,胚胎时期达到最大限度。
一般情况下,分化后的细胞内遗传物质不发生改变
普遍性
稳定性
(不可逆性)
持久性
遗传物质不变性
人、动物、植物、细菌、真菌等生物个体发育过程中都存在着细胞分化
2.特点:
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3.意义:
①细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,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。
就一个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息(和受精卵一样的),但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢?
红细胞
B细胞
抗体合成基因关闭
血红蛋白基因开启
血红蛋白
抗体合成基因开启
血红蛋白基因关闭
抗体
(基因选择性表达)
4.实质:
不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同
细胞分化的实质:
细胞总DNA 蛋白质
肌动蛋白基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 肌动蛋白 血红蛋白 胰岛素
肌肉细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
三种细胞的DNA相同吗?蛋白质相同吗?为什么?
三种细胞的DNA相同,蛋白质不同。
基因 细胞中的表达情况 功能 例子
管家基因 所有细胞均要表达 维持细胞基本生命活动所必需 呼吸酶基因
ATP合成酶基因
奢侈基因 不同类型细胞选择性表达 赋予不同细胞特异性的生理功能 血红蛋白基因
肌动蛋白基因
胰岛素合成基因
分化的结果
1.DNA(基因)不变
2.蛋白质种类、数量有差异(不完全相同)
3.RNA种类、数量有差异(不完全相同)
4.细胞器种类、数量有差异(不完全相同)
5.结果:
细胞分裂和细胞分化的关系
项目 细胞分裂 细胞分化
发生时间
原因
结果
意义
联系
从受精卵开始 发生在整个生命过程中
细胞增殖需要 基因的选择性表达
细胞数目增多 细胞种类增多
保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体正常发育
细胞分裂是细胞分化的基础,两者往往是相伴相随的,随分化程度加大,分裂能力逐渐下降
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细胞的全能性
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?
?
从古至今