内容正文:
在人体内,红细胞的寿命为120d左右,白细胞的寿命为5~7 d。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。
思考:
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?
人体内会不断产生新的细胞补充到血液当中去
骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化,不断产生不同类型的血细胞
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思考:
1.上述四种细胞在哪些方面存在差异?
2.上述四种细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞,正常情况下他们还能恢复成早期胚胎细胞吗?
就这四种细胞而言,其中一种细胞会不会再转化成其他类型的细胞?
肌肉细胞
骨细胞
神经细胞
血细胞
早期胚胎细胞
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早期胚胎细胞
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
细胞质中有叶绿体,能进行光合作用。
没有叶绿体,细胞壁上形成角质,具有保护作用
没有叶绿体,没有角质层,储藏着许多营养物质。
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,叫作细胞分化。
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资料一:
上述资料说明细胞分化具有怎样的特点?
普遍性、不可逆性 和 持久性
细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,它是生物个体发育的基础,发生在整个生命进程中。细胞分化是不可逆的,一旦沿着一定方向分化, 便不会返回原来的状态。一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
细胞分化的意义:
(1)细胞分化是生物个体发育的基础, 能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。
(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。
科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的红细胞和浆细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示:注:“+”表示有,“-”表示无。
细胞中的蛋白质 细胞中的基因
抗体 血红蛋白 呼吸酶 抗体基因 血红蛋白基因 呼吸酶基因
浆细胞 + - + + + +
红细胞 - + + + + +
(1)请结合经典实验结果,得出细胞分化的根本原因。
(2)检测到细胞内含有呼吸酶,能说明细胞发了分化吗?
细胞分化的根本原因是 基因的选择性表达 。
不能,呼吸酶基因在所有的细胞中均表达
细胞中的基因,有些是维持细胞生存所必需的,在各类细胞中都处于活动状态,如:呼吸酶基因、ATP合成酶基因等
有些则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态,从而使具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化,如:抗体基因、胰岛素基因、血红蛋白基因等
仅有基因A B C D表达
合成蛋白质A B C D
仅有基因A B E F表达
合成蛋白质A B E F
(含全套基因)
A B C D E F G H
依然含全套基因A B C D E F G H
细胞分化实质
物理模型:
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胚胎的发育始于受精卵。受精后,受精卵开始进行有序的有丝分裂,当细胞分裂至2-8个细胞的时候,每个细胞都可以发育成一个完整的个体。随着细胞继续分裂,胚胎发育形成囊胚,此时的细胞虽然无法发育成一个完成个体,但具有分化成各种类型细胞的能力。
在人体内,红细胞的寿命为120d左右,白细胞的寿命为5~7 d,小肠上皮细胞寿命为3~6天,表皮细胞寿命为20天。这些细胞都是失去了分裂能力的细胞。
请根据以上材料尝试分析,细胞分化程度与分裂能力有何关系?
分化程度高的细胞分裂能力弱
分化程度
低
高
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细胞分裂和细胞分化的关系
细胞分裂 细胞分化
细胞变化
意义
联系
细胞分裂是细胞分化的基础,两者往往是相伴相随的;一般而言,细胞的分化程度越高,分裂能力越弱
细胞数量增加
保持亲代与子代遗传性状的稳定性
细胞形态、结构、和生理功能发生稳定性差异,细胞种类增加
保证了生物体的正常发育。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
分裂
有丝分裂
分化
继续分化
……
受精卵
各方面都相同的细胞
首先出现化学成分上的不同,如酶不同
继而出现形态结构和功能上的不同
模型:
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资料1:
1958年,美国科学家斯图尔德取胡萝卜(根)韧皮部的一些细胞,放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,结果这些细胞旺盛地分裂和生长,形成一个细胞团块,继而分化出根、茎和叶,移栽到花盆后,长成了一株新的植株。
1.通过阅读该则材料你能得出什么结论?
高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的潜能 。
胡萝卜植株
韧皮部细胞
幼苗
根或芽
细胞团
2.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的细胞,在适宜条件下发育形成新植株吗?
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资料2:
科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验,将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中,结果获得了新的个