内容正文:
细胞的分化
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(一)问题探讨
在人体内,红细胞的寿命为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了大量的异常白细胞,而正常的血细胞又明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。
【思考·讨论】
1.为什么健康人地血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少?
健康人会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系?
骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。
A
B
C
精卵结合
细胞分裂
细胞分化
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上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
(一)细胞分化
在个体发育中,由 增殖产生的后代,在___________ _ 上发生 的过程,叫细胞分化。
1、概念:
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
稳定性差异
2、特点
(一)细胞分化
分化后的细胞通常保持其分化后的状态直至凋亡,而不会变成其他类型的细胞。
人体不同类型细胞之间的差异是稳定不变的,都不能恢复到原来未分化细胞的状态。
稳定性
不可逆性
细胞分化发生在整个生命进程中,贯穿生命的始终。胚胎期达到最大程度。
持久性
普遍性
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。
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3、本质
(一)细胞分化
细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变?
细胞中的基因 合成的蛋白质
卵清蛋白基因 唾液淀粉酶基因 胰岛素基因 卵清蛋白 唾液淀粉酶 胰岛素
输卵管
细胞 + + + + - -
唾液腺
细胞 + + + - + -
胰岛B
细胞 + + + - - +
“基因的选择性表达”
“遗传物质的不变性”
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(一)细胞分化
下表为三种不同细胞中基因存在及表达情况。下列说法不正确的是( D )
基因存在情况 基因表达情况
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰岛B细胞
(合成胰岛素) √ √ √ √ √ √
眼晶状体细胞
(胚胎中) √ √ √ √ √ √
神经细胞 √ √ √ √ √ √
A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因
B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C.三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵
D.三种细胞不同的根本原因是细胞中的遗传信息不同
“奢侈基因”
“管家基因”
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3、本质
(一)细胞分化
“基因的选择性表达”
基因 细胞中表达情况 功能
管家基因 所有细胞均要表达 维持细胞基本生命活动所必须的(如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因)
奢侈基因 不同类型细胞中
特异性表达 赋予不同细胞特异性的生理功能
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4、意义
(一)细胞分化
思考:如果没有细胞分化会怎么样?
(1)细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和
功能的组织和器官。
(2)使多细胞生物体的细胞趋向专门化,利于提高各种生理功能
的效率。
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(一)细胞分化
思考:细胞分裂和细胞分化有何区别与联系?
项目 细胞分裂 细胞分化
细胞数量 增加 不变
细胞种类 相同 差异
结果 细胞数量增多,
生成相同的细胞 细胞种类增多,
生成不同的细胞,
相同点 遗传信息都不发生改变
关系 ①细胞分裂是细胞分化的基础,两者共同完成生物个体发育;
②一般来说,分化程度越高,细胞的分裂能力就越低。
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将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞,细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是 ( )
D
如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况,下列分析错误的是
A.此图能说明细胞分化的实质
B.基因b可能控制ATP水解酶的合成
C.细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4
D.一般来说,这5种细胞的核遗传物质相同
c
(二)细胞的全能性
思考:已经高度分化的细胞,在一定条件下还能再分化成其他细胞吗?
结论:已分化的植物细胞在离体培养下能形成完整的植物体,高度分化的植物细胞具有全能性
植物组织培养
1958年,美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部的一些细胞放入培养液中培养,结果这些细胞旺盛地分裂和生长,最终长成一株新的植株。
思考:如果把胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞,在适宜条件下也能发育成新的植株吗?
能
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(二)细胞的全能性
结论:已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性;
将上皮细胞单独培养不能获得新的个体。
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1、概念
(二)细胞的全能性
细胞分裂和分化后,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;
2、原因
细胞内有这个生物体全套的遗传信息
3、特点
1、植物细胞具全能性
动物细胞核具有全能性
>
2.在①受精卵、②生殖细胞、③体细胞中,
全能性最大的是受精卵,最小的是体细胞
3.细胞分化程度越低,全能性越高。
具有全能性=体现全能性???
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——植物组织培养(离体、营养物质、激素等条件)
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细胞的全能性应用
1.快速繁殖花卉、蔬菜
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(二)细胞的全能性
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2.拯救珍稀、濒危动植物
白鳍豚
金花茶
丹顶鹤
细胞的全能性应用
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项目 胚胎干细胞 成体干细胞
来源 来自_________ 来自各式各样的组织
功能 可以分化成_____组织和器官 具有分化成________细胞的能力
举例 来自囊胚的内细胞团细胞 骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞
干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留着少数具有__________能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。
(2)类型
早期胚胎
特定功能
各种
分裂和分化
①全能干细胞:胚胎干细胞
②多能干细胞:造血干细胞
③专能干细胞:神经干细胞、上皮基底层干细胞、成肌干细胞
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
如:骨髓中造血干细胞或脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病(白血病)
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细胞的全能性的应用
3.克隆人体器官,用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
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我国科学家通过组织工程技术培养的“人耳鼠”
1.(不定)下列关于细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.人体的任何一个细胞都具有全能性
B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部,体现了细胞的全能性
C.IPS细胞可诱导成器官或组织,因为其具有发育的全能性
D.利用离体的植物组织、细胞培育花卉,所依据的原理是细胞具有全能性
CD
目录
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命题 · 规律探究
1.细胞的分化与细胞的全能性
解析 人成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,不具有遗传物质,不具有全能性,A错误;蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部、小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞是细胞分化的结果,不能体现细胞的全能性,B、C错误;利用离体的植物组织、细胞培育花卉,所依据的原理是细胞具有全能性,D正确。
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C
2.下列关于细胞的全能性的叙述,错误的是( )
A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性
B.在生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高
C.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性
D.卵细胞直接发育成雄蜂体现了动物细胞具有全能性
白发
皱纹
老年斑
无力(行动迟缓)
吸收能力下降
耳聋
眼花
记忆力减退
细胞的衰老
【思考】
老年人体内有没有幼嫩的细胞?
年轻人体内有没有衰老的细胞?
人体的衰老与细胞的衰老有什么关系?
衰老的细胞有哪些特征?
减少
变小
新陈代谢速率
活性降低
酪氨酸
逐渐积累
体积增大
内折
收缩
加深
通透性改变
物质运输
背记!
细胞的衰老
1、特征
A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞
B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否
C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维
D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变
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