内容正文:
第二节
细胞的分化
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7岁女童写给父亲的遗书。(图片来自视觉中国)
新闻标题:7岁白血病女童给父亲留下88字遗书感动百万网友
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白血病 ,俗称“血癌” ,是一种恶性程度极高的血液病 ,其自然病程只有 3个月。患者的血液中出现大量异常的白细胞,而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞 ,延长病人的生命。
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问题探讨:
1、为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少?
会通过细胞分裂产生新的血细胞来补充
2、骨髓与血细胞的形成有什么关系?
骨髓中的造血干细胞通过增殖和分化,不断的产生不同种类的血细胞。
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细胞分化
观察比较细胞分裂和分化的不同点在哪里?
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1.概念 :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。
一、细胞分化
问题:细胞分化只发生在胚胎时期,还是发生在生物体生命的整个过程中呢?你能举例说明吗?
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从分子角度看,构成人体的各种细胞在形态、结构、功能等方面的不同是靠什么物质体现的?
在细胞中,蛋白质的合成受什么物质控制?
蛋白质
2、分化的分子基础
在同一个体的不同细胞中,基因和蛋白质是否相同?
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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 + + + - - +
资料分析:同一个体不同细胞中基因与蛋白质的异同(“+ ”表示“有”,“-”表示“无”)
2、细胞分化的实质:
基因的选择性表达
结果分析:同一个体不同细胞基因相同,但是蛋白质不同
问题:是否不同细胞所含蛋白质都完全不同?
高中生物学
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ABCDE
A
B
C
D
E
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
管家基因:所有细胞均表达,维持生命活动所必需的。
奢侈基因:指不同类型细胞中特异性表达的基因,其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
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小组讨论
1、举例说明人体细胞的管家基因(说出三个)。
2、举例说明红细胞、唾液腺细胞、胰岛B细胞的奢侈基因(各举一个)。
ATP合成酶基因、呼吸酶基因、核糖体合成酶基因、微管蛋白基因……
胰岛素基因
唾液淀粉酶基因
血红蛋白基因
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3.分化的意义:
①细胞分化是_______________的基础
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞_______________,有利于提高各种生理功能的效率。
生物个体发育
趋向专门化
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资料2: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,表明细胞分化的特点是?
资料3:在动物胚胎发育过程中,早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时,被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成,但如果在原肠胚的末期,把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎的背部,将在背部发育为一条额外的腿。
4、分化的特点
稳定性、持久性
不可逆性
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二、细胞的全能性
思考:已经高度分化的细胞,能否像早期胚胎细胞那样,分裂分化成一个完整的个体呢?
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植物组织培养
脱分化:已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能,恢复分生状态的过程。
再分化:脱分化后的细胞,再一次分裂分化出各种组织和器官。
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二、细胞的全能性
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。
细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质。
(1)离体;
(2)营养物质和植物激素;
(3)适宜的外界条件。
1、概念:
2、原因:
3、条件:
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动物是不是也能像植物一样把一个细胞培养成一个动物个体呢?
也就是说动物细胞是否具有全能性呢?
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克隆羊的全过程
白面羊乳腺细胞的细胞核
黑面绵羊去核的卵细胞
融合
重组细胞
代孕母羊
克隆羊(白面)
体外培养 一段时间
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“多利”的诞生证明:已分化 的动物体 细胞的细胞核 具有全能性
但是目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体.
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2018年1月25日,体细胞克隆猴“中中”和“华华”登上学术期刊《细胞》的封面。
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细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因的选择性表达 细胞中含有本物种的全套遗传信息
结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 产生完整有机体或分化成其他各种细胞
比较 分化程度:
体细胞>生殖细胞>受精卵 全能性:
受精卵>生殖细胞>体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化
②细胞的分化程度越高,具有的全能性越小
二、细胞的全能性
细胞分化与细胞全能性的比较
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细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因的选择性表达 细胞中含有本物种的全套遗传信息
结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 产生完整有机体或分化成其他各种细胞
比较 分化程度:
体细胞>生殖细胞>受精卵 全能性:
受精卵>生殖细胞>体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化
②细胞的分化程度越高,具有的全能性越小
二、细胞的全能性
细胞分化与细胞全能性的比较
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1.概念:
动物和人体内仍保留着少数具有_________________能力的细胞。
分裂和分化
三、干细胞
自我更新
形成其他类型的细胞
干细胞可以用于治疗血液系统疾病(如白血病)
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三、干细胞
名称 特点 实例
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
可分化成各种细胞,构成各种组织和器官,最终发育成完整个体
胚胎干细胞
可分化形成多种组织细胞,但不能发育成完整个体
造血干细胞
神经干细胞
只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化
2.种类(按分化潜能的大小)
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一直以来,人体干细胞都被认为是单向分化,从不成熟细胞发展为专门的成熟细胞,生长过程不可逆转。
两位科学家研究发现,成熟的、专门的细胞可以重新编程,成为未成熟的细胞,并进而发育成人体的所有组织。
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谢谢大家
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