内容正文:
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
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?
骨髓造血干细胞分裂产生新的血细胞,补充到血液中去
骨髓造血干细胞能够增殖分化,产生不同种类血细胞
问题探讨
受精卵
桑椹胚
细胞体积增长
细胞数目增多
多细胞长大
细胞在形态、结构、功能有差异
肌肉细胞
神经细胞
血细胞
分化
分裂
知识梳理
个体发育中
形态、结构和生理功能 稳定性 差异
增殖
一、细胞分化及其意义
一个 一种细胞
知识梳理
1. 概念 :
受精卵
早期胚胎
外植体
后代
2. 实质:
遗传信息的表达情况不同
基因选择性表达的结果
在特定的时空条件下,
管家基因都表达 奢侈基因选择性表达
改变
不改变
细胞形态、结构、功能
mRNA,蛋白质
细胞数目
DNA ,tRNA, rRNA
知识梳理
通常受表观遗传调控
如:甲基化导致基因不能表达(柳穿鱼)
2. 实质:
遗传信息的表达情况不同
基因选择性表达的结果
在特定的时空条件下,
管家基因都表达 奢侈基因选择性表达
改变
不改变
细胞形态、结构、功能
mRNA,蛋白质
细胞数目
DNA ,tRNA, rRNA
知识梳理
通常受表观遗传调控
如:甲基化导致基因不能表达(柳穿鱼)
3.细胞分化的特点:
持久性
普遍性
稳定性
不可逆性
知识梳理
胚胎时期达到最大限度
已分化的细胞将一直保持
分化后的状态,直至死亡。
贯穿于生物体整个生命历程中
4.意义:
⑴ 细胞分化是个体发育的基础;
⑵ 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。
5.结果:
形成具有特定形态,结构和功能的组织、器官。
知识梳理
有丝
分裂
细胞
分化
受精卵
唾液腺细胞
肌肉细胞
胰岛细胞
免疫细胞
细胞分裂 细胞分化
细胞变化
发生时间
在个体发育中的意义
数量增多
细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程
从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的发育到一定时期停止分裂
整个生命历程中
保持了亲代和子代间遗传性状的稳定性。
细胞分化是发育的基础。
区别
联系:
细胞中遗传信息都不变,通过细胞的分裂和分化,生物体才能完成生长发育和繁殖过程。分裂是分化的基础。
6.细胞分裂和分化的异同
归纳提升
1.概念: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。
二、细胞的全能性
知识梳理
(1)凡是具有全能性的细胞一定能分化形成其他各种细胞( )
(2)种子萌发长成新植株的过程体现了细胞的全能性( )
(3)没有发生分化的细胞就没有全能性( )
×
细胞具有全能性≠表现出全能性
×
×
种子的胚本身就是植株的幼体,其萌发长成植株是正常发育的过程
如受精卵、早期胚胎细胞、分生组织细胞也具有全能性
2.全能性的原因:
生物体的每个细胞都含有本物种全套的遗传信息(物质)
3. 全能性表现的条件
离体状态
营养:水,无机盐,糖类等、激素等
适宜条件:温度、PH等
知识梳理
4.细胞全能性的比较:
(1)受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞 (植物细胞 > 动物细胞)
(2)分裂能力强的细胞 > 分裂能力弱的细胞
(3)分化程度低的细胞 > 分化程度高的细胞
(成反比)
5.全能性的应用
实例1:植物组织培养
离体的植
物细胞、
组织、器官
愈伤
组织
脱分化
再分化
植株
发育
根、芽
(胚状体)
知识梳理
已分化的动物动物体细胞核具有全能性
实例2:
花药
花药离体培养
单倍体植株
知识梳理
非洲爪蟾核移植
实例3:
动物和人体内保留着少数具有分裂分化能力的细胞。
分化潜能的大小
全能干细胞:如受精卵,
多能干细胞:如骨髓造血干细胞
专能干细胞:如肠上皮干细胞
胚胎干细胞
三、干细胞:
1.概念:
2.分类:
知识梳理
干细胞移植治疗疾病。如:骨髓干细胞移植治疗白血病,
脐带血干细胞治疗血液系统疾病。
3.应用:
奢侈基因:某类细胞特有蛋白质的相关基因,即只在特定细胞
表达的基因,其产物赋予不同细胞特异的生理功能
如,胰岛素基因、唾液淀粉酶基、血红蛋白基因。
管家基因:所有细胞都需要表达的基因,其产物是维持细胞基本
生命活动所必需的。如:与呼吸有关酶的基因、ATP
合成与水解酶的基因基因。
细胞分化的实质: 基因选择性表达的结果。奢侈基因表达的
结果,合成特定的蛋白质。
拓展延伸
对点训练
1. 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本质
B. 基因b可能控制RNA聚合酶的合成
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
转录需要RNA聚合酶
2和5差异大于2和4
2.(2024·吉林·高考)手术切除大鼠部分肝脏后,残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖;肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞,使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是( )
A. 肝细胞增殖过程中,需要进行DNA复制
B. 肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程
C. 卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达
D. 卵圆细胞能形成新的肝细胞,证明其具有全能性
D
对点训练
肝细胞有丝分裂
细胞的自然通过细胞凋亡完成的
细胞分化的实质
卵圆细胞没有分化形成其他各种细胞,不能证明有全能性
3.(2025·安徽·高考)胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具
有器官特性的细胞集合体,可模拟胰岛的结构和功能,具有广泛的应用价值。下列叙述错误的是( )
A. 胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异,这是基因选择性
表达的结果
B. 胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的,其细胞核不
具有全能性
C. 对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析,可判断其细胞类型
D. 胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究
B
对点训练
细胞核含有全套遗传信息,具有全能性
4.(2024·安徽·高考4)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其
方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是( )
A. 细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B. 酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C. ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性
D. 活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化
D
对点训练
细胞外
酶无运输作用
磷酸基团
作业:册子与课程同步
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