内容正文:
第2节细胞的分化
第6章 细胞的生命历程
生命相依,与爱相随
白血病,俗称血癌,是一类由骨髓造血干细胞
恶性增殖引起的疾病。2018年嘉兴有一名19岁
的嘉嘉(化名)被确证为急性淋巴细胞白血病。
在众多的治疗方案中,医生建议在可能的情况下,
再生一个宝宝,获取脐带血造血干细胞以备哥哥移
植使用。嘉嘉的父母经过思考,41岁的妈妈毅然怀
孕再生一个宝宝,新出生的妹妹用脐带血中的干细
胞挽救了哥哥的生命,“二宝救大宝”成功了!
为什么脐带血能救大宝?骨髓、脐带血等与血细胞的形成有什么关系?
问题探讨2、
受精卵
有丝分裂
分化
骨细胞
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
上皮组织
肌肉组织
神经组织
结缔组织
细胞分化的实例
(人体的发育为例)
多细胞生物发育的起点
受精卵
任务1:细胞水平分析细胞分化
1、这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同?
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,他们还能恢复成早期胚胎细胞吗?
就这四种组织来说,一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞?
这些细胞在形态上相差很大,结构上也有区别,功能上各不相同,但总体上都是由细胞膜、细胞质、细胞核组成。
不能
不会
器
官
系统
人体
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. 细胞分化的概念
2. 结果:
组织
器官
一、细胞分化及其意义
遗传物质不变
不可逆
形态、结构和
生理功能
形成具有特定形态、结构和功能的细胞,进而形成不同的________和_______
3. 细胞分化的特征
是一种持久性的变化,贯穿在生物体整个个体发育过程中(胚胎时期达到最大限度)
一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡(如红细胞不能逆分化成造血干细胞)
1)持久性:
2)不可逆性(稳定性)
3)遗传物质不变性
4)普遍性
细胞分化是生物界普遍存在的现象,是生物个体发育的基础
4、意义:
(1)是生物个体发育的基础
(2)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
任务2: 阅读教材119页结合以下资料,总结分化特点和意义
就一个个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息
总DNA 细胞中的蛋白质
卵清蛋白基因 胰岛素基因 呼吸酶基因 卵清蛋白 胰岛素 呼吸酶
输卵管细胞 + + + + - +
胰岛B细胞 + + + - + +
思考:两种细胞中的DNA 相同吗?蛋白质呢?为什么?
活动:
三种颜色的卡片:三种基因(卵清蛋白基因、胰岛素基因、呼吸酶基因)
卡片正面:
卡片反面:
卵清蛋白基因开启
卵清蛋白基因关闭
胰岛素基因
开启
胰岛素基因
关闭
呼吸酶基因
开启
呼吸酶基因
关闭
活动:
模拟表示分化成输卵管细胞时基因的开启或关闭情况
模拟表示分化成胰岛B细胞时基因的开启或关闭情况
卵清蛋白基因开启
胰岛素基因
开启
卵清蛋白基因关闭
胰岛素基因
关闭
呼吸酶基因
开启
呼吸酶基因
关闭
卵清蛋白基因开启
卵清蛋白基因关闭
胰岛素基因
开启
胰岛素基因
关闭
呼吸酶基因
开启
呼吸酶基因
关闭
思考:不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗?
几乎所有细胞中均表达的基因,如ATP合成酶基因、呼吸酶基因等
不同类型细胞中特异性表达的基因,如胰岛素基因、卵清蛋白基因等
奢侈基因
管家基因
卵清蛋白基因开启
胰岛素基因关闭
输卵管细胞
胰岛B细胞
合成卵清蛋白
合成胰岛素
5. 细胞分化的实质
有什么证据能证明?
卵清蛋白基因关闭
胰岛素基因开启
基因选择性表达的结果
猜想:以上例子是否说明同一个体的每个细胞的基因都是一样的?
实验表明,给予一定条件,高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力。
思考:资料1中能得出什么结论?
韧皮部细胞
换成其他已高度分化的植物细胞,在适宜的条件下,这些细胞也能形成新的植株吗?
验证猜想:课本120页
验证:高度分化的植物细胞中保留了原有的全部的遗传物质(基因)
高度分化的植物细胞经离体能发育成完整个体,植物细胞具有全能性
能
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,结果获得了新的个体。
从资料2中可以得到什么结论?
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
注意:
目前为止,人们还没有功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
资料“中中”和“华华”的诞生
验证:高度分化的动物细胞核中保留了原有的全部的遗传物质(基因)
验证猜想:
高度分化的动物细胞核经核移植后能分裂分化成完整个体,动物细胞核具有全能性
得出结论:同一个体各种细胞具有完全相同的遗传信息,
细胞分化的实质是基因的选择性表达
1. 概念:
2. 原因:
细胞的全能性是指细胞经分裂、分化后,仍然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。
体细胞内含有本物种全套的遗传信息
3. 全能性表达标志:
已经分化的细胞形成完整有机体或其他各种细胞
二、细胞的全能性
高度分化的动物细胞核
具有全能性
高度分化的植物细胞
具有全能性
思考:比较动物、植物细胞发育成完整个体的条件,总结
全能性的表达与哪些因素有关?
5. 全能性的比较:
(一般分化程度越高,全能性越低)
受精卵>生殖细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞
4. 全能性表现的必要条件:
(1)脱离母体
(2)给予适宜的营养和环境条件
讨论与交流
新生儿脐带血与父母配型成功的概率是50%,与兄弟姐妹配型成功
的概率是25%,自体保存的脐带血完全不存在排斥反应,无血缘关系
供体间配型,配型成功的概率仅在十五万分之一至三十万分之一
(1)“二宝救大宝”的方案是否存在风险?
(2)根据本节课所学知识,我们还能找到哪些治疗方案?
方案一:诱导分化细胞中关闭的基因重新开放
利用病人正常的体细胞制备诱导多能干细胞(iPS细胞),诱导多能干细胞可以分化为全部的体细胞,而且诱导多能干细胞移植可消除致病细胞的缺陷,无免疫排斥,无细胞数的限制及伦理限制
讨论与交流
1)概念:
三、干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞(如造血干细胞),这些细胞叫做干细胞
2)种类(按全能性大小):
(1)全能干细胞:
(2)多能干细胞:
(3)专能干细胞:
具有无限分化潜能,如胚胎干细胞
具有分化出多种组织的潜能,如骨髓造血干细胞
只能分化成某一类型的细胞,如神经干细胞专门分化成各类神经细胞
3)用途:
三、干细胞
脐带血干细胞治疗血液系统疾病
在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗
骨髓干细胞移植治疗白血病
讨论与交流
方案二:诱导癌细胞分化,关闭原癌基因
Lavf58.20.100
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