分化上课
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新的细胞
体外培养 一段时间
代孕母羊 白面羊的克隆羊
非洲爪蟾和“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。 为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？ 细胞核中有全套遗传信息。 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。
动物细胞核全能性的应用：
用克隆技术拯救濒危动物
迁移训练1.
下列关于细胞分化的说法不正确的是（ C ） A．细胞分化与生物的发育有密切关系 B．细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C．细胞分化常常发生在胚胎时期 D．细胞分化是细胞的形态．结构和生理功能上发 生稳定性差异的过程
迁移训练2.
在一个多细胞生物的个体发育中，一个受精卵常常 能生长发育为一个复杂完整的生物体，其主要是下 列哪一个生理过程起的作用（ D ） A．细胞的增殖 B．细胞的生长 C．细胞的成熟 D．细胞的增殖和细胞的分化
长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）
丹顶鹤
★ 特别提醒
细胞全能性的大小
A.根据生物种类不同：植物细胞>动物细胞 • 植物细胞全能性易表达，动物细胞全能性受限制， 但动物细胞核仍具全能性。
B.根据分化程度不同：受精卵>生殖细胞>体细胞 • 细胞全能性高低与分化程度成负相关，分化程度越大， 全能性越低。 C.根据分裂能力大小:分裂能力强的细胞>分裂能力弱 的细胞，如分生区细胞>成熟区细胞。
3、克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
问题探讨
衰老是生物界的普遍现象。衰老 的人体通常表现出细胞数目减少、 肌肉萎缩、行动迟缓等特征。 1.人体的衰老还表现出那些特征？
白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花等。
2.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？
有，精原细胞产生精子； 有，角质层细胞。
(4)细胞内 呼吸 速率减慢， 细胞核 体积增大， 核膜内折， 染色质 收缩、染色加深。 (5)细胞膜 通透性 改变，物质运输功能 降低 。
个体衰老与细胞衰老
衰老症状
皮肤干燥、发皱 头发变白 老人斑
原因分析
细胞水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低 细胞内色素的累积
饮食减少
细胞膜通透性功能改变
3.细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
四、细胞凋亡 1、概念： 由 基因所决定的细胞自动结束生命的过程 2、类型 个体发育中细胞的编程性死亡 成熟个体中细胞的自然更新
被病原体感染的细胞的清除
3、意义 对于生物体 完成正常发育 ，维持 内部环境 稳定以 及抵御外界各种因素的干扰起着非常关键的作用。 思考：
细胞死亡主要有哪几种形式？正常情况下，哪种形 式对多细胞生物有利？
3、人体衰老和细胞衰老有什么关系？
三、细胞的衰老
1、细胞衰老与个体衰老的关系 （1）单细胞生物： 细胞的 衰老或死亡就是 个体的 衰老或死亡 （2）多细胞生物： 细胞的衰老或死亡 并不等于 个体的衰老或死 亡，但从总体上看，个体衰老的过程也是组成 个体的细胞普遍衰老或死亡的过程 2、衰老细胞的特征 (1)细胞内 水分 减少，细胞萎缩，体积变小， 细胞新陈代谢 速率减慢。 多种酶 活性降低。 (2)细胞内 (3) 色素逐渐积累 在细胞内积累，妨碍细胞内物质的 交流和传递，影响细胞正常的生理功能。
第2节 细胞的分化、衰老和凋亡
高等生物是怎样发育来的？
受精作用
分裂
成年人全身细胞总数约 1014个, 细胞种类有200多种，这么多种类细 胞均来自一个受精卵。
有丝分裂
神经细胞
红细胞
肌肉细胞
上皮组织细胞
功能：光合作用
功能：保护功能
功能：贮藏营养物质
一、细胞分化
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。
（1）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）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有 利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化的原因（实质）是什么呢？
就一个个体来说，各种细胞具 有完全相同的遗传信息。只是在 不同细胞中遗传信息的执行情况 不同。
在红细胞中，与血红蛋白合成有关 的基因处于活动状态，与肌动蛋白合 成有关的基因处于关闭状态。 在肌细胞中，与肌动蛋白合成有关 的基因处于活动状态，而与血红蛋白 合成有关的基因处于关闭状态。
3 ．大量科学实验证明，高度分化的植物细胞在离体 情况下，仍具有发育成完整植物体能力，也就是保 持了植物细胞的 细胞的全能性。但高度分化的动物 细胞和人体细胞的细胞 全能性 受限制，可是动物细 胞的 细胞核 仍然保持 全能性 ，这是因为它含有 本物种遗传性所需要的 全套遗传物质。 4 ．动物细胞中的细胞核为什么具有全能性？细胞质 没有全能性？ 核中具有该物种全套的遗传物质（或遗传信息），在 一定适宜的条件下，这些遗传信息可以有序表达出来， 表现出全能性。细胞质中不包含全套遗传物质。
迁移训练3.
有关细胞全能性的叙述，错误的是（ C ） A．植物细胞离体培养在一定适宜条件下，能表 现出全能性 B．受精卵细胞全能性最高 C．在生物体内由于细胞的分化，全能性难以表达 D．卵细胞和干细胞的全能性也很高
【课堂自我检测】
1．下列实例中能体现细胞全能性的是（ B ） ①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞也培养成了可育的植株 ②植物用种子进行繁殖后代 ③用烟草组织培养的单个细胞培养出了完整植株 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 2．人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外， 经过诱导可以分化为神经系统和肝细胞。其根本原因是 这些造血干细胞（ D ） A．有旺盛的分裂能力 B．还没有分化 C．能合成神经细胞或肝细胞需要蛋白质 D．具有与受精卵相同的全套遗传信息
(2).过程： 离体的组织或细胞(外植体) →愈伤组织→ 胚状体→幼体→新植株
（3）.植物细胞全能性的应用：
①进行快速繁殖花卉、 蔬菜等作物
②也可拯救濒危物种；
③可以和基因工程结合 培育新物种；
蝴蝶兰的大规模生产
动物细胞是否具有全能性？
用非洲爪蟾的蝌蚪 做实验
克隆羊的全过程
白面羊乳腺细 黑面羊卵细 胞的细胞核 胞的细胞质 融合
2. 特点：
下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征?
1.生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
普遍性
2.细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
3.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，直到死 亡，而不会变成其他类型的细胞。
稳定性和不可逆性
3、细胞分化的意义：
2．细胞凋亡和细胞坏死 细胞凋亡 细胞坏死 与基因 受 基因 控制 不受基因控制 关系 影响因 严格受遗传机制决定 电、热、冷、机械 素 的 程序性死亡 等不利 因素 不受机体控制的 与机体 机体控制的主动性死 被动性 死亡，对机 关系 亡，对机体 有利 体有害 胚胎发育过程中人尾 实例 股骨头坏死 消失、五指分开
二、细胞的全能性
1、概念： 细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍 然具有发育成完整个体的潜能。
思 考：
为什么任意一个体细胞会具有发 育成完整个体的潜能？
体细胞内含有织培养技术 (1).植物细胞体现全能性的条件：
细胞或组织在离体的情况下； 无菌； 有一定营养物质的培养液、激素及适宜的外界环境。
3：干细胞的研究
问题导入： 除受精卵外，生物体内还有没有具有 分裂分化能力的细胞？
植物体内：分生组织的植物细胞 动物体内： 干细胞
（1）定义：动物和人体内有少数细胞，具有 分裂和分化的能力称干细胞。
（2）．依据干细胞的分化程度分类 ①全能干细胞：能发育成机体的所有组织、器官及发育 成完整个体的细胞， 如：胚胎干细胞。 ②多能干细胞：能分化成多种细胞或组织，但不能发育 成完整个体， 如：造血干细胞。 ③专能干细胞：只能分化成特定器官或具有特定功能的 一类干细胞， 如：神经干细胞、皮肤生发层细胞。 （3）．不同干细胞的发育分化过程 受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞
4.细胞分化的实质：不同细胞中遗传信息的 执行情况不同，是基因的“选择性”表达。
比较细胞分裂与细胞分化：
小肠上 皮细胞
有丝分裂
受精卵
细胞分化
红细 胞 神经 细胞
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 数量 同 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 遗传信息都不变 同 点 联 共同完成生物个体发育过程 系
干细胞的研究及应用
1、利用干细胞，人体组织器官将能再生
新闻背景英国足球名星----贝克汉姆储存来自他刚出生时留 下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以 接受干细胞移植手术治疗。
2、移植弟弟脐带血治好血癌！3岁女童健 康成长
一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血 癌）的华裔女婴，被医生诊断只有10%的存活 率。她过后好不容易等到弟弟出世，成功以 弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3岁的她， 不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。
思考：
既然细胞分化具有稳定性、持久性、 不可逆性，那么已经发生高度分化的 细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再 分化成其它细胞吗?
1958年，美国科学 家斯图尔德用胡萝 卜韧皮部细胞成功 地培育出了一棵完 整的植株。
实验证明：高度分化的植物 细胞仍然具有发育成完整植 株的潜能，即植物细胞具有 全能性。
体外培养 一段时间
代孕母羊 白面羊的克隆羊
非洲爪蟾和“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。 为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？ 细胞核中有全套遗传信息。 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。
动物细胞核全能性的应用：
用克隆技术拯救濒危动物
迁移训练1.
下列关于细胞分化的说法不正确的是（ C ） A．细胞分化与生物的发育有密切关系 B．细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C．细胞分化常常发生在胚胎时期 D．细胞分化是细胞的形态．结构和生理功能上发 生稳定性差异的过程
迁移训练2.
在一个多细胞生物的个体发育中，一个受精卵常常 能生长发育为一个复杂完整的生物体，其主要是下 列哪一个生理过程起的作用（ D ） A．细胞的增殖 B．细胞的生长 C．细胞的成熟 D．细胞的增殖和细胞的分化
长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）
丹顶鹤
★ 特别提醒
细胞全能性的大小
A.根据生物种类不同：植物细胞>动物细胞 • 植物细胞全能性易表达，动物细胞全能性受限制， 但动物细胞核仍具全能性。
B.根据分化程度不同：受精卵>生殖细胞>体细胞 • 细胞全能性高低与分化程度成负相关，分化程度越大， 全能性越低。 C.根据分裂能力大小:分裂能力强的细胞>分裂能力弱 的细胞，如分生区细胞>成熟区细胞。
3、克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
问题探讨
衰老是生物界的普遍现象。衰老 的人体通常表现出细胞数目减少、 肌肉萎缩、行动迟缓等特征。 1.人体的衰老还表现出那些特征？
白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花等。
2.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？
有，精原细胞产生精子； 有，角质层细胞。
(4)细胞内 呼吸 速率减慢， 细胞核 体积增大， 核膜内折， 染色质 收缩、染色加深。 (5)细胞膜 通透性 改变，物质运输功能 降低 。
个体衰老与细胞衰老
衰老症状
皮肤干燥、发皱 头发变白 老人斑
原因分析
细胞水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低 细胞内色素的累积
饮食减少
细胞膜通透性功能改变
3.细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
四、细胞凋亡 1、概念： 由 基因所决定的细胞自动结束生命的过程 2、类型 个体发育中细胞的编程性死亡 成熟个体中细胞的自然更新
被病原体感染的细胞的清除
3、意义 对于生物体 完成正常发育 ，维持 内部环境 稳定以 及抵御外界各种因素的干扰起着非常关键的作用。 思考：
细胞死亡主要有哪几种形式？正常情况下，哪种形 式对多细胞生物有利？
3、人体衰老和细胞衰老有什么关系？
三、细胞的衰老
1、细胞衰老与个体衰老的关系 （1）单细胞生物： 细胞的 衰老或死亡就是 个体的 衰老或死亡 （2）多细胞生物： 细胞的衰老或死亡 并不等于 个体的衰老或死 亡，但从总体上看，个体衰老的过程也是组成 个体的细胞普遍衰老或死亡的过程 2、衰老细胞的特征 (1)细胞内 水分 减少，细胞萎缩，体积变小， 细胞新陈代谢 速率减慢。 多种酶 活性降低。 (2)细胞内 (3) 色素逐渐积累 在细胞内积累，妨碍细胞内物质的 交流和传递，影响细胞正常的生理功能。
第2节 细胞的分化、衰老和凋亡
高等生物是怎样发育来的？
受精作用
分裂
成年人全身细胞总数约 1014个, 细胞种类有200多种，这么多种类细 胞均来自一个受精卵。
有丝分裂
神经细胞
红细胞
肌肉细胞
上皮组织细胞
功能：光合作用
功能：保护功能
功能：贮藏营养物质
一、细胞分化
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。
（1）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）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有 利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化的原因（实质）是什么呢？
就一个个体来说，各种细胞具 有完全相同的遗传信息。只是在 不同细胞中遗传信息的执行情况 不同。
在红细胞中，与血红蛋白合成有关 的基因处于活动状态，与肌动蛋白合 成有关的基因处于关闭状态。 在肌细胞中，与肌动蛋白合成有关 的基因处于活动状态，而与血红蛋白 合成有关的基因处于关闭状态。
3 ．大量科学实验证明，高度分化的植物细胞在离体 情况下，仍具有发育成完整植物体能力，也就是保 持了植物细胞的 细胞的全能性。但高度分化的动物 细胞和人体细胞的细胞 全能性 受限制，可是动物细 胞的 细胞核 仍然保持 全能性 ，这是因为它含有 本物种遗传性所需要的 全套遗传物质。 4 ．动物细胞中的细胞核为什么具有全能性？细胞质 没有全能性？ 核中具有该物种全套的遗传物质（或遗传信息），在 一定适宜的条件下，这些遗传信息可以有序表达出来， 表现出全能性。细胞质中不包含全套遗传物质。
迁移训练3.
有关细胞全能性的叙述，错误的是（ C ） A．植物细胞离体培养在一定适宜条件下，能表 现出全能性 B．受精卵细胞全能性最高 C．在生物体内由于细胞的分化，全能性难以表达 D．卵细胞和干细胞的全能性也很高
【课堂自我检测】
1．下列实例中能体现细胞全能性的是（ B ） ①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞也培养成了可育的植株 ②植物用种子进行繁殖后代 ③用烟草组织培养的单个细胞培养出了完整植株 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 2．人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外， 经过诱导可以分化为神经系统和肝细胞。其根本原因是 这些造血干细胞（ D ） A．有旺盛的分裂能力 B．还没有分化 C．能合成神经细胞或肝细胞需要蛋白质 D．具有与受精卵相同的全套遗传信息
(2).过程： 离体的组织或细胞(外植体) →愈伤组织→ 胚状体→幼体→新植株
（3）.植物细胞全能性的应用：
①进行快速繁殖花卉、 蔬菜等作物
②也可拯救濒危物种；
③可以和基因工程结合 培育新物种；
蝴蝶兰的大规模生产
动物细胞是否具有全能性？
用非洲爪蟾的蝌蚪 做实验
克隆羊的全过程
白面羊乳腺细 黑面羊卵细 胞的细胞核 胞的细胞质 融合
2. 特点：
下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征?
1.生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
普遍性
2.细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
3.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，直到死 亡，而不会变成其他类型的细胞。
稳定性和不可逆性
3、细胞分化的意义：
2．细胞凋亡和细胞坏死 细胞凋亡 细胞坏死 与基因 受 基因 控制 不受基因控制 关系 影响因 严格受遗传机制决定 电、热、冷、机械 素 的 程序性死亡 等不利 因素 不受机体控制的 与机体 机体控制的主动性死 被动性 死亡，对机 关系 亡，对机体 有利 体有害 胚胎发育过程中人尾 实例 股骨头坏死 消失、五指分开
二、细胞的全能性
1、概念： 细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍 然具有发育成完整个体的潜能。
思 考：
为什么任意一个体细胞会具有发 育成完整个体的潜能？
体细胞内含有织培养技术 (1).植物细胞体现全能性的条件：
细胞或组织在离体的情况下； 无菌； 有一定营养物质的培养液、激素及适宜的外界环境。
3：干细胞的研究
问题导入： 除受精卵外，生物体内还有没有具有 分裂分化能力的细胞？
植物体内：分生组织的植物细胞 动物体内： 干细胞
（1）定义：动物和人体内有少数细胞，具有 分裂和分化的能力称干细胞。
（2）．依据干细胞的分化程度分类 ①全能干细胞：能发育成机体的所有组织、器官及发育 成完整个体的细胞， 如：胚胎干细胞。 ②多能干细胞：能分化成多种细胞或组织，但不能发育 成完整个体， 如：造血干细胞。 ③专能干细胞：只能分化成特定器官或具有特定功能的 一类干细胞， 如：神经干细胞、皮肤生发层细胞。 （3）．不同干细胞的发育分化过程 受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞
4.细胞分化的实质：不同细胞中遗传信息的 执行情况不同，是基因的“选择性”表达。
比较细胞分裂与细胞分化：
小肠上 皮细胞
有丝分裂
受精卵
细胞分化
红细 胞 神经 细胞
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 数量 同 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 遗传信息都不变 同 点 联 共同完成生物个体发育过程 系
干细胞的研究及应用
1、利用干细胞，人体组织器官将能再生
新闻背景英国足球名星----贝克汉姆储存来自他刚出生时留 下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以 接受干细胞移植手术治疗。
2、移植弟弟脐带血治好血癌！3岁女童健 康成长
一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血 癌）的华裔女婴，被医生诊断只有10%的存活 率。她过后好不容易等到弟弟出世，成功以 弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3岁的她， 不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。
思考：
既然细胞分化具有稳定性、持久性、 不可逆性，那么已经发生高度分化的 细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再 分化成其它细胞吗?
1958年，美国科学 家斯图尔德用胡萝 卜韧皮部细胞成功 地培育出了一棵完 整的植株。
实验证明：高度分化的植物 细胞仍然具有发育成完整植 株的潜能，即植物细胞具有 全能性。