第六章 第二節(jié) 細(xì)胞的分化(市級(jí)公開(kāi)課)

1、第六章第六章 細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡人體胚胎發(fā)育過(guò)程人體胚胎發(fā)育過(guò)程受精卵僅僅通過(guò)有絲分裂，能形成人受精卵僅僅通過(guò)有絲分裂，能形成人體的體的200多種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)多種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞嗎？胞嗎？有絲分裂有絲分裂受精卵受精卵分化分化一、分化的概念一、分化的概念1、概念：在個(gè)體發(fā)育中，由同一種類(lèi)型的細(xì)胞、概念：在個(gè)體發(fā)育中，由同一種類(lèi)型的細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂后，逐漸在經(jīng)細(xì)胞分裂后，逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上上發(fā)生穩(wěn)定性差異，產(chǎn)生不同的細(xì)胞類(lèi)群的過(guò)程。發(fā)生穩(wěn)定性差異，產(chǎn)生不同的細(xì)胞類(lèi)群的過(guò)程。肌肉細(xì)胞肌肉細(xì)胞紅細(xì)胞紅細(xì)胞骨細(xì)胞骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)

2、胞神經(jīng)細(xì)胞細(xì)胞分化只發(fā)生在胚胎時(shí)期，還細(xì)胞分化只發(fā)生在胚胎時(shí)期，還是發(fā)生在生物體生命的整個(gè)過(guò)程是發(fā)生在生物體生命的整個(gè)過(guò)程中呢？你能舉例說(shuō)明嗎？中呢？你能舉例說(shuō)明嗎？ 造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞紅細(xì)胞紅細(xì)胞血小板血小板白細(xì)胞白細(xì)胞骨髓中造血干細(xì)胞分化出各種血細(xì)胞骨髓中造血干細(xì)胞分化出各種血細(xì)胞例一：例一：例二：例二：表皮的生發(fā)層細(xì)胞能分裂表皮的生發(fā)層細(xì)胞能分裂分化成角質(zhì)層細(xì)胞，以補(bǔ)分化成角質(zhì)層細(xì)胞，以補(bǔ)充死亡脫落的角質(zhì)層細(xì)胞充死亡脫落的角質(zhì)層細(xì)胞（低（低度分度分化的化的細(xì)胞）細(xì)胞）表皮細(xì)胞葉肉細(xì)胞貯藏細(xì)胞導(dǎo)管、篩管受精卵受精卵分裂，分化分裂，分化分生區(qū)細(xì)胞不斷分裂分分生區(qū)細(xì)胞不斷分裂分化形成伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)

3、胞和根化形成伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞和根冠細(xì)胞冠細(xì)胞例三：例三：例四：例四：（未分化細(xì)胞）（未分化細(xì)胞）（已分化細(xì)胞或高度分化（已分化細(xì)胞或高度分化的細(xì)胞）的細(xì)胞）2、特點(diǎn)特點(diǎn)：（1 1）持久性）持久性貫穿在生物體整個(gè)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中。貫穿在生物體整個(gè)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中。（胚胎時(shí)期胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度）達(dá)到最大限度）（2 2）穩(wěn)定性、不可逆性）穩(wěn)定性、不可逆性 分化了的細(xì)胞將一直保持分化后分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。（的狀態(tài)，直到死亡。（如紅細(xì)胞不如紅細(xì)胞不能逆分化成造血干細(xì)胞能逆分化成造血干細(xì)胞）一、細(xì)胞分化一、細(xì)胞分化思考：思考：細(xì)胞的分化是否意味著遺傳物質(zhì)的細(xì)胞的分化是否意味著遺傳物質(zhì)的改

4、變，為什么？改變，為什么？遺傳物質(zhì)沒(méi)有變化，體內(nèi)所有的細(xì)胞都來(lái)遺傳物質(zhì)沒(méi)有變化，體內(nèi)所有的細(xì)胞都來(lái)源于受精卵，且由受精卵有絲分裂而來(lái)。源于受精卵，且由受精卵有絲分裂而來(lái)。EDCA BEDCA BEDCA BEDCA B基因基因基因選擇性表達(dá)的過(guò)程基因選擇性表達(dá)的過(guò)程一、細(xì)胞分化一、細(xì)胞分化3、機(jī)理機(jī)理：不同的細(xì)胞中遺傳信息的不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況執(zhí)行情況不同不同。（基因選擇性表達(dá)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果）的結(jié)果）注：分化不會(huì)改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)注：分化不會(huì)改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)4、意義意義：（1 1）是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)；是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)；（2 2）使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向使多細(xì)胞生物體中

5、的細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化專(zhuān)門(mén)化，有利于提高各種生理功能的，有利于提高各種生理功能的效率。效率。一、細(xì)胞分化一、細(xì)胞分化思考：思考： 已經(jīng)高度分化的細(xì)胞，能否像已經(jīng)高度分化的細(xì)胞，能否像早期胚胎細(xì)胞那樣，分化成一個(gè)完早期胚胎細(xì)胞那樣，分化成一個(gè)完整的個(gè)體呢？整的個(gè)體呢？肌細(xì)胞肌細(xì)胞1902年，德國(guó)植物學(xué)家年，德國(guó)植物學(xué)家哈伯蘭特哈伯蘭特預(yù)言預(yù)言 ？ 1958年，美國(guó)植物學(xué)家年，美國(guó)植物學(xué)家斯圖爾德斯圖爾德等人，用等人，用胡蘿胡蘿卜韌皮部卜韌皮部的組織塊進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到了完整的組織塊進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到了完整的植株的植株,并且能夠開(kāi)花結(jié)果。并且能夠開(kāi)花結(jié)果。成熟的胡蘿卜植株成熟的胡蘿卜植株胡蘿卜肉質(zhì)根薄片

6、胡蘿卜肉質(zhì)根薄片胡蘿卜試管苗胡蘿卜試管苗胚狀體發(fā)育胚狀體發(fā)育離體培養(yǎng)離體培養(yǎng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C實(shí)植能證實(shí)植物細(xì)胞具物細(xì)胞具有生長(zhǎng)發(fā)有生長(zhǎng)發(fā)育的全能育的全能性嗎？性嗎？積極思維：積極思維：植物組織塊能發(fā)育成完整新植株嗎植物組織塊能發(fā)育成完整新植株嗎?含有植物激素、無(wú)機(jī)鹽、含有植物激素、無(wú)機(jī)鹽、糖類(lèi)等的培養(yǎng)基中糖類(lèi)等的培養(yǎng)基中1、概念：、概念： 高度分化的植物細(xì)胞仍具高度分化的植物細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。二、細(xì)胞的全能性二、細(xì)胞的全能性2、原因：因?yàn)楦叨确只募?xì)胞中、原因：因?yàn)楦叨确只募?xì)胞中仍然包含了該生物的仍然包含了該生物的全套遺傳物質(zhì)。全套遺傳物質(zhì)。（如胡蘿

7、卜韌皮部細(xì)胞核中遺傳物（如胡蘿卜韌皮部細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)與受精卵完全相同）質(zhì)與受精卵完全相同）植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù) 植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程植物組織培養(yǎng)的意義植物組織培養(yǎng)的意義組培室在含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及植物生長(zhǎng)物質(zhì)等在含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及植物生長(zhǎng)物質(zhì)等條件條件的培養(yǎng)基中，的培養(yǎng)基中，將將離體離體的植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)成的植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)成正常植株正常植株的技術(shù)。的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程-離體、無(wú)菌條件、適宜的營(yíng)養(yǎng)與外界條件離體、無(wú)菌條件、適宜的營(yíng)養(yǎng)與外界條件下進(jìn)行下進(jìn)行離體組織或細(xì)胞離體組織或細(xì)胞 愈傷組織愈傷組織 胚狀體胚狀體 植物體植物體脫分化脫

8、分化再分化再分化植物組織培養(yǎng)的意義植物組織培養(yǎng)的意義用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的玫瑰、蘭花手機(jī)吊墜用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的玫瑰、蘭花手機(jī)吊墜思考：思考： 已經(jīng)高度分化的動(dòng)物細(xì)胞已經(jīng)高度分化的動(dòng)物細(xì)胞是否也具有全能性呢？是否也具有全能性呢？Dolly的標(biāo)本和伊恩博士DollyDolly：1996.7.5.1996.7.5.世界上第一只克隆羊世界上第一只克隆羊DollyDolly由英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的伊恩博士研由英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的伊恩博士研制成功，制成功，2003.2.14.2003.2.14.由于肺結(jié)核而被安樂(lè)死，它的標(biāo)本于由于肺結(jié)核而被安樂(lè)死，它的標(biāo)本于20032003年年4 4月月9 9日陳列于日陳列

9、于蘇格蘭首都愛(ài)丁堡國(guó)家博物館。蘇格蘭首都愛(ài)丁堡國(guó)家博物館。 “多利多利”與它的代育母與它的代育母親親芬蘭白面芬蘭白面母綿羊母綿羊 乳腺細(xì)胞乳腺細(xì)胞（體細(xì)胞）（體細(xì)胞） 蘇格蘭黑面母蘇格蘭黑面母綿羊綿羊A未受精的未受精的卵細(xì)胞卵細(xì)胞 蘇格蘭黑蘇格蘭黑面母綿羊面母綿羊C子宮內(nèi)子宮內(nèi)“多利多利” 新的細(xì)胞新的細(xì)胞去核卵細(xì)胞去核卵細(xì)胞提取細(xì)胞核提取細(xì)胞核 這說(shuō)明什么呢？這說(shuō)明什么呢？高度分化的動(dòng)物細(xì)胞高度分化的動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性沒(méi)有表現(xiàn)出全能性植入代孕母羊子宮內(nèi)植入代孕母羊子宮內(nèi)無(wú)法發(fā)育成多利無(wú)法發(fā)育成多利現(xiàn)今只證明已分化的動(dòng)物體細(xì)胞現(xiàn)今只證明已分化的動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞核具有全能性。細(xì)胞核具有全能性

10、。該實(shí)驗(yàn)證明了該實(shí)驗(yàn)證明了什么呢？什么呢？克隆鼠（克隆鼠（2002年年 美國(guó)）美國(guó)）克隆豬克隆豬(2000年年 美國(guó)）美國(guó)）克隆?？寺∨?1998年年 日本）日本）克隆獼猴克隆獼猴（2000年年 美國(guó)）美國(guó)）小結(jié)：小結(jié)：細(xì)胞分化細(xì)胞分化1、概念：、概念：3、機(jī)理：、機(jī)理：細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性1、概念：、概念：2、表現(xiàn)條件：、表現(xiàn)條件：3、原因：、原因：4、動(dòng)植物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞全能性：全能性：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在 上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能（1 1）持久性）

11、持久性（2 2）穩(wěn)定性、不可逆性）穩(wěn)定性、不可逆性基因的選擇性表達(dá)基因的選擇性表達(dá)生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)（3 3）遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變）遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有細(xì)胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要細(xì)胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要全套遺傳物質(zhì)全套遺傳物質(zhì)。（1 1）脫離母體）脫離母體（2）給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件）給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件植物細(xì)胞具有全能性植物細(xì)胞具有全能性動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：4、意義：、意義：思考并討論：思考并討論：細(xì)胞分裂細(xì)胞分化細(xì)胞變化發(fā)生時(shí)間在個(gè)

12、體發(fā)育中的意義思考并討論：思考并討論：數(shù)量增多數(shù)量增多細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異，且這能發(fā)生穩(wěn)定性差異，且這種變異是不可逆轉(zhuǎn)的種變異是不可逆轉(zhuǎn)的從受精卵開(kāi)始，從受精卵開(kāi)始，有些部位有些部位的細(xì)胞終生保持分裂能力，的細(xì)胞終生保持分裂能力，有的細(xì)胞發(fā)育到一定的時(shí)有的細(xì)胞發(fā)育到一定的時(shí)期就期就停止分裂。停止分裂。胚胎早期開(kāi)始胚胎早期開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分出現(xiàn)細(xì)胞分化，是一種持久性的變化，是一種持久性的變化，在胚胎期達(dá)到最大限度。化，在胚胎期達(dá)到最大限度。保持了親代和子代之保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性間遺傳性狀的穩(wěn)定性。沒(méi)有細(xì)胞分化，生物體就沒(méi)有細(xì)胞分化，生物體就不能

13、進(jìn)行正常的發(fā)育。不能進(jìn)行正常的發(fā)育。1、下列關(guān)于細(xì)胞分化的說(shuō)法錯(cuò)誤的是、下列關(guān)于細(xì)胞分化的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A、細(xì)胞分化與生物發(fā)育有密切關(guān)系、細(xì)胞分化與生物發(fā)育有密切關(guān)系 B、細(xì)胞分化是一種普遍存在的生命現(xiàn)象、細(xì)胞分化是一種普遍存在的生命現(xiàn)象 C、細(xì)胞分化僅發(fā)生在胚胎時(shí)期、細(xì)胞分化僅發(fā)生在胚胎時(shí)期D、一般條件下細(xì)胞分化是不可逆的、一般條件下細(xì)胞分化是不可逆的C課堂鞏固課堂鞏固2、下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性是（、下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性是（ ）（1）用懸浮液培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植）用懸浮液培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株株（2）用煙草組織培養(yǎng)出可育的完整植株）用煙草組織培養(yǎng)

14、出可育的完整植株（3）旺盛的花藥細(xì)胞用人工的方法培育成植株）旺盛的花藥細(xì)胞用人工的方法培育成植株A、（、（1）（）（2） B、（、（2）（）（3）C、（、（1）（）（3）D、（、（1）（）（2）（）（3）D課堂鞏固課堂鞏固3、人胰島細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能、人胰島細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能 產(chǎn)生血紅蛋白，胰島細(xì)胞（產(chǎn)生血紅蛋白，胰島細(xì)胞（ ） A、只有胰島素基因、只有胰島素基因 B、比人的受精卵基因要少、比人的受精卵基因要少 C、既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因、既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其它基因和其它基因 D、有胰島素基因和其它基因，但沒(méi)有血、有胰島素基因和其它基因，但沒(méi)有血紅蛋白基因

15、紅蛋白基因C課堂鞏固課堂鞏固小資料小資料急性單核細(xì)胞白血病的血象急性單核細(xì)胞白血病的血象 白血病俗稱(chēng)白血病俗稱(chēng)血癌血癌，發(fā)病率，發(fā)病率為為3/100 0003/100 000，我國(guó)每年新增，我國(guó)每年新增約約6 6萬(wàn)萬(wàn)名患者。名患者。是造血系統(tǒng)的是造血系統(tǒng)的惡性疾病，白血病患者的血液惡性疾病，白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細(xì)胞，中出現(xiàn)大量的異常白細(xì)胞，且且多數(shù)白細(xì)胞是多數(shù)白細(xì)胞是不成熟的幼稚細(xì)不成熟的幼稚細(xì)胞胞，存活期變長(zhǎng)，存活期變長(zhǎng)，但不能像正但不能像正常白細(xì)胞那樣抗感染常白細(xì)胞那樣抗感染, ,而正常而正常的血細(xì)胞明顯減少。的血細(xì)胞明顯減少。 動(dòng)物和人體內(nèi)保留的動(dòng)物和人體內(nèi)保留的 少數(shù)細(xì)胞

16、。少數(shù)細(xì)胞。如如人骨髓中的造血干細(xì)胞。人骨髓中的造血干細(xì)胞。干細(xì)胞干細(xì)胞在體外培養(yǎng)出組織和器官在體外培養(yǎng)出組織和器官,并最終通過(guò)組并最終通過(guò)組織和器官移植實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療織和器官移植實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療。干細(xì)胞的用途干細(xì)胞的用途: :干細(xì)胞移植治療白血病干細(xì)胞移植治療白血病 具有分裂和分化能力的具有分裂和分化能力的心臟移植心臟移植腎臟移植腎臟移植骨骼 骨髓間質(zhì)干細(xì)胞是具有自我更新能力并可以分化成為成骨細(xì)胞的一種干細(xì)胞. 多項(xiàng)基于動(dòng)物骨髓的研究和一些初步的臨床數(shù)據(jù)顯示了它們?cè)谥亟ü趋婪矫娴呢暙I(xiàn). 在整形外科方面，一些創(chuàng)傷引起的，由癌癥引起的或感染引起的骨細(xì)胞的損失，在進(jìn)行手術(shù)彌補(bǔ)人造關(guān)節(jié)會(huì)引

17、起一些不便. 而進(jìn)行干細(xì)胞的自體移植正可以解決這方面的問(wèn)題. 神經(jīng)學(xué)就像可以移植死人身上的器官一樣，研究人員發(fā)現(xiàn)，成年人的干細(xì)胞也可以移植。從死者腦部取出的成人干細(xì)胞能夠分化成很重要的神經(jīng)細(xì)胞，然而他們到底能不能正常工作還是一個(gè)未知數(shù)。 脫發(fā) 毛發(fā)囊泡也具有干細(xì)胞，2004年11月，一些研究人員預(yù)言說(shuō)，這些毛囊干細(xì)胞的研究可以導(dǎo)致45年內(nèi)脫發(fā)可以通過(guò)毛發(fā)克隆技術(shù)被治愈。預(yù)計(jì)這種治療將在最開(kāi)始從現(xiàn)存毛囊中取出干細(xì)胞，在培養(yǎng)基中繁殖然后將新的毛囊移植到頭皮當(dāng)中。后期的治療可能可以簡(jiǎn)單的向毛囊干細(xì)胞發(fā)出信號(hào)從而向附近那些因年長(zhǎng)而萎縮的毛囊細(xì)胞發(fā)出化學(xué)信號(hào)，使它們?cè)偕】档念^發(fā)。干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用本

18、課結(jié)束同學(xué)們課后認(rèn)真復(fù)習(xí)細(xì)胞全能性大小的比較：細(xì)胞全能性大小的比較：在在受精卵、受精卵、生殖細(xì)胞、生殖細(xì)胞、高度分化的高度分化的動(dòng)物細(xì)胞中，全能性最大的是動(dòng)物細(xì)胞中，全能性最大的是_,_,最小最小的是的是_。細(xì)胞全能性大小主要受細(xì)胞分化程度影響。細(xì)胞全能性大小主要受細(xì)胞分化程度影響。細(xì)胞分化程度越細(xì)胞分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化；分化程度越程度越低低，全能性越，全能性越_。另外，植物細(xì)胞全能性另外，植物細(xì)胞全能性_動(dòng)物細(xì)胞！動(dòng)物細(xì)胞！低低高高高于高于一、細(xì)胞分化一、細(xì)胞分化3、機(jī)理機(jī)理：不同的細(xì)胞中遺傳信息的不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況執(zhí)行情況不同。不同。（基因選擇性表達(dá)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果）的結(jié)果）胚胚 胎胎細(xì)細(xì)胞胞