高中生物细胞分化讲义浙教版必修一

1、高中生物细胞分化讲义浙教版必修一上述人的胚胎发育过程仅仅靠我们上节课所学习的细胞分裂能完成吗？为什么不能完成？第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化永康二中永康二中 胡志军胡志军受精卵两个细胞四个细胞多个细胞细胞分化细胞分化一、细胞的分化一、细胞的分化（一）概念（一）概念细胞的后代细胞的后代,在形态结构和功能上发生差异的过在形态结构和功能上发生差异的过程，称为细胞分化程，称为细胞分化.什么是细胞分化什么是细胞分化?你能举出一些细胞分化的实例吗？植物器官切片图植物器官切片图天竺葵天竺葵筛管筛管导管导管根冠根冠分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区(根毛区根毛区)根尖根尖保卫细胞保卫细胞气气孔孔1从分

2、子角度看，从分子角度看，构成人体的各种细胞在形态、结构、功能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？等方面的不同是靠什么物质体现的？ 2、为什么组成各种细胞的蛋白质会不同呢？其根本、为什么组成各种细胞的蛋白质会不同呢？其根本原因是什么？原因是什么？ （二）（二）. .细胞分化的实质：细胞分化的实质：基因选择性表达基因选择性表达持家基因持家基因（house-keeping genes）奢侈基因奢侈基因（luxury genes）下列事实说明细胞分化还具有哪些特点下列事实说明细胞分化还具有哪些特点? ?从受精卵形成婴儿的胚胎发育过程中存在细胞分化，那么细胞分化从受精卵形

3、成婴儿的胚胎发育过程中存在细胞分化，那么细胞分化是否只发生在人的胚胎发育阶段是否只发生在人的胚胎发育阶段, ,还是贯穿于整个生命进程中还是贯穿于整个生命进程中? ?这这说明细胞分化具有什么特点说明细胞分化具有什么特点? ?在细胞分化过程中在细胞分化过程中, ,假如当假如当A A细胞分化形成细胞分化形成B B细胞后细胞后, ,一般不会再表现出一般不会再表现出B B细胞反方向分化形成细胞反方向分化形成A A细胞细胞, ,这这说明细胞分化具有说明细胞分化具有离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会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。这说明细胞分化具有变成其他类型的

4、细胞。这说明细胞分化具有 （三）细胞分化的特点：持久性、不可逆性、稳定性（三）细胞分化的特点：持久性、不可逆性、稳定性分别是什么生命现象？两者有何区别分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？和联系呢？思考练习思考练习 细胞分裂细胞分裂 细胞分化细胞分化细胞变化细胞变化发生时间发生时间在个体发育中的意义在个体发育中的意义数量增多数量增多细胞形态、结构和生理功能细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程发生稳定性差异的过程从受精卵开始，有从受精卵开始，有些部位的细胞终生些部位的细胞终生保持分裂能力，有保持分裂能力，有的发育到一定时期的发育到一定时期停止分裂停止分裂整个生命过程中整个生命过程中保

5、持了亲代和子代间遗保持了亲代和子代间遗传性状的稳定性。传性状的稳定性。没有细胞分化，生物体没有细胞分化，生物体不能正常发育。不能正常发育。区别区别联系联系细胞中遗传信息都不变，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完成生长发育和繁殖过程1、下列关于细胞分化的说法错误的是（、下列关于细胞分化的说法错误的是（ ） A、细胞分化与生长发育密切相关、细胞分化与生长发育密切相关 B、细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C、细、细胞分化仅发生在胚胎时期胞分化仅发生在胚胎时期 D、细胞、细胞分

6、化是在形态、结构和功能上发生稳定性分化是在形态、结构和功能上发生稳定性 差异的过程差异的过程。 2 2、细胞分化发生在个体发育的（、细胞分化发生在个体发育的（ ） A A、胚胎期、胚胎期 B B、受精卵分裂时、受精卵分裂时 C C、整个生命过程整个生命过程 D D、性成熟期、性成熟期作业练习作业练习3. 3. 细胞分化过程中细胞分化过程中, ,不会出现不会出现 ( )( ) A. A. 细胞表面结构的改变细胞表面结构的改变 B. B. 细胞器种类和数量的改变细胞器种类和数量的改变 C. C. 蛋白质种类和数量的改变蛋白质种类和数量的改变 D. D. 细胞核遗传物质的改变细胞核遗传物质的改变D4

7、. 分化的细胞能再恢复到原来分化前的状态的是分化的细胞能再恢复到原来分化前的状态的是 （ ） A. 神经细胞神经细胞 B. 人体表皮细胞人体表皮细胞 C. 肌肉细胞肌肉细胞 D. A、B、C三项都不是三项都不是D生物体的正常发育是细胞在分化过程中受到高度精巧的严格控制下发生的。若细胞分化发生异常，会出现什么后果呢？二、细胞的癌变v请同学们联系生活实际，思考并讨论以下问请同学们联系生活实际，思考并讨论以下问题：题：v1为什么会发生癌变？为什么会发生癌变？v2癌细胞有什么特点？癌细胞有什么特点？v3生活中的致癌因子有哪些？怎样预防癌症？生活中的致癌因子有哪些？怎样预防癌症？v4癌症有可能彻底治疗吗

8、？癌症有可能彻底治疗吗？v5人类常见的癌症有哪些人类常见的癌症有哪些？二、细胞癌变二、细胞癌变（细胞畸形分化（细胞畸形分化, ,从而恶性增殖）从而恶性增殖）1. 1.原因：原因：内因：内因：原癌基因原癌基因正常细胞正常细胞癌基因癌基因外因：外因：致癌因子：致癌因子：激活激活癌细胞癌细胞突变成突变成物理致癌因子物理致癌因子化学致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子病毒致癌因子（辐射致癌）（辐射致癌）（砷、苯、煤焦油等）（砷、苯、煤焦油等）（现已发现（现已发现150多种致癌病毒）多种致癌病毒）2. 2.预防：预防：尽量避免致癌因子。尽量避免致癌因子。增强体质，保持良好心态。增强体质，保持良好心态。1 1

9、癌细胞能够无限增殖癌细胞能够无限增殖3 3、细胞膜上粘连蛋白减、细胞膜上粘连蛋白减少或缺失，易发生转移。少或缺失，易发生转移。癌细胞特征癌细胞特征2 2癌细胞的形态结构癌细胞的形态结构发生显著变化发生显著变化近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的材料回答问题：的材料回答问题：（1 1）体外分别培养白血病癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长）体外分别培养白血病癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是曲线的是 。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌

10、细胞具有胞具有 的特性。的特性。答案：（答案：（1 1）a a 扩（分）散转移扩（分）散转移 思考：思考：细胞的正常分化，使生细胞的正常分化，使生物体正常发育，异常物体正常发育，异常的分化造成细胞癌变的分化造成细胞癌变，已经发生高度分化，已经发生高度分化的细胞的细胞,还能像受精卵还能像受精卵细胞那样细胞那样,再分化成其再分化成其他细胞吗他细胞吗? 三、细胞的全能性三、细胞的全能性（一）概念：（一）概念：已经分化的细胞仍然具已经分化的细胞仍然具有分化出各种细胞的潜能有分化出各种细胞的潜能,这称为这称为细胞全能性细胞全能性为什么不直接用动物的体细胞代替重组细胞来培育成动物个体呢？v动物的体细胞不表

11、现全能性是受到了细胞内物质的限制从以上两个实验可以看出细胞分化是从以上两个实验可以看出细胞分化是否意味着细胞中遗传物质发生改变？否意味着细胞中遗传物质发生改变？为什么为什么? (二二)细胞全能性的物质基础细胞全能性的物质基础v生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全部基因。部基因。尽管分化的体细胞具有发育为完整个体的潜能，但在生物体内，细胞分化是不可逆的，一般分化了的细胞不再恢复分裂能力，那么生物体如何补充衰老死亡的细胞？ 在我们体内，红细胞的寿命为在我们体内，红细胞的寿命为120天

12、左天左右，白细胞的寿命为右，白细胞的寿命为57天。这些血细胞天。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。都是失去分裂能力的细胞。 白血病患者的血液中出现大量的异常白白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。移植可以有效地治疗白血病。1.1.为什么健康人的血细胞数量不会随着血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？细胞的死亡而减少？2.2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓干细胞骨髓干细胞单核单核细胞细胞粒细胞粒细胞红细胞红细胞血小板血小板淋巴细胞淋巴细胞造血干细胞造

13、血干细胞淋巴干细胞淋巴干细胞四、干细胞四、干细胞（一）概念（一）概念 干细胞干细胞(Stem cell)是一类可以分化成是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞为各种细胞的未分化细胞（二）干细胞有几个主要特征（二）干细胞有几个主要特征v干细胞本身不是终末分化细胞；干细胞本身不是终末分化细胞；v干细胞能无限增殖分裂；干细胞能无限增殖分裂；v干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止 状态；状态；v干细胞进行不对称分裂，即分裂产生的子细胞只能有两种干细胞进行不对称分裂，即分裂产生的子细胞只能有两种命运命运保持为干细胞保持为干细胞 或分化为特定细胞或分

14、化为特定细胞。（三）干细胞的分类（三）干细胞的分类按分化潜能大小来分类按分化潜能大小来分类:v全能干细胞（全能干细胞（ Totipotent stem cell ）：）： 它具有形成完整个它具有形成完整个 体的分化潜能。如受精卵，胚胎干细胞。体的分化潜能。如受精卵，胚胎干细胞。v多多能干细胞能干细胞（ pluripotent stem cell ），具有分化出多种组具有分化出多种组 织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育 潜能受到一定的限制。潜能受到一定的限制。如如骨髓多能造血干细胞是典型的例骨髓多能造血干细胞是典型的例 子，它可分

15、化出至少十二种血细胞子，它可分化出至少十二种血细胞 。v专能干细胞（专能干细胞（ multipotent stem cell ），这类干细胞只能向），这类干细胞只能向 一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织 基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。红细胞红细胞巨核细胞巨核细胞肥大细胞肥大细胞单核细胞单核细胞嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞血小板血小板巨噬细胞巨噬细胞T T淋巴细胞淋巴细胞 B B淋巴细胞淋巴细胞浆细胞浆细胞根据来源来分根据来源来分: 来源于胚胎来源于

16、胚胎- 胚胎干细胞胚胎干细胞 ESC （Embryonic Stem Cell ）来源于成体来源于成体- 成体组织来源的干细胞成体组织来源的干细胞 ASC （Adult-derived Stem Cell ）v白血病白血病 ,俗称俗称“血癌血癌” ,是一种恶性程度极高的血液病是一种恶性程度极高的血液病 ,其自然病其自然病程只有程只有 3个月。近年来个月。近年来 ,随着医疗技术的发展随着医疗技术的发展 ,可以用化疗、放疗可以用化疗、放疗等方法遏止病变的白细胞等方法遏止病变的白细胞 ,延长病人的生命。但是这种方法的副作延长病人的生命。但是这种方法的副作用大用大 ,复发率高复发率高 ,不但给病人带来

17、极大的痛苦不但给病人带来极大的痛苦 ,而且给家庭、社会而且给家庭、社会造成了沉重的负担。造成了沉重的负担。你愿为中华骨髓库尽自己的一点力量吗？你愿为中华骨髓库尽自己的一点力量吗？9292年成立的中华骨髓库骨髓资料至今仅有年成立的中华骨髓库骨髓资料至今仅有4.54.5万例份万例份美国的库存美国的库存450450万例，欧洲的库存万例，欧洲的库存370370万例，台湾慈济的库存万例，台湾慈济的库存2222万例万例独生子女的脐带血更显珍贵！独生子女的脐带血更显珍贵！例：下图表示表示人体内各类血细胞生成的途径。例：下图表示表示人体内各类血细胞生成的途径。a af f表示不同种表示不同种类的细胞类的细胞表

18、示有关过程。表示有关过程。 (1)(1)造血干细胞形成各种血细胞，需要经历细胞的造血干细胞形成各种血细胞，需要经历细胞的 和和 过程。过程。成熟红细胞失去全能性的原因是成熟红细胞失去全能性的原因是 。(2)(2)各类血细胞均来自于造血干细胞，但它们的功能各不相同，各类血细胞均来自于造血干细胞，但它们的功能各不相同，根本原因是根本原因是 。小结一、细胞的分化一、细胞的分化（一）概念：细胞的后代（一）概念：细胞的后代,在形态结构和功能上发在形态结构和功能上发生差异的过程，称为细胞分化生差异的过程，称为细胞分化. （二）细胞分化的实质：（二）细胞分化的实质：基因选择性表达基因选择性表达（三）细胞分化

19、的特点：持久性、不可逆性、稳定性（三）细胞分化的特点：持久性、不可逆性、稳定性（四）（四）细胞分化与细胞分裂的细胞分化与细胞分裂的区别和联系区别和联系二、细胞癌变二、细胞癌变（细胞畸形分化（细胞畸形分化, ,从而恶性增殖）从而恶性增殖）（一）（一）. .原因：原因：内因：内因： 原癌基因原癌基因正常细胞正常细胞癌基因癌基因外因：外因：致癌因子：致癌因子：激活激活癌细胞癌细胞突变成突变成物理致癌因子物理致癌因子化学致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子病毒致癌因子（辐射致癌）（辐射致癌）（砷、苯、煤焦油等）（砷、苯、煤焦油等）（现已发现（现已发现150多种致癌病毒）多种致癌病毒）（二）预防：（二）预防

20、：尽量避免致癌因子。尽量避免致癌因子。增强体质，保持良好心态。增强体质，保持良好心态。v无限增殖无限增殖v形态结构发生改变形态结构发生改变 细胞膜上粘连蛋白减少或缺失，易发生转移。细胞膜上粘连蛋白减少或缺失，易发生转移。（三）癌细胞的特征三、细胞的全能性三、细胞的全能性（一）概念：已经分化的细胞仍然具有分（一）概念：已经分化的细胞仍然具有分化出各种细胞的潜能化出各种细胞的潜能,这称为细胞全能性这称为细胞全能性v(二二)细胞全能性的物质基础细胞全能性的物质基础:生物体每个细胞生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全部基因。

21、发育成为完整个体必需的全部基因。四、干细胞四、干细胞（一）概念：（一）概念：干细胞干细胞(Stem cell)是一类可以是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞分化成为各种细胞的未分化细胞v（二）特点（二）特点：v不是终末分化细胞；干细胞能无限增殖分裂；不是终末分化细胞；干细胞能无限增殖分裂；进行不对称分裂进行不对称分裂v（三）干细胞分类（三）干细胞分类v按分化潜能大小来分类按分化潜能大小来分类:v全能干细胞（全能干细胞（ Totipotent stem cell ）： 如受精卵，胚胎干细胞。v多多能干细胞能干细胞（ pluripotent stem cell ），如骨髓多能造血干细胞是典型的例

22、它可分化出至少十二种血细胞 。v专能干细胞（专能干细胞（ multipotent stem cellv根据来源来分根据来源来分:v来源于胚胎来源于胚胎- 胚胎干细胞胚胎干细胞 ESCv来源于成体来源于成体- 成体组织来源的干细胞成体组织来源的干细胞 ASCv（四）干细胞研究的应用（四）干细胞研究的应用 1、下列关于细胞分化的说法错误的是（、下列关于细胞分化的说法错误的是（ ） A、细胞分化与生长发育密切相关、细胞分化与生长发育密切相关 B、细、细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C、细胞、细胞分化仅发生在胚胎时期分化仅发生在胚胎时期 D、细胞、细胞分化是在形态、结构和功能上发生稳定性分化是在形态、结构和功能上发生稳定性 差异的过程。差异的过程。 2 2、细胞分化发生在个体发育的（、细胞分化发生在个体发育的（ ） A A、胚胎期、胚胎期 B B、受精卵分裂时、受精卵分裂时 C C、整个生命过程整个生命过程 D D、性成熟期性成