《细胞的分化》课件

第6章细胞的生命历程

第2节

细胞的分化细胞分化系统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器官人体受精卵有丝分裂相同细胞思考•讨论比较构成人体组织的细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞1.这些细胞在形态、结构和功能上是否相同，又有什么相同之处呢？不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。思考•讨论2.正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。追根溯源，同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。叶肉细胞表皮细胞储藏细胞功能：光合作用功能：保护作用功能：贮藏营养比较植物体的不同细胞思考•讨论

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.概念：细胞分裂细胞分化细胞分裂细胞数目增多细胞分化细胞种类增多一、细胞的分化及其意义2.特点在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。1）普遍性：2）持久性：3）稳定性（不可逆性）：4）遗传物质不变性：肌动蛋白基因(B)血红蛋白基因（A）开启关闭合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)血红蛋白基因（A)肌动蛋白基因(B)关闭开启合成肌动蛋白

(不合成血红蛋白)遗传信息没变细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。3.实质：EDCABEDCABABCDE受精卵5.意义：细胞分化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。产生形态、结构、功能不同的细胞，进而形成特定形态、结构、功能不同的组织和器官。4.结果：比较细胞分裂细胞分化不同点细胞变化发生时间相同点联系增加细胞数目从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂增加细胞种类发生在整个生命进程中遗传信息都不变先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程比较细胞分裂与细胞分化归纳总结1958年，美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。实验证明：已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。二、细胞的全能性植物组织培养1.定义：细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。2.原因：

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。一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。植物组织培养的应用：1、快速繁殖花卉、蔬菜；2、拯救珍稀濒危物种；3、培养微型观赏植物。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。实验证明：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。克隆羊“多莉”的生世：母绵羊B

乳腺细胞母绵羊A未受精的卵细胞母绵羊C“多莉”

重组细胞

发育成胚胎去细胞核取细胞核结论：已分化的动物体细胞的细胞核具有全性。3.细胞分化程度越高，分裂能力越低，全能性越低例如：植物细胞动物细胞

受精卵生殖细胞体细胞

＞＞＞4.干细胞（1）概念：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。（2）分类：全能干细胞：能分化成各种细胞，如胚胎干细胞；多能干细胞：能分化成多种细胞，如造血干细胞；专能干细胞：只能向特定细胞分化，如神经干细胞；脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病（3）干细胞应用：造血干细胞

在人体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为５~７d。这些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细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效治疗白血病。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？健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中有造血干细胞能够增殖分化，不断产生不同种类的血细胞。问题探讨如果能在体外保存或培养干细胞，使之形成组织或器官，我们就可以像汽车坏了换零件一样，换掉生病的器官，这样一来，人类是否就可以长生不老了？异想天开1.蝌蚪能长成青蛙，小树能长成大树依靠的是（）。A.细胞分裂、分化B.细胞分裂、生长C.细胞生长、分化D.细胞分裂A巩固练习2．下列实例中能体现细胞全能性的是（）①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖③用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株A．①②B．①③C．②③D．①②③BD

3．科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉”羊。下列关于此实验的说法错误的是（）A．高度分化的细胞仍然保持全能性B．重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质C．在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种D．运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体4．人胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛B细胞中（）A．只有合成胰岛素的基因B．在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化C．既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同D．只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因C12345678910111213A组必备知识基础练1.(河北唐山高一期末)下图表示某个体的四种细胞,它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是(

)A.遗传信息的表达不同

B.含有的蛋白质不同C.所处的位置不同

D.DNA的结构不同A解析图中四种细胞均由人体内的受精卵发育而来,但它们的形态、结构和功能各不相同,其根本原因是基因的选择性表达。123456789101112132.(北京石景山高一期末)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是(

)A.种子萌发长成植株B.胚胎发育过程中神经元数量减少C.造血干细胞形成多种血细胞D.胡萝卜根韧皮部细胞体外培养为植株B解析种子萌发长成新植株过程中发生了细胞增殖和细胞分化,A项不符合题意;胚胎发育过程中神经元数量减少是细胞死亡过程,没有涉及细胞分化,B项符合题意;造血干细胞通过细胞分化形成多种血细胞,C项不符合题意;胡萝卜根韧皮部细胞体外培养为植株的过程涉及细胞的分裂和分化,D项不符合题意。123456789101112133.(河北石家庄高一期末)下列有关细胞正常分化的叙述,错误的是(

)A.该图能表示细胞分化的实质B.细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变C.神经细胞和唾液腺细胞中细胞器的种类和数量都相同D.不同细胞中蛋白质的种类有差异C12345678910111213解析细胞分化的实质是基因的选择性表达,而细胞的遗传信息不会改变,故细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变,A、B两项正确;神经细胞和唾液腺细胞是高度分化的细胞,细胞器的种类相同,但数量会有差异,C项错误;不同细胞表达的遗传信息不同,合成的蛋白质有差异,D项正确。123456789101112134.[教材第120页“思考·讨论”]下列有关细胞全能性的叙述,正确的是(

)A.紫色糯性玉米种子发育成植株,说明种子具有全能性B.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,是因为所含基因发生了变化C.植物体只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所需要的全套基因D.非洲爪蟾的核移植实验说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性D解析紫色糯性玉米种子发育成植株,该过程是植物生长的过程,不能说明植物种子具有全能性,A项错误;高度分化的植物细胞只有处于离体状态且有适宜条件时才有可能表现出全能性,细胞中所含基因未发生变化,B项错误;植物体中,体细胞都具有发育成完整个体所必需的全套基因,并非只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因,C项错误;非洲爪蟾的核移植实验说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,D项正确。123456789101112135.绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞,但用乳腺细胞的细胞核与卵细胞的细胞质融合成一个细胞后,这个细胞核仍然保持着全能性,这主要是因为(

)A.细胞核内含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质B.卵细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传信息C.卵细胞的细胞质为细胞核提供营养物质D.细胞核与细胞质是相互依存的关系A解析动物细胞的细胞核之所以保持着全能性,是因为其中含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。123456789101112136.对来自同一人体的肌细胞、神经细胞、白细胞的比较,下列叙述正确的是(

)A.虽然各细胞的生理功能有所不同,但细胞膜的基本支架相同B.因为各种体细胞细胞核中的遗传信息不同,所以形态、功能不同C.虽然各细胞形态大小不同,但细胞中含量最多的都是蛋白质D.因为来自同一人体,所以各种细胞中的线粒体含量相同A12345678910111213解析虽然各细胞的生理功能有所不同,但都是由磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,A项正确;肌细胞、神经细胞、白细胞来自同一人体,细胞核中的遗传信息是相同的,但不同细胞选择表达的基因不同,所以细胞的形态、功能不同,B项错误;细胞中含量最多的是水,C项错误;来自同一人体的细胞是经有丝分裂和分化形成的,有丝分裂过程中线粒体是随机分配的,分化过程不改变细胞中线粒体数量,所以各细胞中线粒体含量不一定相同,D项错误。123456789101112137.神经干细胞分裂后,产生两种“命运”不同的子细胞,一种将继续分裂,其细胞中线粒体发生融合;一种将分化成神经细胞,其细胞中线粒体发生裂变。下列叙述不正确的是(

)A.细胞中遗传物质不同决定了子细胞“命运”不同B.线粒体发生裂变有利于子细胞的功能趋向于专门化C.“命运”不同的两种子细胞中蛋白质的种类不完全相同D.人体内神经干细胞分化为神经细胞的过程不可逆A12345678910111213解析同一个体中不同细胞的遗传物质相同,决定子细胞“命运”不同的是基因选择性表达,A项错误;线粒体发生裂变使细胞内线粒体数量增加,可提供更多的能量,有利于子细胞的功能趋向于专门化,B项正确;由于基因选择性表达,“命运”不同的两种子细胞中蛋白质的种类不完全相同,C项正确;自然状态下,细胞分化是不可逆的,因此人体内神经干细胞分化成神经细胞的过程不可逆,D项正确。123456789101112138.(多选)高度分化的体细胞可被诱导成类似胚胎干细胞的iPS细胞。科学家培养iPS细胞获得角膜组织,将其移植给患者,患者术后视力恢复到可阅读书籍的程度。下列叙述正确的是(

)A.iPS细胞的全能性高于高度分化的体细胞B.获取iPS细胞过程中细胞的遗传物质发生改变C.获得角膜组织是基因选择性表达的过程D.iPS细胞有望解决器官移植供体短缺等问题ACD12345678910111213解析iPS细胞类似胚胎干细胞,其全能性高于高度分化的体细胞,A项正确;获取iPS细胞过程中细胞的遗传物质没有发生改变,B项错误;iPS细胞类似胚胎干细胞,能诱导分化形成不同的组织器官,获得角膜组织是基因选择性表达的过程,C项正确;iPS细胞类似胚胎干细胞,能诱导分化形成不同的组织器官,有望解决器官移植供体短缺等问题,D项正确。123456789101112139.(北京海淀高一期末)人的骨髓中有许多造血干细胞,这些造血干细胞(

)A.能分化形成人体所有类型的细胞B.与受精卵具有相同的DNA信息C.分化形成的细胞形态结构没有差异D.分化形成的细胞遗传信息完全不同B解析造血干细胞不能分化形成人体所有类型的细胞,只能分化成血细胞和免疫细胞;分化过程不改变细胞的遗传物质,因此造血干细胞和受精卵具有相同的DNA信息;分化形成的细胞形态结构、功能都有差异。1234567891011121310.下图是与细胞增殖和分化有关的图解,据图回答下列问题。

(1)图中A表示的是__________________________过程,B表示的是________________过程。

(2)图中e能合成血红蛋白,则b、c、d都________(填“能”或“不能”)合成血红蛋白。

(3)若a为植物细胞,而d能在体外条件下培养成一个植物体,说明d具有________性。

(4)图中的a、b、c、d、e五个细胞中,哪一个细胞的全能性最大?________。细胞增殖(或有丝分裂)细胞分化

不能

全能

a12345678910111213解析

(1)图中A、B分别表示细胞数目增多和形态改变,说明分别是细胞分裂和细胞分化。(2)不同细胞功能不同的根本原因是基因的选择性表达,因此,除e外都不能合成血红蛋白。(3)植物细胞能在体外条件下培养成一个植物体,说明植物细胞具有全能性。(4)细胞的分化程度越低,细胞的全能性越大。12345678910111213B组能力素养提升练11.同一植株的不同细胞,如叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞等,都由胚中相应细胞发育而来。下列叙述错误的是(

)A.胚中的细胞形成不同组织细胞的过程的实质是基因选择性表达B.同一植株的叶肉细胞和表皮细胞具有相同的遗传信息C.在同一植株的叶肉细胞和表皮细胞中,基因的表达情况完全相同D.在叶肉细胞和储藏细胞中都存在处于活动状态的基因C12345678910111213解析胚中的细胞形成不同组织细胞的过程属于细胞分化,细胞分化的实质是基因选择性表达,A项正确;由于同一植株的叶肉细胞和表皮细胞都由同一个受精卵发育而来,因此具有相同的遗传信息,B项正确;同一植株形成叶肉细胞和表皮细胞属于细胞分化,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,即不同的细胞内表达的基因不完全相同,C项错误;叶肉细胞和储藏细胞属于分化后形成的细胞,细胞内选择性表达奢侈基因,因此二者都存在处于活动状态的基因,D项正确。1234567891011121312.(多选)脐带血中有多种类型的干细胞,能够产生不同种类的体细胞,如骨细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞和成纤维细胞等。关于脐带血干细胞,下列说法错误的是(

)A.脐带血干细胞能分化成不同种类的体细胞,这是基因选择性表达的结果B.脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞,体现了细胞的全能性C.细胞分化使得细胞中的蛋白质、RNA、遗传物质都发生了稳定性变化D.动物体细胞的细胞核具有全能性,是因为细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质BC12345678910111213解析脐带血干细胞具有分裂和分化能力,能分化成不同种类的体细胞,这是基因选择性表达的结果,A项正确;脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞,该过程没有体现细胞的全能性,B项错误;细胞分化过程中,由于基因的选择性表达,导致细胞中的蛋白质、RNA都发生了稳定性变化,但是遗传物质没有改变,C项错误;动物体细胞携带有本物种的全部遗传信息,动物细胞中的DNA主要分布在其细胞核中,少量分布在线粒体中,可见,动物体细胞的细胞核具有全能性,是因为细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质,D项正