第4节细胞分化和细胞全能性

1、第4节 细胞分化和植物细胞全能性,成人约有1013个细胞，200多种类型。,细胞间存在差异：,形态结构不同,生理功能不同,相同：,来源相同、遗传物质相同,蛋白质合成不同,骨细胞,红细胞,1.细胞分化,（1）概念：,（2）分化的结果：,产生多种多样的细胞,（3）分化的意义：,形成各种组织、器官和系统，完成多种生理活动和个体发育。,同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异，这个过程称为细胞分化。,成熟的胎儿,受精卵,胚胎发育,婴儿出生,成年 （性成熟）,胚后发育,个体发育,（细胞分化）,发育是通过细胞分裂和细胞分化来实现的。,细胞分裂分化,细胞分裂分化,持久性：贯穿于生物个体发

2、育的全过程,稳定性：细胞分化的过程通常是稳定的、不可逆的,遗传物质（染色体）与受精卵一样,分化后的细胞（体细胞核）仍具有发育成新个体的潜能,（4）细胞分化的特点,（5）细胞分化的影响因素,内在因素,关键的决定作用：,细胞核（DNA）,细胞质（RNA）,重要影响：,外在因素：,环境因子如温度、光照、水分等,20世纪年代美国科学家斯蒂瓦特（F.C.Steward）用悬浮法培养野生胡萝卜根细胞，1958年，F. C. Steward，终于在人工条件下，用胡萝卜根部的细胞培育出了新植株。,2.植物细胞的全能性,（1）概念：,单个细胞经细胞分裂和细胞分化后仍具有形成完整生物体的潜能，这就是细胞的全能性。

3、,（2）组织培养：,条件：,无菌、温度、光照、PH、,人工培养基：糖类、无机盐、维生素、植物激素,将植物组织细胞接种在合适的人工培养基上，在一定的外界条件下，培育出完整植株的技术。,植物组织培养,愈伤组织,新植株,组织培养的过程：,离体组织细胞,愈伤组织,脱分化 分裂,分裂 分化,完整植株,组织培养的应用：,经济植物的快速繁殖,繁殖无病毒苗,培育单倍体植株,1891-1894年德国学者实验胚胎学的创始人之一杜里舒（Hans Dreisch）把一个海胆早期胚胎（只含两个或四个胚胎细胞）的细胞分离，发育成了两个或四个完整但略小的海胆。,这说明海胆受精卵的早期细胞即胚胎干细胞具有全能性,2、细胞全能

4、性,1）概念：单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能。,2）具有细胞全能性的细胞类型,3）细胞分化与细胞全能性的关系：,细胞全能性是细胞分化的基础，细胞分化是细胞全能性的具体体现。,受精卵细胞具有全能性,胚胎干细胞具有全能性,植物细胞具有全能性,卵细胞具有全能性（生殖细胞具有全能性）,动物体细胞核具有全能性,朱洗（19001962），中国实验生物学家，第一届中国科学院院士。他从1931年开始，研究脊椎动物（两栖类）人工单性发育。自1951年开始，用10 m直径的玻璃丝针尖点刺了将近4万粒蟾蜍（俗称癞蛤蟆）的卵，再将刺激后的卵进行培养、孵化。经过长达8年的实验研究，终于在1959年

5、获得了成功。孵育出了25只蟾蜍的幼体小蝌蚪。其中有2只经过变态发育到成体（都是雌性）。1961死去了一只，仅存的这只没有父亲的雌蟾蜍在1961年3月初的繁殖季节，与正常雄性个体抱合，排出了3000多颗卵，均能受精，发育良好，育成“没有外祖父的蝌蚪”800多个，多数变态登陆为正常的蟾蜍成体。,“没有外祖父的癞蛤蟆”,“没有爹娘的非洲爪蟾 ” 1962年，英国生物学家格登(J. B. Gurdon)成功地用核移植的方法培育出了健康的非洲爪蟾成体。具体步骤（如右图）。,这只个体的遗传物质是来自另一个非洲爪蟾幼体时期的体细胞核。这个实验的结果证明：幼体细胞的体细胞完全能够代替雌性生殖细胞的卵细胞核进行无性繁殖。体细胞完全保留了精子和卵的全部遗传信息，以育成为正常个体。即：动物体细胞核具有全能性,约1%长成成体,3、克隆技术,优点：通过无性繁殖而获得的生物体保留亲代（提供遗传物质）所具有的生物性状。,克隆：不用雌雄两性生殖细胞，仅仅用一个个体的部分或一个体细胞，通过细胞分裂而无性繁殖成新个体。,动物再生能力最强的一个例子是海鞘（Ascidians）。它的一个血细胞即可生成一个完整的个体。,克隆羊多利的培育过程,母羊A提供了什么？,体细胞核,母羊B提供了什么？,去核卵细胞,A,C,B,生命是美丽的，对它的欣赏使我们产生接近它的强烈欲望，生命是复杂的，对它的探索可以满足我们与生俱来的好