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第二节细胞的分化,学习目标,1.,说,明细胞的分化。,2.,举例说明细胞的全能性。,3.,活动建议：搜集有关干细胞研究进展和应用的资料。,关键术语,1.,细,胞的分化,2.,干细胞：胚胎干细胞、多能干细胞、专能干细胞,3.,细胞的全能性,4.,植物的组织培养、愈伤组织,1,干,细胞的功能：通过这些细胞的,维持自身细胞群体的稳定和发展，又可以进一步分化成各种不同的,，从而构成机体各种复杂的,。,2,细胞分化：在个体发育过程中，后代细胞间在,、,和,上发生,的过程。细胞分化是生物界中,的一种生命现象。,细胞的分化,分裂,组织细胞,组织器官,形态,结构,生理功能,稳定性差异,普遍存在,专能干细胞,分裂分化,专能干细胞,分化,1,细胞分化的过程图解,2,细胞分化的原因与特点,(1),原,因,各种细胞具有完全相同的遗传信息，但不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的,(,基因选择性表达的结果,),。,(2),特点,持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。,不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。,普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。,3,细胞分化的结果和意义,(1),结,果,产生不同的组织和器官。,(2),意义,细胞的分化是个体发育的基础。,4,干细胞及其类型,(1),概,念,干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。,(2),类型,干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。,下面以干细胞分化成红细胞的过程为例，说明它们之间的关系：,(3),应用,医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。,【,巩固,1,】,下,列关于细胞分化的叙述中，错误的是,(,),。,A,细胞分化与生物发育有密切关系,B,细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,C,细胞分化仅发生在胚胎时期,D,细胞分化是细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,解析,细胞分化是一种持久性的变化，它不仅发生在胚胎时期，也发生在生物体的其他生命过程中，但在胚胎时期分化程度达到最大。,答案,C,【,巩固,2,】,细,胞分化的结果,(,),。,A,细胞数目增加,B,形成不同的组织,C,生物体生长,D,细胞形态和功能的统一,答案,B,1,植物细胞的全能性,细,胞发生分化后，其形态、结构保持,。,的植物细胞仍然具有发育成,的潜能，这是细胞的,。,2.,植物组织培养的过程,(1),离,体的植物器官、组织或细胞,根、芽植物体。,(2),脱分化：,的植物组织细胞在培养条件下形成,组织的过程。,(3),再分化：细胞在发生脱分化之后，可再转变成另一种具有特定,的细胞。,细胞的全能性,稳定,高度分化,完整植株,全能性,愈伤组织,已分化,愈伤,结构、功能,3,动物细胞的,具有全能性,至,今尚无实验证明,具有全能性，但许多实验证明了,的全能性，如我国科学家童弟周等进行的黑斑蛙实验、克隆羊,“,多利,”,等。,思维激活,2,“,理,论上说，活细胞都具有全能性,”,对吗？,提示：,正确，因为它们都具有发育成完整个体的全套遗传物质。,细胞核,分化的动物体细胞,体细胞核,1,细胞具有全能性的原因,已,分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。,2,细胞全能性的表达,(1),条,件,在离体状态下，需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等，还需要适宜的温度等条件。,(2),差异,植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物体细胞核的全能性仍可以表达。,同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵生殖细胞体细胞。,随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。,与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。,【,巩固,3,】,以,下不能说明细胞全能性的实验是,(,),。,A,胡萝卜韧皮部细胞培育出植株,B,紫色糯性玉米种子培育出植株,C,成熟的棉花叶肉细胞培育出植株,D,马铃薯的花粉培育出植株,解析,玉米种子发育成植株，实际上是种子的萌发和植株的生长和发育，不属于细胞全能性。,A,、,C,、,D,都是属于由已经分化的细胞经培养形成完整植株，体现了细胞的全能性。,答案,B,【,巩固,4,】,下,列人体细胞中分化程度最低的是,(,),。,A,胚胎干细胞,B,造血干细胞,C,胰腺细胞,D,肌肉细胞,解析,考查细胞分化的相关知识。胰腺细胞和肌肉细胞是成熟的体细胞，分化程度较高。造血干细胞只能分化为血细胞，而胚胎干细胞能分化为各种体细胞，所以分化程度最低。,答案,A,【,例,1,】,动,物和人体内具有分裂和分化,能力的细胞称为干细胞。下列对右图的,相关叙述中，错误的是,(,),。,A,a,过程表示干细胞能自我更新,B,b,、,c,过程表示干细胞具有分化能力,C,a,、,b,、,c,过程中细胞的遗传信息表达情况不同,D,b,过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用,细胞分化与细胞分裂的关系,思维导图,：,答案,D,反思,细胞分裂与细胞分化的关系：,细胞分化使细胞类型增多，数目不变；细胞分裂使细胞数目增多，但细胞类型不变；细胞分裂是细胞分化的基础。,【,变式突破,1,】,下,列关于细胞分裂和分化的叙述中，不正确的是,(,),。,A,细胞分裂是细胞增殖的过程。在生物的一生中，细胞分裂旺盛的时期是胚胎期和生长发育期,B,细胞分化是细胞形态、结构和功能发生持久、不可逆转、稳定性变化，形成特定组织细胞的过程。胚胎时期细胞分化达到最大程度,C,在生物的个体发育过程中，既有细胞的分裂又有细胞的分化,D,高度分化后的细胞结构无改变，因而具有全能性,解析,细胞分化的结果是形成许多形态、结构和功能不相同的细胞，所以高度分化的细胞其细胞结构已发生改变。,答案,D,【,例,2,】,对,于细胞全能性的理解，正确的是,(,),A,从理论上讲，生物体的每一个活细胞都具有全能性,B,未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性,C,在个体发育的不同时期，由于细胞内的基因发生变化，细胞不能表现出全能性,D,脱离了植株的芽，一定能表现出全能性,细胞全能性的体现及原因,思维导图,：,答案,A,反思,实现细胞全能性的物质基础、条件与手段,(1),细胞全能性的物质基础,生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成整个个体的全套基因。,(2),实现全能性的条件,在离体，有一定的营养物质、激素和其他外界条件的情况下，细胞的全能性就会表现出来。,(3),实现全能性的手段,植物细胞的全能性通过组织培养实现，动物细胞通过核移植表现其细胞核的全能性。,【,变式突破,2,】,下,列有关干细胞和细胞全能性的表述，正确的是,(,),。,A,植物的成熟体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性,B,科学家们已经证实动物的成熟体细胞具有全能性,C,干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞,D,在生物体内，细胞并没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变,解析,由于目前科学家们用体细胞核移植的办法证明了动物体细胞中细胞核的全能性，而整个细胞的全能性还没有办法实现，所以植物成熟体细胞的全能性要比动物体细胞全能性更易表达。干细胞是保持有持续分裂、分化能力的细胞，由于生物体内的细胞发生了基因选择性表达而不能体现全能性。,答案,A,1,下列有关细胞分化的叙述中，正确的是,(,),。,A,高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中,B,细胞分化过程中遗传物质发生了改变,C,细胞分化使细胞数目和种类增多,D,经细胞分化后，细胞的全能性降低,解析,细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，是基因在特定的时间和空间上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。,答案,D,2,高度分化的细胞仍然有发育成完整个体的能力，也就是保持着细胞的全能性。目前能够把体细胞培育成完整生物体的生物种类是,(,),。,A,所有生物体细胞,B,动物细胞,C,植物细胞,D,尚未发现,解析,到目前为止，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，但能够将高度分化的植物细胞培育成完整的植物体。,答案,C,3,高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型和构建组织器官的能力，这类细胞称为干细胞，如造血干细胞。下图中最能完整显示正常机体内干细胞基本特征的是,(,),。,解析,干细胞能够通过分裂进行自我更新，维持自身的稳定和发展，同时又能够通过分化形成各种组织。本题中，干细胞分化为其他细胞后，其他细胞就不可能再形成干细胞了，所以，,A,、,B,、,C,均不正确。,答案,D,4,下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是,(,),。,A,克隆羊的诞生证明了已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性,B,生物体内的细胞由于细胞分化全能性不能表达,C,卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高,D,植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性,解析,卵细胞已分化，其全能性比受精卵低得多。,答案,C,5,请据图回答下面的问题：,(1),、的过程叫做,_,。通过该过程形成,_,。,(2),的过程叫做,_,。该过程的方式一般是,_,。,(3),的过程叫做,_,。该过程不能无限进行下去，其原因是受到,_,和,_,等因素的制约。,(4),组成、的细胞在,_,、,_,、,_,上是不同的，因此它们属于不同的,_,。,(5),若从取一个细胞，在适宜条件下培养，结果产生了一个新个体，这体现了,_,。,解析,(1),由生成的是形态结构不同的细胞，说明细胞发生了分化。,(2),只是增加了细胞的数目，说明发生了细胞分裂,(,增殖,),。,(3),由,过程细胞数目没有增加，但细胞的体积增大了，说明发生了细胞的生长，但由于受细胞核所能控制范围的限制，细胞不会无限增大。,答案,(1),细,胞分化不同的组织和器官,(2),细胞分裂,(,增殖,),有丝分裂,(3),细胞的生长细胞相对表面积细胞核所能控制范围,(4),形态结构生理功能组织,(5),植物细胞的全能性,课堂小结,
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