細胞的分化和細胞的全能性,2009.9.18,細胞的分化,細胞分化的概念細胞分化的特征細胞分化的意義干細胞,細胞分化的概念,在個體發(fā)育中，相同細胞的后代在形態(tài)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程分化的細胞所呈現(xiàn)出的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，源于細胞內(nèi)化學物質(zhì)的變化，如組成細胞結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)和催化化學反應的酶細胞分化方向的確定往往早于形態(tài)差異的出現(xiàn)在發(fā)育過程中，細胞分化的去向越來越窄細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果（不是基因丟失）,細胞分化的特征,持久性細胞分化發(fā)生在生物體整個生命進程中（但在胚胎期達到最大限度），是一個漸變的過程穩(wěn)定性細胞分化一般是不可逆的細胞一旦沿著一定方向分化，一般就不會再回到原先的狀態(tài)，它將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡,細胞分化的意義,細胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個體發(fā)育的基礎一般多細胞生物體的發(fā)育起點是一個細胞（受精卵），如果在生長發(fā)育過程中只有細胞的分裂而沒有細胞的分化，就只能增殖出許許多多相同的細胞（形成細胞團）而不可能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官，生物體也就不可能正常發(fā)育在多細胞生物的發(fā)育過程中，細胞分化使細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率,思考,細胞分化和細胞分裂有什么區(qū)別和聯(lián)系？區(qū)別細胞分裂增加細胞的數(shù)量，細胞分化增加細胞的種類聯(lián)系下列事實說明了細胞分化的哪一特征？細胞分化發(fā)生在整個生命進程中黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞；人的成熟的無核紅細胞進入血液循環(huán)，生活120天左右即死亡,穩(wěn)定性,持久性,干細胞,動物和人體內(nèi)保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞,細胞的全能性,概念細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能；或已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能高度分化的植物細胞具有全能性；高度特化的動物細胞的細胞核仍保持著全能性植物細胞的全能性是植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交等技術(shù)的理論基礎是指細胞在一定條件下所表現(xiàn)出分化為各種類型細胞的潛能或重新發(fā)育成完整個體的能力體現(xiàn)在離體條件下，高度分化的植物細胞能表現(xiàn)出全能性，高度分化的動物細胞的細胞核也能表現(xiàn)出全能性,“多利”的誕生證明:已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性,但是目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體,多細胞生物通過受精卵發(fā)育而來，為什么生物體內(nèi)會有不同形態(tài)和功能的細胞呢？,細胞分化,受精卵,卵裂,分化,外胚層,中胚層,內(nèi)胚層,受精作用,哺乳動物卵細胞的受精過程,低等動物斷肢，再生（regeneration）,如兩棲類，蠑螈 蠑螈斷肢后，傷口處已分化的表皮、血管、肌肉、神經(jīng)等細胞能逆轉(zhuǎn)成一種原始胚性細胞去分化胚性細胞重新分裂，形成胚芽，分化，再生 去分化的細胞，重新形成各種組織細胞，稱再分化（redifferentiation） 再生的過程，是一個去分化和再分化的過程,第二節(jié) 細胞分化與基因表達,一、與細胞分化有關(guān)的基因分子雜交實驗表明，在細胞的全套基因組中，只有少數(shù)基因（510）表達 基因組中表達的基因又分兩類： （1）一類是維持細胞基本生命活動所必須的，稱管家基因（house keeping gene）如編碼核糖體蛋白基因、線粒體蛋白基因、以及tRNA、rRNA基因等。這些基因在各類細胞中都可以表達（2）另一類是指導合成組織特異性蛋白的基因，對分化有重要影響，稱奢侈基因（luxury gene）如卵清蛋白基因、上皮細胞的角質(zhì)蛋白基因和胰島素基因等。這些基因只有在特定的分化細胞中表達,細胞分化失常的三腿女嬰三腿女嬰的X光透視圖,細胞分化,小腸上皮細胞,血紅細胞,神經(jīng)細胞,Cell differentiation,受精卵,有絲分裂,1958年Stewarod證實了細胞分化可逆性的存在。,Stewarod 實驗過程在培養(yǎng)液中使野生胡蘿卜韌皮部的分化細胞去分化，而后重新分裂，進而再分化，最后長成完整植株,2,3,4,5,6,1,.,葉片的結(jié)構(gòu)示意圖,練習：,1.細胞分化達到最大限度的時期是 （ ）A.有絲分裂間期 B.受精卵時期 C.胚胎時期 D.受精作用時期,C,2.細胞的全能性是指 （ ）A.已經(jīng)分化的細胞，仍有發(fā)育的潛能B.細胞的分化C.細胞的增殖 D.細胞的分化和增殖,A,3.動物細胞內(nèi)各種類型的細胞中，具有最高全能性的細胞是 （ ）A.體細胞 B.生殖細胞 C.受精卵 D.干細胞,C,4.細胞分化發(fā)生在個體發(fā)育的（ ） A 胚胎期 B 受精卵分裂期 C 整個生命過程 D 性成熟期,C,1、下列關(guān)于細胞分化的說法錯誤的是（）A。細胞分化與生物發(fā)育密切相關(guān)。B。細胞分化是細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。C。 細胞分化僅發(fā)生在胚胎期。D。細胞分化是生物界的一種普遍現(xiàn)象。,2、花藥離體培養(yǎng)是指把分裂旺盛的花藥細胞用人工的方法培育成植株。這成果利用了細胞的（）A。應激性B。全能性C。變異性D。適應性,C,B,練習1.細胞分化達到最大限度的時期是 （ ）A.有絲分裂間期 B.受精卵時期 C.胚胎時期 D.受精作用時期,C,A,2、多細胞生物體在發(fā)育過程中起決定作用的是（ ）A.細胞分裂 B.細胞生長 C. 細胞衰老 D. 細胞分化,3取高度分化的月季的葉肉細胞，經(jīng)離體組織培養(yǎng)出月季幼苗，說明植物細胞（ ）A.具有全能性 B. 細胞分化后恢復原狀態(tài)C.細胞癌變 D. 細胞衰老,D,6.下列不屬于細胞衰老或死亡現(xiàn)象的是（ ）A.少年白頭 B.傷口流膿 C.掉頭皮屑 D.出現(xiàn)老人斑,A,4.下列哪種細胞的全能性容易表達出來（ ）A.蛙的口腔上皮細胞；B.蠶豆的葉肉細胞；C.蛔蟲的受精卵細胞；D.人的神經(jīng)細胞5.下列不屬于細胞凋亡的生物學意義的是（ ）A.細胞凋亡是生物體正常發(fā)育的基礎B.細胞凋亡能維持組織中細胞數(shù)目的相對平衡C.細胞凋亡是機體對外界刺激的應激反應D.細胞凋亡是機體的自我保護機制,C,C,作業(yè)：同步導學,7.人胰島細胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生血紅蛋白，據(jù)此推測胰島細胞中 （ ）A：只有胰島素基因 B：比人受精卵的基因要少C：既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其它基因D：有胰島素基因和其它基因，但沒有血紅蛋白基因,C,