第二节 细胞分化、衰老和凋亡 细胞分化 细胞的全能性 细胞的衰老和死亡

受精卵经细胞分裂形成多细胞胚

多细胞胚发育为人的幼体，完成胚胎发育。

回顾 示意图： 细胞分化 细胞的有丝分裂 仅有细胞的增殖，受精卵能形成许多不同类型的细胞，进而发育成多细胞生物体吗？

新 课 一、细胞分化

骨髓干细胞 造血干细胞 淋巴干细胞 单核 细胞 红细胞 血小板 粒细胞 淋巴细胞

一、细胞分化 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。

思考 1.细胞分化是否意味着细胞中遗传物质 发生改变？为什么? 遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来源于受精卵，经有丝分裂产生。 2.同样来自一个受精卵,且每个细胞都携带有相同的遗传信息,为什么还会出现差异?

红细胞 肌肉细胞 细胞分化 具有运输 氧气的作用 基因表达 血红蛋白 基因表达 具有收缩和舒张的作用 肌球蛋白

一、细胞分化 1. 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 1. 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 2. 实质: 基因选择性表达的结果

持久性；胚胎期达到最大限度 不可逆性 稳定性 细胞分化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?这说明细胞分化具有什么特点? 下列事实说明细胞分化还具有哪些特点? 在细胞分化过程中,假如当A细胞分化形成B细胞后,一般不会再表现出B细胞反方向分化形成A细胞,这说明细胞分化具有 不可逆性 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 稳定性

一、细胞分化 1. 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 1. 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 2.实质: 基因选择性表达的结果 3. 特点: 持久性 不可逆性 稳定性

观察 植物器官切片图 这些形态结构和功能不同的细胞群是如何产生? 思考 天竺葵 筛管 导管 保卫细胞 气孔 成熟区 (根毛区) 伸长区 根尖 根冠 分生区 伸长区 成熟区 (根毛区) 这些形态结构和功能不同的细胞群是如何产生? 思考 根尖

分析 细胞分化对多细胞生物体有何意义？ 继续分裂 增加体细胞数量 高等动物体 许多细胞 多次 系统 受精卵 各种组织 细胞分化 器官 形成 有丝分裂 系统 各种组织 细胞分化 器官 形成 绿色开花 植物体

一、细胞分化 1. 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 1. 概念: 同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 2. 实质: 基因选择性表达的结果 3. 特点: 持久性、不可逆性、稳定性 4. 细胞分化的意义 在个体发育过程中，有序的细胞分化能增加细胞的类型，使细胞趋于专门化，进而由不同的类型细胞构成生物体的组织和器官，执行不同的生理功能再进一步形成结构完整和功能统一的多细胞生物体。

思考： 细胞分裂与细胞分化有什么区别？ 增加 不变 相同 差异 遗传信息都不变 共同完成生物个体发育过程 细胞分裂 细胞分化 不 同 点 细胞数量 形态结构功能 相 同点 联系 增加 不变 相同 差异 遗传信息都不变 共同完成生物个体发育过程

二、细胞的全能性

分析科学实验 在培养基中离体培养 肉质根薄片 切取 胚状体发育 成熟胡萝卜 植株 转接 试管苗 移栽成活

思考 这一实验能证实植物细胞具有生长发育的全能性吗?为什么? 成熟胡萝卜 植株 肉质根薄片 切取 在培养基中离体培养 胚状体发育 转接 试管苗 移栽成活 思考 这一实验能证实植物细胞具有生长发育的全能性吗?为什么? 实验证明：高度分化的植物细胞在适宜的条件下仍具有发育成完整植株的潜在能力，这就是植物细胞的全能性。

二、细胞的全能性 植物细胞的全能性: (1)概念：高度分化的植物细胞在适宜的条件下具有发育成完整植株的潜能。 已分化的植物细胞具有保持本 物种遗传特性的全部遗传物质 (2)原因： 2. 植物组织培养技术 (1) 过程:

离体的组织或细胞 愈伤组织 胚状体 新植株 离体的组织或细胞 在培养基上生长增殖 愈伤组织 胚状体 试管苗 新植株 脱分化 细胞分裂 细胞分化 愈伤组织 胚状体 发育 新植株

二、细胞的全能性 植物细胞的全能性: (1) 概念：高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的潜能。 (1)过程: 二、细胞的全能性 植物细胞的全能性: 2. 植物组织培养技术 (1) 概念：高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的潜能。 (2) 原因：已分化的细胞具有保持本物种 遗传特性的全部遗传物质 离体的组织或细胞 愈伤组织 脱分化 细胞分裂 细胞分化 胚状体 新植株 发育

2. 植物组织培养技术有哪些优点? 在生产实践上有何应用? 可以保留亲本的一些优良性状,用于培育植物优良品种; 取材少,培养材料经济; 人为控制培养条件,不受自然条件影响; 可以快速繁殖植物,可用于大规模栽培; 可以拯救濒危物种等。

二、细胞的全能性 植物细胞的全能性: (1)概念：高度分化的植物细胞在适宜的条件下具有发育成完整植株的潜能。 (2)原因：已分化的细胞具有保持本物种遗传特性的全部遗传物质 2. 植物组织培养技术 (1) 过程: 离体的组织或细胞 愈伤组织 脱分化 细胞分裂 细胞分化 胚状体 新植株 发育 (2) 应用: 有助于研究植物生理 理论上： 实践上：用于加速繁殖、培育优良品种、 拯救濒危物种等。

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三、细胞的衰老与凋亡

这幅图说明了一种什么生命现象？

细胞的衰老---遗留在20世纪的生物学4大悬案之一 1、生命的起源 2、癌症 3、思维

细胞衰老原因最有发展前途的理论主要有两种： 一、自由基理论 这是细胞衰老的随机学说之一。它认为细胞中的自由基若不能及时除去，过多的自由基会对许多细胞组分造成损伤，从而造成细胞衰老。 二、端粒学说（DNA损伤论） 每条染色体上都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次分裂后都会缩短一截。随细胞分裂次数的增加，会使端粒内侧的正常DNA受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。

（一） 细胞的衰老 皮肤干燥、皱纹 细胞衰老的特征： ⑴细胞内水分减少、细胞萎缩、代谢减慢 ⑵酶的活性降低 ⑶色素积累 ⑷呼吸速度减慢，细胞核体积增大 ⑸细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低 头发变白 老人斑 饮食减少

细胞衰老原因： 细胞的增殖能力是有限的，细胞衰老是由细胞自身的因素决定的。

个体衰老与细胞衰老的关系 单细胞生物： 细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 多细胞生物： 体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡； 从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

（二）细胞的凋亡 细胞死亡的方式： 细胞的凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程------细胞程序性死亡 细胞坏死（病理性） 细胞凋亡 （生理性） 细胞死亡的方式： 细胞的凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程------细胞程序性死亡

是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的程序性死亡。 细胞凋亡 是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的程序性死亡。 这是主动死亡过程，，对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。

细胞坏死： 指在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的损伤和死亡的过程。 是被动的、无序的死亡过程。表现为细胞 胀大，胞膜破裂，细胞内容物外溢，核变化较慢，DNA降解不充分，引起局部严重的炎症反应。 　　

蝌蚪在变态发育过程中尾的消失就是细胞凋亡的结果。

人的胚胎 经历有尾阶段

细胞凋亡和细胞坏死的区别: 吞噬细胞将凋亡小体吞噬。 细胞与周围细胞脱离；染色质浓缩并凝集在细胞核的周边；细胞质浓缩。 细胞核裂解，细胞膜内陷，将细胞分割成多个有膜包裹的凋亡小体。 凋亡 细胞 染色质浓缩；线粒体、细胞核、内质网肿胀。 细胞膜破坏，胞浆外溢。 引起炎症。 坏死

细胞凋亡（细胞程序性死亡）： 受严格的遗传机制决定的程序性调控。 细胞凋亡的意义：完成正常的发育； 维持内部环境的稳定； 防御外界各种因素的干扰。

生物体内的绝大多数细胞，都有经过未分化、分化、衰老、凋亡这几个阶段。

细胞凋亡的检测 DNA“梯子”是检测细胞凋亡的一个重要特征 凋亡细胞的DNA被切割成有规律的小片段，电泳时呈现出梯状条带； 正常细胞的DNA未降解，电泳条带表现为大分子片段； 坏死细胞DNA随机断裂，电泳时为连续分布的弥散条带

练 习 D A 1.细胞分化不同于细胞增殖的主要特点( ) A. 细胞的数量增多 B. 细胞的体积增大 C. 细胞的化学成分含量的变化 1.细胞分化不同于细胞增殖的主要特点( ) A. 细胞的数量增多 B. 细胞的体积增大 C. 细胞的化学成分含量的变化 D. 能形成各种不同的细胞和组织 D 2.细胞分化的结果是 ( ) A.形成不同的组织 B.形成不同的器官 C.形成不同的系统 D.形成不同的个体 A

D D 3. 细胞分化过程中,不会出现 ( ) A. 细胞表面结构的改变 B. 细胞器种类和数量的改变 C. 蛋白质种类和数量的改变 3. 细胞分化过程中,不会出现 ( ) A. 细胞表面结构的改变 B. 细胞器种类和数量的改变 C. 蛋白质种类和数量的改变 D. 细胞核遗传物质的改变 D 4. 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 B. 人体表皮细胞 C. 肌肉细胞 D. A、B、C三项都不是 D

A C 5. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ ） A.具有全能性 B. 分化后恢复原状态 5. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ ） A.具有全能性 B. 分化后恢复原状态 C.畸形分化 D. 具有再生能力 A 6. 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白， 据此推测胰岛细胞中 （ ） A. 只有胰岛素基因 B . 比人受精卵的基因要少 C. 既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因 D. 有胰岛素基因和其它基因， 但没有血红蛋白基因 C

B C 7.生物体内细胞没有表现出全能性,原因 是 ( ) A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性 是 ( ) A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性 C.基因发生了变化 D.不同细胞基因不同 B 8.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是( ) A. 从一粒菜豆种子长成一棵植株 B. 用植物激素培育无籽果实 C. 用一小块芹菜叶片,培养出一棵完整植株 D. 袁隆平杂交水稻培育成功 C

愈伤组织（callus）：植物局部创伤后或在组织培养中，当已分化的细胞恢复了细胞分裂能力，而增殖形成的无组织结构、无器官分化的薄壁细胞团。在组织培养中，先由外植体增殖产生，在一定条件下，对它经过一段时间培养，可能从其再分化出具一定结构及功能的器官，如根、茎、胚状体或重新形成完整的植株。