1、 細胞分化主講：黃岡中學優秀生物教師徐海軍一、細胞分化的概念、實例 1、概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，叫做細胞分化。2、細胞分化的實例：如根尖的分生區細胞不斷分裂、分化，形成成熟區的輸導組織細胞、薄壁組織細胞、根毛細胞等；胚珠發育成種子，子房發育成果實；受精卵發育成蝌蚪，再發育成青蛙；骨髓造血、皮膚再生等都包含著細胞的分化。二、細胞分化的特點1、持久性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡。2、差異性：高等生物比低等生物分化顯著；動物比植物分化顯著。3、不可逆轉性：一般情況下細胞分化是不可逆轉的過程。如心肌細

2、胞、紅細胞不能轉化為中胚層細胞，兩者之間也不能相互轉化。注：細胞分化在生物體的整個生命進程中都發生，胚胎時期達到最大。三、細胞分化的本質細胞分化是基因選擇性表達的結果。不同的組織都是由特殊類型的細胞組成的。每種細胞類型不但外形迥然不同，所產生的蛋白質也大有差別。由于基因控制著蛋白質的產生，而對于每個生物的每個細胞來講應該含有一套完全相同的基因。那么為什么不同的組織會產生不同的蛋白質呢？這是因為雖然每個生物的所有細胞都含有同樣的全套基因，但各個基因的表達有差別。當細胞開始分化時，不同細胞的不同基因會在不同時間內被激活，表達一段時間后，一批基因的活動可能停止而另一批基因還在繼續，從而產生了各自細胞

3、特定的蛋白質，進而產生了不同的組織。因此，雖然所有的細胞都具有同樣的遺傳信息，但由于不同的基因在表達，才有不同的分化。當然哪些基因表達且何時表達，取決于基因的選擇性，細胞內的遺傳物質沒有變化。個體絕不是細胞的簡單堆疊，而在于細胞的分化。所以說，細胞分化是個體發育的細胞學基礎。四、細胞分化的意義細胞分化是一種普遍的生命現象。由受精卵發育成為一個成熟個體的過程，實際上就是一個細胞由全能性向專能穩定性發展的過程。細胞的分工加強，生命活動的效能得到了提高。與此同時，已分化的細胞的發育潛能也逐漸受到抑制，細胞開始出現形態、結構和功能上的特異性，而且這種變化具有明顯的區域性。形態結構相同的細胞通過細胞識別

4、作用聚集、粘連在一起，最終形成了一個個具有較明顯差異的細胞群。細胞由同型到異型的發展過程就是細胞的分化過程。五、細胞全能性1、概念：已分化的細胞仍然具有發育成完整個體的能力。2、全能性實例（1）植物細胞全能性的實例植物細胞的全能性是指植物體中已經分化的細胞，具有發育成完整個體的全部遺傳物質，在適宜的條件下，仍然具有發育成完整新植株的潛能。1958年美國植物學家斯圖爾德（F. C. steward）等人，用植物的組織培養一胡蘿卜韌皮部的組織塊進行離體培養，得到了完整的植株，并且這一植株能夠開花結果。如下圖：（2）動物細胞核全能性的實例高度特化的動物細胞，從整個細胞來說，它的細胞全能性受到限制。但

5、是，它的細胞核仍然保持著全能性，這是因為細胞核內含有保持物種遺傳性所需要的全套遺傳物質。動物細胞只證明了細胞核的全能性（如細胞核移植克隆技術多莉羊克隆實驗）。3、干細胞：動物和人體內具有分裂分化能力的細胞。4、全能性細胞：植物細胞、受精卵、動物細胞核、早期胚胎細胞。- 返回 - 同步測試一、選擇題 1、有關細胞分化的敘述不正確的是（D）A細胞分化不使細胞數目增加B分化的細胞所呈現出的形態、結構和生理功能的變化，于細胞內化學物質的改變C細胞分化的前途在胚胎發育的早期就已決定，不能逆轉D動物細胞不具有發育成完整新個體的潛能2、細胞分化是一種持久性的穩定性變化，這種變化一般是（B）A可逆性的B不可逆

6、轉的C發展變化的D無序可循的3、下列哪種細胞的全能性容易表達出來（B）A蛙的口腔上皮細胞B蠶豆的葉肉細胞C蛔蟲的卵細胞D水螅的神經細胞4、下列人體細胞中分化程度最低的是（A）A胚胎干細胞B造血干細胞C胰腺細胞D肌肉細胞5、用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是（B）A該愈傷組織是細胞經過脫分化和分裂形成的B該愈傷組織的細胞沒有全能性C該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成D該愈傷組織可以形成具有生根發芽能力的胚狀結構6、細胞的全能性是指（C）A細胞具有全面的生理功能B細胞既能分化，也能恢復到分化前的狀態C已經分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能D已經分化

7、的細胞全部能進一步分化7、在細胞分化的過程中，一般不會發生改變的是（C）A細胞的形態B細胞的功能C染色體的數目D蛋白質的種類8、在生物體內，細胞沒有表現出全能性而是分化為不同的組織器官，其原因是（B）A細胞喪失了全能性B不同細胞中遺傳信息的執行情況不同C不同的細胞中遺傳信息不完全相同D在個體發育的不同時期，細胞內的遺傳物質發生了變化9、用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是（C）A該愈傷組織的細胞具有全能性B該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成C該愈傷組織是細胞經過分裂和再分化形成的D該愈傷組織可以形成具有生根發芽能力的胚狀結構10、胡蘿卜韌皮部細胞培養

8、成幼苗時，下列條件中不需要的是（C）A具有完整細胞核的細胞B離體狀態C導入指定基因D一定的營養物質和植物激素二、非選擇題11、下圖是某細胞增殖和分化的概念圖，據圖回答下列有關問題。（1）圖A表示的是_過程，圖B表示的是_過程。（2）圖中b、c、d、e具有相同的_（3）若e能合成血紅蛋白，則b、c、d都_（能或不能）合成，其主要原因是_。（4）若a為植物細胞，而d能在體外條件下培養成一個植物體則說明d具有_性。（5）若a、b、c、d、e這五個細胞相比，哪一個細胞的全能性是最大的？_（6）由相同的b或相同的c共同組成的結構層次叫_（組織或器官），由b、c、d、e共同組成的結構層次叫_（組織或器官）

9、顯示答案11、（1）細胞增殖細胞分化（2）相同的遺傳信息或染色體數（3）不能控制合成血紅蛋白的遺傳信息處于關閉狀態（4）全能（5）a（6）組織器官12、下圖是美國科學家斯圖爾德1958年將胡蘿卜韌皮部的一些細胞培養成新植株的過程示意圖，請據圖回答：（1）4是由3中單個細胞經過_形成細胞團，再進一步發育成5_。（2）這一事實說明高度分化的植物細胞仍保持著_，即_。（3）據此實驗可以推斷，高度特化的動物細胞，也能培養出與該動物類似的個體，原因是_。顯示答案12、（l）有絲分裂胚狀體（2）細胞全能性已經分化的細胞，仍具發育成完整個體的潛能（3）細胞核內含有遺傳所需的全套遺傳物質13、長江日報北京消息

10、我國首家“生命銀行”協和臍血干細胞自體儲存庫11日正式向市民開放，家長可把孩子出生時的臍血放在這里保存、當孩子日后萬一患血液疾病或惡性腫瘤等癥時，便可取出臍血為他移植治療。臍血是新生嬰兒臍帶在被結扎后由胎盤臍帶流出的血。據干細胞庫咨詢醫師鄭衛偉介紹，目前比較成熟的研究成果表明，臍血中含有大量未成熟的造血干細胞，將臍血干細胞移植，對白血病、再生障礙性貧血等惡性血液病治療具有療效。與骨髓干細胞移植相比，臍血移植屬自體移植，不會因尋找適合骨髓的等待而延誤治療時機，且排斥反應很小，醫療費用也較低。此外，臍血移植作為惡性腫瘤治療的輔助療法，能明顯減輕化療放療所引發的不良反應。該庫陸敏博士介紹說，醫學界還

11、實驗性地將干細胞移植用于心腦血管疾病、糖尿病、皮膚燒傷、神經功能性疾病等方面，而且都有成功的實驗。我國臍帶血的研究是從20世紀90年代開始的。今年4月18日，天津一對夫妻將孩子的臍帶血第一個放進了只備自己使用的臍血庫中。一個月后北京第一份自體儲存的臍血也入庫儲存。兩份臍血正被保存在零下196的液氮深低溫罐中。專家說，從理論上講，可以終生保存和受益。仔細閱讀上文，回答下列問題：（1）留下臍血，主要是臍血中含有大量_的造血干細胞。從免疫學角度分析，臍血自身移植的優點有_。（2）干細胞是一類具有分裂能力的細胞，可以分為_、_、_。（3）觀察下圖，分析干細胞與各種細胞之間的關系，用一句話概括說明_。顯

12、示答案13、（1）未成熟自身排斥反應小（2）全能干細胞多能干細胞專能干細胞（3）血液和淋巴中的各種細胞都是從造血干細胞分化來的-END- 課外拓展細胞分化的生理機制（1）細胞分裂的不對稱性卵母細胞的細胞核并不位于中央，而是在細胞外周靠近表面的地方，極體就是從這里形成并釋放出來的，通常把極體釋放的位點稱為動物極，而相對的一極稱為植物極。動物卵細胞中，貯存有25萬種不同核苷酸序列的mRNA，專供受精卵的啟動、分化和發育之用。卵細胞中的mRNA并非均勻分布的，而是位于特定的空間。因此，卵細胞質的特性決定了子細胞核的分化命運，如昆蟲是以表面卵裂的方式形成胚層細胞的。（2）細胞間的相互作用胚胎誘導在胚胎

13、發育過程中，一部分細胞影響相鄰細胞向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導，如中胚層形成的脊索可誘導其頂部的外胚層發育成神經板、神經溝和神經管，視細胞可誘導其外面的外胚層形成晶體，而晶體又可誘導外胚層形成角膜。分化抑制用含有成蛙心組織的培養液培養蛙胚，則蛙胚不能發育出正常的心臟，若去除成蛙心組織，則蛙胚發育正常，這說明分化成熟的細胞可以產生某種物質，抑制相鄰細胞發生同樣的分化，這種作用稱為分化抑制。細胞數量效應當小鼠胚胎胰腺原基在體外進行組織培養時，可發育成具有功能的胰腺組織，但是，如果把胰腺原基切成8小塊分別培養，則都不能形成胰腺組織；如果再把分開的小塊合起來，又可形成胰腺組織。可見細胞數量對誘導組

14、織形成可能也是必要的。細胞外基質在胚胎發育和細胞分化中也具有重要的作用。激素的作用激素對細胞分化的影響可看做是遠距離細胞間的相互作用，如昆蟲的保幼激素和蛻皮激素。前者的功能是保持幼蟲特征，促進成蟲器官原基的發育，后者的功能是促進蛻皮和成蟲形態的出現。當兩者保持一定的比例時，幼蟲蛻皮而長大，當保幼激素含量減少或不合成時，幼蟲化蛹，變為成蟲。成蟲期又開始合成保幼激素，促進性腺的發育。-END- 高考解析例1、細胞分化是奢侈基因選擇性表達的結果。下列屬于奢侈基因的是（）A血紅蛋白基因BATP合成酶基因CDNA解旋酶基因 D核糖體蛋白基因答案：A。解析：細胞分化是基因選擇性表達的結果，在分化過程中選擇性表達的基因的產物是特定細胞才具有的。血紅蛋白只存在于紅細胞中，而ATP合成酶、解旋酶、核糖體蛋白質則存在于所有細胞中。例2、下列有關細胞分