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課程內(nèi)容：
《細胞的分化》
    多細胞生物體從小長大、不僅有細胞數(shù)量的增加，還有細胞在結(jié)構(gòu)和功能上的分化。即使在成熟的個體中，仍有一些細胞具有產(chǎn)生不同種類的新細胞的能力。
    細胞分化及其意義
    在胚胎發(fā)育的早期，各個細胞彼此相似。通過細胞的有絲分裂，細胞的數(shù)量越來越多。與此同時，這些細胞又逐漸向不同的方向變化。例如，在動物胚胎發(fā)育過程中，紅細胞和心肌細胞都來自一群相似的胚胎細胞。后來，有的細胞發(fā)育為紅細胞，合成運輸氧的血紅蛋白；有的細胞發(fā)育為心肌細胞，合成行使運動功能的蛋白。又如，在同一個植物體中，葉肉細胞的細胞質(zhì)中有大量的葉綠體，能夠進行光合作用；表皮細胞具有保護功能，細胞質(zhì)中沒有葉綠體，而在細胞壁上形成明顯的角質(zhì)層；貯藏細胞沒有葉綠體，也沒有角質(zhì)層，但有體積較大的液泡，細胞中貯藏著許多營養(yǎng)物質(zhì)。追根溯源，同一植物體的這些細胞也都來自一群彼此相似的早期胚細胞。
    在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。細胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。
    細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。多細胞生物體在生長發(fā)育過程中，如果僅僅有細胞的增殖，而沒有細胞的分化，就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。細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。
    就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳信息，但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？原來，在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如，在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反。
    細胞的全能性
    早期胚胎通過細胞分化逐漸發(fā)育，形成各種組織和器官。如果給予一定的條件，這些組織和器官中高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其他細胞嗎？
    1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細胞旺盛地分裂和生長、形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。
    這個實驗表明，高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細胞的全能性。細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。現(xiàn)在人們可以利用植物細胞的全能性，通過植物組織培養(yǎng)的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救珍稀瀕危物種，還可以和基因工程結(jié)合培育作物新類型。
    同植物組織培養(yǎng)相比，在動物中做類似的實驗要復(fù)雜和困難得多。科學(xué)家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結(jié)果獲得了新的個體。我們熟悉的克隆羊多利，是將乳腺細胞的核移植到去核的卵細胞中培育成的，這說明已分化的動物體細胞的細胞核是具有全能性的。但是，到目前為止，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。
    動物和人體內(nèi)有沒有具有分裂和分化能力的細胞呢？正如植物體內(nèi)分生組織的細胞具有分化能力一樣，動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。例如，人的骨髓中有許多造血干細胞，它們能夠通過增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液去 。