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2017高中生物第四章细胞的增殖与分化4.2细胞的分化2素材浙科版必修120170831350D也证实了卵质在性状发生中的作用。
他们把金鱼囊胚期细胞核移到去核的鳑鲏鱼卵子中；虽然发育到幼鱼的例子极少，但是发育的过程都比较正常，一些基本的发育的特点，如胚胎的背腹性，对称性以及早期的卵裂进程等都和鳑鲏鱼一样，幼鱼的体形也和鳑鲏鱼的幼鱼没有区别。
这些性状的出现似乎完全根据细胞质。
细胞质对细胞核的作用，还表现在对核功能活动的影响。
如培养的人宫颈上皮癌细胞——HeLa细胞——的DNA和RNA合成都很活跃；鸡的红细胞虽然有核，但是处于不活跃状态，不进行DNA合成，RNA合成也很微弱。
用细胞融合的方法，使去掉细胞核的HeLa细胞的细胞质和鸡的红细胞融合，便可使后者的细胞核体积增大，浓缩的染色质变得松散，原来已经失去的合成RNA和DNA 的功能在寄主HeLa细胞质的影响下，重新恢复了。
分化与细胞间的相互作用细胞间的相互作用是各式各样的，可以是诱导作用，也可以是抑制作用。
就作用方式来说，有的作用需要细胞的直接接触，另一些所需要的可能是间隔一定距离的化学物质的扩散。
①诱导作用。
两栖类胚胎背部的外胚层细胞，在脊索中胚层的作用下，分化为神经细胞，以后发育为神经系统。
这种中轴器官的诱导作用在脊椎动物具有普遍性，一般认为，脊索中胚层细胞释放某种物质，诱导外胚层细胞分化为神经组织。
诱导不但在中轴器官的形成中起作用，也在以后器官的发生中起作用。
例如间质细胞的存在对体内腺体上皮的形成和分化是必不可少的。
这些腺体包括甲状腺、胸腺、唾腺和胰腺，它们对间质细胞的依赖程度有很大差异。
在离体条件下，胰腺原基只要有间质细胞存在就可以继续发育。
②抑制作用。
如在蝾螈幼虫或成体摘除水晶体后，可以从背部的虹彩再生出一个新的。
进一步的分析指出，再生水晶体的能力局限在虹彩背部的边缘层。
如把这部分组织移到另一个摘除水晶体的眼睛，不是位于背部，而是使它位于腹部，仍旧可以由它再生出水晶体。
高中生物细胞的增殖与分化细胞的分化素材浙科版细胞的增殖与分化是生物学研究中非常重要的课题，对于高中生物的学习也是必不可少的内容。
在高中生物课本上，通常会介绍细胞的增殖与分化的过程以及细胞的分化素材，这些内容对于我们了解生物体的组织和器官的形成、发育以及细胞的多样性具有重要意义。
本文将结合浙科版高中生物课本，从细胞的增殖与分化以及细胞的分化素材两个方面进行详细介绍。
细胞的增殖与分化是指一些细胞通过分裂和分化形成新的细胞。
细胞增殖是生物体的增长和发育的基础，细胞分化则是细胞结构和功能特化的过程。
细胞的增殖与分化是由一系列复杂的细胞形态学、生物化学和遗传学过程组成的。
在细胞的增殖过程中，最重要的是细胞分裂。
细胞分裂是细胞增殖的基本方式，包括有丝分裂和减数分裂两种方式。
有丝分裂是体细胞的分裂方式，其中包括有丝分裂的四个阶段：前期、早期、中期和晚期。
减数分裂则是生殖细胞（配子）的分裂方式，分为减数第一次分裂和减数第二次分裂两个阶段。
细胞分裂的主要目的是使细胞数目增加，同时保证后代细胞的遗传物质的稳定。
细胞的分化是细胞结构和功能特化的过程。
一种多能干细胞在特定条件下可以分化为不同种类的细胞，形成各种功能不同的细胞和组织。
细胞分化的主要过程包括：形态分化、生理分化、化学分化和功能分化。
形态分化是指细胞在结构形态上的特异化。
生理分化是指细胞在生理功能上的差异化。
化学分化是指细胞在生化组分上的特异化。
功能分化是指细胞在功能上的差异化。
细胞的分化素材是指参与细胞分化的原始细胞。
根据细胞分化的特异性，可以分为多能干细胞和半多能干细胞。
多能干细胞指能够分化为体细胞和生殖细胞的细胞，主要包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞。
胚胎干细胞来自早期胚胎的内细胞团，具有多向分化的潜能。
诱导多能干细胞则是通过外源性的转录因子等因素去重新编程分化，来获得多向分化的能力。
半多能干细胞是指在特定条件下能够分化为特定类型的细胞的细胞。
成体细胞核移植技术就是利用体细胞作为半多能干细胞的素材，通过在卵细胞中移植体细胞的细胞核，然后发育成为胚胎，最终产生与体细胞基因相同的新个体，也就是克隆个体。
第1节细胞的增殖——细胞的增殖部分知识点一、细胞不能无限长大（二）探究细胞大小和物质运输的关系琼脂块要制成大小不等的正方体，浸入NaOH溶液。
在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明了在每一琼脂块内扩散的速度是相同的。
二、真核细胞的分裂方式（一）无丝分裂1．过程：细胞核先延长，从中部内凹缢裂为二，接着整个细胞从中部缢裂为二，形成两个子细胞；2．特点：无染色体变化和纺锤丝的出现；3．举例：蛙的红细胞、某些植物的胚乳细胞等。
（二）有丝分裂1．细胞周期及分裂后子细胞的去向（1）细胞周期及划分★注意1：细胞周期概念的理解主要抓住——前提条件、起点、止点、两个阶段）★注意2：生物体内的细胞并不都具细胞周期，只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如进行减数分裂的精(卵)原细胞无细胞周期。
（2）分裂后子细胞的去路①继续增殖的细胞：此类细胞始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物的红骨髓细胞、皮肤生发层细胞，植物的形成层细胞、根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织等。
②暂不增殖的细胞：此类细胞暂时脱离细胞周期，但始终保持分裂能力，在适当刺激下可重新进入细胞周期，如动物肝细胞、肾细胞等。
③不增殖细胞：此类细胞不可逆地脱离细胞周期，高度分化，丧失分裂能力，但保持生理机能活动，如动物的神经细胞，肌纤维细胞、成熟的红细胞、植物的导管和筛管细胞等。
2．细胞有丝分裂中染色体形态、行为的变化34．有丝分裂中的几个变化规律间期I 分裂期I 间期II 间期III 分裂期II分裂期III细胞周期（1（2）染色体行为变化规律复制→散乱分布于纺锤体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点一分为二→移向两极（3）染色体数目、染色单体数、DNA 含量变化规律及曲线：（4）染色单体的变化规律：形成（间期）→出现（前期）→消失（后期） （5）纺锤体的变化规律：形成(前期)→解体消失(末期)（6）中心体的变化规律：复制（间期）→分离/分开（前期） （7）核仁、核膜的变化规律：解体消失(前期) →重建(末期) （8）与有丝分裂有关的细胞器：▲核糖体：有丝分裂间期有关蛋白质的合成场所。
浙科版生物必修一《分子与细胞》全书知识完整总结第一章：细胞的分子组成§1-1 分子和离子人体中各种化学元素含量不同 O.C.H.N.含量较多称为主要元素，碳是最基本元素§1-2 无机物1.水：含量：生物体内60%~90% 细胞中80%~90%性质：极性分子作用：1作为溶剂（溶极性分子）。
因为水是极性分子，所以其他的极性分子或离子易溶于水2 是生物体内物质运输的主要介质3 调节体温。
因为水分子间有氢键，破坏氢键要消耗大量的热，而形成氢键要释放热量2.无机盐：含量：约占1%~1.5% 存在形式：多以离子形式存在生理作用：（1）对于维持生物体的生命活动有着重要的作用【维持血浆的正常浓度，酸碱平衡和神经肌肉兴奋性】骨中缺Ca2+得软骨病；血液中缺Ca2+出现。
（2）无机盐还是某些复杂化合物的重要组成成分Mg2+是的必需成分；是血红蛋白的主要成分；是骨骼、牙齿的重要成分。
糖类的种类，作用和分类的依据 b1.糖类元素组成：C H O 主要作为能源物质（1）分类依据：是否能水解及水解后的产物成多个单糖淀粉植物体中纤维素植物体中植物细胞壁的成分，保护细胞3.脂质的种类和作用 a（1）元素组成：主要：C H O 有的还有：N P（2）种类及生理作用种类生理作用油脂组成细胞的必要成分，贮能物质磷脂细胞内各种膜结构的必要成分植物蜡对植物细胞起保护作用胆固醇人体所必需的，但过多会导致心脑血管疾病4.蛋白质：蛋白质是生命活动的主要承担者（一）生理功能①许多蛋白质是构成的重要物质，称为；②细胞内的化学反应离不开的催化，绝大多数都是蛋白质；③有些蛋白质具有的功能；④有些蛋白质起作用，能够机体的生命活动；⑤有些蛋白质有功能。
（二）蛋白质分子的结构 1、基本组成单位——氨基酸（1）、组成蛋白质的氨基酸有20多种（2）、通式：（3）、结构特点：a：至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）； b:都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上； c：不同的氨基酸分子，具有不同的R基.2、蛋白质分子的结构结合方式：脱水缩合。
虿袃羂膃螁蚆芁膂蒁细胞分化细胞分化示意图目录第2节细胞的分化在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生安定性的差异的过程称为细胞分化（cellulardifferentiation）。
细胞分化是一种持久性的变化，细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充朽迈和死亡的细胞．如：多能造血干细胞分化为例外血细胞的细胞分化过程。
大凡来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
导言也可以说，细胞分化是同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。
其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所例外。
细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。
从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了例外的专一蛋白质（如水晶体细胞合成晶体蛋白，红细胞合成血红蛋白，肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白等），而专一蛋白质的合成是通过细胞内一定基因在一定的时期的选择性表达实现的。
因此，基因调控是细胞分化的核心问题。
特点正常情况下，细胞分化是安定、不可逆的。
一旦细胞受到某种刺激发生变化，开始向某一方向分化后，即使引起变化的刺激不再存在，分化仍能进行，并可通过细胞分裂不断继续下去。
胚胎细胞在显示特有的形态结构、生理功能和生化特征之前，需要经历一个称作决定的阶段。
在这一阶段中，细胞虽然还没有显示出特定的形态特征，但是内部已经发生了向这一方向分化的特定变化。
细胞在整个生命进程中,在胚胎期分化达到最大限度.细胞决定的早晚，因动物及组织的例外而有差异，但大凡情况下都是渐进的过程。
例如，在两栖类，把神经胚早期的体节从正常部位移植到同一胚胎的腹部还可改变分化的方向，不形成肌肉而形成肾管及红细胞等。
但是到神经胚晚期移植体节，就不能改变体节分化的方向。
可见，这时期体节的分化已安定地决定了。
分化与细胞核在细胞分化中，细胞核起决定作用。
大凡认为细胞核内含有该种生物的全套遗传信息。
在条件具备时，它可使所在细胞发育分化为由各种类型细胞所组成的统统个体。
从培养的烟草，髓部小块形成的组织团块上取脱落的细胞，单个分离培养能得到有根和叶的幼芽，再移植到土壤中，会长出开花的植物。
在两栖类，把囊胚期和早期原肠胚的细胞核移植到事先已经去掉细胞核的卵内能使卵正常发育，说明动植物体细胞的核是全能的。
分化与细胞质分化与细胞质之间的关系可以从卵质谈起。
如马副蛔虫受精后，所有经过染色体消减的细胞都发育为体细胞（见生殖质）。
许多动物卵子细胞质的分布有明明的区域性。
这种区域性虽然不影响染色体的行为，但对于以后胚胎器官发育却有决定性作用。
中国胚胎学家童第周等利用核移植的技术，也证实了卵质在性状发生中的作用。
他们把金鱼囊胚期细胞核移到去核的鳑鲏鱼卵子中；虽然发育到幼鱼的例子极少，但是发育的过程都比较正常，一些基本的发育的特点，如胚胎的背腹性，对称性以及早期的卵裂进程等都和鳑鲏鱼一样，幼鱼的体形也和鳑鲏鱼的幼鱼没有区别。
这些性状的出现似乎完全根据细胞质。
细胞质对细胞核的作用，还表现在对核功能活动的影响。
如培养的人宫颈上皮癌细胞——HeLa细胞——的DNA和RNA合成都很活跃；鸡的红细胞虽然有核，但是处于不活跃状态，不进行DNA合成，RNA合成也很薄弱。
用细胞融合的方法，使去掉细胞核的HeLa细胞的细胞质和鸡的红细胞融合，便可使后者的细胞核体积增大，浓缩的染色质变得松散，原来已经失去的合成RNA和DNA的功能在寄主HeLa细胞质的影响下，从头恢复了。
分化与细胞间的相互作用细胞间的相互作用是各式各样的，可以是诱导作用，也可以是抑制作用。
就作用方式来说，有的作用需要细胞的直接接触，另一些所需要的可能是间隔一定距离的化学物质的扩散。
①诱导作用。
两栖类胚胎背部的外胚层细胞，在脊索中胚层的作用下，分化为神经细胞，以后发育为神经系统。
这种中轴器官的诱导作用在脊椎动物具有普遍性，大凡认为，脊索中胚层细胞释放某种物质，诱导外胚层细胞分化为神经组织。
诱导不但在中轴器官的形成中起作用，也在以后器官的发生中起作用。
例如间质细胞的存在对体内腺体上皮的形成和分化是必不可少的。
这些腺体包括甲状腺、胸腺、唾腺和胰腺，它们对间质细胞的依赖程度有很大差异。
在离体条件下，胰腺原基只要有间质细胞存在就可以继续发育。
②抑制作用。
如在蝾螈幼虫或成体摘除水晶体后，可以从背部的虹彩再生出一个新的。
进一步的分析指出，再生水晶体的能力局限在虹彩背部的边缘层。
如把这部分组织移到另一个摘除水晶体的眼睛，不是位于背部，而是使它位于腹部，仍旧可以由它再生出水晶体。
既然这部分细胞有生长水晶体的能力，为什么在正常的眼睛里不表现？如把虹彩的背部移到另一只未摘除水晶体的眼睛里，不管使它位于那一部位，都长不出水晶体。
如在摘除水晶体的眼睛里，经常注射统统的（带有水晶体的）眼腔液体，在注射期间，虹彩背部的细胞也长不出水晶体。
由此可见，虹彩背部的细胞本来具有产生水晶体的能力，正常水晶体会产生一种物质，对此起抑制作用。
细胞分化中基因表达的调节控制是一个十分繁复的过程，在蛋白质合成的各个水平，从mRNA的转录、加工到翻译，都会有调控的机制。
在DNA水平也存在调控机制（如基因的丢失、放大、移位重组、修筛以及染色质结构的变化等）。
例外的细胞在其发育中的基因表达的调节控制例外；相同的细胞在其发育的各阶段中，调节控制的机制例外。
细胞的分化潜能一、全能性、多能性和单能性受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个统统的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性。
随着分化发育的进程，细胞逐渐丧失其分化潜能。
从全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定型的细胞。
植物的枝、叶、根都有可能长成一株统统的植株，细胞培养的结果也证明即使高度分化的植物细胞也可以培养成一个统统的植株，因此可以说绝多数植物细胞具有全能性。
成熟动物细胞显然不具备全能性。
其原因并非在细胞核而在细胞质，如大量的核移殖实验证实，分化细胞的核仍保留统统的基因组DNA。
我国发育生物学家童第周1978年胜利地将黑斑蛙成熟的细胞核移入去核的受精卵细胞内，培育出了蝌蚪。
60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移殖，90年代末多利羊的诞生都证明了分化细胞具有统统的基因组DNA。
在人的一生中，皮肤、小肠和血液等组织需要不断地更新，这个任务是由干细胞完成的。
干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞，多能干细胞可以分化出多种类型的细胞，但它不可能分化出足以构成统统个体的所有细胞，所以多能干细胞的分化潜能称为多能性（pluripotent）。
单能干细胞来源于多能干细胞，具有向特定细胞系分化的能力，也称为祖细胞（progenitor）。
二、干细胞的特点干细胞具有以下生物学特点：①终生保持未分化或低分化特征；②在机体的中的数目、位置相对恒定；③具有自我更新能力；④能无限制的分裂增殖；⑤具有多向分化潜能，能分化成例外类型的组织细胞，造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞等成体干细胞具有一定的跨系、甚至跨胚层分化的潜能；⑥分裂的慢周期性，绝大多数干细胞处于G0期；⑦通过两种方式分裂，对成分裂和不对称分裂前者形成两个相同的干细胞，后者形成一个干细胞和一个祖细胞。
根据干细胞的分化能力，可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
全能干细胞可以分化为机体内的任何一种细胞，直至形成一个繁复的有机体。
多能干细胞可以分化为多种类型的细胞，如造血干细胞可以分化为12种血细胞。
有些文献中将分化潜能更广的细胞叫做多潜能干细胞（pluripotent stem cell），如骨髓间充质干细胞，而把向某一组织类型细胞分化的干细胞叫做多能干细胞（multipotentstemcell），如前面提到的造血干细胞。
单能干细胞只能分化为一种类型的细胞，而且自我更新能力无限。
三、胚胎干细胞根据个体发育过程中出现的先后次序例外，干细胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞（embryonic stem cells，ESC）是指从胚胎内细胞团或原始生殖细胞筛选分离出的具有多能性或全能性的细胞，此外也可以通过体细胞核移植技术获得。
ESC能表达POU家族的转录因子；在移植后能形成的畸胎瘤，在体外合适条件下能分化为代表三胚层结构的体细胞。
ESC的用途主要有：①克隆动物，由体细胞作为核供体进行克隆动物生产，虽然易于取材，但克隆动物个体中表现出危机的生理或免疫缺陷，而且多为致命性的；②转基因动物，以ESC细胞作为载体，可大大加快转基因动物生产的速度，提高胜利率；③组织工程，人工诱导ESC定向分化，培育出特定的组织和器官，用于医学治疗的目的。
四、再生狭义地讲再生指生物的器官损伤后，剩余的部分长出与原来形态功能相同的结构的现象称为再生，如壁虎的尾、蝾螈的肢、螃蟹的足，在失去后又可从头形成，海参可以形成全部内脏，水螅、蚯蚓、蜗虫等低等动物的每一段都可以形成一个统统的个体等等。
但是从广义的角度来看再生是生命的普遍现象，从分子、细胞到组织器官都具有再生现象。
再生的形式：生理性再生：即细胞更新，如人体内每秒中约有600万个新生的红细胞替代相同数量死亡的红细胞。
修复性再生：许多无脊椎动物用这种方式来形成失去的器官，如上述提到的壁虎的尾和螃蟹的肢。
再建：是人工实验条件下的分外现象。
如人为将水螅的一片组织分散成单个细胞。
在悬液中，这些细胞从头聚集，在几天至几周以后，形成一条新的水螅。
无性繁殖：关于再生存在着许多引人入胜的问题：1．机体如何意识到失去的部分，又是如何知道丢失的部位及丢失的多少？即再生如何起始，如何控制？2．替代物来此何处？是剩余的原胚细胞、干细胞还是已分化的细胞又去分化的结果？3．原结构的再建是补充的新组织，还是由伤口处一些细胞增殖代替了缺失的结构。
现在普遍认为再生是细胞去分化，细胞迁移和细胞增殖的组合，而不是纯正的补充或增殖。
如蝾螈的前肢被切除后，再生包括以下的过程：①伤口处细胞的粘着性减弱，通过变形运动移向伤口。
形成单层细胞封闭伤口。
这层细胞称为顶帽（apicalcap）或顶外胚层帽（apicalectodermal cap）。
②顶帽下方的细胞，如骨细胞，软骨细胞，成纤维细胞，肌细胞，神经胶质细胞迅速去分化。
形成胚芽。
③胚芽内部缺氧，PH下降，提高了溶酶体的活性，促进受伤组织的清除。
④胚芽细胞加快分裂和生长，最后细胞又开始分化构成一个新的肢体。
从蝾螈断肢再生的实验发现，①当臂神经被完全切除时不再发生断肢再生。
这是因为神经能产生再生促进因子，其中有一种被鉴定为神经胶质生长因子（glialgrowthfactor，GGF）。
②利用视黄酸处理前臂断肢芽基，肢干将忽略已存在的肱骨、桡骨、尺骨，而形成一只从肱骨到指骨的统统手臂。
说明视黄酸能干扰正常的位置信息，现在认为位置信息与同源异形基因的表达有关。
