体内细胞形成知识点(高中生物细胞分化详解)
如果想要形成一个复杂的多细胞生物,细胞只是分裂是不够的。之前也讲到过,多细胞生物体内,不同细胞各司其职。细胞不但需要分裂,还需要分化。细胞分化形成了各种不同种类的细胞。
细胞分化形成了各种各样的细胞
以人体为例,我们都是由一个受精卵发育而来的。发育的早期,细胞彼此相似。随着胚胎的发育,有的细胞增殖分化成了肌细胞,有的增殖分化形成了上皮细胞,有的增殖分化形成了骨髓细胞……同一生物体中的不同细胞,进行着截然不同的生命活动。在讲克隆羊多莉时,我们说到遗传信息就像是细胞活动的蓝图一样,影响着细胞活动。难道说,为了执行不同的功能,多细胞生物体内的不同细胞,具有的遗传信息不同?
当然不是的。一般来说,同一生物体内的各种体细胞具有完全相同的遗传信息。那为什么不同类型细胞的细胞活动不同呢?这是因为不同类型细胞中,遗传信息的执行情况不同。比如说,在红细胞中,合成血红蛋白的遗传信息在起作用,而合成胰岛素的遗传信息处于关闭状态;在胰岛B细胞内,合成血红蛋白的遗传信息关闭,合成胰岛素的遗传信息则在发挥作用。这里的遗传信息,可以替换为“基因”。这种现象,就称作“基因的选择性表达”。
细胞分化中,基因在特定时空条件下有选择表达的现象,其结果是形成了形态结构和生理构成不同的细胞。
即便是由同一个细胞增殖形成,具有的基因相同,如果表达的基因不同,不同细胞执行的功能就不同,所属的类型也就不同。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稳定性差异的过程,就叫做细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持着分化后的状态,直至死亡。
既然所有类型的细胞都是由受精卵增殖产生的,那么受精卵就带有生物体全部的遗传信息了。由此又可以知道,生物体内几乎所有细胞,也都具有生物体全部的遗传信息。那么,这些细胞能不能单独发育成一个新个体呢?
科学家斯图尔德曾做过一个实验:他将胡萝卜韧皮部的一些细胞放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,结果这些细胞旺盛地分裂和生长,形成了一个细胞团块,继而分化出根、茎、叶。这些细胞长成了一个新的植株,发育成了一个新的个体。
已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,这就是细胞的全能性。
植物细胞具有全能性,那动物细胞呢?我们都知道克隆羊多莉,它是由一个已经分化过的细胞的核,移植到一个去核的卵细胞中培育成的。这说明动物细胞的细胞核具有全能性。遗憾的是,人类至今没能成功使已分化的动物细胞重新发育成一个新的个体。
虽然不能发育成一个全新的个体,但动物体内也存在着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞被称作干细胞。比如,我们的骨髓中就存在着造血干细胞,它们可以增殖分化形成各种血细胞,如红细胞、白细胞等等。
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