課程內(nèi)容：
《細(xì)胞的分化》
    多細(xì)胞生物體從小長(zhǎng)大、不僅有細(xì)胞數(shù)量的增加，還有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上的分化。即使在成熟的個(gè)體中，仍有一些細(xì)胞具有產(chǎn)生不同種類(lèi)的新細(xì)胞的能力。
    細(xì)胞分化及其意義
    在胚胎發(fā)育的早期，各個(gè)細(xì)胞彼此相似。通過(guò)細(xì)胞的有絲分裂，細(xì)胞的數(shù)量越來(lái)越多。與此同時(shí)，這些細(xì)胞又逐漸向不同的方向變化。例如，在動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中，紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都來(lái)自一群相似的胚胎細(xì)胞。后來(lái)，有的細(xì)胞發(fā)育為紅細(xì)胞，合成運(yùn)輸氧的血紅蛋白；有的細(xì)胞發(fā)育為心肌細(xì)胞，合成行使運(yùn)動(dòng)功能的蛋白。又如，在同一個(gè)植物體中，葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中有大量的葉綠體，能夠進(jìn)行光合作用；表皮細(xì)胞具有保護(hù)功能，細(xì)胞質(zhì)中沒(méi)有葉綠體，而在細(xì)胞壁上形成明顯的角質(zhì)層；貯藏細(xì)胞沒(méi)有葉綠體，也沒(méi)有角質(zhì)層，但有體積較大的液泡，細(xì)胞中貯藏著許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。追根溯源，同一植物體的這些細(xì)胞也都來(lái)自一群彼此相似的早期胚細(xì)胞。
    在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)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(guò)程，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來(lái)說(shuō)，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。
    細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。多細(xì)胞生物體在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，如果僅僅有細(xì)胞的增殖，而沒(méi)有細(xì)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(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化，有利于提高各種生理功能的效率。
    就一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，各種細(xì)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(lái)，在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如，在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動(dòng)狀態(tài)，與肌動(dòng)蛋白（肌細(xì)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(xì)胞中則相反。
    細(xì)胞的全能性
    早期胚胎通過(guò)細(xì)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(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其他細(xì)胞嗎？
    1958年，美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德取胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞，放入含有植物激素、無(wú)機(jī)鹽和糖類(lèi)等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細(xì)胞旺盛地分裂和生長(zhǎng)、形成一個(gè)細(xì)胞團(tuán)塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長(zhǎng)成了一株新的植株。
    這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細(xì)胞的全能性。細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能?，F(xiàn)在人們可以利用植物細(xì)胞的全能性，通過(guò)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(lèi)型。
    同植物組織培養(yǎng)相比，在動(dòng)物中做類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)要復(fù)雜和困難得多。科學(xué)家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實(shí)驗(yàn)，將它的腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中，結(jié)果獲得了新的個(gè)體。我們熟悉的克隆羊多利，是將乳腺細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中培育成的，這說(shuō)明已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核是具有全能性的。但是，到目前為止，人們還沒(méi)有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。
    動(dòng)物和人體內(nèi)有沒(méi)有具有分裂和分化能力的細(xì)胞呢？正如植物體內(nèi)分生組織的細(xì)胞具有分化能力一樣，動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞。例如，人的骨髓中有許多造血干細(xì)胞，它們能夠通過(guò)增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板，補(bǔ)充到血液去 。