今天讀書內容：細胞的分化。
問題探討給出紅細胞和白細胞的壽命有限，但血細胞的數量卻并不會減少，以此引發(fā)學生的認知沖突。同時用常聽說的骨髓移植治療白血病的例子吸引學生注意，并啟發(fā)學生思考骨髓和血細胞形成的關系。
問題探討的情境設問與本節(jié)主題密切相關，教材正文最后介紹了造血干細胞的增殖和分化，呼應了問題探討的內容。
多細胞生物胚胎發(fā)育早期的細胞彼此相似，完成個體發(fā)育后，同一動植物體中存在多種不同類型的細胞——這是先讓學生形成對細胞分化的感性認識（初中已有相應基礎），隨后引出細胞分化這一術語的含義，強調細胞分化是一種持久性的變化。
細胞分化使多細胞生物體的細胞趨于專門化，引出細胞分化的意義。最后分析了細胞分化的原因。此處細胞分化的原因簡單了解即可，必修二中會具體學習細胞分化和基因表達的關系。
教材此處舉例提到：紅細胞中與肌動蛋白合成有關的基因則處于關閉狀態(tài)。有人提出絕大多數哺乳動物成熟紅細胞是沒有細胞核的，這里說基因關閉是不是錯了？
首先，此處的紅細胞指代“成紅細胞”，也就是“小時候”的紅細胞，哺乳動物這個階段的紅細胞是有核的。
其次，科學家目前在哺乳類和鳥類中至少分離得到了6種肌動蛋白，其中4種α-肌動蛋白是肌細胞中特有的，另外2種肌動蛋白作為細胞骨架的組成部分，存在于肌細胞和非肌細胞中。此處與肌動蛋白合成有關的基因關閉是指負責α-肌動蛋白的基因處于關閉狀態(tài)，哺乳動物成熟紅細胞也具有細胞骨架，其中含有肌動蛋白，只是不是α-肌動蛋白。
首先，單細胞生物甚至原核生物也存在細胞分化，如許多細菌在逆境下可以形成芽孢，魚腥藻具有正常增殖的營養(yǎng)體細胞和具有固氮作用的異形胞。單細胞生物的細胞分化更多是為了適應外界的生活環(huán)境。單細胞生物和多細胞生物都存在細胞分化，這更充分說明了細胞分化的普遍性。另一方面，單細胞生物的細胞分化沒有多細胞生物的細胞分化那么典型，教材也因此未提及。
另外，一些特殊細胞在分化過程中涉及到遺傳物質的改變。如造血干細胞分化為B淋巴細胞的過程中，就涉及到基因重排和高頻的體細胞突變，正是由于B細胞成熟過程中發(fā)生了遺傳物質的改變，理論上每個處女B淋巴細胞的遺傳組成都不一樣，它們才能分泌上百萬種抗體。這里要注意基因的選擇性表達無法解釋抗體的多樣性。平常練習中認為所有B淋巴細胞的遺傳組成均相同，其產生多樣性抗體的原因是基因的選擇性表達，這些說法都是有問題的。
教材先提出問題：已分化的細胞能不能像早期胚胎細胞那樣再分化為其它細胞？然后呈現一個思考與討論，思考與討論的資料一呈現了斯圖爾德的實驗（包括植物細胞實現全能性的必要條件），資料二呈現了動物體細胞核移植的實驗。在實證基礎上給出細胞全能性這一術語的含義。隨后分植物細胞全能性和高等動物細胞核的全能性進行介紹。高等動物細胞隨分化程度提高而喪失全能性，但仍保留部分具有分裂和分化能力的干細胞。
細胞全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。與現行教材相比，概念表述增加了“或分化成其他各種細胞的潛能和特性”，可以參考以下內容來理解這里的改變。
斯圖爾德的實驗表明，高度分化的植物細胞仍具有發(fā)育成完整植株的能力。然而對于動物細胞特別是高等動物細胞來說，隨著胚胎的發(fā)育和細胞分化，細胞逐漸喪失發(fā)育成個體的潛能。嚴格來講，哺乳動物真正意義上具有全能性的細胞只有受精卵和卵裂早期的細胞（一般不超過16個細胞的卵裂球）。這些具有全能性的細胞能發(fā)育成完整個體，自然也就能分化出組成個體的各種細胞類型。
我們一般認為取自原始性腺或內細胞團的胚胎干細胞屬于多能干細胞，如果將其植入子宮后，由于不能形成胎盤等胚外組織，最終無法發(fā)育成正常個體。但也有人認為胚胎干細胞具有全能性，這是因為將胚胎干細胞植入囊胚中后，可以發(fā)育成新生的個體。另一方面，小鼠胚胎干細胞培養(yǎng)時能自發(fā)生成類似于卵裂球階段的早期胚胎細胞（具有全能性的細胞）；如果體外培養(yǎng)時下調染色質組裝因子CAF-1的活性（down-regulation of the chromatin assembly activities of CAF-1）則更容易獲得具有全能性的細胞[1]。
此外，我們看一下名詞委對細胞全能性的定義，細胞生物學中表述為“細胞具有能重復個體的全部發(fā)育階段和產生所有細胞類型的能力”，遺傳學中描述為“一個細胞能夠發(fā)育成所有細胞類型的特性”。對于人而言，為了規(guī)避倫理方面的爭議，科學家有時會將早期胚胎細胞誘導形成特定的細胞類型，而不是誘導產生完整個體，只要控制好分化條件，就能分化出組成個體的所有細胞類型，即具有全能性。
如上所述，哺乳動物的受精卵和早期胚胎細胞具有全能性，低等動物細胞如海綿體細胞也能培養(yǎng)得到新的個體。
目前，還沒有成功將已分化的高等動物細胞培養(yǎng)成新個體的例子，對于這些已分化的高等動物細胞，通過細胞核移植可以培養(yǎng)成新的個體，這說明已分化的高等動物的細胞核仍是具有全能性的。
有些老師認為受精卵等細胞沒有發(fā)生分化，因此不具有全能性，這種看法是對全能性的誤解。受精卵等未分化的細胞具有全能性是默認的，這些細胞都可以發(fā)育成新個體，這是不言自明的事實，現行教材在旁欄部分補充說明了受精卵是具有全能性的細胞。新教材把受精卵等未分化細胞的全能性直接放在正文中加以說明，可以最大限度地避免不必要的誤解。
教材在正文、與社會的聯系、課后練習以及課后閱讀欄目中，多次介紹了細胞的全能性在生產和生活中的應用。讓學生認識到干細胞療法可以治療某些惡性疾病，白血病可以通過骨髓移植進行治療以及建立中華骨髓庫的重大意義，讓學生形成關注健康、珍愛生命的理念。教材還提到植物組培在農業(yè)生產中的應用以及克隆動物等，這些都與社會發(fā)展緊密聯系，尤其克隆動物還涉及敏感的倫理問題，教師可以利用以上素材引導學生關注科學技術和社會的聯系，培養(yǎng)和提升學生的社會責任意識。
參考文獻：
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Cell_potency
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