2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1-----6.2细胞的分化课件（21张PPT）

(共21张PPT)
在人体内，红细胞的寿命为12d左右。白细胞的寿命约为5~7d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞。而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。
讨论1：为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？
讨论2：骨髓与血细胞的形成有什么关系？
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去
骨髓中的造血干细胞能够通过细胞增殖和分化不断产生不同种类的血细胞
问题探讨
造血干细胞
白细胞
红细胞
血小板
江西生物组 东东老师
学习目标：
1．阐明细胞分化的概念，说出细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，是形成多细胞生物体的必要过程。
2．举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面的应用。
3．说出干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
胡萝卜根部细胞
细胞分化
培养在营养基中
胡萝卜幼苗
胡萝卜植株
一、细胞分化及其意义
思考1：这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？
这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。
思考2：这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？
正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞
上皮细胞
软骨细胞
神经细胞
骨骼肌细胞
叶肉细胞
同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞
功能：光合作用
功能：保护作用
功能：贮藏营养
一、细胞分化及其意义
储藏细胞
表皮细胞
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。
细胞分化：
细胞分化
骨细胞
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
上皮组织
肌肉组织
神经组织
结缔组织
受精卵
有丝分裂
早期胚胎细胞
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因关闭
红细胞
合成血红蛋白
（不合成肌动蛋白）
血红蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启
肌细胞
合成肌动蛋白
（不合成血红蛋白）
细胞分化
Cell differentiation
细胞分化的原因
细胞分化
Cell differentiation
细胞类型 呼吸酶基因 核糖体相关基因 唾液淀粉酶基因 肌肉蛋白基因 胰岛素基因 血红蛋白基因
唾液腺细胞
心肌细胞
胰岛B细胞
红细胞
细胞分化的原因
检测的3种细胞 是否含有三种基因 卵清蛋白基因表达 珠蛋白基因表达 胰岛素基因表达
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛细胞 + + + - - +
细胞分化是基因选择性表达（原因/实质）的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
管家基因
奢 侈 基 因
①四种细胞细胞核中的遗传物质是否相同？
②四种细胞细胞形态结构和生理功能不同是如何造成的？
细胞分化是基因选择性表达的结果
受精卵
有丝分裂
细胞分化
骨细胞
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
早期胚胎细胞
A B C D E
A B C D E
A B C D E
A B C D E
A B C D E
A B C D E
小结：分化的结果
DNA/基因不变
蛋白质种类、数量有差异（不完全相同）
mRNA有差异（不完全相同）
细胞器种类、数量有差异（不完全相同）
③四种细胞中，蛋白质种类、数量及细胞器的种类、数量是否相同？
未表达
表达
细胞分化意义
产生形态结构功能不同的细胞，形成不同的组织
细胞分化结果：
（1）个体发育的基础；（2）使细胞趋于专门化，提高各种生理效率
细胞分化
Cell differentiation
分裂
分化
①②分别是什么生命现象？
两者有何区别和联系呢？
①
②
细胞 分裂 分化
不同点 细胞数量
形态结构功能
发生时间
相同
联系
增加
相同
不变
差异
遗传信息都不变
细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂
整个生命进程
先分裂后分化，分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程
细胞分化的特点
二、离体培养的上皮细胞始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型细胞
三、已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构
一、细胞分化发生在整个生命进程中
四、在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
五、分化后的细胞核内遗传物质不发生改变
(持久性)
(稳定性)
(不可逆性)
(普遍性)
(遗传物质不变性)
植物组织培养技术/核移植技术可改变
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，一般分化程度越高，全能性越难表达 ；离体、激素处理、无菌无毒等
①
植物组织培养技术
②
③脱分化
④再分化
⑤
⑥
外植体
愈伤组织
幼苗
韧皮部
分裂能力强
二、细胞的全能性
讨论1：资料1说明了什么？要让已分化的植物细胞再长成新植株，需要哪些特定条件？
资料1：1958年美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞放入含植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果细胞旺盛分裂生长，形成细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后长成新植株。
讨论2：为何已分化细胞仍可以再发育成完整个体？换成其他高度分化植物细胞，是否也能形成新植株？
分化过程中遗传信息是不变的，分化细胞中具有本物种全部的遗传信息；可以，其他分化细胞中具仍有全部的遗传信息
细胞的全能性：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
植物组织培养的应用
通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物，培养微型观赏植株，拯救濒危物种。
优势：工厂化生产以快速繁殖；不受季节控制；保持优良性状
火焰兰的快速繁殖
已分化的动物细胞的细胞核具有全能性；不能，目前只能培养到细胞
资料2：科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞，获得了新个体。
二、细胞的全能性
讨论1：资料2说明了什么？将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？
1996年7月5伊恩 威尔穆特与克隆羊“多利”
2017年中科院神经所孙强团队和“中中”、“华华”
1962年John B.Gurdon非洲爪蟾的核移植
已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
（1）干细胞：
按来源分
（发育时期）
成体干细胞
按分化潜能分
全能干细胞（ ）
多能干细胞（ ）
（2）类型
胚胎干细胞
受精卵到桑椹胚细胞
多能造血干细胞/胚胎干细胞等
专能干细胞（ ）
干细胞：
动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
神经/淋巴干细胞、生发层/成肌/成骨细胞
胚胎干细胞
多能造血干细胞
专能骨髓干细胞
红细胞
干细胞分裂能力强，分化潜能也强
全能性：植物>动物；
受精卵>配子>体细胞；
分裂能力、分化能力、分化程度、全能性大小的比较
受精卵
胚胎干细胞
多能干细胞
专能干细胞
体细胞
分裂能力、分化能力、全能性逐渐减弱；分化程度逐渐增强
能分裂的细胞>终末分化细胞
一般地，分裂分化能力越低，细胞分化程度越高，细胞全能性越小
脐带血干细胞可用于治疗血液系统疾病
干细胞的应用
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病
细胞分化与细胞全能性的比较
细胞分化 细胞全能性
原因
特点
结果
比较
联系
基因的选择性表达
细胞含本物种全套遗传信息
普遍性、稳定性、不可逆性、持久性
植物细胞/动物细胞细胞核
形成形态、结构和功能不同的细胞
可形成新个体
分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵
植物＞动物；
受精卵＞配子＞体细胞；
能分裂的细胞>终末分化细胞
①两过程遗传物质都不改变；
②一般地，分裂分化能力越低，细胞分化程度越高，细胞全能性越小
1．下图所示为来自同一人体的4 种细胞,下列叙述正确的是（ ）
A．因为来自同一人体，所以各细胞中的 DNA 含量相同
B．因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同
C．虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D．虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同
随堂练习
In-class practice
C
2．下图为胡萝卜的植物组织培养示意图，有关叙述错误的是（ ）
A．③胡萝卜植株的花粉不具有细胞的全能性
B．①过程中细胞既进行细胞分裂又进行细胞分化
C．图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性
D．胡萝卜根、茎等的功能不同是基因选择性表达造成的
A
3．下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述，不正确的是（ ）
A．高度分化的植物细胞仍然保持着全能性
B．细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础
C．利用组织培养的方法快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性
D．克隆羊多利的诞生证明了动物细胞具有全能性
D
随堂练习
课后作业
1．尝试写出本节的概念关系图；
2．针对性训练练习册相应内容。
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
课堂小结