生物人教版（2019）必修1 6.2细胞的分化（共18张ppt）

(共18张PPT)
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
器官
系统
人体
有丝分裂
分化
器官
植株
有丝分裂
分化
表皮细胞
保护组织
叶肉细胞
营养组织
分生细胞
分生组织
导管、筛管
输导组织
一、细胞分化及其意义
1.细胞分化的概念
细胞分化是指在个体发育中，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。（遗传物质不变）
2.细胞分化的结果
形成具有特定形态、结构和功能的细胞，进而形成不同的组织和器官。
一、细胞分化及其意义
3.细胞分化的过程及实质
（1）过程
细胞分裂
受精卵
含有全套基因
（A、B、C、D）
表达基因
（A、C）
表达基因
（B、C）
细胞形态、结构和功能不同
含有全套基因
（A、B、C、D）
含有全套基因
（A、B、C、D）
（2）实质
细胞中的基因选择性表达，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。
细胞总DNA 蛋白质
肌动蛋白基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 肌动蛋白 血红蛋白 胰岛素
肌肉细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
思考1: 三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
三种细胞的DNA相同，蛋白质不同。
思考2: 就一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息(和受精卵一样的)，但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？
红细胞
B细胞
抗体合成基因关闭
血红蛋白基因开启
血红蛋白
抗体合成基因开启
血红蛋白基因关闭
抗体
细胞分化的实质：不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。
（基因的选择性表达）
思考3：不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？
几乎所有细胞中均表达的基因，如ATP合酶基因、微管蛋白基因等；
不同类型细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因、血红蛋白基因等。
基因 细胞中的表达情况 功能 例子
管家基因 所有细胞均要表达 维持细胞基本生命活动所必需 呼吸酶基因
ATP合成酶基因
奢侈基因 不同类型细胞选择性表达 赋予不同细胞特异性的生理功能 血红蛋白基因
肌动蛋白基因
胰岛素合成基因
基因选择性表达指的是奢侈基因的选择性表达！
一、细胞分化及其意义
4.细胞分化的特点
（1）普遍性：在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
（2）持久性：发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
（3）相对稳定性（不可逆性）：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
（4）遗传物质不变性：分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。
离体或人工培养情况下，某些高度分化的细胞通过脱分化，恢复分裂和分化的能力
一切生物都能进行细胞分化吗？
一、细胞分化及其意义
5.细胞分化的意义
（1）细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
（2）细胞分化使多细胞生物体的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率
总结归纳
细胞分化中的“变”和“不变”
（1）“变”
①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
②从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。
③从分子水平分析：
蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
基因角度：基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。
（2）“不变”
细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
小试牛刀
1.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。 （ ）
2.蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因的选择性表达。 （ ）
二、细胞的全能性
1.细胞的全能性
(1)概念：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。如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。
（2）植物细胞的全能性
从理论上讲，活细胞都具有全能性（哺乳动物成熟红细胞除外）
结论：高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力。
1.离体（必要条件）
2.一定的营养物质和植物激素
3.适宜的外界条件、无菌无毒的环境
二、细胞的全能性
1.细胞的全能性
(3)动物细胞核的全能性
动物的受精卵细胞以及早期胚胎细胞具有全能性的细胞
结论：已分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的。（动物体细胞的全能性的表达受细胞质的限制）
干细胞
1.特点：
（1）具有分裂和分化能力。
（2）在动物和人体内，数量很少。
2.分类：
根据分化潜能分为
全能干细胞：
多能干细胞：
单能（专能）干细胞：
可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完成个体。如：胚胎干细胞
可分化形成多种组织细胞，但不能发育成完成个体。如：造血干细胞
只能向1-2种类型密切相关的细胞。如：神经干细胞
知识归纳
1.细胞具有全能性的原因：
已分化的细胞一般都有一套和受精卵完全相同的遗传物质，因此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。。
2.不同细胞的全能性：
（1）动、植物细胞全能性的区别：植物细胞的全能性更易表达，而动物细胞的全能性虽受到细胞质的极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。
3.细胞全能性与分化的关系：
一般情况下，细胞分化程度不断提高，全能性逐渐变小。但是，分化程度高的细胞，全能性不一定低。如生殖细胞，分化程度高，但全能性也高。
全能性：体细胞<生殖细胞<受精卵
4.细胞分裂和分化的关系：
一般来说，细胞分化程度越高，分裂能力越低。
小试牛刀
1.成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化。（ ）
2.种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。 （ ）
3.壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性。（ ）
4.造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。（ ）
5.细胞具有全能性=细胞表现出全能性。 （ ）
6.受精卵没有分化，所以没有全能性。（ ）
7.细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱。（ ）
问题探讨
在人体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为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地治疗白血病。
讨论：
1.为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞地死亡而减少？
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？