生物人教版（2019）必修1 6.2细胞的分化（共35张ppt）

(共35张PPT)
必修一 第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
1
细胞分化
2
细胞的全能性
01
思考：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？
在人体内，红细胞的寿命约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。
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
01
在人体内，红细胞的寿命约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。
思考：
2．新的血细胞是如何产生的呢？
骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同类型的血细胞。
成年人全身细胞总数约1012个，细胞种类有200多种。这么多种类细胞都来自1个受精卵细胞。
干细胞
红细胞
神经元
脂肪细胞
心肌细胞
小肠上皮细胞
软骨细胞
上皮细胞
受精卵
细胞分裂
细胞分化
1
细胞分化的概念
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，叫作细胞分化（cell differentiation）。
有丝分裂
差异在哪里？
什么是生命活动的主要承担者？
蛋白质
结果
遗传物质稳定一致
2
细胞分化的实质
从分子水平分析：
细胞分化的实质
细胞总DNA 蛋白质
卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 卵清蛋白 血红蛋白 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
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。
2
细胞分化的实质
注：“+”表示有 ，“－”表示无
动动手：
四种颜色的卡片：四种基因（卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因和微管蛋白基因）
卵清蛋白基因开启
卡片正面
卡片反面
β-珠蛋白基因
开启
胰岛素基因
开启
微管蛋白基因
开启
卵清蛋白基因关闭
β-珠蛋白基因
关闭
胰岛素基因
关闭
微管蛋白基因
关闭
2
细胞分化的实质
模拟表示分化成输卵管细胞时基因的开启或关闭情况
动
动
手
卵清蛋白基因开启
β-珠蛋白基因
关闭
胰岛素基因
关闭
微管蛋白基因
开启
模拟表示分化成红细胞时基因的开启或关闭情况
模拟表示分化成胰岛B细胞时基因的开启或关闭情况
β-珠蛋白基因
开启
微管蛋白基因
开启
卵清蛋白基因关闭
胰岛素基因
关闭
胰岛素基因
开启
微管蛋白基因
开启
卵清蛋白基因关闭
β-珠蛋白基因
关闭
思考：
不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？
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，即基因的选择性表达。
思考3：不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？
细胞分化的实质：基因选择性表达！
2
细胞分化的实质
不同细胞中有没有表达相同的基因？
管家基因：是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。
如ATP合酶基因、微管蛋白基因等。
奢侈基因：组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
如胰岛素基因、β-珠蛋白基因等。
①细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，是个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
3
细胞分化的意义
器官
系统
人体
有丝分裂
分化
①持久性：
细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
4
细胞分化的特点
【资料】黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；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的细胞。
已经分化的细胞在生物体内不会变成其他细胞。
②稳定性：
已经分化的细胞还能变成其他细胞吗？
4
细胞分化的特点
4
细胞分化的特点
③普遍性：
是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
4
细胞分化的特点
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。
细胞分裂与细胞分化的关系
增加
相同
不变
不同
细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程
不变
不变
相同
不同
早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，能不能像早期胚胎那样，再分化成其他细胞呢？
1
植物的组织培养技术
资料1 1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）取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，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。
①
②
③
⑥
④
⑤
实验材料：
胡萝卜的韧皮部细胞
培养液成分：
植物激素、无机盐和糖类物质等
实验结果：
离体培养的细胞长成了新植株
1
植物的组织培养技术
韧皮部是指植物体内具有运输产物、贮藏和支持功能的一种组织，属于输导组织。
韧皮部的主要功能是将叶片的光合产物运送到植物的各个部位。
韧皮部细胞属于已分化细胞。
思考1：胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？
①
②
③
⑥
④
⑤
1
植物的组织培养技术
思考2：韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？
②脱分化：
④再分化：
①
②
③
⑥
④
⑤
让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
脱分化
再分化
内细胞团
离体的韧皮部
愈伤组织
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
1
植物的组织培养技术
思考3：胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？
离体
植物激素
一定的营养条件
适宜的环境（pH、温度等）
无菌环境
思考4：换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？
①
②
③
⑥
④
⑤
能
2
细胞的全能性
细胞的全能性
是指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。
高度分化的细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套基因。
那些没有分化的细胞，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
细胞的全能性
父方
母方
精子
卵细胞
受精卵
受精作用
减数分裂
新个体
分裂、分化
花粉
胚珠内发育的
八核胚囊
种子
传粉
新个体
父本
母本
（注：种子植物）
受精卵发育为新个体有无体现全能性？种子发育为个体呢？

种子是生殖器官，全能性是对细胞的定义。

2
细胞的全能性
与传统的杂交技术相比，植物组织培养技术有哪些特点？
快速、大量繁殖;
不受季节影响;
同时还能保持植物的优良品质。
受精卵
种子
植株
植物有性生殖
①
②
③
⑥
④
⑤
脱分化
再分化
植物组织培养
2
细胞的全能性
植物组织培养技术有哪些应用？
获得人工种子
培养微型植株
植物的快速繁殖
培养微型植株
获得人工种子
快速繁殖
3
动物的克隆技术
资料2 科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。
紫外线
蛙卵
细胞核
蝌蚪的肠
上皮细胞
去核
细胞核
核移植
8 细胞胚
蝌蚪
非洲爪蟾的核移植示意图
1996年诞生的克隆羊“多莉”
卵细胞
乳腺细胞
去核
细胞核
核移植
代孕母羊
多莉
3
动物的克隆技术
思考：动物的克隆技术说明了什么？
这说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
我国科学家于2017年获得的世界上首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”，就是将体细胞移植到去核的卵细胞中培育而成的。
4
干细胞
1
概念：
动物和人体内仍保留着少数具有_______________能力的细胞。
分裂和分化
①胚胎干细胞
②成体干细胞
①胚胎干细胞（ES细胞）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
特点：体积小，细胞核大、核仁明显。取自早期胚胎。也叫做全能干细胞。
②成体干细胞：存在于成体组织或器官内中。
造血干细胞 多能干细胞
神经干细胞
专能干细胞
2
干细胞类型
4
干细胞
讨论：干细胞在我们的生产和生活中有哪些应用？
a.造血干细胞移植治疗白血病等；
b.在体外培养出组织和器官，并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。
造血干细胞
血小板
白细胞
红细胞
分化
分化
分化
二、细胞的全能性
细胞全能性高低的比较
植物体细胞 动物体细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
＞
＞
（1）不同生物
（2）同一生物
细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。
细胞“具有”全能性与“体现”全能性
(1)理论上活细胞(哺乳动物成熟的红细胞等除外)都具有全能性。
(2)只有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞，才能“体现”或“表现”细胞的全能性。
证明细胞表达全能性的三个条件
(1)起点条件：已分化的细胞。
(2)中间条件：离体状态(体外培养)、适宜条件。
(3)终点条件：形成完整个体或产生其他各种细胞。　
总结归纳
课堂小结
拓展应用
（1）根据所学内容，谈谈如何解决野生兰花的盗采销售问题，保护濒危物种。
（2）许多疾病或意外伤害，都是由组织或器官受到损伤而引起的。你能根据本节内容想到办法来修复或更换受损的组织或器官吗？
谢谢聆听