生物人教版（2019）必修1 6.2细胞的分化（共29张ppt)

(共29张PPT)
第2节 细胞的分化
01
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？
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。
骨髓中造血干细胞
血小板
白细胞
红细胞
分化
分化
分化
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。
问题探讨
一 细胞分化及其意义
受精卵
细胞分裂
细胞分化
多细胞生物体从小到大，不仅有细胞_____的增加，还有细胞在_____和_____上的分化。即使在成熟的个体中，仍有一些细胞具有产生不同种类的新细胞的能力。
数量
结构
功能
一 细胞分化及其意义
思考 讨论 1.比较构成人体组织的细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
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。
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。
一 细胞分化及其意义
光合作用
保护功能
储藏营养物质
叶肉细胞
表皮细胞（无叶绿体）
储藏细胞
没有叶绿体，没有角质层
细胞壁上形成角质层
有叶绿体
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。
表皮细胞
气孔细胞
储藏细胞
叶肉细胞
2.构成植物体的组织的细胞
1.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。
细胞分裂
细胞分化
小肠上皮细胞
血红细胞
神经细胞
肌细胞
细胞分裂使细胞数目增多
细胞分化使细胞种类增加
一 细胞分化及其意义
持久性：
不可逆性（稳定性）：
普遍性：
遗传物质不变性：
发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度
一般来说分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
2.细胞分化的特点：
一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。
一 细胞分化及其意义
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。
细胞分化发生在整个生命进程，胚胎时期达到最大限度。
分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
普遍性
稳定性
持久性
不可逆性
人、动物、植物、细菌、真菌等生物个体发育过程中都存在着细胞分化
分析以下现象或实例体现了细胞分化的什么特点，并连线。
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 β-珠蛋白 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
思考：三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
DNA相同，都源于受精卵，经有丝分裂产生。
3.细胞分化的实质：
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。
3.细胞分化的实质：
这是细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
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）
3.细胞分化的实质：
基因的选择性表达
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。
器官
系统
人体
有丝分裂
分化
4.细胞分化的意义：
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？
思考讨论
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
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性： ②稳定性（不可逆性）： ③普遍性： ④不变性：遗传物质不变 ①高度分化的植物体细胞具有全能性
②动物已分化的体细胞全能性受限制，
但细胞核仍具有全能性。
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成完整有机体或其他细胞
大小 比较 细胞分化程度有高低之分， 如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分，
如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
细胞分化与细胞全能性的比较
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？