6.2细胞的分化 课件(共42张PPT)2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共42张PPT)
6.2细胞的分化
细胞分化
01
细胞全能性
02
目标
问题探讨
白血病，亦称作血癌，是一类造血干细胞异常的克隆性恶性疾病。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，异常白细胞是不成熟的幼稚细胞，存活期变长，且不能像正常白细胞那样抗感染。临床表现为贫血、出血、感染等症状。
红细胞
血小板
白细胞
骨髓中的
造血干细胞
问题探讨
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？
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
2.骨髓移植可以有效地治疗白血病，骨髓与血细胞
的形成有什么关系？
骨髓中有造血干细胞能够增殖分化，不断产生不同种类的血细胞。
红细胞
血小板
白细胞
骨髓中的
造血干细胞
细胞分化及其意义
01
细胞分化
构成人体器官有四种组织：上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织。组织由形态相似，结构、功能相同的细胞构成。
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
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。
细胞分化
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？
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
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。
细胞分化
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
总结：同一动物体的这些细胞都源自早期胚细胞。
观察各细胞后，有何发现？
细胞分化
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
功能：光合作用
功能：保护功能
功能：贮藏营养物质
总结：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
细胞分化
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，叫作细胞分化。
细胞分裂
细胞分化
细胞分裂细胞数目增多
细胞分化细胞种类增多
细胞分化
分化的结果：
分化的起点：
一个或一种细胞
产生形态、结构、功能不同的细胞
细胞分化
2.特点：
（1）持久性：贯穿于生物体整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。
（2）稳定性（不可逆性）：一般来说，分化了的细胞不会再变成原始的细胞，将一直保持分化后的状态，知道死亡。
（3）普遍性：在生物界中普遍存在。
（4）遗传物质不变性：分化后细胞的遗传物质不变。
细胞分化
1.细胞分化过程中遗传物质是否也发生了改变
2. 但这些细胞在形态、结构和功能上发生了很大差异, 这是怎么回事呢？
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
3.实质：
这是细胞中的基因选择性表达的结果，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。
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
遗传信息没变（细胞形态、结构和功能不同）
A B C D E
细胞分化
(1)管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
(2)奢侈基因：只在特定细胞中选择性表达的基因，控制细胞的分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因。
细胞分化
细胞水平：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
亚显微结构水平：细胞器的数目、种类及细胞质基质成分和功能发生改变。
分子水平：
蛋白质角度：蛋白质种类、数量改变
核酸角度：DNA种类、数目不变，RNA种类、数量改变
细胞分化
①④—复制
②—转录
③—翻译
⑤—逆转录
细胞分化
4.意义：
①细胞分化是_______________的基础
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞_______________，有利于提高各种生理功能的效率。
生物个体发育
趋向专门化
类别 细胞分裂 细胞分化
时间 从受精卵开始 发生在整个生命阶段(胚胎时期达到最大限度）
结果 细胞数量增多 细胞种类增多
意义 细胞分裂生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础 细胞分化是个体发育的基础。使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
关系 ①细胞分裂是细胞分化的基础； ②一般来说，分化程度越高，细胞的分裂能力就越低。 细胞分裂与细胞分化的比较
思考讨论
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
细胞的全能性
02
细胞的全能性
【资料一】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。
结论：已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体，即植物细胞具有全能性。
植物组织培养
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
有根、茎、叶的试管苗
脱分化
再分化
愈伤组织：一个没有分化的细胞团。其细胞排列疏松无规则，液泡较大，细胞无固定形状。可诱导分化长出根、芽、叶、茎，形成完整植株。
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
有根、茎、叶的试管苗
脱分化
再分化
1.分化的细胞长成完整植株需要什么条件？
（1）脱离母体（必要条件）；
（2）一定的营养物质（无机盐、糖类等）；
（4）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）。
（3）激素，主要是生长素和细胞分裂素；
植物组织培养
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
有根、茎、叶的试管苗
脱分化
再分化
2.由此可以得出什么结论？
已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体，即植物细胞具有全能性。
植物组织培养
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
有根、茎、叶的试管苗
脱分化
再分化
3.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的植物细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
能，所有细胞遗传物质相同。
植物组织培养
植物组织培养
优点：
繁殖植物不受季节限制。
缩短育种年限。
节约成本。
解决有些植物产种子少、繁殖率低的难题。
细胞的全能性
【资料二】科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，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。
进行了核移植，而不是直接培养高度分化的细胞
思考1：这个过程与植物组织培养过程有什么不同
细胞的全能性
高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性
思考2：从这个实验可以得出什么结论？
细胞的全能性
卵细胞的细胞质中可能存在有利于细胞核全能性表达的物质。
思考3：为什么要利用蛙的去核卵细胞？
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。
一些没有分化的细胞，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。
细胞的全能性
2、原因：
细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
方法提炼：
判断细胞有没有全能性
细胞内含不含有本生物全套的遗传信息
判断体不体现全能性
①离体
②起点是已分化的细胞
③终点是完整有机体或各种细胞
细胞的全能性
3、应用：
（1）快速繁殖花卉、蔬菜等
（2）拯救珍稀、濒危动植物
长江女神白鳍豚
百合花杜鹃
（3）克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
细胞的全能性
4、细胞全能性的比较
①物种不同：植物细胞 动物细胞
②分化程度不同：受精卵 生殖细胞 体细胞
③未分化或分化程度低的体细胞 分化程度高的体细胞
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干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂能力和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
1、概念：
干细胞
按来源分
（发育时期）
成体干细胞：存在于组织器官中的未分化细胞,在体内终生具有自我更新和分化潜能
按分化潜能分
全能干细胞（ ）
多能干细胞（ ）
（如神经干细胞 ）
类型
胚胎干细胞
如受精卵、胚胎干细胞
如造血干细胞
专能干细胞只能向特定细胞分化
干细胞
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
干细胞
中新网上海新闻 10月29日电 (记者 陈静) 一份来自爱心人士捐赠的脐带血造血干细胞成功挽救了 一名罹患再生障碍性贫血的18岁大男孩小池(化名)的生命。
脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病
课堂小结
课堂小练
一、判断题
（1）单细胞生物的细胞分化现象更加明显（ ）
（2）细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化（ ）
（3）生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果（ ）
（4）细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转
（ ）
×
√
×
√
课堂小练
二、选择题
1.细胞分化过程中不会出现的是（ ）
A.细胞形态结构改变 B.细胞器种类和数量改变
C.蛋白质种类和数量的改变 D.细胞核遗传物质的改变
D
课堂小练
2．科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉”羊。下列关于此实验的说法错误的是（ ）
A．高度分化的细胞仍然保持全能性
B．重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质
C．在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种
D．运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体
D