生物人教版（2019）必修1 6.2 细胞的分化(课件共24张PPT)

(共24张PPT)
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
教学目标：
1、从理论上说每个细胞都具有全能性。(生命观念）
2、认同完整的生物个体是由细胞的分化而形成的；分析细胞分化和细胞全能性的原理。(科学探究)
3、珍惜生命，尊重生命，关注现代生物发展。(社会责任)
讨论：
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。
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？
问题探讨
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
骨髓中的造血肝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。
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
一.细胞分化及其意义
情景一：构成人体的器官有四种组织，分别是上皮、肌肉、结缔和神经组织。
1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？
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
不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。
比较构成人体组织的细胞
情景二：受精卵（植物）发育产生不同的细胞类型
叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞形态、结构、生理功能有很大的差异，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。
光合作用
保护功能
储藏营养物质
没有叶绿体，没有角质层
细胞壁上形成角质
有叶绿体
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
合作探究：通过以上学习，请尝试总结出细胞分化的概念。
一.细胞分化及其意义
1.细胞分化概念：
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。(教材P119)
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
有丝
分裂
细胞
分化
血小板
白细胞
骨髓中造
血干细胞
红细胞
2.细胞分化时期：
生物体发育的整个生命过程中
例：人体内红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为5~7d，血小板寿命约7~14d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
普遍性
01
04
03
02
细胞分化特点
3.细胞分化特点：
在生物界中普遍存在，
是生物个体发育的基础
持久性
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。
遗传物质不变性
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。
一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。
一般来说，细胞分化是不可逆的，但是在离体状态，人工培养等条件下,某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。
合作探究七：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？
一.细胞分化及其意义
1.不同的细胞的(核遗传物质)种类和数量有差异吗 蛋白质的种类和数量有差异吗
基因没有差异。蛋白质的种类和数量都有差异。
2.细胞分化的实质是什么
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。
细胞类型 细胞中基因 细胞中蛋白质 肌动蛋白 基因 血红蛋白基因 肌动 蛋白 血红
蛋白
肌细胞 + + + -
红细胞 + + - +
　阅读表中实例:(+代表存在,-代表不存在)
一.细胞分化及其意义
4、细胞分化实质
ABCD
A
B
C
D
基因
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
实质(根本原因):
蛋白质种类的不同
基因的选择性表达
直接原因:
一.细胞分化及其意义
4、细胞分化实质
细胞分化
原因
①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。（如呼吸酶基因、ATP合成酶基因--C基因）
②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、血红蛋白基因--A、B、D基因
一.细胞分化及其意义
4、细胞分化实质
细胞分化是奢侈基因的选择性表达。
（5）细胞分化的意义
受精卵
分裂
细胞分化
系统
人体
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
器官
早期胚胎细胞
①细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。(细胞分化的结果)
5、意义：
②细胞分化使多细胞生物体的细胞趋向专门化，利于提高各种生理功能的效率。
一.细胞分化及其意义
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加数目
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
增加种类
发生在整个生命进程中
遗传信息都不变
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程
6.比较细胞分裂与细胞分化
一.细胞分化及其意义
1.下列关于细胞分化的叙述，正确的是( )
A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B.细胞分化仅仅引起细胞形态的改变
C.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果
D.只有在胚胎时期才会发生细胞分化
C
2.下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A.进行ATP的合成 B.进行蛋白质的合成
C.存在血红蛋白 D.进行细胞呼吸
C
一.细胞分化及其意义
　实战训练　
问题1：从资料1中可以得出什么结论？
问题2：如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
能
实验结论：植物细胞具有全能性。
二.细胞的全能性
资料一：1958年,美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)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。
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整植物体。
思考.讨论
①离体状态；
②营养和植物激素；
③适宜的温度和PH值；
④无菌
细胞中具有发育成该个体所需全套遗传物质。
补充2：为什么高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力？
二.细胞的全能性
思考.讨论
补充1：该技术需要什么条件？
目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
资料2：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。
思考.讨论
不能。资料2中实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
问题3：将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1中的实验相比，你能从资料2中的实验得出什么结论？
二.细胞的全能性
非洲爪蟾核移植技术
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。
细胞内含有发育成完整个体的全套遗传信息
（1）离体（必要条件）；
（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。
1.概念：
2.原因：
3.条件：
二.细胞的全能性
火焰兰的快速繁殖
（1）快速繁殖花卉、蔬菜
4.运用：
二.细胞的全能性
（2）运用克隆技术拯救濒危物种
克隆羊多利
（3）用于疾病的治疗
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
二.细胞的全能性
1.概念：
干细胞是一种具有分化潜能和自我复制、更新能力的原始细胞，可以分化形成各种组织器官的细胞。
三.干细胞
2.干细胞的种类
①全能干细胞：
②多能干细胞：
③专能干细胞：
可分化为各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体（胚胎干细胞）
发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体（造血干细胞）
只能分化成某一类型的细胞（神经干细胞）
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
1、植物细胞的全能性>动物细胞全能性
2、受精卵>生殖细胞(精卵细胞)>体细胞
3、分化程度低>分化程度高
分裂能力、分化能力、全能性、分化程度大小的比较
三.干细胞
3.分类：
全能胚胎干细胞
多能骨髓造血干细胞
专能骨髓干细胞
红细胞
细胞全能性强弱：
*分化程度越高，全能性越低，分裂能力越差。
（1）骨髓移植的方法治疗白血病
（2）利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
肝细胞
脂肪细胞
神经细胞
其他细胞
4.干细胞的应用前景：
三.干细胞
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。
1.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A.不分裂的细胞一定不具有全能性
B.细胞全能性的表现需经历细胞分化过程
C.动物细胞和植物细胞的全能性一样高
D.只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全部遗传物质
B
2.所谓干细胞就是 （ ）
A.仍保持全能性的细胞
B.具有分裂和分化能力的细胞
C.具有有丝分裂能力的细胞
D.生物体中所有的细胞
B
当堂检测
二.细胞的全能性&三.干细胞
一、概念检测
1.判断下列有关细胞分化与细胞全能性关系的表述是否正确。
(1)受精卵没有分化，所以没有全能性。( )
(2)细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱。( )
2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是( )
A.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同
B.“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同
C.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同
D.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
√
×
D
6.2 细胞的分化
练习与应用
二、拓展应用
1.植物组织培养的产业化发展十分迅猛，许多企业运用植物组织培养技术大规模生产蔬菜、瓜果和花卉的组培苗，获得可观的经济效益。同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗有什么优势呢？你将来愿意从事这方面的工作吗？
2.干细胞疗法让许多恶性疾病患者看到了希望，但也有不少惨痛的教训。有兴趣的同学，可以了解这方面的信息，思考科学、技术和社会的关系。
同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗的优势是：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。
6.2 细胞的分化
开放
3.在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为( )
A.细胞发生了变异 B.不同细胞的基因不同
C.某些细胞失去了全能性 D.不同细胞中的基因选择性地表达
D