6.2细胞的分化（共51张ppt）高中生物人教版（2019）必修1

(共51张PPT)
细胞的分化
第六章 第1节
第六章 细胞的生命历程
受精卵是如何构建起复杂的生物体的？
受精卵
个体发育的起点
神经细胞
肌肉细胞
红细胞
白细胞
受精卵
细胞增殖
数量增加
细胞分化
种类增加
个体发育
Cell differentiation and its significance
细胞分化及其意义
01
Definition
细胞分化的概念
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。
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？
提示：健康人会不断产生新的血细胞补充到血液中去
01
Definition
细胞分化的概念
骨髓与血细胞的形成有什么关系？
提示：骨髓中的造血干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。
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。
01
Definition
细胞分化的概念
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。
01
Definition
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。
胚胎细胞
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
01
Definition
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。
植物
叶肉细胞
（含叶绿体）
表皮细胞
（无叶绿体，有角质层）
储藏细胞
（无叶绿体和角质层
储藏营养物质）
Why do cell morphology, structure and function change greatly
为什么细胞形态、结构和功能
会发生很大改变？
两种细胞所含的基因（遗传物质）相同吗？为什么？
提示：相同，红细胞和肌细胞均来自于中胚层,由中胚层细胞通过有丝分裂和分化形成,因此两种细胞的细胞核基因是相同的。
注：基因是遗传物质的基本单位。基因通过控制蛋白质的合成控制生物性状，这个过程称为基因表达。
细胞内基因 细胞内蛋白质 ATP 合成酶基因 呼吸酶基因 血红 蛋白 基因 肌动 蛋白 基因 ATP 合成酶 呼吸酶 血红蛋白 肌动蛋白
幼红细胞 + + + + + + + -
肌细胞 + + + + + + - +
从分子角度分析，是什么原因导致两种细胞在形态、结构和功能上的不同？
注：基因是遗传物质的基本单位。基因通过控制蛋白质的合成控制生物性状，这个过程称为基因表达。
细胞内基因 细胞内蛋白质 ATP 合成酶基因 呼吸酶基因 血红 蛋白 基因 肌动 蛋白 基因 ATP 合成酶 呼吸酶 血红蛋白 肌动蛋白
幼红细胞 + + + + + + + -
肌细胞 + + + + + + - +
直接原因
合成的蛋白质种类不同
根本原因
不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同
02
reason
细胞分化的原因
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。
肌动蛋白基因关闭
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因开启
血红蛋白基因关闭
肌肉细胞
红细胞
合成血红蛋白
(运输氧气)
合成肌动蛋白
（运动功能）
不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？
注：基因是遗传物质的基本单位。基因通过控制蛋白质的合成控制生物性状，这个过程称为基因表达。
细胞内基因 细胞内蛋白质 ATP 合成酶基因 呼吸酶基因 血红 蛋白 基因 肌动 蛋白 基因 ATP 合成酶 呼吸酶 血红蛋白 肌动蛋白
幼红细胞 + + + + + + + -
肌细胞 + + + + + + - +
管家基因
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合成酶基因呼吸酶基因等。
奢侈基因
即组织特异性基因，这类基因与各类细胞的特殊性有直接的关系, 是在各种组织中进行不同的选择性表达的基因。如血红蛋白基因、肌动蛋白基因等。
03
characteristics
细胞分化的特点
哪些生物会发生细胞分化？
资料1
动物
资料3
微生物
鱼腥藻：红色为正常的营养体细胞，蓝色为具有固氮作用的异形胞
资料2
植物
普遍性
03
characteristics
细胞分化的特点
细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生命的整个过程中呢？你能举例说明吗？
资料4
表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞（比如脱皮、头皮屑等）
资料5
分生区细胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根冠细胞。
持久性
资料1
动物
资料3
微生物
鱼腥藻：红色为正常的营养体细胞，蓝色为具有固氮作用的异形胞
资料2
植物
资料7
上皮细胞、骨骼肌细胞、神经细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们不可能恢复成早期胚胎细胞。
03
characteristics
细胞分化的特点
已经分化的细胞还能变成其他细胞吗？
资料6
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。
稳定性
不可逆性
资料4
表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞（比如脱皮、头皮屑等）
资料5
分生区细胞不断分裂分化形成伸长区细胞和根冠细胞。
03
characteristics
细胞分化的特点
普遍性
持久性
不可逆性
稳定性
遗传物质
不变性
细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
已经分化的细胞一直保持分化后的状态，不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。
已经分化的细胞一直保持分化后的状态，不会变成其他类型的细胞。
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。
What is the significance of cell differentiation
细胞分化的意义是什么？
04
Significance
细胞分化的意义
生物个体发育的基础
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。
有利于提高各种生理功能的效率
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。
Summary
小结
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。
1、细胞分化：
基因的选择性表达
2、细胞分化的原因：
3、细胞分化的特点：
①普遍性
②持久性
③稳定性
④不可逆性
⑤遗传物质不变性
4、细胞分化的意义：
①细胞分化是生物个体发育的基础
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。
Summary
小结
比较项 细胞分裂 细胞分化
细胞数量
细胞形态、结构
遗传物质种类
蛋白质种类
联系 增加
不变
相同
不同
相同
相同
相同
不同
分裂是分化的基础
共同完成个体发育过程
Cell totipotency
细胞的全能性
Can highly differentiated cells differentiate into other cells like early embryos
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
斯图尔德(F.C. Steward)
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。
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
思考●讨论
资料1
从资料1中可以得出什么结论？
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
植物组织培养技术
斯图尔德(F.C. Steward)
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。
思考●讨论
资料1
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？
能够
植物组织培养技术
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
Cell totipotency
细胞全能性
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。
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
思考●讨论
资料2
这个过程与植物组织培养过程有什么不同
进行了核移植，而不是直接培养高度分化的细胞
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。
注：到目前为止，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
思考●讨论
资料2
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？
与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
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
资料2
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？
与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
克隆羊
克隆猴
Cell totipotency
细胞全能性
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。
植物
植物细胞具有全能性
动物
动物细胞核具有全能性
The reason why cells have totipotency
细胞具有全能性的原因？
想一想
Cell totipotency
细胞全能性
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。
已分化的细胞含有本物种全套的遗传信息！
植物
植物细胞具有全能性
动物
动物细胞核具有全能性
What are the applications of cell totipotency in practice
细胞全能性在实践中有哪些应用？
想一想
What are the applications of cell totipotency in practice
快速繁殖
What are the applications of cell totipotency in practice
快速繁殖
微型观赏植株
What are the applications of cell totipotency in practice
快速繁殖
微型观赏植株
拯救濒危物种
（大理铠兰）
What are the applications of cell totipotency in practice
微型观赏植株
快速繁殖
拯救濒危物种
（大理铠兰）
拯救濒危物种
（雪豹）
What are the applications of cell totipotency in practice
拯救濒危物种
（大理铠兰）
微型观赏植株
快速繁殖
拯救濒危物种
（雪豹）
器官移植
stem cells
干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
如受精卵
如骨髓造血干细胞
如神经干细胞
造血干细胞移植治疗血液疾病
通过静脉输注正常的造血干细胞，重建患者正常造血与免疫系统，从而治疗一系列血液疾病的治疗方法。
造血干细胞移植
骨髓造血干细胞移植治疗血液疾病
中华骨髓库
中国造血干细胞捐献者资料库简称“中华骨髓库”，统一管理和规范开展造血干细胞志愿捐献者的宣传、组织、动员，为重症血液病患者检索配型相合的造血干细胞捐献者并提供移植相关服务等。
人造器官
人体中的重要器官，如心脏、肝脏、肾脏等一旦受损大都无法再生。如果可以制造人工器官，代替原有组织，就能从根源上解决器官移植缺口大及免疫排斥的问题
曾经这一切遥不可及，但干细胞技术却让这一切成为可能。
干细胞治疗技术代表着未来医学的一个重要发展方向。干细胞疗法在人体组织和器官损伤修复、还原、替代或再生作用日渐凸显,表现出独特优势,为人类重大难治性疾病的治疗带来了希望。有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞研究的新进展。
练习与应用
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。( )
×
√
练习与应用
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
练习与应用
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
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
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。
本节结束