生物人教版（2019）必修1 6.2细胞的分化（共37张ppt）

(共37张PPT)
第2节 细胞的分化
第6章 细胞的生命历程
学习目标： 1.阐明细胞分化的概念，说出细胞分化是细胞中的基因选择
性表达的结果，是形成多细胞生物体的必要过程。
2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面
的应用。
3.说出干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。
教学重点： 1.细胞分化的概念、原因和意义。
2.细胞全能性的概念。
教学难点： 1.细胞分化的原因。
2.细胞全能性的概念。
白血病男孩辍学6年再高考，成绩出来感动所有人
情境导入：
在人体内，红细胞的寿命为120d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。
问题探讨
脐带血治疗白血病的生物学原理
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。
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？
骨髓与血细胞的形成有什么关系？
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
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。
问题探讨
讨论：
探索一 细胞的分化
实例 ：
1
思考 讨论 比较构成人体组织的细胞
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞
形态 扁平、立方、柱状 圆柱形， 细长 椭圆形 星形、锥形、梨形、圆形
结构 排列紧密，间质少 有横纹，多核 细胞间质发达 有轴突、树突
功能 保护、吸收等 收缩 支持 感受刺激
传导冲动
实例 ：
1
思考 讨论 比较构成人体组织的细胞
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？
形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同
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。
细胞分化
同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
叶肉细胞
表皮细胞（无叶绿体）
储藏细胞
实例 ：
2
受精卵（植物）发育产生不同的细胞类型
没有叶绿体，没有角质层
细胞壁上形成角质
有叶绿体
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。
细胞分化：
细胞分裂
细胞分化
细胞分裂使细胞数目增多，
细胞分化使细胞种类增加。
细胞分化的定义
细胞分化的特点
（2）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。
（3）已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。
（1） 细胞分化发生在整个生命进程中。
（4）在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
(持久性)
(稳定性)
(不可逆性)
(普遍性)
基因：ABCDE
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是蛋白质种类的不同
基因的选择性表达
细胞分化的实质
基因的选择性表达
细胞分化的实质
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）
细胞分化的“变”与“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
a.蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
b.基因角度：基因选择性表达，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。
细胞分化的实质
细胞分化的过程
细胞分化的结果及意义
细胞分化的意义
产生形态、结构、功能不同的细胞，
不同类型的细胞构成不同的器官和组织。
细胞分化的结果
（1）生物界中普遍存在的生命现象，它是个体发育的基础。
（2）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。
细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞数量
形态结构功能
相同点 联系 增加
相同
不变
差异
染色体和遗传信息都不变
①先分裂，后分化；
②细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程；
③分化程度越高，分裂能力越低
比较细胞分裂与细胞分化
已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞呢？
探索二 细胞的全能性
成熟胡萝卜植株
肉质根薄片
切取
在培养基中离体培养
胚状体发育
转接
试管苗
移栽成活
【资料一】植物组织培养技术
实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力
【资料二】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。
讨论：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？
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。
母羊B
乳腺细胞取其细胞核
母羊A
未受精的卵细胞去其细胞核
母羊C
“多莉”
重组细胞
【资料三】克隆羊“多利”的诞生：
“多利”的诞生证明：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
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的细胞。
2.原因：　
体细胞中都具有该物种全套的遗传物质，都具有发育成完整个体所必需的全部基因。
3.细胞全能性表现的必要条件：　
（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；
1.概念：　
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。
细胞的全能性
离体的植物器官组织或细胞
植物激素
愈伤组织
根、芽
植物体
脱分化
再分化
由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株充分说明高度分化的植物组织细胞仍具有发育成完整植株的能力，即具有全能性。
（1）高度分化的植物体细胞具有全能性
4.植物细胞的全能性
（2）植物组织培养技术
①原理：植物细胞具有全能性
②过程：
细胞的全能性
母绵羊A
乳腺细胞
（体细胞）
母绵羊B
未受精的卵细胞
母绵羊C
新的卵细胞
发育成胚胎
去核卵细胞
提取细胞核
细胞融合
胚胎 移植
多莉
分 娩
克隆羊“多利”
证 明
动物细胞核具有全能性
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。
细胞核含有本物种遗传所需的全套基因。
5.已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
细胞的全能性
细胞全能性的应用
植物组织培养——快速繁殖花卉、蔬菜等
细胞全能性的应用
拯救珍稀、濒危动植物——克隆技术
白鳍豚
百合花杜鹃
丹顶鹤
细胞全能性的应用
克隆人体器官，用于器官移植
细胞全能性的应用
干细胞
动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。
①概念
按来源分
（发育时期）
成体干细胞
按分化潜能分
全能干细胞
多能干细胞
②类型
胚胎干细胞
专能干细胞
能分化发育成完整个体，如胚胎干细胞
能分化发育成组织或器官，如造血干细胞
只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞
细胞全能性的应用
干细胞的来源与运用
细胞全能性的应用
干细胞
干细胞可以用于治疗血液系统疾病（如白血病）
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病
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
植物细胞的全能性>动物细胞全能性
受精卵>生殖细胞(精卵细胞)>体细胞
分裂能力、分化能力、分化程度、全能性大小的比较
细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因的选择性表达 已分化的细胞依旧含有本物种的全套遗传信息
结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 可形成新的个体
比较 分化程度： 体细胞＞生殖细胞＞受精卵 全能性：
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
一、(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
练习与应用
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
二、拓展应用
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。