6.2细胞的分化 课件(共34张PPT1个视频)高中人教版生物必修一

(共34张PPT)
第2节 细胞的分化
问题探讨
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。
讨论
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？
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
骨髓中的造血干细胞能产生新的血细胞。
骨髓中的造血干细胞产生的形态、结构和功能不同的血细胞的过程就是细胞分化。
一.细胞分化及其意义
任务1：细胞和器官水平
分析细胞分化
受精卵
细胞分裂
细胞分化
系统
人体
软骨细胞
上皮细胞
肌肉
细胞
神经细胞
结缔组织
肌肉组织
神经组织
器官
上皮组织
上皮细胞
软骨细胞
神经细胞
骨骼肌细胞
受精卵（动物）发育产生不同的细胞类型
细胞分化
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
受精卵（植物）发育产生不同的细胞类型
细胞分化
在个体发育中，由________________增殖产生的后代，在_____________________上发生___________的过程，叫细胞分化。
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
稳定性差异
1.概念：
有丝分裂
细胞分化
2、细胞分化的特点
细胞分化发生在整个生命进程中。动物胚胎时期达到最大限度。
实例1
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
实例2
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形态和结构
实例3
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
实例4
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变
实例5
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
遗传物质不变性
3、细胞分化的意义
实例1 人体在生长发育过程中,如果仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体不能正常发育。
（1）细胞分化是生物个体发育的基础
实例2 哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和众多的细胞器，细胞中有大量的血红蛋白，因此提高了红细胞运输氧气的能力。肌肉细胞含有大量线粒体，细胞中有大量收缩蛋白质，因此肌肉细胞有很强的收缩功能。
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
4、细胞分化的时期
资料1 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）
资料2 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。
资料3 分生区细胞不断分裂分化形成伸长区、根冠细胞。
思考：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？
细胞分化发生在生物体的整个生命过程中
深入思考：细胞分化的原因是什么？
细胞分化直接原因和根本原因？
有丝分裂
差异在哪里？
什么是生命活动的主要承担者？
蛋白质
结果
遗传物质稳定一致
任务2：分子水平 分析细胞分化
细胞类型 呼吸酶 基因 核糖体相关 基因 唾液淀粉酶基因 肌肉蛋白 基因 胰岛素 基因 血红蛋白
基因
唾液腺 细胞
心肌细胞
胰岛B细胞
红细胞
5.细胞分化的原因（实质）
思考：四种细胞的DNA相同吗？为什么？
细胞类型 呼吸酶 相关蛋白 核糖体相关 蛋白 唾液淀粉酶 肌肉蛋白 胰岛素 血红蛋白
（β-珠蛋白）
唾液腺 细胞
心肌细胞
胰岛B细胞
红细胞
5.细胞分化的原因（实质）
思考：四种细胞的蛋白质相同吗？为什么？
催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶基因
生长激素基因
胰岛素基因
血红蛋白基因
胰岛B细胞
垂体细胞
神经细胞
不同细胞中遗传信息的执行情况不同，“基因的选择性表达”
5.细胞分化的原因（实质）
管家基因
奢侈基因
细胞分化的标志
分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液
淀粉酶、胰岛素等。
细胞水平：形成了不同种类的细胞。
5.细胞分化的原因（实质）
思考：细胞分化中的不变与变化？
①不同细胞中的遗传物质(遗传信息，即DNA)不发生变化
②不同细胞的形态、结构、功能不同，蛋白质种类不完全不同
细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加细胞数目
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
增加细胞种类
发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度
遗传信息不变
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
比较细胞分裂与细胞分化
既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性、不变性，如果给予一定条件，高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗
思考：
二、细胞的全能性
资料1：植物组织培养技术
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
实验证明：
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
愈伤组织
胚状体
有根茎叶的试管苗
新的植株
思考：1.该技术需要什么条件？
2.该技术有哪些应用？
3.为什么分化后的植物
细胞能发育成完整个体？
无菌
离体状态
营养和植物激素
适宜的温度和PH值
组织培养进行快速繁殖
拯救濒危物种
与基因工程结合培育作物新类型
百合花杜鹃
资料2：核移植技术
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。
二、细胞的全能性
已分化的动物细胞的细胞核仍具有发育为完整个体的能力。
实验证明：
思考：为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？
“中中”和“华华”的诞生
资料3：核移植
二、细胞的全能性
1、定义：
2、原因：
细胞经___________后，仍具有______________________或__________________的______和______；
分裂和分化
产生完整有机体
分化成其他各种细胞
潜能
特性
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
哺乳动物成熟红细胞不具有全能性
每个细胞具有该生物生长发育的全部的遗传物质。
任务3：总结细胞全能性的定义和原因
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 干细胞
＞
＞
＞
不同生物
同一生物
细胞分化程度越高，细胞的全能性 。
细胞分裂能力越强，细胞的全能性 。
越低
越高
思考2：成熟动物和人体内还有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？
幼嫩细胞 衰老细胞
>
＞
体细胞
思考1：为什么动物细胞要取细胞核，而植物细胞则可以是整个细胞？
细胞全能性高低不同
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞
人体许多疾病或意外仿害,都是由组织或器官受到损伤而引起的。如果能够在体外保存和培养各种干细胞,使之形成组织或器官,不就可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换了吗 这正是许多科学家目前研究的课题,但任务艰巨,难度极大。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。
与社会的联系
分裂：干细胞自我更新
分化：形成其他类型的细胞
三、干细胞
三、干细胞
名称 特点 实例
全能干细胞 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
多能干细胞 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
专能干细胞 只能分化成某一类型的细胞 神经干细胞
根据来源可分为胚胎干细胞、成体干细胞、造血干细胞、神经干细胞和
肌肉干细胞。
把宝宝脐带血存“银行”
脐带血:是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液,通常是废弃不用的,近年来不少产妇把保存脐带血当作给孩子买了一份保险。 　　　
研究发现，脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞，可用于造血干细胞移植，治疗多种疾病。目前，脐带血主要用于治疗血液方面的疾病，尤其是对白血病、地中海贫血等有较大的作用，这是因为现在绝大部分家庭都是独生子女，血液配型相对较难，脐带血在这方面能起到作用。
脐带血中的造血干细胞可以用于治疗血液系统疾病；
三、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
P122 科学·技术·社会 骨髓移植和中华骨髓库
三、干细胞
日本东京大学和京都大学的科学家研究出人耳鼠，就是在老鼠背上种植出人耳，他们称要将这项技术用于人体。
人造耳朵
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
三、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
三、干细胞
细胞分化 细胞全能性
原理
特点
结果
大小 比较
关系 细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
①持久性
②稳定性和不可逆性：
③普遍性：
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
形成形态、结构、功能不同的细胞(组织、器官)
形成新的个体或细胞
细胞分化程度有高低之分：
体细胞＞生殖细胞＞受精卵
细胞全能性有大小之分：
受精卵＞生殖细胞＞体细胞
①两者的遗传物质都不发生改变，已分化的细胞保持具有全能性
②细胞分化程度越高，具有的全能性越小
细胞分化和细胞全能性的比较
请据图回答：
（1）①→②、①→④的过程叫做___________________。
（2）①→③的过程叫做_____________________。
（3）③→⑤的过程叫做_____________________。
（4）①-⑤所示的各细胞群中，具有分裂能力的是标号________所示的细胞群。
细胞的分化
细胞的分裂
细胞的生长
①③⑤
练一练
（5）若从②中取一个细胞，在适宜条件下培养，结果产生了一个新个体，这体现了______________________。
（6）组成②③④的细胞在_________、_________和___________上是不同的，因此它们属于不同的_____________。
细胞的全能性
形态
结构
生理功能
组织