6.2 细胞的分化 课件(共23张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修1

(共23张PPT)
细胞的分化
第2节
1.阐明细胞分化的概念、特点及意义
2. 举例说明细胞全能性概念及应用
受精卵
细胞群
①
上皮细胞
骨骼肌细胞
......
神经细胞
②
①和②分别通过什么过程实现的？两者有何区别？
成年人全身细胞总数约1012个，细胞种类有200多种。这么多种类细胞都来自1个受精卵细胞。
组织
器官
系统
①细胞分裂：指细胞增殖过程，使细胞数目增多。
②细胞分化？
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的稳定差异过程。
（阅读教材P119）
细胞分化及其意义
叶肉细胞
分生细胞
导管筛管
表皮细胞
分生组织
营养组织
输导组织
保护组织
营养器官
生殖器官
茎
果实
根
叶
花
种子
分化的结果：
使细胞种类增加
产生了形态、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。
一、细胞分化的意义
请带着以下问题认真阅读教材P119相关文字，然后讨论以下问题。
1、细胞分化有何意义？
2、单细胞生物有细胞分化吗？它有什么特点？
3、细胞分化的实质是什么？如何理解？
4、如何从细胞水平和分子水平判断一个细胞是否分化？
(1)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。
(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
的效率和组织器官的修复。
资料分析：
哺乳动物高度分化的成熟红细胞不会再返回到有核的前体细胞即造血干细胞。
造血干细胞（有核）
成熟红细胞（无核）
细胞分化
脱分化？
不可逆性和稳定性：一旦细胞沿着一定方向分化后，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡，而不会脱分化到原先未分化的状态。
持久性
稳定性
普遍性
二、细胞分化的特点
2.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。
3.人体不同类型细胞之间的差异是稳定不变的，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。
稳定性
不可逆性
1.细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
下列事实分别说明了细胞分化的什么特点？
想一想
三、细胞分化的实质（机理）
表达？
选择性？
思考：就同一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但形态、结构和功能却又差异很大，这是怎么回事呢？
基因选择性表达 a、时间：同一细胞在不同的发育时期基因表达不同。
b、空间：机体不同位置的细胞基因表达不同。
基因？
合成胰岛素
开启某些基因(如胰岛素合成基因开启）
关闭某些基因（如肌动蛋白基因关闭）
心肌细胞
细胞分化成
细胞分化成
胰岛B细胞
合成肌动蛋白
开启另一些基因（如肌动蛋白基因开启）
关闭另一些基因
（如胰岛素合成基因关闭）
胚胎细胞
细胞产生了不同种类的蛋白质
肌动蛋白基因
胰岛素基因
受精卵
肌细胞
胰岛B细胞
DNA
胰岛素基因
肌动蛋白基因
胰岛素基因
肌动蛋白基因
表达
不表达
表达
不表达
肌动蛋白
胰岛素
图解细胞分化原因：
直接原因：
合成了具有特定结构和功能的蛋白质
根本原因/实质：
遗传物质有选择性地发挥作用即基因的选择性表达
管家基因
未成熟的红细胞
奢侈基因
胰岛B细胞
思考：对于人未成熟的红细胞和胰岛B细胞，下列哪些基因
一定能表达，哪些基因不会表达？
⑴细胞呼吸酶基因， ⑵血红蛋白基因
⑶核糖体相关酶的基因 ⑷胰岛素基因
细胞分化与细胞分裂的比较
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
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。一般来说，分化程度越高，分裂能力就越低
细胞的全能性
一般来说，细胞分化是不可逆的。但是在离体和人工培养等条件下，某些高度分化的细胞也能恢复分裂和再分化。
实例表明：在离体时给予细胞一定条件，高度分化的植物细胞仍然具有发
育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。
已分化细胞
恢复有丝分裂
愈伤组织
再分化
胚状体
有丝分裂
和
再
分化
试管苗
完整个体
外植体
细胞的全能性
是指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。
思考1：
从遗传的角度来分析，为什么受精卵能够发育成一个完整的个体？
因为受精卵含有该物种发育成为完整个体必需的全套遗传信息。
思考2：
已经高度分化的动物细胞是否也能发育成为一个完整的个体呢？
植物细胞培养取得成功后，科学家试着用动物细胞进行培养，预计能够将一个动物培养成一个完整的动物体，但是无一例成功。
绵羊“多利” 整个克隆过程如下：
母羊A
乳腺细胞
（体细胞）
无法发育成多利
植入代孕母羊C子宫内
这说明什么呢？
高度分化的动物细胞没有表现出全能性
取核
母羊B
未受精的卵细胞
去核
新的细胞
（重组细胞）
母绵羊C子宫内
“多利”
这说明什么呢？
现今只证明已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。
细胞全能性大小的比较：
在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的动物细胞中，全能性最大的是____,最小的是____。
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越高，全能性越____；分化程度越低，全能性越_____。另外，植物细胞全能性_____动物细胞。
①
③
低
高
高于
细胞分化不会导致遗传物质的改变，已分化的细胞仍具有全能性。一般来说，分化程度越高，分裂能力越弱，全能性越难以实现；分化程度越低，分裂能力越强，全能性越容易实现。
一粒种子萌发为幼苗，并长成完整植株是否体现了细胞的全能性呢？
这个过程没有体现细胞的全能性。种子是植物的幼体，不是一个细胞。种子发育成植株是个体正常发育的过程。
项目 细胞分化 细胞全能性
原理
结果
大小 比较
关系
细胞全能性与细胞分化的比较
细胞内基因的选择性表达
含有本物种全套遗传物质
形成形态、结构、生理功能不同的细胞
形成新的个体或其他各种细胞
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(植物细胞>动物细胞)
①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞仍具有全能性；
②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高
细胞全能性的应用
植物组织培养实验室
（1）利用植物组织培养技术快速繁殖花卉、蔬菜等
（2）拯救珍稀、濒危动植物
长江女神白鳍豚
丹顶鹤
天然抗癌植物-红豆杉
降“三高”药用植物-金花茶
（3）干细胞再生技术克隆人体器官，用于器官移植。
心脏移植
肾脏移植
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。干细胞通过细胞分裂增加细胞数目，一部分会发生分化，一部分保持分裂能力，用于自我更新。
应用：
在细胞修复、发育生物学、药物学、器官移植等领域有广阔的应用前景、为白血病、癌症、糖尿病等疾病的根治带来了希望。
干细胞分裂能力强，分化潜能也强
分类：
全能干细胞：能分化成各种细胞，如胚胎干细胞
多能干细胞：能分化成多种细胞，如造血干细胞
专能干细胞：只能向特定细胞分化，如神经干细胞
举例
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