6.2细胞的分化课件(共29张PPT)-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共29张PPT)
大单元
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
目标
01
02
03
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。
举例说明细胞全能性概念及应用。
能说出干细胞的特点，并解释其在生产实践中的应用。
学习目标
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？
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。
【问题探讨】
受精卵
细胞分裂
细胞分化
多细胞生物体从小到大，不仅有细胞_____的增加，还有细胞在_____和_____上的分化。即使在成熟的个体中，仍有一些细胞具有产生不同种类的新细胞的能力(如：造血干细胞)。
数量
结构
功能
一、细胞分化
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么异同？
均不同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。
【问题探讨】
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。
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。
【问题探讨】
这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？是否来自于同一种细胞？
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
没有叶绿体，没有角质层
细胞壁上形成角质层
有叶绿体
1.细胞分化的概念
受精卵
胚胎干细胞
细胞分裂
细胞分化
上皮细胞
肌肉细胞
红细胞
神经细胞
1、概念：在个体发育中，由 细胞增殖产生的后代，在 、
和 上发生 的过程。
一个或一种
形态
结构
生理功能
稳定性差异
2、特点：
3、意义：
4、实质：
？
①持久性：
细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
②不可逆性（稳定性）：
高度分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
2.细胞分化的特点
③普遍性：
是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
（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。
细胞分化是否意味着细胞中的遗传物质发生改变呢？
就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息。
3.细胞分化的意义
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。
红细胞
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
肌动蛋白合成相关基因关闭
血红蛋白基因开启
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
血红蛋白基因关闭
肌细胞
肌动蛋白合成相关基因开启
4.细胞分化的实质
细胞总DNA 蛋白质 肌动蛋白基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 肌动蛋白 血红蛋白 胰岛素
肌肉细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
思考1: 三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
三种细胞的DNA相同，蛋白质不同。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，即基因的选择性表达。
（注：“＋”表示表达，“－”表示为不表达）
思考2：细胞分化的根本原因和直接原因是什么？
根本原因：基因选择性表达 直接原因：蛋白质种类的不同
4.细胞分化的实质
4.细胞分化的实质
细胞分裂
细胞分化
上皮细胞
肌肉细胞
红细胞
神经细胞
受精卵
胚胎干细胞
A
B
C
D
E
受精卵基因
A
B
C
D
E
胚胎干细胞基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
体细胞基因
四种细胞为什么都要选择E基因进行表达呢？
补充
基因 细胞中的表达情况 功能 例子
管家基因 所有细胞均要表达的基因 维持细胞基本生命活动所必需 呼吸酶基因
ATP合成酶基因
微管蛋白基因
奢侈基因 只在特定细胞中选择性表达的基因 赋予不同细胞特异性的生理功能 血红蛋白基因
肌动蛋白基因
胰岛素合成基因
基因选择性表达指的是奢侈基因的选择性表达！
细胞分化的实质是基因的选择性表达的结果。
4.细胞分化的实质
二、细胞的全能性
既然已分化的细胞的遗传物质与受精卵相同，那么受精卵可以发育为个体，已分化的细胞能吗？
？
？
细胞团块
1958，美国科学家斯图尔德植物组织培养
分离的韧皮部细胞
（离体的组织或器官）
脱分化
再分化
根茎叶
新植株
（具很强的分裂能力）
胡萝卜
单个细胞分裂成多个细胞
讨论2：如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的植物细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
能
讨论1：从资料1可以得出什么结论？
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即具有全能性。
细胞的全能性：是指细胞经分裂和分化后，仍具有 或
的潜能和特性。
产生完整有机体
分化成其他各种细胞
注意：植物的种子发育成完整植株，不能说明细胞具有全能性。
植物细胞实现全能性的条件：
1）离体
2）一定的营养物质和植物激素
3）适宜的外界条件
二、细胞的全能性
植物细胞全能性的应用
（1）植物组织培养——快速繁殖花卉、蔬菜; 培养微型观赏植株; 拯救濒危物种
优点：快速、大量繁殖；不受季节影响；保持植物的优良品质。
动物细胞能否培养成新个体呢？
很遗憾：动物细胞至今没有成功
并不绝望：P120资料2。
思考·讨论：
细胞的全能性
资料2.非洲爪蟾的蝌蚪实验
讨论1：将肠上皮细胞单独培养不能获得新个体，这说明什么？
讨论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？
高度分化的动物细胞不具有全能性。
已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
卵母细胞：体积大易操作，营养物质丰富，细胞质中含有促使细胞核全能性表达的物质。
细胞的全能性：是指细胞经分裂和分化后，仍具有 或
的潜能和特性。
2.具有全能性的原因：
产生完整有机体
分化成其他各种细胞
已分化的细胞（细胞核）内含有该物种全套遗传物质
3.细胞的全能性高低
①植物细胞 > 动物细胞
b.受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
a.未分化细胞> 分化细胞
③细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低。
(成反比)
二、细胞的全能性
②幼嫩细胞>衰老细胞
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：
三、干细胞
1.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）
2.干细胞的种类
全能性高低：
受精卵＞胚胎干细胞＞造血干细胞
＞神经干细胞
骨髓移植的方法治疗白血病
利用胚胎干细胞体外培养组织或器官,通过移植修复病人损伤组织
干细胞领域依然面临着很多问题，也存在很多争议，有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞的研究进展，思考科学、技术和社会的关系。
应用
3.干细胞的应用
课堂小结
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。( )
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×
√
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
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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
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