生物人教版（2019）必修1 6.2细胞的分化（共49张ppt1份视频）课件

(共49张PPT)
新教材 人教版 必修一
6.2 细胞的分化
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？
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。
问题探讨
正常白白细胞（放大2000倍）
我们如何发育而来？
受精卵
（起点）
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
早期胚胎干细胞
上皮组织
人体的发育：
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。
数量
结构
功能
有丝分裂
一.细胞分化及其意义
一.细胞分化及其意义
1.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
一.细胞分化及其意义
1.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
讨论1：这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？
这些细胞在形态上相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都是由细胞膜、细胞质、细胞核组成的。
讨论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？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？
在正常情况下，它们是不能恢复成早期胚胎细胞的；这四种组织中的某种细胞不会被转变成其他组织的细胞。
一.细胞分化及其意义
1.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
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
一.细胞分化及其意义
1.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、生理功能上发生稳定性差异的过程。
（2）分化的结果：
（1）分化的对象：
一个或一种细胞增殖产生的后代
产生形态、结构、功能不同的细胞。
2.细胞分化的概念
增加细胞的种类
一.细胞分化及其意义
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。
实例1
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。
实例2
一.细胞分化及其意义
3.细胞分化意义
（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,有利于提高各种生理功能的效率。
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）
实例1
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。
实例2
分生区细胞不断分裂分化形成伸长区、根冠细胞。
实例3
一.细胞分化及其意义
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？
4.细胞分化时期：细胞分化发生在生物体的整个生命过程中
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
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
一.细胞分化及其意义
5.细胞分化特点
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
小试牛刀
资料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。这体现了细胞分化的________
资料2：细胞分化发生在整个生命进程 ，胚胎时期达到最大限度。这体现了细胞分化的________ 。
资料3：人、动物、植物、真菌等生物个体发育过程中都存在着细胞分化。体现了细胞分化的__________ 。
资料4：造血干细胞可分化为成熟红细胞，而红细胞不能再分化为造血干细胞。体现了细胞分化的__________ 。
稳定性
持久性
普遍性
不可逆性
（1）同一生物体未成熟的红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？
相同，有丝分裂过程中，亲代细胞的DNA经过复制后平均分配到两个子细胞，子细胞的遗传物质和亲代细胞一样。
不是,同一生物体各种细胞的遗传信息完全相同。
（2）细胞出现了分化,是否意味着遗传物质发生了改变
一.细胞分化及其意义
6.细胞分化实质
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。
检测的3种细胞 是否含有三种基因 卵清蛋白基因表达 珠蛋白基因表达 胰岛素基因表达
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛细胞 + + + - - +
一.细胞分化及其意义
实例1
血红蛋白基因处于活动状态；激动蛋白处于关闭状态
实质：细胞分化是基因选择性表达的结果
6.细胞分化实质
ABCDE
A
B
C
D
E
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
（3）管家基因：是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。
一.细胞分化及其意义
6.细胞分化实质
如呼吸酶基因--C
ABCDE
A
B
C
D
E
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
（4）奢侈基因：组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
细胞分化是奢侈基因的选择性表达。
一.细胞分化及其意义
6.细胞分化实质
胰岛素基因、
血红蛋白基因--A
ABCDE
A
B
C
D
E
基因
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
一.细胞分化及其意义
6.细胞分化实质
细胞分化的标志
①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。
②细胞水平：形成了不同种类的细胞。
(5)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，RNA不完全相同
②不同细胞的形态、结构、功能不同，蛋白质种类不完全不同
一.细胞分化及其意义
6.细胞分化实质
细胞分化与细胞分裂
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
1.提出问题：既然细胞分化具有不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗
思考：
二.全能性
2.提出假说：高度分化的细胞具有该生物的发育的全部遗传物质，因此，这些细胞可以再分化为其他细胞。
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。
二.全能性
3.实验验证：
（1）资料 ：
1
思考 讨论 细胞的全能性
韧皮部细胞
植物激素无机盐糖类
愈伤组织
胚状体
有根茎叶的试管苗
新的植株
植物组织培养技术
二.全能性
3.实验验证：
（1）资料 ：
1
思考 讨论 细胞的全能性
韧皮部细胞
植物激素无机盐糖类
愈伤组织
胚状体
有根茎叶的试管苗
新的植株
植物组织培养技术
讨论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植物体。
二.全能性
3.实验验证：
（1）资料 ：
1
思考 讨论 细胞的全能性
韧皮部细胞
植物激素无机盐糖类
愈伤组织
胚状体
有根茎叶的试管苗
新的植株
植物组织培养技术
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
二.全能性
3.实验验证：
（1）资料 ：
1
思考 讨论 细胞的全能性
韧皮部细胞
植物激素无机盐糖类
愈伤组织
胚状体
有根茎叶的试管苗
新的植株
植物组织培养技术
讨论3：该技术需要什么条件？
无菌
离体状态
营养和植物激素
适宜的温度和PH值
二.全能性
3.实验验证：
（1）资料 ：
1
思考 讨论 细胞的全能性
植物组织培养技术
讨论4：该技术有哪些应用？
①组织培养进行快速繁殖
②拯救濒危物种
③与基因工程结合培育作物新类型
①
③
百合花杜鹃
②
③
二.全能性
3.实验验证：
（1）资料 ：
1
思考 讨论 细胞的全能性
植物组织培养技术
讨论5：为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？
体细胞中都含有该物种全套的遗传物质，都含有发育成完整个体所必需的全部基因
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.全能性
3.实验验证：
（2）资料 ：
2
思考 讨论 细胞的全能性
核移植技术
二.全能性
3.实验验证：
（2）资料 ：
2
思考 讨论 细胞的全能性
核移植技术
讨论1：将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？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？
将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体；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。
母绵羊B
乳腺细胞
母绵羊A
未受精的卵细胞
母绵羊C
“多莉”
重组细胞
发育成胚胎
去细胞核
取细胞核
二.全能性
3.实验验证：
（2）资料 ：
核移植技术
3
（2）资料 ：
二.全能性
3.实验验证：
核移植技术
讨论2：为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？
已分化的动物细胞体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质。
3
2
（1）细胞的全能性的概念
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
二.全能性
4.得出结论：
哺乳动物成熟红细胞不具有全能性
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。
（2）细胞具有全能性原因
每个细胞具有该生物生长发育的全部的遗传物质。
细胞的全能性与细胞的分裂能力呈 相关，即分裂能力越强，全能性越 。
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____；
细胞分化程度越低，全能性越___；
（3）细胞全能性的大小比较
在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的体细胞中，全能性最大的是____,最小的是____；
低
高
①
③
另外，植物细胞全能性_____动物细胞；
＞
二.全能性
4.得出结论：
正
大
生物体内各种细胞表现全能性的难易程度都一样吗？
表现全能性较容易
表现全能性较难
植物细胞
动物细胞
能够分裂的细胞
不再分裂的细胞
未分化或分化程度低的细胞
分化程度高的细胞
受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
细胞的全能性：
3、细胞全能性的大小比较
细胞的全能性对于实际生活有什么应用？
01. 快速繁殖花卉、蔬菜等
02. 拯救珍稀、濒危动植物
03. 克隆人体器官，
用于器官移植
长江女神白鳍豚
百合花杜鹃
心脏移植
肾脏移植
4、细胞的全能性应用：
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
三.干细胞
分裂：干细胞自我更新
分化：形成其他类型的细胞
名称 特点 实例
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体
胚胎干细胞
可分化形成多种组织细胞，但不能发育成完整个体
造血干细胞
神经干细胞
只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化
（2）分类：
三.干细胞
干细胞
干细胞分化成红细胞的过程：
全能胚胎干细胞
多能骨髓造血干细胞
专能骨髓造血干细胞
红细胞
渐变性
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。
三.干细胞
脐带血中的造血干细胞可以用于治疗血液系统疾病；
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
三.干细胞
P122 科学·技术·社会 骨髓移植和中华骨髓库
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
三.干细胞
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
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
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
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。
练习与应用
复习与提高
二、拓展应用
2.鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹊状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹊状结构。为了探究蹊状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。
复习与提高
【答案】
(1)判断的依据是：鸡爪胚胎发育时期有蹼，长成鸡爪后蹼消失，所有鸡爪的形成都经历了这样的过程，可见受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外，细胞坏死是指在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死而引起的结果。
(2)细胞凋亡的特点是：受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(3)鸡爪和鸭掌在胚胎发育时期都有蹼，但鸡爪的蹼由于细胞凋亡而消失，使得鸡爪能够适应陆地生活，而鸭掌形成的蹼没有消失，这有利于它能够很好地适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。