4.2细胞通过分化产生不同类型的细胞（教学课件）（共21张PPT)-高中生物学浙科版（2019）必修一

(共21张PPT)
第二节
细胞通过分化产生不同类型的细胞
第四章 细胞的生命历程
教学目标
针对特定的现象，正确分析、阐释与细胞分化相关的社会问题(社会责任)
比较分析不同细胞形态差异的外在与内在表现，归纳、概括细胞分化的实质。(科学思维)
分析细胞全能性的实例，归纳细胞全能性的概念。(科学思维)
课堂导入
成年人细胞总数约1012-14个，种类有200多种。有四大组织、八大系统。这些细胞均来自于同一个受精卵。
像人这样的多细胞生物，如果在生长发育过程中只有细胞分裂，能否由一个受精卵发育成一个完整个体？
课堂导入
只进行分裂
像人这样的多细胞生物，如果在生长发育过程中只有细胞分裂，能否由一个受精卵发育成一个完整个体？
细胞能产生特异性变化
多细胞生物的个体是由各种各样的细胞组成的。例如，人体胚胎发育过程中，除了细胞数量不断增多外，细胞的结构、功能也发生很大的差异，产生很多种不同类型的细胞。
细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为细胞分化（celldifferentiation）。
意义：通过细胞分化使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化根本原因：基因的选择性表达。
细胞分化直接原因：合成了具有特定结构和功能的蛋白质。
细胞能产生特异性变化
生物的个体发育通过细胞的分化过程来实现的；生物体的正常发育，是细胞分化受到高度精妙调控的结果。
细胞能产生特异性变化
动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。
干细胞
如：胚胎干细胞 和 骨髓造血干细胞
干细胞的用途
干细胞移植治疗白血病
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。
细胞能产生特异性变化
干细胞（stem cell)） ：是能够自我增殖，且可以分化为各种细胞的未分化的细胞。
分化潜能领奖台
全能干细胞
（受精卵）
多能干细胞
（胚胎干细胞）
专能干细胞
（其他干细胞）
细胞具有全能性
受精卵具有分化出各种细胞的潜能
细胞全能性
具备全能性（可发育成个体）
进一步分裂
失去全能性
（只能发育成特定的组织）
细胞具有全能性
正常情况下，一个已经分化的细胞是不能再形成其他细胞的，但是经过一些特殊的处理之后，它能够重新形成一个个体。20世纪50年代初，美国科学家将胡萝卜的根中的细胞取出，放在液体培养基中培养，单个细胞就会分裂分化，最后形成植株。
细胞具有全能性
正常情况下，一个已经分化的细胞是不能再形成其他细胞的，但是经过一些特殊的处理之后，它能够重新形成一个个体。20世纪50年代初，美国科学家将胡萝卜的根中的细胞取出，放在液体培养基中培养，单个细胞就会分裂分化，最后形成植株。
细胞具有全能性
高度分化的植物细胞具有全能性
条件：离体的状态；
适宜的水分，无机盐和有机营养和激素；
适宜的温度条件
注意：植物细胞要使细胞全能性表达，要像实验中一样处在离体的状态下。
高度分化的植物组织具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性
细胞具有全能性
克隆羊多莉的诞生
多莉羊的成功克隆证明了细胞核的全能性。
细胞具有全能性
分化程度
分化潜能
高
小
动物细胞不能表现全能性原因：受到了细胞内一些物质的限制
保持着原有的全部遗传物质，具有全能性
细胞具有全能性
细胞全能性的大小比较
不同的细胞具有不同的全能性
分化程度越高，全能性越低（负相关）
植物细胞
动物细胞
＞
受精卵
生殖细胞
体细胞
＞
＞
分裂能力越强，全能性越大（正相关）
大
强
细胞全能性
细胞分裂
正相关
细胞具有全能性
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
细胞能产生特异性变化
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
习题检测
1.科学家把一类特殊干细胞定向分化为中脑多巴胺能神经细胞，然后移植到患者脑内，从而实现神经再生和功能重塑，用于治疗帕金森病。下列叙述正确的是（ ）
A.干细胞的全能性高于受精卵的全能性
B.人体干细胞仍具有分裂和分化能力
C.该干细胞和中脑多巴胺能神经细胞的基因表达情况相同
D.神经细胞形成过程中，细胞的遗传物质发生改变
答案：B
解析：A、干细胞的分化程度高于受精卵，其全能性低于受精卵的全能性，A错误；B、人体干细胞仍具有分裂和分化能力，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，B正确；C、中脑多巴胺能神经细胞是由该干细胞分化而成的，细胞分化的实质是基因的选择性表达，故二者的基因表达情况不同，C错误；D、神经细胞形成过程中，发生了细胞分化，细胞的遗传物质未发生改变，D错误。
习题检测
2.下列关于细胞分化的叙述，错误的是（ ）
A.细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B.细胞分化是动物和植物发育的基础，且贯穿于其整个生命进程中
C.一般来说，体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡
D.具有分裂能力的细胞一定会分化，且分化程度越高分裂能力就越低
答案：D
解析：细胞分化是基因的选择性表达的结果，基因的选择性表达使细胞内蛋白质的种类产生差异，A正确；细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，B正确；细胞分化通常是不可逆的，因此一般来说，体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡，C正确；具有分裂能力的细胞不一定会发生分化，D错误。
习题检测
3.下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是（ ）
A.科学家斯图尔德证明了植物细胞具有全能性
B.在任何条件下植物细胞都能表达其全能性
C.一般情况下已经分化的植物细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
D.植物组织培养技术利用的原理是植物细胞的全能性
答案：B
解析：植物细胞要表达出全能性必须在离体的情况下，提供适宜的条件才能实现，B错误.
习题检测
4.关于细胞分化与细胞全能性，下列说法正确的是（ ）
A.尽管老年人体内也有细胞分化，但细胞分化在成年期达到最大程度
B.在个体发育过程中，细胞分化的潜能逐渐受到限制，细胞核的全能性逐渐丧失
C.已分化的细胞中，其核基因含量是不变的，但质基因含量可能发生变化
D.克隆动物的出现，证明了细胞的分化能力与细胞质无关，只与细胞核有关
答案：C
解析：本题考查细胞分化与细胞全能性。细胞分化在胚胎期达到最大程度，A错误；在个体发育过程中，由于细胞核中保留有全套遗传信息，故其全能性不会丧失，B错误；已分化的细胞中，其核基因含量是不变的，但因细胞功能不同，其中线粒体、叶绿体的数量会发生改变，因此质基因含量可能发生变化，C正确；克隆动物的过程是将已分化的体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，恰恰说明细胞的分化能力与细胞质有关，因为卵母细胞的细胞质会激发细胞核表达全能性，D错误。