6.2 细胞分化课件(共28张PPT，含1个视频) 2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修1

(共28张PPT)
6.2 细胞分化
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？
骨髓中的造血肝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。
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。
问题·探讨
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
1.比较以上细胞的相同点与不同点
相同点：都有细胞膜、细胞质和细胞核构成
不同点：形态、结构、功能上各不相同。
2.细胞的遗传物质有没有发生变化？为什么？
因为这些细胞都是有同一个受精卵经过细胞分裂和分化得来的，遗传物质没有发生变化。
一、细胞分化及意义
叶肉细胞
（含叶绿体）
光合作用
表皮细胞
储藏细胞
（角质层）
保护功能
（有大液泡）
储存营养
早期胚胎细胞
受精卵
有丝分裂
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稳定性差异的过程。
分化的对象：一个或一种细胞。
分化的结果：产生形态、结构、功能不同的细胞。
细胞数目增多
细胞种类
增多
1.概念：
一、细胞分化及意义
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。
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
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
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变
例1
例2
例3
例4
例5
持久性
稳定性
不可逆性
普遍性
遗传物质不变性
2.特点：
思考: 就一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息(和受精卵一样的)，但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？
探究细胞分化的原因
请比较来自同一哺乳动物的肌细胞和红细胞及浆细胞，并回答下列问题:
(1)由同一个受精卵通过有丝分裂产生的三个子代细胞的遗传物质——DNA(基因)具有稳定性，分化前的细胞中的遗传物质——DNA(基因)相同，为什么分化后却合成不同的蛋白质？请提出你的假设。
分化导致细胞内的遗传物质丢失，所以分化后合成不同的蛋白质。
分化只是基因的表达不同，所以分化后合成不同的蛋白质。
科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的红细胞和肌细胞及浆细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示：
细胞总DNA 蛋白质 呼吸酶基因 β-珠蛋白基因 抗体基因 呼吸酶 β-珠蛋白 抗体
肌细胞 + + + + - -
红细胞 + + + + + -
浆细胞 + + + + - +
注：“＋”表示有，“－”表示无。
(2)请结合经典实验结果，得出细胞分化的根本原因。
结论：细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果
(3)检测到细胞内含有呼吸酶，能说明细胞发生了分化吗？
管家基因
奢 侈 基 因
不能，呼吸酶基因在所有的细胞中均表达
肌动蛋白基因(B)
血红蛋白基因（A）
开启
关闭
合成血红蛋白
(不合成肌动蛋白)
血红蛋白基因（A)
肌动蛋白基因(B)
关闭
开启
合成肌动蛋白
(不合成血红蛋白)
遗传信息没变
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
A B C D E
受精卵
在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
基因选择性表达的结果
3.分化的原因（实质）
产生形态、结构、功能不同的细胞，进而形成特定形态、结构、功能不同的组织和器官。
5.分化的意义
4.分化的结果
职业分工
a.是个体发育的基础。
b.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 分裂 分化
不同点 细胞变化
发生时间
相同 联系 增加数目
增加种类
遗传信息都不变
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
整个生命进程
1、先分裂，后分化，分裂是分化的基础，共同完成个体发育过程
2、分化程度越高，分裂能力越低
6.细胞分裂和细胞分化的关系
从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。 但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。
如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
二、细胞的全能性
资料1：1958年，美国科学家斯图尔德的实验
①
②
③
⑥
④
⑤
韧皮部细胞
脱分化
愈伤组织
胚状体
再分化
植物的组织培养技术
讨论：1.从资料1可以得出什么结论？
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
3.该技术需要什么条件？
离体状态、
营养物质和植物激素、
适宜的温度和pH值、无菌无毒的环境
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力
快速繁殖花卉、蔬菜等
植物的组织培养技术的应用
培养微型观赏植物
百合花杜鹃
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。
非洲爪蟾核移植示意图
2.将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1实验相比，你能从该实验得出什么结论？
不能形成完整的个体；
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
讨论：1.蝌蚪的性状主要与供卵的蛙相同还是与供核的蛙相同，为什么？
供核的蛙；
细胞核是遗传和代谢的控制中心。
资料2
思考: 通过以上学习请小组合作尝试总结出全能性的定义。
1.概念：
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。
细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质
（1）离体（必要条件）；
（2）一定的营养物质（无机盐、糖类等）和植物激素；
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。
2.原因：
3.条件：
想一想
为什么高度分化的体细胞具有全能性呢
想一想
植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，为什么呢？
二、细胞的全能性
分析：通过下图比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。
(1)正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？
皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞。
(2)分化程度最低的细胞是 。
(3)最容易表达全能性的细胞是 。细胞全能性大小与分化程度之间的关系： 。
受精卵
受精卵
一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低
植物体细胞 动物体细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
＞
＞
（1）不同生物：
（2）同一生物：
一般来说，细胞分化程度越高，全能性越低。
判断：
①雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。（ ）
√
②分化程度高的细胞全能性一定低（ ）
如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然很高。
×
③分化的细胞一定不再进行分裂（ ）
如B淋巴细胞，接受抗原刺激后仍可再分裂。
×
4.细胞全能性的高低
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性： ②稳定性（不可逆性）： ③普遍性： ④不变性：遗传物质不变 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。
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成完整有机体或其他细胞
大小 比较 细胞分化程度有高低之分， 如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分，
如受精卵>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 5.细胞分化与细胞全能性的比较
1. 概 念：
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。
三、干细胞的特点及应用
2、种类（按分化潜能的大小）
多能干细胞（ ）
神经干细胞
造血干细胞
专能干细胞（ ）
全能干细胞：
（受精卵、胚胎干细胞）
脐带血采集处
胎盘分娩后被废弃的部分
新生儿分娩出后断脐
3、应用：
脐带血中含有大量的干细胞，可以培养并分化成人体的各种血细胞。目前，脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。
干细胞可以用于治疗血液系统疾病
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病
1．下表表示鸡的红细胞（有细胞核）和输卵管细胞内部分核基因及部分基因的表达情况（“+”表示该基因表达，“-”表示该基因未表达）。下列说法错误的是（ ）
项目 红细胞 输卵管细胞
ATP合成酶基因 + +
珠蛋白基因 + -
卵清蛋白基因 - +
A．鸡的红细胞和输卵管细胞的差异化与基因的选择性表达有关
B．鸡的红细胞和输卵管细胞在同一时间表达的基因也可能相同
C．分化后的鸡的红细胞和输卵管细胞中mRNA有所差异，但细胞核中遗传物质相同D．ATP合成酶基因是否表达是鸡的红细胞和输卵管细胞分化的标志之一
D
2．2022年，某杂志在线报道了某大学的研究成果——用小分子化学物质诱导人成体细胞转变为多潜能干细胞(CiPSC)。用CiPSC制备的胰岛细胞能安全有效地降低糖尿病猴的血糖，凸显CiPSC在治疗疾病上的广阔前景。下列叙述错误的是(　　)
A．CiPSC具有正常的细胞周期
B．CiPSC的分化程度低于胰岛细胞
C．小分子化学物质通过改变体细胞的遗传物质获得了CiPSC
D．与体内已高度分化的体细胞相比，CiPSC的全能性更高
C
3．研究发现，小鼠的某些分泌细胞在特定情况下可转化为成体干细胞，而成体干细胞又可以分化为组织细胞，这使哺乳动物器官受伤后再生成为可能。下列说法正确的是（ ）
A．分泌细胞转化为成体干细胞的过程体现了细胞的全能性
B．分泌细胞转化为成体干细胞后，其蛋白质种类会发生变化
C．器官受伤后部分细胞会死亡，这一过程属于细胞凋亡
D．小鼠体内分泌细胞和组织细胞的分化能力均强于成体干细胞
B
B
4、如图是胚胎干细胞分化形成多种细胞的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞分化是基因选择性表达的结果
B.胚胎干细胞和骨骼肌细胞中酶的种类相同
C.血细胞和神经细胞蛋白质的种类差异明显
D.心肌细胞和肝细胞的遗传物质没有很大差异