浙科版（2019）高中生物学必修1第四章细胞的生命历程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)

(共21张PPT)
导 入
细胞通过分裂增殖
只进行分裂
人和许多的多细胞生物是怎么来的呢？
具有不同形态和功能的细胞是通过分化过程形成的。
第四章 细胞的生命历程
新浙科版必修1
第二节 细胞通过分化产生不同类型的细胞
1.说出细胞分化的概念、特点和意义。
2.概述细胞的全能性。
1.生命观念：不同细胞遗传信息执行情况不同，合成的蛋白质不同决定了细胞形态、结构、生理功能的不同。
2.科学探究：探究植物细胞和动物细胞全能性的实验。
素养要求
学习目标
一、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
细胞分化（cell differentiation）：
细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程
由分生区细胞分化形成
分化
分化
特点一：细胞是多细胞生物普遍具有的，具有普遍性
特点二：细胞的分化是伴随着生物体整个生命进程，具有持久性
细 胞 分 化
有丝分裂
母细胞
子细胞
遗传物质
细胞会分化成不同的组织器官是因为某些遗传物质丢失造成的吗？
细胞分化并非由于遗传物质丢失造成的，它与遗传物质有选择地发挥作用有关
细胞分化根本原因：基因的选择性表达
正常细胞染色体
具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化
有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活动状态
有些则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态
特点三：遗传物质不变，具有稳定性
细 胞 分 化 的 意 义
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
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
一旦细胞失去控制，会发生什么？
细 胞 分 化 的 意 义
一旦细胞失去控制，细胞分化会发生异常
细胞不受控制地分裂
特点四：一般来说，已分化的细胞将一直
保持分化后的状态，直至死亡，
具有不可逆性
二、干 细 胞
干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞
受精卵是全能干细胞
能产生生物体所需要的所有类型的细胞
分化能力大小：
可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织
胚胎干细胞是多能干细胞
主要存在于骨髓中的造血干细胞，能够分化成各种血细胞（红细胞、白细胞和血小板等），也能分化出造血系统以外的细胞。
干 细 胞 应 用
理论上说，干细胞可以用来治疗各种人类疾病
人胚胎或骨髓的干细胞
培养
神经组织
心脏
移植器官的新来源
人类心脑血管疾病、癌症等重大疾患的根本措施
干细胞及其衍生组织器官的临床广泛应用
还需要进一步研究
课 中 小 结
细胞分化
定义：是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程
特点
普遍性 —— 多细胞生物普遍具有
持久性 —— 贯穿于生物体整个生命进程中
稳定性 —— 遗传物质不变
不可逆性 —— 一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡
功能：是个体发育的基础，是使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率
原因
根本原因：是个体发育过程中，不同的细胞中遗传物质的表达情况不同，
即基因的选择性表达
直接原因：是合成了具有特定结构和功能的蛋白质
细胞分裂和细胞分化？
思 考
细胞分裂
细胞分化
基 础
细胞分裂
细胞分化
受精卵
成体
分化的细胞可能失去了分裂能力
（神经细胞、肌肉细胞……）
造血干细胞虽已分化，但仍保留分裂，分化能力
细胞数目增多
结果
细胞种类增多
结果
基 础 巩 固
例1：有人取同一生物的不同细胞，检测其基因表达，结果如图。下列分析不正确的是（ ）
A、若基因1~8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因，则最可能是基因2
B、判断图中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基因最多，差异表达的基因最少
C、功能最为近似的细胞是1与6
D、细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同，导致细胞的形态和功能各不相同
D
细胞分化的实质是基因的选择性表达
细胞呼吸酶基因是所有活细胞中都表达
使不同细胞中蛋白质不完全相同
三、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（totipotency）
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）
细胞的全能性
20世纪50年代初期
高度分化的植物细胞具有全能性
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。
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
高度分化的动物细胞仍具有全能性吗？
条件
细胞的全能性
20世纪60年代
【英国】科学家 ：约翰 · 柏特兰 · 格登爵士
人类第一次利用动物体细胞“复制”出一个新的动物
那从这个实验中，你发现了什么？
动物细胞的核具有全能性
为什么不是和植物细胞一样是整个细胞具有全能性呢？
细胞的全能性
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
克隆羊——多莉
证明了细胞核的全能性
细胞的全能性
克隆羊——多莉
证明了细胞核的全能性
母羊A
取出乳腺细胞培养
取出卵细胞并去核
细胞核
去核的卵细胞
融合
体外培养
早期胚胎
母羊C
胚胎移植
母羊B
多莉羊
利用已分化细胞的细胞核克隆哺乳动物的第一个成功案例。
课 中 小 结
细胞全能性大小
植物细胞 > 动物细胞
（动物细胞的细胞核全能性仍可以表达）
同一生物体内细胞全能性的大小:
受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力就越低
大
强
细胞全能性
细胞分裂
正相关
思 考
一粒种子萌发为幼苗，并长成参天大树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，而不是一个细胞。种子发育成植株是个体正常发育的过程。
基 础 巩 固
例2：有关细胞全能性的叙述，正确的是（ ）
A、植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B、高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C、植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变
D、紫色糯性玉米种子培育成植株，这体现了植物种子具有全能性
B
配子也具有形成完整个体所需的全套基因
细胞具有全能性的原因：
含有形成完整个体所需要的全套基因。
在特定时间和空间条件下选择性表达的结果
种子发育成植株是个体正常发育的过程
课 堂 总 结
定义：是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程
特点
普遍性 —— 多细胞生物普遍具有
持久性 —— 贯穿于生物体整个生命进程中
稳定性 —— 遗传物质不变
不可逆性 —— 一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡
功能：是个体发育的基础，是使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率
原因
根本原因：是个体发育过程中，不同的细胞中遗传物质的表达情况不同，
即基因的选择性表达
直接原因：是合成了具有特定结构和功能的蛋白质
细胞分裂和细胞分化的关系
细胞分化
细胞全能性
植物细胞 > 动物细胞
同一生物体内细胞全能性的大小:
受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力就越低
注意：
植物细胞具有全能性；动物细胞核具有全能性。