6.2 细胞的分化--人教版2019高中生物学必修1教学课件(共36张PPT)

(共36张PPT)
第2节　细胞的分化
第6章 细胞的生命历程
生物
学习目标
①通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面发生的稳定性差异，归纳细胞分化的概念、特点和实质，并通过模型构建阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。（生命观念、科学思维）
②通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例，阐明细胞的全能性。（科学探究）
③结合细胞分化和干细胞知识，宣传保留“脐带血”的意义。（科学思维、社会责任）
学习重难点
重点：
1.细胞分化的概念、实质及其在个体发育中的意义；
2.细胞全能性的概念。
难点：
1.细胞分化的原因；
2.细胞全能性的实质与表现。
导入新课
1.由受精卵发育为小鸡个体，通过什么样的方式增加了细胞数目？
2.细胞的种类是否发生了变化，你是如何判断的？
有丝分裂。
是;组成不同组织、器官的细胞不相同。
问题思考
细胞分化及其意义
新课讲授
任务一
新课讲授
[任务一]细胞分化及其意义
1.探究细胞分化的概念。阅读教材P118~119“思考·讨论”，回答下列问题。
(1)比较构成人体组织的各类细胞的相同点与不同点。
(2)这些细胞都源自早期胚胎细胞的分化，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？
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
相同点：都由细胞膜、细胞质和细胞核构成；
不同点：形态、结构、功能上各不相同。
在正常情况下，不能；不会转变成其他组织的细胞。
新课讲授
(3)植物体内有各种不同的细胞，叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞。它们结构和功能上有差异吗？举例说明。来源相同吗？
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
有差异。叶肉细胞的细胞质中有大量的叶绿体，能够进行光合作用；表皮细胞的细胞质中没有叶绿体，但在细胞壁上形成明显的角质层，具有保护功能；储藏细胞没有叶绿体，也没有角质层，细胞中储存着许多营养物质。
相同，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。
新课讲授
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
概念：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
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
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。
①持久性
③不可逆性
②稳定性
2.探究细胞分化的特点
一般来说，分化的细胞将一直保持分化的状态，直到死亡，例如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。
细胞分化发生在生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是个体发育的基础。
④普遍性
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
资料1：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。
①细胞分化是生物个体发育的基础。
3.探究细胞分化的意义
www.
阅读以下资料，结合教材P119第三段文字，总结细胞分化的意义。
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
资料2：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。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
4.探究细胞分化的实质
阅读教材P119最后三个自然段并根据要求完成活动。
材料：代表四种基因的卡片：①红色-肌动蛋白基因；②绿色-血红蛋白基因；③黄色-胰岛素基因；④蓝色-ATP合成酶基因。
要求：将相应颜色的卡片贴到表格中对应的位置，小组展示并交流。
细胞类型 细胞内基因 表达的基因-相应蛋白质
肌肉细胞
未成熟红细胞
胰岛细胞
思考：(1)生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因是在多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。上述基因属于管家基因的是 、奢侈基因的是 。
(2)细胞的结构和功能不同，是否是基因发生了变化？
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
④
①②③
不是。
检测的3种细胞 含有的基因 表达的基因 血红蛋白基因 肌动蛋白基因 胰岛素基因表达 ATP合成酶基因
肌肉细胞 + + + + + - - +
未成熟红细胞 + + + + - + - +
胰岛细胞 + + + + - - + +
科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的肌肉细胞、未成熟红细胞及胰岛细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示：
思考：(1)请结合上述结果，分析细胞分化的根本原因？
基因的选择性表达。
奢侈基因
管家基因
(2)检测到细胞内含有ATP合成酶，能说明细胞发生了分化吗？
不能，呼吸酶基因在所有的细胞中均表达。
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
细胞中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。
E
D
B
A
C
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
遗传信息没变
A B C D E
E
D
C
A
B
基因
细胞分化的原因（实质）
请总结细胞分化的结果并填空。
(1)细胞分化改变了细胞的_________________________________________________
________________。
(2)细胞分化没有改变细胞的____________________________。
形态、结构和生理功能，细胞器的种类和数量，
蛋白质的种类
数目和细胞内的遗传物质
[任务一]细胞分化及其意义
新课讲授
核心归纳
细胞分裂和细胞分化的关系
项目 细胞分裂 细胞分化
发生时间 发生在整个生命进程中
原因 细胞增殖需要
结果 细胞 增多 细胞 增多
意义
联系 是 的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐_____ 从受精卵开始
基因的选择性表达
数目
种类
保持了亲、子代间遗传的稳定性
保证了生物体正常发育；使细胞趋向专门化，提高生物体各种生理功能的效率
细胞分裂
细胞分化
下降
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细胞的全能性
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任务二
(1)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，这说明植物细胞全能性的表达需要 条件下并需要 。
离体
一定的外界条件
(2)若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？
(3)该实验的结论是什么？
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
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[任务二]细胞全能性
(4)为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？
已分化细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套遗传信息。
可以。
1.阅读教材P120资料1，结合胡萝卜的组织培养过程图，分析回答下列问题：
2.请对比植物细胞的全能性，观看克隆猴“中中华华”视频，思考讨论以下三个问题：
(1)这个过程与植物组织培养过程有什么不同
(2)从教材P120资料2中可以得出什么结论？
(3)为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？
将动物体细胞核注入去核卵细胞中培养，而不是直接培养高度分化的细胞。
高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。
已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物发育为完整个体所需的全部遗传物质。
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[任务二]细胞全能性
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)离体条件（必要条件）；
(2)一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）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：
未分化的细胞，如受精卵、动物和人的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。
※注意：种子发育成个体不能体现全能性。
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[任务二]细胞全能性
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
4.请解释细胞具有全能性的原因。
细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质。
新课讲授
[任务二]细胞全能性
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：
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
(3)与细胞分化的关系：一般情况下，细胞分化程度越高，细胞的全能性越小。
新课讲授
[任务二]细胞全能性
干细胞
新课讲授
任务三
阅读教材P122“科学·技术·社会”相关内容，结合以下资料回答问题。
白血病，是一类造血干细胞异常克隆性恶性疾病。其克隆中的白血病细胞失去进一步分化成熟的能力而停滞在细胞发育的不同阶段。在骨髓和其他造血组织中白细胞大量增生积聚并浸润其他器官和组织，同时使正常造血受抑制，临床表现为贫血、出血、感染及各器官浸润症状。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。
1.白血病产生的原因？有效的治疗方法？
2.捐献骨髓造血干细胞会不会影响自身的健康？为什么？
骨髓造血干细胞恶性增殖。 骨髓移植。
不会。骨髓造血干细胞具有很强的繁殖能力,短时间内就能恢复到原来的水平。
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[任务三]干细胞
3.骨髓造血干细胞与血细胞的形成有什么关系
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。
有丝分裂
细胞分化
红细胞
血小板
白细胞
骨髓中的
造血干细胞
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[任务三]干细胞
新课讲授
[任务三]干细胞
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。
骨髓移植的方法治疗白血病
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
1.骨髓干细胞移植治疗白血病。2.脐带血干细胞治疗血液系统疾病。3.在体外培养组织器官，进行移植实现对临床疾病的治疗。
患者利用自己的细胞“种”出耳朵
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[任务三]干细胞
1
概念：
2
应用：
【拓展】干细胞疗法让许多恶性疾病患者看到了希望，但也有不少惨痛教训。有兴趣的同学，可以查阅相关资料了解这方面的信息，思考科学、技术和社会的关系。
干细胞移植治疗是把健康的干细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞或组织，从而达到治愈的目的。目前，只有少部分干细胞治疗是安全有效的。
当前全世界范围内提供的多种未经最终确立的干细胞治疗手段，只有很小的成功率，不恰当的使用会导致肿瘤。科学是研究各种自然现象，并寻找它们产生、发展的原因和规律的一门学科，与人类的生活息息相关，它极大地推动了人类社会的进步，如利用化学开发新能源、新材料，以改善人类的生存条件；但不可避免的也带来了一些负面影响。
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[任务三]干细胞
【练习1】
当堂训练
如图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是(　　)
A.因为来自同一人体，所以各细胞中的蛋白质种类均相同
B.因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、结构和生理功能不同
C.虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.各细胞的生理功能不同，细胞核中的遗传物质也不同
C
【练习2】
D
当堂训练
下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。下列有关说法错误的是( 　)
细胞类型 基因存在情况 基因表达情况 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰岛B细胞(合成胰岛素) √ √ √ √ √ √
眼晶状体细胞(胚胎中) √ √ √ √ √ √
神经细胞 √ √ √ √ √ √
A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因
B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C.三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受 精卵
D.三种细胞不同的根本原因是细胞中的遗传信息不同
【练习3】
细胞分化是人体生长发育中很重要的生理过程，相关叙述正确的是（　　）
A.红细胞是高度分化的细胞，保持着发育的全能性
B.人体内神经干细胞分化成神经细胞的过程不可逆
C.皮肤干细胞分化成皮肤细胞的过程中遗传物质发生改变
D.细胞分化贯穿于人的一生，能增加细胞的数量和种类
B
当堂训练
【练习4】
下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.人体的任何一个细胞都具有全能性
B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部，体现了细胞的全能性
C.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，体现了细胞的全能性
D.利用离体的植物组织、细胞培育花卉，所依据的原理是细胞具有全能性
D
当堂训练
【练习5】
(不定项)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。下列叙述正确的是( 　　)
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
ABD
当堂训练
【练习6】
生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因是在多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)上述基因属于管家基因的是 、奢侈基因的是 。(填图中标号)
(2)请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况，说明细胞内的基因都只在特定的细胞内表达吗？①核糖体合成酶基因　②ATP合成酶基因　③呼吸酶基因　④血红蛋白基因⑤胰岛素基因
当堂训练
a
b、c、d
不是。④血红蛋白基因在红细胞内表达；⑤胰岛素基因在胰岛B细胞内表达，而①核糖体合成酶基因、②ATP合成酶基因、③呼吸酶基因在所有细胞中一般都可表达。
【练习6】
(3)这三种细胞是否可能为红细胞？(填“可能”或“不可能”)，说明理由。
(4)尝试分析高度分化的动植物细胞中含有本物种全套遗传信息的原因。
(5)通过以上推理可知，细胞分化的实质是 。
当堂训练
基因的选择性表达
不可能，血红蛋白基因在这三种细胞中都没有表达。
高度分化的动植物细胞都是由同一细胞(受精卵)经分裂、分化而来的。
课堂小结
谢谢大家