6.2 细胞的分化-课件(共44张PPT)--2025-2026学年高一上学期《生物》（人教版）必修1

(共44张PPT)
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
1、能够准确表述分化定义，归纳分化特点；通过基因表达实例（如红细胞合成血红蛋白、肌细胞合成肌动蛋白），说明分化的实质是基因选择性表达阐明分化意义。
教学目标
2、通过对比人体不同组织细胞（上皮细胞、肌细胞等）的形态功能差异，培养归纳与演绎能力，分析基因检测表格（如输卵管细胞、红细胞基因表达差异），理解管家基因与奢侈基因的作用。
3、认同分化是生物发育的核心机制，理解细胞结构与功能相统一的生物学观点，通过白血病治疗案例，感悟干细胞研究对人类健康的贡献。
重点：分化概念与实质；全能性原理及实例。
教学重难点
难点：基因选择性表达的分子机制；动植物细胞全能性差异的原因。
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的异常白细胞，而正常的红细胞明显减少。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
01
细胞分化及其意义
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
一、细胞分化及其意义
构成人体的器官有四种组织：上皮组织、肌肉组织、结缔组织、神经组织，这些组织又是由一些相似的细胞所构成。如下图。
思考 讨论 比较构成人体组织的细胞
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。
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
一、细胞分化及其意义
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
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
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
一、细胞分化及其意义
思考 讨论 比较构成人体组织的细胞
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。
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
总结：同一动物体的这些细胞都源自早期胚细胞。
一、细胞分化及其意义
思考 讨论 比较构成人体组织的细胞
一、细胞分化及其意义
与动物一样，同一个植物体中也存在各不相同的细胞。例如，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，细胞中储藏着许多营养物质（图6-5）。追根溯源同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
功能：光合作用
功能：保护功能
功能：贮藏营养物质
总结：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
一、细胞分化及其意义
一、细胞分化及其意义
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。
1.概念：
细胞分裂使细胞数目增多，
细胞分化使细胞种类增加。
细胞分裂
细胞分化
分化的结果：
分化的起点：
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。
下列事实分别说明了细胞分化的什么特性？
思考：
不可逆性
细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
普遍性
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的形态和结构。
稳定性
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。
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。
遗传物质不变性
一、细胞分化及其意义
2.特点：
一、细胞分化及其意义
3.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 + + + - - +
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因关闭
红细胞
合成血红蛋白
（不合成肌动蛋白）
血红蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启
肌细胞
合成肌动蛋白
（不合成血红蛋白）
3.实质
细胞分化是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。
一、细胞分化及其意义
呼吸酶
晶状体蛋白
胰岛素
表达
表达
表达
（1）管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
（2）奢侈基因：只在特定细胞中选择性表达的基因，控制细胞的分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因。
一、细胞分化及其意义
4.意义
（1）细胞分化是_______________的基础
生物个体发育
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。
4.意义
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞_______________，有利于提高各种生理功能的效率。
趋向专门化
一、细胞分化及其意义
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。
细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞数量
形态、结 构和功能
相同点 联系 增加
相同
不变
存在差异
遗传信息都不变
①一般先分裂，后分化，
②细胞分裂是细胞分化的基础，共同完成生物个体发育过程
③分化程度越高，分裂能力越低
比较细胞分化与细胞分裂
02
细胞的全能性
资料1：1958年，美国科学家斯图尔德的实验
二、细胞的全能性
1958年，美国科学家斯图尔德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。
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
植物激素、无机盐
糖类
有根、茎、叶的试管苗
资料1：1958年，美国科学家斯图尔德的实验
二、细胞的全能性
脱分化
再分化
1.分化的细胞长成完整植株需要什么条件？
（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）。
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
植物激素、无机盐
糖类
有根、茎、叶的试管苗
资料1：1958年，美国科学家斯图尔德的实验
2.由此可以得出什么结论？
已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体（高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力）
二、细胞的全能性
愈伤组织
胚状体
韧皮部细胞
植物激素、无机盐
糖类
有根、茎、叶的试管苗
资料1：1958年，美国科学家斯图尔德的实验
3.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，所有细胞遗传物质相同。
二、细胞的全能性
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。
2.细胞具有全能性的原因：
细胞内含有本生物全套的遗传信息
1.概念：
方法提炼：
判断细胞有没有全能性
细胞内含不含有本生物全套的遗传信息
判断体不体现全能性
①离体
②起点是已分化的细胞
③终点是完整有机体或各种细胞
二、细胞的全能性
3.应用：
快速繁殖花卉和蔬菜
培养微型观赏植物
拯救珍稀濒危物种
优点：繁殖周期短，繁殖速度快，不受季节限制，可实现工厂化生产，同时还能保持植物的优良品质
方法：
植物组织培养
二、细胞的全能性
资料2：非洲爪蟾核移植实验
二、细胞的全能性
科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，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。
进行了核移植，而不是直接培养高度分化的细胞
将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体；
高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。
思考：这个过程与植物组织培养过程有什么不同
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？
资料2：非洲爪蟾核移植实验
二、细胞的全能性
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、细胞的全能性
克隆猴“中中”“华华”
二、细胞的全能性
细胞分化与细胞全能性的比较
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 动物和人体内仍保留着少数具有分裂能力和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
干细胞：
三、干细胞
按来源分
（发育时期）
成体干细胞
按分化潜能分
全能干细胞
多能干细胞
（如神经干细胞 ）
类型
胚胎干细胞
如受精卵
如造血干细胞
专能干细胞
专能干细胞
干细胞：
三、干细胞
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
三、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
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。
脐带血中的造血干细胞可以用于治疗血液系统疾病
三、干细胞
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
P122 科学·技术·社会 骨髓移植和中华骨髓库
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
1.关于细胞分化的叙述，正确的是（　　）
A. 分化导致细胞遗传物质改变
B. 分化是基因选择性表达的结果
C. 分化只发生在胚胎发育阶段
D. 高度分化的细胞无法再分裂
答案： B
细胞分化的实质是基因的选择性表达（如红细胞表达血红蛋白基因，肌细胞表达肌动蛋白基因），遗传物质不变。A错误：分化中DNA不变，变的是RNA和蛋白质；C错误：分化贯穿生物体整个生命进程（如血细胞更新）；D错误：干细胞可分化为高度分化的细胞，但已分化的细胞通常不分裂。
课堂检测
B
2.骨髓移植治疗白血病的原理是（　　）
A. 促进癌细胞凋亡
B. 补充造血干细胞
C. 增强免疫细胞活性
D. 修复骨髓微环境
答案： B
骨髓中的造血干细胞能增殖分化为红细胞、白细胞等血细胞，替代患者异常细胞,白血病患者因异常白细胞增多，正常血细胞减少，移植后重建健康造血系统。
课堂检测
B
3.比较同一人体的肌细胞与红细胞，正确的是（　　）
A. DNA不同，蛋白质相同
B. DNA相同，蛋白质不同
C. DNA和蛋白质均相同
D. DNA和蛋白质均不同
答案： B
两类细胞DNA相同（均来自受精卵），但蛋白质不同（肌细胞含肌动蛋白，红细胞含血红蛋白）。差异源于基因选择性表达（如红细胞开启血红蛋白基因，关闭肌动蛋白基因）。
课堂检测
B
4.解释“管家基因”与“奢侈基因”在细胞分化中的作用，并举例说明
答案：
管家基因：所有细胞均表达，维持基本生命活动（如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因）。
奢侈基因：特定细胞中选择性表达，决定细胞特异功能（如红细胞中血红蛋白基因、胰岛B细胞中胰岛素基因）。
课堂检测
课堂小结
谢谢观看