6.2细胞的分化课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第2节 细胞的分化 36004 1.阐明细胞分化的概念、特点及意义。 2. 举例说明细胞全能性概念及应用。 学习目标 36004 咦，我是怎样来的？ 情景导入 36004 受精卵 系统 人体 软骨 细胞 上皮 细胞 骨骼肌 细胞 神经 细胞 上皮组织 肌肉组织 神经组织 结缔组织 器官 ？ ？ 细胞增殖 细胞分化 知识讲解 36004 思考·讨论 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞 上皮细胞 1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？ 这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。 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？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？ 正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。 下图为构成人体组织的一些细胞，请据图回答下列问题： 知识讲解 36004 5 早期胚细胞 叶肉细胞 表皮细胞 储藏细胞 细胞质中有叶绿体，能进行光合作用。 没有叶绿体，细胞壁上形成角质，具有保护作用 没有叶绿体，没有角质层，储藏着许多营养物质。 与动物细胞一样，植物体内也存在不同的细胞 早期胚细胞形成不同类型的细胞是通过细胞分化实现的，什么是细胞分化？细胞分化有什么意义呢？ 知识讲解 36004 6 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、细胞分化及其意义 阅读课本P118-119,找出细胞分化的概念、特点、意义及分化的实质 知识讲解 36004 2.细胞分化的特点 细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。 知识讲解 36004 事实1：细胞分化发生在整个生命进程中。 事实2：分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡； 事实3：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。 持久性 不可逆性（稳定性） 普遍性 请根据以下事实总结细胞分化的特点 知识讲解 36004 请比较来自同一哺乳动物的红细胞和B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两个子代细胞的遗传物质—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。 假设一：细胞内部分基因丢失，分化后合成不同的蛋白质。 任务 探究细胞分化的原因和结果 假设二：细胞内有的基因表达，有的基因没表达，分化后合成不同的蛋白质。 3.细胞分化的原因 知识讲解 36004 2.科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的红细胞和浆细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示： 注：“＋”表示有，“－”表示无。 (1)请结合经典实验结果，得出细胞分化的根本原因。 基因的选择性表达   细胞中基因 细胞中蛋白质 抗体基因 血红蛋白基因 抗体 血红蛋白 浆细胞 ＋ ＋ ＋ － 红细胞 ＋ ＋ － ＋   细胞中基因 细胞中蛋白质 抗体基因 血红蛋白基因 呼吸酶基因 抗体 血红蛋白 呼吸酶 浆细胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ 红细胞 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ (2)检测到细胞内含有呼吸酶，能说明细胞发了分化吗？ 不能，呼吸酶基因在所有的细胞中均表达 管家基因 奢侈基因 知识讲解 36004 ATP合成酶基因 呼吸酶基因 核糖体合成酶基因 胰岛素基因 血红蛋白基因 抗体基因 管家基因： 所有细胞均表达，维持生命活动所必需的。 奢侈基因： 不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。 知识讲解 36004 ABC (基因) C A B 红细胞 肌动蛋白基因关闭 血红蛋白基因开启 合成血红蛋白 (不合成肌动蛋白) 合成肌动蛋白 (不合成血红蛋白) 肌动蛋白基因开启 血红蛋白基因关闭 C A B 肌细胞 分化 分化 遗传物质不变 3.细胞分化的原因（实质）： 在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。 【特别提醒】细胞分化过程中遗传物质一般不变！ 基因选择性表达的结果 知识讲解 36004 连一连：细胞分化中的变与不变 形态、结构和生理功能 细胞器的种类和数量 蛋白质的种类 细胞数量 细胞内的遗传物质 变 不变 知识讲解 36004 （1）细胞分化是生物个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。 职业分工 4.细胞分化的意义 （2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 知识讲解 36004 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 从受精卵开始 发生在整个生命进程中 原因 细胞增殖需要 基因的选择性表达 结果 细胞数目增多 细胞种类增多 意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体的正常发育 联系 个体发育中细胞先分裂后分化，细胞分裂是分化的基础，两者往往相伴相随，共同完成生物个体发育过程。分化程度加大，分裂能力逐渐下降。 知识讲解 36004 思考： 已经高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗?甚至分化成一个完整的个体呢？ 肌细胞 分化 ？ 知识讲解 36004 二、细胞的全能性 资料1 1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）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，长成了一株新植株。 实验材料： 胡萝卜的韧皮部细胞 培养液成分： 植物激素、无机盐和糖类物质等 实验结果： 离体培养的细胞长成了新植株 韧皮部细胞 细胞团 根或芽 幼苗 胡萝卜植株 知识讲解 36004 韧皮部细胞属于已分化细胞。 思考1：胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？ ① ② ③ ⑥ ④ ⑤ 思考2：胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？ 思考3：换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？ 离体、植物激素、一定的营养条件、 适宜的环境（pH、温度等）、无菌环境 能 高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。 思考4：该资料说明了什么？ 知识讲解 36004 1.概念： 细胞经分裂分化后,仍然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.原因： 未分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。 已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？ 体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息！ 二、细胞的全能性 知识讲解 36004 资料2 科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，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。 紫外线 蛙卵 细胞核 蝌蚪的肠 上皮细胞 去核 细胞核 核移植 8 细胞胚 蝌蚪 非洲爪蟾的核移植示意图 卵细胞 乳腺细胞 去核 细胞核 核移植 代孕母羊 多莉 已分化的动物体细胞的细胞核仍保留着使细胞发育成完整个体的潜能，即全能性。 根据以上信息，你得到的结论是什么？ 1996年诞生的克隆羊“多莉” 知识讲解 36004 3.全能性大小比较 植物细胞 动物细胞 受精卵 生殖细胞 体细胞 （1）不同生物 （2）同一生物 ＞ 细胞分化程度越高，细胞的全能性 。 细胞分裂能力越强，细胞的全能性 。 ＞ ＞ 越低 越高 4.全能性的应用 （2）拯救珍稀、濒危动植物 （3）克隆人体器官，用于器官移植 （1）快速繁殖花卉、蔬菜——植物组织培养 知识讲解 36004 5.干细胞的特点及应用 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。 造血干细胞 血小板 白细胞 红细胞 (1)全能干细胞： (2)多能干细胞： (3)专能干细胞： 可分化为各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体 发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体 分化 只能分化成某一类型的细胞 除受精卵外，动物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？ 知识讲解 36004 干细胞的应用 知识讲解 36004 脐带血采集处 胎盘分娩后被废弃的部分 新生儿娩出断脐 脐带血中含有大量干细胞，可以培养并分化成人体各种血细胞。目前，脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。 干细胞的应用 知识讲解 36004 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。保存脐带血到底有没有用？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，尤其对白血病、地中海贫血等有较大作用，因为现在绝大部分家庭都是独生子女，血液配型较难，脐带血在这方面能起到作用。 知识讲解 36004 人体许多疾病或意外伤害，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，就可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换。但任务艰巨，难度极大。 与社会的联系 知识讲解 36004 项目 细胞分化 细胞全能性 原理 特点 大小 比较 结果 关系 ①持久性 ②稳定性 ③不可逆性 ④普遍性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性； ②动物细胞核仍具有全能性 基因的选择性表达 含有本物种全套遗传物质 细胞分化程度有高低之分： 体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有高低之分： 植物细胞>动物细胞 受精卵>生殖细胞>体细胞 细胞分化与全能性的比较 形成形态、结构、功能不同 的细胞或器官 发育成完整有机体或分化成其他各种细胞 ①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性； ②一般细胞分化程度越高，全能性越难以表达；细胞分化程度越低，全能性就越高(成反比) 知识讲解 36004 课堂总结 36004 1.判断下列有关细胞分化与细胞全能性关系的表述是否正确。 （1）受精卵没有分化，所以没有全能性。（ ） （2）细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱。（ ） × × 2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是（ ） A.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同 B.“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同 C.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同 D.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同 D 课堂练习 36004 30 3.在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为（ ） A. 细胞发生了变异 B. 不同细胞的基因不同 C. 某些细胞失去了全能性 D. 不同细胞中的基因选择性地表达 D 课堂练习 36004 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$