6.2 细胞分化 课件 2024—2025学年高一上学期生物人教版必修1

情 境 受精卵的一生 思考： 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？ 为什么？ 3.有丝分裂会导致细胞种类发生变化吗？ 为什么会发生细胞种类的变化？ 有丝分裂 组成不同组织器官的细胞不相同。 是！ 不会！ 1 细胞的分化 第六章 第 2 节 第六章 细胞的生命历程 本节聚焦 什么是细胞分化？ 细胞分化的生物学意义是什么？ 怎样理解细胞的全能性？ 2 一、细胞分化及其意义 思考•讨论 比较构成人体组织的细胞 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。 3 一、细胞分化及其意义 思考•讨论 比较构成同一植物体的细胞 光合作用 保护功能 储藏营养物质 叶肉细胞 表皮细胞（无叶绿体） 储藏细胞 没有叶绿体，没有角质层 细胞壁上形成角质层 有叶绿体 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。 4 一、细胞分化及其意义 【任务①】 结合上述资料，回答下列问题： 在个体发育中，由 增殖产生的后代， 在 、 和 上发生 的过程; 1.对象： 多细胞生物 2.概念: 一个或一种细胞 形态 结构 生理功能 稳定性差异 具有完全相同的遗传信息，为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？ 细胞分化 多细胞生物 单细胞生物 草履虫会出现细胞分化吗？ 不会！ 5 【任务①】 结合图片资料，回答问题： ——细胞分化的特点 一、细胞分化及其意义 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 红细胞还能回到分化前的状态吗？ 红细胞会变成其他类型的细胞吗？ 红细胞寿命有限，其来源于造血干细胞，那么红细胞能源源不断得到补充吗？ 其他生物是否也存在细胞分化的现象？ 从以上问题概括细胞分化的特点： ①持久性： ②普遍性： ③不可逆性： ④遗传物质不变性： 在生物界中普遍存在 发生在生物体的整个生命进程中 一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡 一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变 但在离体状态、人工培养等条件下,某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。 6 【任务①】 结合资料，回答问题： ——细胞分化的特点 一、细胞分化及其意义 根据下列事实分别说出细胞分化的特点是什么？ 事实1：细胞分化发生在整个生命进程中。 事实2：黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；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。 事实3：一般情况下，分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不能再回到分化前的状态，直到死亡； 事实4：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 稳定性 不可逆性 普遍性 但在离体状态、人工培养等条件下， 某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。 7 【任务①】 结合图片资料，回答问题： ——细胞分化的意义 一、细胞分化及其意义 结合情境中“无可孵蛋”的实例，想想：如果孵化过程只有细胞分裂而没有细胞种类的变化的话，会有什么后果？ 概括细胞分化的意义： 是生物体个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官； 使多细胞生物体中的细胞趋向专门话，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 8 一、细胞分化及其意义 【任务①】 结合资料，回答问题： 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： 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？ 9 一、细胞分化及其意义 【任务①】 结合资料，回答问题： ——细胞分化的实质 资料：到了20世纪中期,很多实验证明,不仅是受精卵,甚至高度分化的动植物细胞,都含有本物种全套的遗传信息。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 （遗传信息：基因） 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 + + + + - + 的表达产物是 注：“＋”表示有，“－”表示无。 管家基因 奢侈基因 基因选择性表达 (遗传信息的表达情况不同) 特定蛋白质 合成 导致 原因（实质） 结果 形态、结构、功能差异 形成 不同的细胞、组织 细胞分化实质： 细胞中的基因选择性表达的结果 DNA相同，蛋白质种类不完全相同 10 一、细胞分化及其意义 管家基因：在所有细胞中均表达，维持生命活动所必需的。 例如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。 奢侈基因：只在特定细胞中表达的基因，其产物赋予各种细胞特异的形态结构与功能。 如唾液淀粉酶基因、血红蛋白基因、胰岛素基因。 【拓展延伸】 分裂 分化 ①②分别是什么生命现象？ 两者有何区别和联系呢？ ① ② 细胞 分裂 分化 不同点 细胞变化 形态结构功能 发生时间 相同 联系 数目增加 相同 种类变化 差异 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 分裂是分化的基础 共同完成个体发育过程 发生在整个生命进程中 高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样再分化成其他细胞吗？ 细胞分化与细胞分裂的异同 12 点拨提升 细胞分裂、分化和生长发育的关系 1. →细胞数目增多→生长。 2. →细胞形态、结构、功能专门化。 3.发育是基因顺序表达的过程,是一系列分化( )的结果。 4.生物体一生中 。 细胞分裂 细胞分化 基因选择性表达 始终存在着细胞分裂和分化 13 思考： 小鸡胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。一般情况下分化的细胞将一直保持分化后的状态。 如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，能不能像早期胚胎那样，再分化成其他细胞呢？ 情 境（续） 14 二、细胞的全能性 【任务②】 结合课本P120资料，回答问题： 资料：1958年,美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部的细胞,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，移栽到花盘后，长成了一株新的植株。 1969年，将烟草的单个单倍体孢子 (花粉) 培养成完整的单倍体植株。 讨论： 1.韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？ 2.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？ 3.为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？ 已分化的细胞在离体培养下能够形成完整的植物体！ 能！ 已分化细胞仍保留着该物种个体生长发育所需的全套遗传信息 ——全能性的原因 15 二、细胞的全能性 【任务②】 结合课本P120资料，回答问题： 资料：1958年,美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部的细胞,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，移栽到花盘后，长成了一株新的植株。 1969年，将烟草的单个单倍体孢子 (花粉) 培养成完整的单倍体植株。 4.由1、2、3概述细胞的全能性： 5.植物组织培养需要什么条件？即细胞要表现出全能性的所需要条件有哪些？ ——全能性的概念及条件 细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完成有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 ①离体 ②一定的营养条件（无机盐和糖类等） ③植物激素 ④无菌无毒的环境 ⑤适宜的环境（pH、温度等） 结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。 16 应用: 。 植物组织培养 优点：能快速、大量繁殖，不受季节影响! 二、细胞的全能性 判断:以下现象是否体现细胞的全能性 ①种子→植株( ) ②花粉→植株( ) ③造血干细胞→各种血细胞( ) ④干细胞→心脏器官( ) ⑤壁虎断尾再生( ) x √ x x x 在生物的生长发育中，细胞并不表现出全能性，而是分化成各种组织、器官。 【拓展延伸】 17 二、细胞的全能性 【任务②】 结合课本P120资料，回答问题： ——动物细胞核的全能性 资料：动物和人体的受精卵、早期胚胎细胞也具有全能性。但同植物组织培养相比，成体动物细胞要体现全能性就困难的多。如： 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？ 2.如果直接将蝌蚪的肠上皮细胞进行培养，能不能形成完整的个体？与上个的植物细胞实验相比，你能从该实验得出什么结论？ 3.为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？ 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性！ 已分化的动物细胞体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质。 不能！ 非洲爪蟾的核移植实验 到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体！ 使卵细胞细胞核失活，破坏细胞结构 供核的蛙；细胞核是遗传和代谢的控制中心 18 已分化的植物细胞具有全能性 已分化的动物细胞的细胞核具有全能性 二、细胞的全能性 小结 全能性比较： a.不同物种： b.不同分化程度： c.分裂能力： 植物细胞 > 动物细胞 分化程度越高，全能性越低 受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞 分裂能力越强，全能性越高 分生区细胞 > 成熟区细胞 二、细胞的全能性 【资料】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。 正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？ 分化程度最低的细胞是 。 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 细胞分化程度：低 高 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。 受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞 分裂能力越强，全能性越高！ 20 二、细胞的全能性 干细胞 1.概念： 2.种类： 3.实例： 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞 （按分化潜能的大小） 多能干细胞 专能干细胞 全能干细胞 （受精卵、胚胎干细胞） （造血干细胞） （神经干细胞） 人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。 21 二、细胞的全能性 干细胞的应用 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。 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 脐带血干细胞 22 课堂小结 23 教材P122 练习与应用 × √ D D 24 Lavf58.76.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.18.100 $$