6.2细胞的分化课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第6章 细胞的生命历程 第二节细胞的分化 健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。 白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。 通过骨髓移植可以有效地治疗白血病! 思考：骨髓与白细胞的形成有什么关系? 骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生多种血细胞。 在人体内，红细胞的寿命约120d左右，白细胞的寿命为5~7d。 这些血细胞是高度分化的细胞，失去分裂能力。 思考：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? 一 、细胞分化及其意义 同一植物的不同种细胞： 叶肉细胞 能够进行光合作用 ( 有叶绿体) 储藏细胞 储藏营养物质 ( 储藏营养物质 ) 表皮细胞 具有保护功能 ( 有角质层) 一 、细胞分化及其意义 同一动物的不同种细胞： 上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞 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 总体上都由胞膜、细胞质、细胞核组成。 2、这些细胞都源于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 胞会不会转变成其它组织的细胞? 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 中的某种细胞不会转变成其他组织的细胞的。 一 、细胞分化及其意义 骨骼肌细胞 神经细胞 软骨细胞 上皮细胞 胞分化。 增加细胞数量 有丝分裂 ○ O O O 受精卵 神经细胞 2、 发生时间： O 一、细胞分化及其意义 1、 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，叫细 细胞分化发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度 增加细胞种类 细胞分化 肌细胞 红细胞 O O O 3、 细胞分化的特点： (1)不可逆性： 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。 (2)持久性： 贯穿于生物体整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限 度。 (3)普遍性： 是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。 (4 )稳定性： 一种组织的细胞不会转变成其它组织的细胞 (5 )遗传物质不变性：分化后，细胞的遗传物质不变 正常情况下，细胞分裂和细胞分化不会导致遗传物质发生改变， 所以就一个个体来说，各种体细胞的核内遗传信息相同。 下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征 一 、细胞分化发生在整个生命进程中。 (持久性) 二、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。 (稳定性) 三、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。 (不可逆性) 四 、在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。(普遍性) 五、分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。(遗传物质不变性) 3种细胞 D N A ( 基 因 ) 蛋白质 卵清蛋白基因 唾液淀粉 酶基因 胰岛素基因 卵清蛋白 唾液淀粉酶 胰岛素 输卵管细胞 十 十 + 十 — — 唾液腺细胞 + 十 十 十 胰岛B细胞 十 十 十 —— 十 思考1:个体发育过程中，细胞数目增多的方式主要是什么? 有丝分裂 思考2: 细胞的形态、结构和功能主要由哪种化学物质直接体现? 蛋白质是生命活动的主要承担者，不同的体细胞由于含有不同种 类和数量的蛋白质，因而在形态、结构和功能上表现出差异。 4.细胞分化的实质 基因的表达产物通常是：蛋白质 3种细胞 D N A ( 基 因 ) 蛋白质 卵清蛋白基因 唾液淀粉 酶基因 胰岛素基因 卵清蛋白 唾液淀粉酶 胰岛素 输卵管细胞 十 十 + 十 — — 唾液腺细胞 + + + 十 胰岛细胞 + + 十 —— 十 思考3:正常情况下，细胞分裂和细胞分化会导致遗传物质发生改变吗? 不会，个体的各种体细胞具有跟受精卵细胞相同的全套遗传信息 思考4:遗传信息相同的细胞为什么会分化成不同种类的细胞? 细胞分化的根本原因：基因的选择性表达 4.细胞分化的实质 基因的表达产物通常是：蛋白质 含全套遗传物质 含全套遗传物质 (包括A~E) (包括A~E) 细胞分裂 细胞分化 假设受精卵含有 的全套遗传物质是 A、B 、C、D、E基因 细胞分化的根本原因：基因的选择性表达 细胞 的形 态、结 构 和 功 能 不 同 称 基因 ABCDE ABCDE AB C D E ABC DE ABCDE JUUU 上皮细胞 肌肉细胞 神经细胞 骨细胞 C 基因的表达产物是维持细胞基 本生命活动所必须的，所以活细 胞中都要表达 · 管家基因：例如呼吸酶基因、 核糖体蛋白基因、ATP 水解酶 基因等。所以活细胞中都要表 一、细胞分化及其意义 思考5、不同细胞中有没有都表达的基因? 未表达 □ 表达 达 基 因 ABCDE ABCDE AB C D E ABC DE ABCDE JUUU 上皮细胞 肌肉细胞 神经细胞 骨细胞 C 基因的表达产物是维持细胞基 本生命活动所必须的，活细胞中 均要表达 · 管家基因：例如呼吸酶基因、核 糖体蛋白基因、水解酶基因等。 · 奢侈基因：组织特异性基因，是 指不同类型细胞中特异性表达的 基因，奢侈基因的表达产物赋予 各种类型细胞特异的形态结构与 功能。如：血红蛋白基因，胰岛 一、细胞分化及其意义 未表达 □ 表达 素基因 课前两分钟默写 1.在受精卵形成胚胎的过程中，出现了各种不同的细胞，其根 本原因(实质)是什么? 2.为什么同一个体中不同的细胞具有相同的遗传物质? 1.在受精卵形成胚胎的过程中，出现了各种不同的细胞，其根 本原因(实质)是什么? 基因的选择性表达 3.为什么同一个人中不同的体细胞具有相同的遗传物质? 同一个人的不同体细胞都是由同一个受精卵分裂、分化而来 的，而分裂和分化的过程中遗传物质不改变 课前两分钟默写 5、细胞分化的意义 (1)细胞分化是个体发育的基础。 (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。 比较 细胞分裂 细胞分化 不同点 细胞的数量 增加 不变 细胞形态、结构、功能 (细胞的种类) 不变 稳定性差异(增加) 相同点 核遗传信息都不变 联系 · 先分裂，后分化； · 细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程； ·细胞的分化程度越高， 一般分裂能力就越低 6.比较细胞分裂与细胞分化 思考2:体细胞含有的遗传物质和受精卵相同，理论上是否也能够发育成一 个完整的个体? 资料1:1958年，美国科学家Steward 用胡萝卜韧皮 部组织细胞，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 ，最终长成了一株新的植株。 思考：该实验结果说明了什么? 植物组织培养 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 思考1:从遗传信息的角度分析，受精卵为什么能发育成一个完整的个体? 受精卵含有该物种生长、发育所需的全套遗传信息(或全套基因) 思考：将蝌蚪的肠上皮细胞单独培养能获得新的蝌 蚪个体吗? 与资料1相比，你能从资料2中的实验得出什么结论? 将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体。 与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明 已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能型。 二、细胞的全能性 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 啤蚪的肠 上皮细胞 细胞核 核移植 8细胞胚 蝌蚪 蛀卵 去核 如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、卵细胞 (发育成雄蜂) 、植物体的分生组织也具有全能性。 为什么高度分化的植物细胞还具有发育成个体的潜能? 植物细胞内含有本生物物种全套的遗传信息 哺乳动物成熟红细胞不具有全能性。 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。 细胞全能性的概念 1.概 念 ： 胚胎干细胞 成 体 干 细 胞 (造血干细胞、神经干细胞) 全能干细胞( 如受精卵、胚胎干细胞) 多能干细胞( 如造血干细胞 ) 概念： 动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能 力的细胞，这些细胞叫做干细胞。 按来源分 (发育时期) 按分化潜能分 2.干细胞 (2)类型 细胞全能性的应用 ( 如神经干细胞、 皮肤生发层细胞) 专能干细胞 存在于 早期胚胎 中，具有分化为成年动物体内 的 任何 一种类型的细胞，并进一步形成机体的 所有组织和器官甚至_个体 的潜能。 是 成体 组织或器官内的干细胞， 一般认为，成 体干细胞具有组织特异性，只能分化成_特定的 细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 白细胞 红骨髓 红细胞 造血干细胞 血小板 胚胎干细胞 (ES 细胞) (3)类型 成体干细胞 干 细 胞培养及其应用 较 → → 随着分化程度提高，细胞的分裂能力、分化能力、全能性逐渐减弱。 细胞全能性的大小 受精卵>生殖细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞 体细胞 专能干细胞 多能干细胞 胚胎干细胞 受精卵 · 3.分裂能力、分化能力、分化程度、全能性大小的比 细胞全能性的应用 快速繁殖花卉、蔬菜等 拯救珍稀、濒危动植 克隆人体器官，用于器官移植 脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病 人民网>>人民网海南频道>>海南新闻 people.cn 海南完成首例脐带血造血干细胞捐献 李艳玫 2020年07月25日08:50 来源：海南日报 分享到： 原标题：我省完成首例脐带血造血干细胞捐献 7月24日13时8分，南航乘务员史亚萌在三亚市妇幼保健院顺利生下女儿，母女 平安，并成功捐献脐带血造血干细胞。据悉，史亚萌是海南首位成功捐献脐带血造 血干细胞的捐献者。 400 675 5599 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。 中网莉闻绸 上 海 www . sh . china news . com (上海新闻网) 首 页 文化 民 生 宏观经济 港澳台侨 区镇动态 细胞全能性的应用 18岁大学生成功接受脐带血造血干细胞移植重获新生 2020年10月29日17:37来源：中新网上海 党建 体育 时尚 娱乐 本地热点 医疗健康 科技教育 法制资讯 荆州[切换] 空气质量：口 明 雨 夹 雪 2~9℃ 今 多 云 3~13℃ 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。 & Blood Cells Red Blood Cells Marrow White Blood Cells Platelets STEM CELL Cardiac cells Bone Marrow Stem cell Blastocyst Neuron 细胞全能性的应用 与社会的联系 Enterocytes Fat cells Red blood cells Lymphocyte Monocyte Esinophil Basophil Neurophil Epithelial cells Chondrocyte 转 化 诱导分化 红细胞 诱导分化 白细胞 血小板 干细胞 2.体外培养组织或器官，通过移 植治疗疾病 1.干细胞可以用于治疗血液 系统疾病 细胞全能性的应用 全能干细胞 专能干细胞 血细胞 骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞 肌细胞 神经元 病人自我识别基因 NMNMN 培养胚胎干细胞 项目 细胞分化 细胞全能性 原理 细胞内基因选择性表达 细胞中含有本物种全套遗传物质 特点 持久性、不可逆性、普遍 性、遗传物质不变性 1)高度分化的植物体细胞具有全能性 2)动物已分化的体细胞全能性受限制， 但细胞核仍具有全能性 结果 形成形态、结构、功能不 同的细胞 形成新的个体或分化成其他细胞 大小 比较 分化程度高低：体细胞>生 殖细胞>受精卵 全能性大小：受精卵>生殖细胞> 体细胞 关系 1)细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有本物种 的全套遗传物质，因而都具有全能性 2)一般来说，细胞分化程度越高，细胞全能性越难以表达，细胞 分化程度越低，细胞全能性就越高。 细胞分化与细胞全能性的比较 【课堂练习】 1、蝴蝶兰幼叶的叶肉细胞经离体组织培养能培育成 蝴蝶兰幼苗，这说明植物细胞具有( B ) A. 专一性 B. 全能性 C. 恢复原状态的能力 D. 进一步分化的能力 2. 细胞分化过程中，不会出现 ( D ) A. 细胞表面结构的改变 B. 细胞器种类和数量的改变 C. 蛋白质种类和数量的改变 D. 细胞核遗传物质的改变 3、同一个体的神经细胞具有产生和传递兴奋的作用， 而胰岛B细胞分泌的胰岛素具有降低血糖的作用。造 成这种差异的根本原因是 ( A ) A. 两者所含的基因表达情况不同 B. 两者所处的细胞周期长短不同 C. 两者所含的各细胞器数量不同 D. 两者所含的特定蛋白种类不同 4、中科院院士表示“未来像逛超市一样选器官”将不再是一 个梦，因为人工诱导干细胞分化在技术上已经实现。干细胞 能形成不同的组织或器官的根本原因是( D) A. 细胞分裂 B.细胞的组织培养 C.细胞分化 D.基因选择性表达的结果 5、在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经 细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的( A) A.分裂与分化 B.分化与癌变 C.癌变与衰老 D. 衰老与分裂 $$