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

6.2 细胞的分化 第6章 细胞的生命历程 1.细胞分化及其意义 2.细胞的全能性 学习目标 课本 118 问题探讨 在人体内,红细胞的寿命为120d(day 天)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。 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。 骨髓中的造血干细胞能够通过细胞增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。 正常白白细胞(放大2000倍) 课本 121 课本 122 上皮细胞 肌肉细胞 神经细胞 肌肉组织 神经组织 上皮组织 课本 118 细胞分化及其意义 受精卵 (发育起点) 细胞分化 系统 人体 器官 早期胚胎干细胞 有丝分裂 课本 119 细胞分化的概念 2.由受精卵发育而成的各类型的细胞有共同点,但也不同,如哪些方面不同? 形态、结构、功能上各不相同 1.在课本找到细胞分化的概念: 课本 119 细胞分化的特点 思考以下几个问题,概括细胞分化的特点: 1.红细胞寿命有限,其来源于造血干细胞的分裂分化,所以红细胞能源源不断得到补充,据此推测细胞分化只发生在胚胎时期,还是发生在生物体生命的整个过程中? 2.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? 3.其他生物是否也存在细胞分化的现象? 持久性 不可逆性、稳定性 普遍性 持久性 不可逆性、稳定性 普遍性 大本 116 练习 √ [辨正误] (1)细胞分化是一种持久性的变化,一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。( ) (2)细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。( ) 提示:细胞分化发生在整个生命进程中。 (3)细胞分化过程不改变细胞的数量。( ) √ 课本 119 细胞分化的意义 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。 实例1 ①细胞分化是生物个体发育的基础 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。 实例2 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 细胞分化是否意味细胞中的遗传物质发生改变? 课本 119 细胞分化的实质 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。下表表示人体不同细胞中基因和蛋白质的存在情况。 细胞名称 细胞中的DNA 细胞中的蛋白质(相应基因表达的产物) 唾液淀粉酶基因 血红蛋白基因 胰岛素 基因 唾液淀粉酶 血红蛋白 胰岛素 唾液腺细胞 + + + + - - 未成熟的红细胞 + + + - + - 胰岛细胞 + + + - - + 1.联系资料分析,分化是否会改变细胞中的遗传物质? 2.结合表格分析细胞分化的实质。 细胞分化不会改变细胞的遗传物质 “+”表示有 ,“-”表示无 细胞分化的实质 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) 尝试解释这些现象 课本 119 大本 116 练习 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、奢侈基因的分别是什么?(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 a是管家基因;b、c、d是奢侈基因 ④⑤为奢侈基因 ①②③为管家基因。 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, ①②③在所有细胞中一般都可表达。 大本 116 练习 (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。 不可能,血红蛋白基因在这三种细胞中都没有表达。 (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。 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。 (5)通过以上推理可知,细胞分化的实质是什么? 基因的选择性表达。 大本 119 练习 D 5.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 细胞分化不改变遗传物质,根本原因是基因的选择性表达 大本 117 练习 C 2.(2024 长沙一中调研)下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是( ) ①a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化 ②乙和丙的染色体组成不同 ③丁与戊因遗传物质不同而发生分化 ④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同 A.②③④ B.①② C.①④ D.③④ 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 大本 117 练习 1.(2024 西安高新一中检测)如图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是( ) C 基因的选择性表达 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 持久性、普遍性、不可逆性、稳定性、遗传信息不变 实质/原因 细胞分化 概念 特点 意义 生物个体发育的基础、细胞功能专门化 细胞分裂、分化和生长发育的关系 1. 细胞数目增多 生物体生长。 2. 细胞形态、结构、生理功能专门化(细胞种类增多) 生物体发育。 3.发育是基因顺序表达的过程,是一系列分化( )的结果。 4.多细胞生物体一生中始终存在着细胞分裂和分化。 细胞分裂 细胞分化 基因选择性表达 课本 120-121 细胞的全能性 资料1 1958年美国科学家斯图尔德(F. C. Steward)等利用胡萝卜韧皮部的细胞,放入含有植物激素、营养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(愈伤组织),继而分化出根、茎和叶,移栽到花盆后,长成了一株新的植株。 植物组织培养技术 2.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的细胞,在适宜条件下发育形成新植株吗? 1.从资料1中可以得出什么结论? 已经高度分化的植物细胞在离体、给予一定的外界条件的培养下能够形成完整的植物体。 能 课本 120-121 细胞的全能性 【了解一下】动物体细胞直接培养不能形成完整个体,但将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中可培育出克隆动物,说明 卵细胞细胞质中含有激发动物细胞的细胞核全能性表达的物质 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。 3.将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗? 4.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? 不能 已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。 非洲爪蟾的核移植示意图 课本 121 动物细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质。 大本 118 练习 2.下图是非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞的核移植过程。 (1)上图说明_具有全能性。如果将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗?_。 动物体细胞的细胞核 不能 (2)如图说明去核的爪蟾卵细胞中的_对动物细胞核全能性的表达发挥着重要作用。 (3)分析该实例,请你说明已经分化的细胞具有全能性的原因是什么? 已经分化的细胞仍然具有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。 细胞质 课本 121 细胞的全能性 1.细胞全能性的概念: 细胞经分裂和分化后,仍具有_或_的_和_; 产生完整有机体 分化成其他各种细胞 潜能 特性 (没有分化的细胞,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) 具有全能性 ≠ 表现/体现全能性 为什么细胞会具有发育成完整个体的潜能? 细胞具有全能性的原因是什么? 2.细胞全能性的原因:细胞内含有本物种生物生长发育所需的全套遗传物质 大本 119 细胞全能性的比较 (1)不同生物类型:植物细胞_动物细胞。 (2)不同细胞类型:受精卵_生殖细胞_体细胞。 (3)不同细胞分化程度:分化程度低的细胞_分化程度高的细胞。 (4)不同细胞分裂能力:与细胞分裂能力呈正相关, 即分裂能力强的细胞_分裂能力弱的细胞。 > > > > > 课本 121 细胞的全能性 1.细胞全能性的概念: 细胞经分裂和分化后,仍具有_或_的_和_; 产生完整有机体 分化成其他各种细胞 潜能 特性 受精卵发育为新个体能否体现全能性?种子发育为个体呢? 种子是器官,全能性是对细胞的定义。 √ 课本 121 细胞的全能性 大本 118 练习 √ [辨正误] (1)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性。( ) 提示:克隆羊培育成功说明高度分化的动物体细胞核具有全能性。 (2)由受精卵发育成新个体体现了细胞的全能性。 ( ) (3)卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高。( ) 提示:卵细胞属于已分化细胞。 (4)干细胞具有分裂和分化能力。( ) √ 大本 118 练习 D 3.下列实例能体现细胞全能性的是( ) A.皮肤被划破后,伤口重新愈合 B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部 C.小鼠腺细胞的自我复制 D.胡萝卜组织块经离体培养形成完整植株 解析:皮肤被划破后,伤口重新愈合以及蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部都属于细胞的增殖和分化,没有形成完成个体或分化出其他各种细胞,所以无法体现细胞的全能性,A、B错误; 小鼠腺细胞的自我复制,只进行了细胞分裂,没有体现细胞的全能性,C错误; 胡萝卜组织块经离体培养形成完整植株,体现了植物细胞的全能性,D正确。 具有全能性 ≠ 表现/体现全能性 大本 118 练习 C 4.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是( ) A.植物体只有高度分化的体细胞才具有全能性 B.人体成熟红细胞在一定条件下可以体现出全能性 C.植物细胞的全能性是指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 D.高度分化的植物细胞随时可以表现出全能性 解析:植物体内几乎所有活细胞都具有全能性,A错误; 人体成熟红细胞没有细胞核和线粒体等,没有遗传物质,所以无法体现全能性,B错误; 高度分化的植物细胞在离体和适宜的条件下,可以表现出全能性,D错误。 实质/原因 细胞分化 细胞的全能性 基因的选择性表达 应用 植物组织培养 离体、一定的外界条件等(整体具有全能性) 动物克隆 动物细胞的细胞核具有全能性 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 特点 持久性、普遍性、不可逆性、稳定性、遗传信息不变 意义 生物个体发育的基础、细胞功能专门化 概念 细胞经过分裂和分化后,仍具有发育成完整有机体或其他各种细胞的潜能和特性 原因 细胞内含有本物种生物生长发育所需的全套遗传物质 细胞全能性大小:受精卵>生殖细胞>体细胞 √ D D 课本 122 课本 127 思维训练——分析数据 1.细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗?比如寿命短的细胞是否一定能分裂? 细胞的寿命与分裂能力之间无对应关系;寿命短的细胞 不一定能够分裂。 2.细胞寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗? 有;比如白细胞吞噬细菌病毒,寿命较短。 3.根据以上分析皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力? 表皮细胞行使保护功能,寿命较短,有分裂能力。 人体不同细胞的寿命和分裂能力不同(见下表)。请分析表中有关数据。 细胞种类 小肠上皮细胞 平滑肌细胞 (分布于内脏器官) 心肌细胞 神经细胞 白细胞 寿命 1~2d 很长 很长 很长 5~7d 能否分裂 能 能 不能 绝大多数不能 不能 大本 119 练习 D 1.(2024 广东茂名调研)细胞分化过程中不会出现的是( ) A.细胞结构的改变 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 大本 119 练习 C 2.(2024 洛阳市高一期末)分离的胡萝卜根细胞发育成植株过程示意图如图所示。据图,下列叙述中正确的是( ) A.过程a中的细胞均具有相同的染色体数目 B.过程b中的细胞遗传物质发生差异性变化 C.该过程体现了细胞的全能性 D.过程c中只有细胞分化 大本 119 练习 D 3.(2024 浙江名校联考)下列关于细胞全能性的叙述,正确的是( ) A.多莉羊的成功培育证明了动物细胞具有全能性 B.种子萌发成植株的过程体现了细胞的全能性 C.胚胎干细胞分化成机体的各种器官不能体现细胞的全能性 D.利用细胞的全能性可将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整植株 大本 119 练习 D 4.(2024 大连市期末)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 $$