4.2细胞分化课件-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

该高中生物学课件围绕“细胞分化与全能性”展开，涵盖分化概念、特点、实质及全能性等核心知识。通过资料分析（如受精卵分化过程）和小组讨论（分析巨噬细胞等体细胞差异）导入，引导学生从形态结构功能差异逐步深入至基因选择性表达，构建“现象-实质-应用”的学习支架。 其亮点在于融合科学思维（对比细胞分裂与分化表格）、探究实践（小组讨论分化差异）和生命观念（结构与功能观），结合斯图尔德胡萝卜实验、克隆猴等实例及干细胞应用案例，帮助学生理解抽象概念。学生能提升分析能力，教师可借助清晰逻辑和实例提高教学效果。

第二节 细胞通过分化产生不同类型的细胞 干细胞：一类可以分化为各种细胞的未分化细胞。 受精卵：全能干细胞 胚胎干细胞：多能干细胞 资料一：下图为从受精卵分化形成过程，组成人体细胞的种类有200多种。 一、探讨细胞分化的概念 受精卵 胚胎干细胞 利用这些图片，结合之前所学的知识，回答以下几个问题：1.对于人来说，生命的起点是什么？2.受精卵发育成一个个体，主要经历了什么过程？3.受精卵仅进行细胞分裂能形成一个完整个体吗？ 胰岛β细胞 巨噬细胞 小组讨论 内质网、高尔基体发达，核糖体、线粒体多 溶酶体多 形态 结构 吞噬病原体 合成、分泌胰岛素 功能 1、据图分析分化后的3种体细胞有哪些具体的差异性变化？ 分子水平 （蛋白质种类和数量不同） 细胞器水平 (细胞器种类和数量不同) 60多种水解酶 胰岛素 蛋白质直接体现生命活动！ 心肌细胞 线粒体多 肌肉收缩，泵血 肌动蛋白 小组活动一：概述细胞分化的概念 组成人体细胞的种类有200多种 人体胚胎发育过程中，除了细胞数量不断增长外，细胞的结构、功能上也发生很大的差异，产生很多种不同类型的细胞。 思考1: 1. 描述图中人体几种正常细胞有何不同？ 形态不同，结构不同，功能不同。 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?这些细胞之间可以相互转变吗？ 3.尝试对细胞分化下定义。 细胞分化：是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程 不能，不能 一、探讨细胞分化的概念 不可逆性 细胞分化 有丝分裂 受精卵 小肠上皮细胞 血红细胞 神经细胞 比较细胞分裂与细胞分化： 细胞分裂 细胞分化 不 同 点 细胞数量 形态结构功能 相 同点 联系 增加 相同 不变 差异 遗传信息都不变 先分裂后分化,共同完成发育 细胞分化特点 多细胞生物的个体是由各种各样的细胞组成的 由分生区细胞分化形成 分化 分化 特点一：细胞分化是多细胞生物普遍具有的，具有普遍性 特点二：细胞分化是伴随着生物体整个生命进程，具有持久性 生物个体的发育就是通过细胞的分化所实现的。 课 中 小 结 细胞分化 定义：是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程 特点 普遍性 —— 多细胞生物普遍具有 持久性 —— 贯穿于生物体整个生命进程中 不可逆性 —— 一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡 功能：是个体发育的基础，是使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率 二、细胞分化的实质 资料二： 1、蛋白质是生命活动主要承载者。 2、基因是一段具有遗传效应的DNA。 3、特定 的基因控制特定蛋白质的合成，称为基因的表达。（图例如下） 遗传物质 DNA 蛋白质 ATP合成酶基因 收缩蛋白基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 ATP合成酶 收缩蛋白 血红蛋白 胰岛素 思考2: 1、讨论猜想细胞分化的原因是什么？ 2、根据猜想，讨论肌细胞和未成熟的红细胞所含的遗传物质和蛋白质，并填写表格。 A B D C E F G H 细胞 所含基因 所含蛋白 肌细胞 未成熟红细胞 ATP合成酶基因、收缩蛋白基因、血红蛋白基因、胰岛素基因 ATP合成酶基因、收缩蛋白基因、血红蛋白基因、胰岛素基因 ATP合成酶、收缩蛋白 ATP合成酶、血红蛋白 3、细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变？ 遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来源于同一个受精卵。（通过有丝分裂产生） 细胞 种类 基因 蛋白质 ATP合成酶基因(A) 肌动蛋白基因（B） 血红蛋白基因 （C） 胰岛素基因（D） ATP合成酶(1) 肌动蛋白 (2) 血红蛋白 (3) 胰岛素 (4) 心肌细胞 + + + + + + - - 胰岛β细胞 + + + + + - - + 未成熟红细胞 + + + + + - + - 开 开 开 开 关 关 关 关 开 关 开 关 根本原因：个体发育过程中，不同的细胞中遗传物质有选择性的发挥作用， 即基因的选择性表达。 直接原因：合成了具有特定结构和功能的蛋白质。 二、细胞分化的实质 20世纪50年代初期 1958年，美国植物学家斯图尔德等人，用胡萝卜根中分离出的单个细胞进行离体培养，得到了完整的植株。 因为该植物体性状与受精卵发育而成的个体基本相同 A B D C E E D C A B E D C A B E D C A B E D C A B 基因 表达 二、细胞分化的实质 根本原因：是个体发育过程中，不同的细胞中遗传物质的表达情况不同（P125页） 直接原因：是合成了具有特定结构和功能的蛋白质。 思考：细胞分化过程中细胞数目有没有变化？ 细胞分化与遗传物质的选择地发挥作用有关，细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活化状态，比如ATP合成酶相关基因。例如，在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白(肌细胞中的一种蛋白质)合成有关的基因则处于关闭状态，在肌细胞中则相反。使具有相同遗传物质的细胞在不同组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化。 从不同水平理解细胞分化 （1）从细胞水平来看：细胞的形态、结构、功能发生改变 （2）从亚显微水平看：细胞器的数目、种类以及细胞溶胶成分等发生改变 （3）从分子水平来看： ①蛋白质角度：蛋白质种类、数量发生改变 ②遗传物质角度：遗传物质有选择的发挥作用，RNA的种类和数量发生改变。 探讨细胞全能性 20世纪50年代初期 资料三：1958年，美国植物学家斯图尔德等人，用胡萝卜根中分离出的单个细胞进行离体培养，得到了完整的植株。 1、上述过程表明了什么？其原因是什么？ 2. 如果将胡萝卜根中的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? 表明胡萝卜根细胞具有全能性，具有发育成完整个体的潜能。 可以 细胞全能性：指细胞经分裂和分化后，仍具有分化出各种细胞并形成完整个体的潜能。 原因是胡萝卜根细胞具有全套的遗传物质。 因为该植物体性状与受精卵发育而成的个体基本相同 细胞的全能性 受精卵具有分化出各种细胞的潜能 指细胞经分裂和分化后，仍具有分化出各种细胞并形成完整个体的潜能。 失去全能性 细胞全能性 探讨细胞全能性 资料四：全球顶尖学术期刊《细胞》2018年1月25日在线发表了中国科学家的一项成果：成功培育全球首个体细胞克隆猴“中中”、“华华”。体细胞核移植过程：取猴胎儿的成纤维细胞的细胞核，将成纤维细胞的细胞核注入到卵细胞。 1、从这个实验中，你发现了什么？成熟的体细胞具有全能性吗？ 2、为什么不是和植物细胞一样是整个细胞具有全能性呢？ 动物细胞的核具有全能性 受细胞内物质的限制，动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能越来越小，不表现出全能性。 探讨细胞全能性 1、高度分化的植物细胞以及经过核移植的动物细胞能发育成完整个体的本质原因是什么？ 思考3: 生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全部基因。 2、比较动、植物细胞发育成完整个体的条件，总结细胞全能性表达与哪些因素有关？ 高度分化的植物细胞或动物细胞核含有物种发育所需要的全套基因。 细胞全能性实现的条件： 1、离体 2、一定营养物质 3、激素 4、适宜的外界环境（pH、T） 不同种类细胞其分化程度及全能性是如何的？ 造血干细胞 受精卵 胚胎干细胞 红细胞 全能性领奖台 胚胎干细胞 造血干细胞 受精卵 红细胞 第二节 细胞分化（cell differentiation)与全能性(cell totipotency) 小结：分化程度越高的细胞，全能性就越低。 1. 动物细胞的全能性<植物细胞； 2. 动物细胞分化程度>植物细胞 课 中 小 结 细胞全能性大小 植物细胞 > 动物细胞 （动物细胞的细胞核全能性仍可以表达） 同一生物体内细胞全能性的大小: 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞 随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力就越低 思 考 一粒种子萌发为幼苗，并长成参天大树是否体现了细胞的全能性呢？ 这个过程没有体现细胞的全能性。 种子是植物的幼体，而不是一个细胞。种子发育成植株是个体正常发育的过程。 25 25 细胞分化现实运用 资料五：2020年9月，日本东京医科齿科大学宣布，利用老鼠的胚胎干细胞成功培养出了迷你心脏。研究小组称，在培养过程中，胚胎干细胞分化出了心肌细胞，并在大约两星期里发育成了直径约1毫米左右的心脏类器官。 资料六：脐带血中富含造血干细胞，新生儿脐带学与父母配型，成功概率为50%，与兄弟姐妹配型成功概率是25%，自体存的脐带血完全不存在排斥反应。无血缘关系供体间配型，配型成功的概率在15万分之一至30万分之一。那么，白血病患者中。“二宝救大宝”的方案是否存在风险？还可以有哪些治疗方案？ 风险： 方案： 排斥反映、配型率不高...... 造血干细胞移植...... 课 堂 总 结 定义：是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程 特点 普遍性 —— 多细胞生物普遍具有 持久性 —— 贯穿于生物体整个生命进程中 稳定性 —— 遗传物质不变 不可逆性 —— 一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡 功能：是个体发育的基础，是使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率 原因 根本原因：是个体发育过程中，不同的细胞中遗传物质的表达情况不同， 即基因的选择性表达 直接原因：是合成了具有特定结构和功能的蛋白质 细胞分裂和细胞分化的关系 细胞分化 细胞全能性 植物细胞 > 动物细胞 同一生物体内细胞全能性的大小: 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞 随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力就越低 注意： 植物细胞具有全能性；动物细胞核具有全能性。 　 (2017·金华一中期末)如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、丁、戊中的蛋白质不完全相同 A.①② B.①④ C.③④ D.②③④ B [典例1] 细胞分化的根本原因是(　　) A.细胞核中基因发生突变　　　　　　　 B.细胞中细胞器的种类发生改变 C.细胞中遗传物质有选择地发挥作用 D.细胞中合成的蛋白质发生改变 C 目录 1.细胞能产生特异性变化 /////// 知识梳理 [变式训练1] (2021·效实中学高一月考)下列对于细胞分化不同水平的解析中，不正确的是(　　) A.从细胞水平解析，细胞分化是由于细胞形态、结构和功能改变的结果 B.从细胞亚显微结构水平解析，细胞分化是由于细胞器的数目、形态结构功能及细胞溶胶成分和功能改变的结果 C.从蛋白质分子角度解析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因 D.从核酸分子的角度解析，细胞分化是由于细胞中遗传物质有选择地发挥作用 C 目录 1.细胞能产生特异性变化 /////// 知识梳理 [变式训练2] 在上海世博会上，荷兰馆展出该国的国花郁金香，鲜艳夺目，它是用名贵的郁金香品种的茎尖细胞人工培育而成的。这一培育技术反映了(　　) A.细胞具有增殖的功能 B.细胞具有分化的功能 C.分化的细胞具有全能性 D.生物体具有顽强的生命力 C /////// 目录 素养提升 2.细胞具有全能性 “关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达 $