6.2+细胞的分化-课件-2025-2026学年高一上学期必修1（2019）

该高中生物学课件聚焦细胞分化和细胞全能性核心知识，涵盖概念、特点、基因选择性表达及干细胞应用。通过胚胎发育图解、造血干细胞分化实例导入，结合对比表格、典型例题搭建学习支架，帮助学生梳理知识脉络。 其亮点在于融合生命观念与科学思维，以斯图尔德植物组织培养、克隆羊“多莉”等实验为载体，通过案例分析和问题驱动，引导学生理解基因选择性表达等抽象原理。既培养学生结构与功能观，又提升科学探究能力，教师可借助资料中的习题和总结高效开展教学。

第 2 节 细胞的分化 第六章 细胞的生命历程 1 (一)教学目标 1.阐明细胞分化的概念，说出细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，是形成多细胞生物体的必要过程。 2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面的应用。 3.说出干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。 (二)教学重点和难点 2.教学难点 1.教学重点 ⑴细胞分化的原因。 ⑴细胞分化的概念、原因和意义。 ⑵细胞全能性的概念。 ⑵细胞全能性的概念。 新课导入 新课导入 4 一.细胞分化 在个体发育中，由 增殖产生的后代， 在 上发生 的过程，叫细胞分化。 一个或一种细胞 形态、结构和生理功能 稳定性差异 ⑴分化的对象： 一个或一种细胞 产生形态、结构、功能不同的细胞。 ⑵分化的结果： 1.细胞分化的概念 稳定性是指遗传物质没有发生改变。 5 细胞分化 细胞分裂 A C B A→B: ⑶胚胎发育中的细胞分化图解1： B→C: 分化的结果：产生形态、结构、功能不同的细胞。 细胞分化 细胞分裂 A C B A→B: ⑷胚胎发育中的细胞分化图解2： B→C: 分化的结果：产生形态、结构、功能不同的细胞。 细胞分化 ⑸造血干细胞分化示意图： B→C: C B C C C C C 分化的结果：产生形态、结构、功能不同的细胞。 ⑹细胞分化的分析： ①从细胞水平（显微结构）分析： ②从细胞器水平（亚显微结构）分析： ③从分子水平（电子显微结构）分析 细胞的形态、结构和生理功能发生改变。 细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。 a.蛋白质角度： b.基因角度： 蛋白质种类、数量、功能发生改变。 基因选择性表达， 即遗传信息的执行情况不同， 这是细胞分化的根本原因。 9 上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞 a.构成人体的器官有四种组织：上皮组织、肌肉组织、结缔组织、神经组织，这些组织又是由一些相似的细胞所构成。如下图。 总结：同一动物体的这些细胞都来源同一早期胚细胞。 ⑺细胞分化的举例： 产生形态、结构、功能不同的细胞。 即：细胞分化 功能：光合作用 功能：保护功能 功能：贮藏营养物质 ⑺细胞分化的举例： 产生形态、结构、功能不同的细胞。 总结：同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。 即：细胞分化 b.植物细胞如下图 你还能举出细胞分化的其他实例吗? ①根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等; ②胚珠发育成种子，子房发育成果实; ⑤皮肤再生等。 ③受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙; ④骨髓造血; 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。 人体不同类型细胞之间的差异是稳定不变的，一般都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。 ②稳定性 ③不可逆性 细胞分化发生在整个生命进程中。 ①持久性 下列事实分别说明了细胞分化的什么特征？ 思考： 2.细胞分化的特点 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受精卵，经有丝分裂产生。 红细胞 肌肉细胞 （是由于不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致） 血红蛋白基因 肌动蛋白基因 血红蛋白 血红蛋白基因 肌动蛋白基因 肌动蛋白 （开） （关） （开） （关） ⑴基因选择性表达的过程 3.细胞分化的本质原因 ⑵细胞分化的本质图解： 基因选择性表达的过程 产生形态、结构、功能不同的细胞。 16 ⑶细胞分化的拓展： 管家基因与奢侈基因 ①管家基因又称持家基因， ②奢侈基因即组织特异性基因, 如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。 如血红蛋白基因只在红细胞内表达， 是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。 如图中 。 B基因 是指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。 如图中 。 A基因或C基因 所以血红蛋白基因便是奢侈基因。 17 ⑴细胞分化是个体发育的基础。 如果没有分化，生物将会如何？ ⑵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 5.细胞分化的意义 产生形态、结构、功能不同的细胞。 4.细胞分化的结果 1.①②分别是什么生命现象？ ①为细胞分裂 ②为细胞分化 2.两者有何区别和联系呢？ 典型例题 细胞分裂 细胞分化 不 同 点 细胞数量 相同点 联系 增加 相同 不变 差异 遗传信息都不变 共同完成生物个体发育过程 形态结构功能 发生时间 从受精卵开始 整个生命过程中 分化程度大，分裂能力则逐渐下降 2.两者有何区别和联系呢？ 从胡萝卜根的韧皮部分离细胞 已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞？ 早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。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? 资料1：1958年斯图尔德 [美] 实验 脱分化 再分化 生长 分离细胞 分裂、分化 愈伤组织 植物个体 胚状体 幼苗 分裂形成的细胞团 胡萝卜的根部（离体） 在含有植物激素、无机盐、 糖类等物质的培养液中 脱分化 再分化 生长 资料1：1958年斯图尔德 [美] 实验 举例：菊花的组织培养 实验表明：在离体时，给予细胞一定条件，高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株或分化成其它各种细胞的能力。 如：植物细胞具有全能性 高度分化的植物细胞在离体、培养液（营养物质、植物激素）、无菌条件下可重新形成植物。 ②所用的生物技术： ③生殖方式： 植物组织培养。 无性生殖。 ①所用的生物原理： 细胞的全能性。 植物组织培养： 这就是细胞的全能性 二.细胞的全能性 细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 为什么高度分化的植物细胞还具有发育成个体的潜能？ 细胞内含有本生物物种全套的遗传信息！ 1. 定义： 植物细胞都具有全能性，那动物细胞呢？ 思考： 资料2：非洲爪蟾的核移植 爪蟾卵 蝌蚪的肠上皮细胞 紫外线去核 取核，核移植 重组细胞 分裂、分化 绵羊“多莉” 整个克隆过程如下： 母绵羊A 乳腺细胞 （体细胞） 母绵羊B 未受精的卵细胞 母绵羊C 新的卵细胞 发育成胚胎 去核卵细胞 提取细胞核 细胞融合 胚胎移植 遗传物质主要存在于细胞核中 “多莉” 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 “多莉”的诞生证明: 但是到目前为止，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。 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 29 动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。 P121:为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性? 可是细胞核则不同，它含有该物种所特有的全套遗传物质，具有发育成完整个体所必需的全部基因，并且并没有因细胞分化而失去基因， 因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实类计好。 如：P121，世界上首例体细胞克隆猴的诞生。 项目 细胞分化 细胞全能性 原理 结果 大小 比较 关系 2.细胞全能性与细胞分化的比较 细胞内基因的选择性表达 含有本物种全套遗传物质 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新的个体 细胞分化程度有高低之分： 体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分： 受精卵>生殖细胞>体细胞(植物细胞>动物细胞) ①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞仍具有全能性 ②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，全能性就越高 ③细胞分裂能力越强，全能性越高。 细胞全能性大小的比较习题： 在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的动物细胞中，全能性最大的是___,最小的是____。 细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越高，全能性越____；分化程度越低，全能性越___。 另外，植物细胞全能性____动物细胞！ ① ③ 低 高 高于 3.动植物细胞全能性的应用： 蝴蝶兰的大规模生产 ⑴快速繁殖花卉、蔬菜等 ⑵拯救珍稀、濒危动植物 长江女神白鳍豚 百合花杜鹃 丹顶鹤 ⑶克隆人体器官，用于器官移植 心脏移植 肾脏移植 ⑴植物体内 分生组织细胞（如根尖分生区细胞） ⑵动物体内 干细胞 除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？ 36 动物和人体内保留少数 ______________________细胞。 4.干细胞: 具有分裂和分化能力的 如人骨髓中的造血干细胞。 a.干细胞分类: (1)按照干细胞来源: ES 细胞、EG 细胞； 胚胎干细胞和成体干细胞。 ②成体干细胞包括： ①胚胎干细胞包括： 神经干细胞、血液干细胞、骨髓间充质干细胞、表皮干细胞等。 (2)按分化潜能: ③专能干细胞:只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。 全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。 ①全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能， ②多能干细胞:具有分化出多种细胞、组织的潜能, 如胚胎干细胞。 如造血干细胞、神经干细胞。 如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。 38 b.干细胞应用 c.神奇的干细胞 一、细胞分化 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。 2. 特点：持久性、稳定性、不可逆转性 3. 原因：基因的选择性表达 4. 结果：产生形态、结构、功能不同的细胞 5. 意义 二、 细胞的全能性 1. 定义 2. 应用 3.干细胞 课堂总结 1. 细胞分化不同于细胞增殖的主要特点( ) A. 细胞的数量增多 B. 细胞的体积增大 C. 细胞的化学成分含量的变化 D. 能形成各种不同的细胞和组织 D 课堂练习 2.下列实例中能体现体细胞全能性的是（ ） ① 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 ② 植物用种子进行繁殖 ③ 用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株 ④用马铃薯块茎繁殖出新的植株 ⑤用植物的花粉培养得到完整的植株 A．①②④ B．①③ C. ①②③⑤ D.①②③ B 种子中最重要的胚，是精卵融合成的受精卵发育成的，也就是新一代植物体的幼体已出现，不能体现细胞全能性 3. 科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉”羊。下列关于此实验的说法错误的是（ ） A．高度分化的细胞仍然保持全能性 B．重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质 C．在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种 D．运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体 D 4. 人胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛B细胞中 （ ） A.只有合成胰岛素的基因 B.在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化 C.既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同 D.只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因 C 再 见 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $