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

第六章 细胞的生命历程 第2节 细胞的分化 1 01 02 03 学习目标 从理论上说每个细胞都具有全能性。 (生命观念） 认同完整的生物个体是由细胞的分化而形成的；分析细胞分化和细胞全能性的原理。(科学探究) 珍惜生命，尊重生命，关注现代生物发展。 (社会责任) 我们如何从一个受精卵发育成个体？ 情景一： 01 细胞分化及意义 受精卵 （起点） 有丝分裂 细胞分化 系统 人体 软骨细胞 上皮细胞 肌肉 细胞 神经细胞 结缔组织 肌肉组织 神经组织 早期胚胎细胞 上皮组织 器官 这些细胞都来自早期胚胎中一群彼此相似的细胞。 成年人全身细胞总数约1012个，200多种。 人体的发育 01 细胞分化及意义 合作探究一：请同学们自主阅读教材P118-119，梳理下列问题，并做相应勾画标注。 1.思考讨论中的这些细胞来源于什么细胞？ 2.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？ 3.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？ 4.就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？ 01 细胞分化及意义 上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞 比较构成人体组织的细胞 1、比较以上细胞的相同点与不同点？ 相同点：都有细胞膜、细胞质和细胞核构成；不同点：形态、结构、功能上各不相同。 2、这些细胞来源于什么细胞？ 同一动物体的这些细胞都源自早期胚胎细胞。 01 细胞分化及意义 表皮细胞（无叶绿体） 叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞形态、结构、生理功能有很大的差异，但这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。 能进行光合作用 具有保护功能 储藏营养物质 没有叶绿体，没有角质层 细胞壁上形成角质层 有叶绿体 叶肉细胞 储藏细胞 01 细胞分化及意义 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。 2.对象: 细胞分裂 细胞分化 产生形态、结构、功能不同的细胞。 一个或一种细胞。 3.结果: 01 细胞分化及意义 4.特点 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：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。 事实5：一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。 遗传物质不变性 持久性 稳定性 不可逆性（只是在生物体内） 普遍性 01 细胞分化及意义 探究细胞分化的原因和结果 浆细胞 抗体 红细胞 血红蛋白 思考1：为什么分化后却合成不同的蛋白质？请提出你的假设。 01 细胞分化及意义 【资料】科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的红细胞及浆细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示（注：“＋”表示有，“－”表示无）。 物质 红细胞 浆细胞 细胞总DNA ATP合成酶基因 ＋ ＋ 血红蛋白基因 ＋ ＋ 抗体基因 ＋ ＋ 蛋白质 ATP合酶 ＋ ＋ 血红蛋白 ＋ － 抗体 － ＋ 思考2：两种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？ DNA相同，蛋白质不完全相同。 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？ 01 细胞分化及意义 个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。 5. 细胞分化的实质（根本原因）： ABCDE A B C D E 基因 A B C D E A B C D E A B C D E A B C D E 蛋白质种类的不同 直接原因: 01 细胞分化及意义 ①管家基因： 所有细胞中均表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。 ②奢侈基因： 只在特定细胞中表达的基因，赋予各种细胞特异的形态结构与功能。如血红蛋白基因、胰岛素基因。 物质 红细胞 浆细胞 细胞总DNA ATP合成酶基因 ＋ ＋ 血红蛋白基因 ＋ ＋ 抗体基因 ＋ ＋ 蛋白质 ATP合酶 ＋ ＋ 血红蛋白 ＋ － 抗体 － ＋ 01 细胞分化及意义 归纳：细胞分化的“变”与“不变” 不变 ①遗传物质DNA ②细胞的数目 细胞分化 改变 分子水平 ①RNA和蛋白质 不完全相同 ③细胞的形态、结构和功能，即细胞的种类 细胞水平 ②细胞器的种类和数量 亚显微结构水平 01 细胞分化及意义 （1）生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础； （2）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。 6.意义 01 细胞分化及意义 项目 ①细胞分裂 ②细胞分化 发生 时间 从受精卵开始 发生在整个生命进程中 原因 细胞增殖需要 基因的选择性表达 结果 细胞数目增多 细胞种类增多 意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体的正常发育 联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降 细胞分裂和细胞分化的关系 ① ① ② 实战训练 1.下列有关细胞分化的叙述，正确的是（ ） A.高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中 B.细胞分化过程中遗传物质发生了改变 C.细胞分化使细胞趋向全能化 D.细胞分化使细胞结构和功能发生改变 实战训练 A.细胞分化是基因选择性表达的结果 B.胚胎干细胞和骨骼肌细胞中酶的种类相同 C.血细胞和神经细胞蛋白质的种类差异明显 D.心肌细胞和肝细胞的遗传物质没有很大差异 2.如图是胚胎干细胞分化形成多种细胞的示意图。下列相关叙述错误的是( ) 实战训练 3．将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是（ ） A．骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同B．“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同 C．骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同D．骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同 02 细胞的全能性 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？ 02 细胞的全能性 合作探究二：请同学们自主阅读教材P120-121，梳理下列问题，并做相应勾画标注。 1.通过《思考与讨论》的学习，请尝试总结出全能性的定义。 2.为什么高度分化的体细胞具有全能性？ 3.表现出全能性需要哪些条件？ 4.生物体内各种细胞表现全能性的难易程度都一样吗？ 5.细胞的全能性对于实际生活有什么应用？请举例。 02 细胞的全能性 资料1 1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，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，长成了一株新的植株。 ① ② ③ ⑥ ④ ⑤ 问题1: 胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？ (1)韧皮部是指植物体内具有运输产物、贮藏和支持功能的一种组织，属于输导组织。 (2)韧皮部的主要功能是将叶片的光合产物运送到植物的各个部位。 (3)韧皮部细胞属于已分化细胞。 02 细胞的全能性 资料1 1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，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，长成了一株新的植株。 ① ② ③ ⑥ ④ ⑤ 问题2: 韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？ ②脱分化： ④再分化： 让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。 在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 02 细胞的全能性 资料1 1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，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，长成了一株新的植株。 ① ② ③ ⑥ ④ ⑤ 问题3: 胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？ 离体、植物激素、一定的营养条件、 适宜的环境（pH、温度等）、无菌环境 问题4: 从资料1中可以得出什么结论？ 实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力 02 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 蛙卵 细胞核 蝌蚪的肠 上皮细胞 去核 细胞核 核移植 8 细胞胚 蝌蚪 卵细胞 乳腺细胞 去核 细胞核 核移植 代孕母羊 多莉 问题5: 将肠上皮细胞或乳腺细胞单独培养获得新的个体吗？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？ 实验结论：已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。 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。 02 细胞的全能性 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。 已分化的体细胞（或细胞核）具有本物种个体发育所需要的全套遗传信息(或全部遗传物质）。 （1）离体（必要条件）； （2）一定的营养物质（无机盐、糖类等）和植物激素； （3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。 1.概念： 2.原因： 3.条件： 问题6: 为什么高度分化的体细胞具有全能性？ 问题7: 植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，为什么呢？ 02 细胞的全能性 问题8: 生物体内各种细胞表现全能性的难易程度都一样吗？ 表现全能性较容易 表现全能性较难 植物细胞 动物细胞 能够分裂的细胞 不再分裂的细胞 未分化或分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞 细胞的全能性： 02 细胞的全能性 火焰兰的快速繁殖 （1）快速繁殖花卉、蔬菜（植物组织培养） 4.应用： （3）运用克隆技术拯救濒危物种 （2）培养微型观赏植物 02 细胞的全能性 细胞分化 细胞全能性 原理 特点 结果 大小 比较 关系 02 细胞分化与全能性的比较 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质 ①持久性； ②稳定性（不可逆性）； ③普遍性； ④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。 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成完整有机体或其他细胞 细胞分化程度有高低之分， 如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分， 如受精卵>生殖细胞>体细胞 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小 情景二： 在人体内，红细胞的寿命为120d左右。白细胞的寿命约为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的治疗白血病。 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？ 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。 讨论： 03 干细胞 1、概念： 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。 造血干细胞 白细胞 红细胞 血小板 例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等 03 干细胞 (1)全能干细胞 (2)多能干细胞 (3)专能干细胞 可分化为各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体 （胚胎干细胞） 发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体（造血干细胞） 只能分化成某一类型的细胞（神经干细胞） 2、种类： 03 干细胞 俗称血癌，是各路苦情剧中常用桥段，这当然不是指血液变成了白色，白血病是一种造血干细胞恶性克隆性疾病。患者体内的血液、骨骼和各种组织器官中，都存在着大量形态异常的白细胞，这些细胞鸠占鹊巢，让身体失去造血的机能。 (1)干细胞移植治疗白血病 3、应用： 03 干细胞 (2)在体外培养出组织和器官，并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。 日本东京大学和京都大学的科学家研究出人耳鼠，就是在老鼠背上种植出人耳，他们称要将这项技术用于人体。 03 干细胞 如何从根源上解决器官移植缺口大及免疫排斥的问题？ 未来， 一切皆有可能。 03 干细胞 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 干细胞领域依然面临着很多问题，也存在很多争议，有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞的研究进展，思考科学、技术和社会的关系。 实战训练 1．下列有关细胞分化及全能性的叙述，错误的是（ ） A．细胞分化的实质是基因的选择性表达 B．受精卵是生命的起点，分裂和分化能力最强，因此全能性最高 C．在一定条件下，离体培养的植物细胞能表现出细胞的全能性 D．同一生物体细胞内遗传物质不同从而呈现出不同的形态、结构和生理功能 A．非洲爪蟾的蝌蚪实验说明动物细胞核具有全能性 B．一般情况下，植物体细胞的全能性大于动物体细胞的全能性 C．一般情况下，细胞的全能性越高，分化能力就越强，分化程度就越低D．现代医学中利用人体干细胞培育人造器官体现了细胞的全能性 实战训练 2．下列有关细胞全能性的叙述，错误的是（　　） A.iPS细胞的全能性高于高度分化的体细胞 B.获取iPS细胞的过程中细胞的遗传物质发生改变 C.获得角膜组织是基因选择性表达的过程 D.iPS细胞有望解决器官移植供体短缺等问题 实战训练 3.高度分化的体细胞可被诱导成类似胚胎干细胞的iPS细胞。科学家培养 iPS细胞获得角膜组织，将其移植到一位几乎失明的女性左眼上，患者术后视力恢复到可阅读书籍的程度。下列叙述错误的是（ ） Lavf58.33.100 Lavf58.51.100 $