6.2 细胞分化 课件-2025-2026学年上学期高中生物必修1

第6章 细胞的生命历程 第2节 细胞分化 在人体内，红细胞的寿命为120d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。 正常白细胞（放大2000倍） 问题探讨 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？ 健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。 2.白细胞的产生和受精卵通过有丝分裂进行细胞数量增殖一样吗？ 血液中的白细胞有五种，按照体积从小到大是：淋巴细胞，嗜碱性粒细胞，中性粒细胞，嗜酸性粒细胞和单核细胞。 白细胞是无色有核的血细胞，在血液中一般呈球形，根据形态差异可分为颗粒和无颗粒两大类。 颗粒白细胞（粒细胞）中含有特殊染色颗粒，用瑞氏染料染色可分辨出三种颗粒白细胞即中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。无颗粒白细胞无细胞质颗粒，但有圆形细胞核，包括单核细胞和淋巴细胞。 知识拓展：白细胞 比较构成人体组织的细胞 皮肤外层的上皮细胞普遍角质化，有保护和吸收的作用。 腔道中的上皮细胞多分化，有分泌，排泻和吸收等功能。 骨骼肌细胞是具有收缩功能的横纹肌细胞 软骨细胞具有合成和分泌基质与纤维的功能，能够增加软骨组织的弹性，帮助软骨组织维持承担关节表面的承重和缓冲功能 细胞体由细胞核、细胞膜、细胞质组成，具有联络和整合输入信息并传出信息的作用。 3.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？ 这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。 比较构成人体组织的细胞 比较不同植物细胞的结构及功能 表皮细胞 储藏细胞 叶肉细胞 功能：光合作用 功能：保护作用 功能：贮藏营养 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。 1、概念： 细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加。 2.起点：都来自一群彼此相似的早期胚细胞。 4.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？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？ 正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。 细胞分化是一种持久性的变化，一般来说分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。 在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。 分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。 (持久性) (稳定性) (不可逆性) (普遍性) (遗传物质不变性) 3、细胞分化的特性 4、细胞分化的根本原因（实质） 细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 检测的3种细胞 是否含有三种基因 卵清蛋白基因表达 珠蛋白基因表达 胰岛素基因表达 输卵管细胞 + + + + - - 红细胞 + + + - + - 胰岛细胞 + + + - - + 管家基因和奢侈基因 (1)管家基因：所有细胞均表达的一类基因，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 (2)奢侈基因：不同类型的细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特定的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因等。 4、细胞分化的根本原因（实质） 细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 ①不同细胞中的遗传物质(遗传信息，即DNA)不发生变化 ②不同细胞的形态、结构、功能不同，蛋白质种类不同——结果 5、细胞分化的意义 （1）生物界中普遍存在的生命现象，它是个体发育的基础。 （2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 比较细胞分裂与细胞分化 项目 细胞分裂 细胞分化 发生时间 从受精卵开始 生物体的整个生命过程中 细胞变化 细胞数量增多 细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，细胞种类增多 意义 保持了亲子代遗传的稳定性 保证了生物体正常发育 联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的；一般而言，分化程度越高，细胞的分裂能力就越低 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? 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 材料一 1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。 实验结论：已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。 材料二 科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，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。 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。 1.概念： 那些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织也具有全能性。 分化程度越低，全能性越强。 2.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 思考：为什么高度分化的植物细胞还具有发育成个体的潜能？ 3.细胞全能性的原因 分化的体细胞具有物种个体发育所需要的全部基因 4.细胞全能性的应用 （1）植物组织培养 拓展应用 1.植物组织培养的产业化发展十分迅猛，许多企业运用植物组织培养技术大规模生产蔬菜、瓜果和花卉的组培苗，获得可观的经济效益。同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗有什么优势呢?你将来愿意从事这方面的工作吗? 与传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗的优势是:快速、大量繁殖，不受季节影响，同时还能保持植物的优良品质. 4.细胞全能性的应用 （2）干细胞的研究 干细胞：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。 造血干细胞：通过增殖和分化，不断产生红细胞，白细胞和血小板，补充到血液中 多能干细胞 脐带血干细胞 人体许多疾病或意外伤害，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。 与社会的联系 一、概念检测 1.判断下列有关细胞分化与细胞全能性关系的表述是否正确。 (1)受精卵没有分化,所以没有全能性。( ) (2)细胞的分化程度越高,表现出来的全能性就越弱。( ) 2.将自体骨髓干细胞植人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 × √ D 3.在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为( ) A.细胞发生了变异 B.不同细胞的基因不同 C.某些细胞失去了全能性 D.不同细胞中的基因选择性地表达 D 1．(2024·贺州高一检测)肌卫星细胞是骨骼肌中的一种干细胞。当力量训练导致肌细胞受损时会激活肌卫星细胞增殖、分化，产生的新肌细胞与原有的肌细胞通过细胞融合来修复肌肉损伤。下列叙述错误的是 (　　) A．从细胞水平分析，肌卫星细胞分化为肌细胞是细胞的形态、结构和功能发生改变的结果 B．从细胞器水平分析，肌卫星细胞分化为肌细胞是细胞器的形态和功能发生改变的结果 C．从基因水平分析，肌卫星细胞与肌细胞基因组成相同，基因表达情况不完全相同 D．从蛋白质水平分析，肌卫星细胞分化为肌细胞是蛋白质的种类、数量发生改变的结果 B 2．研究人员发现人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞，对此种干细胞进行培养后能得到多种细胞(如下图所示)。下列相关叙述正确的是 (　　) D A．图中所示过程中不发生DNA分子的复制 B．图中各种细胞的蛋白质完全不同 C．各种细胞功能的不同决定了其具有不同的结构 D．分化后的细胞中某些细胞器的数量会有差异 $