6.2细胞的分化课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞分化及其意义、细胞全能性核心内容，通过“问题探讨”白血病案例导入，复习细胞增殖知识，构建“数量增多到功能分化”的逻辑脉络，设置“思考·讨论”“类比社会分工”等学习支架辅助理解。 其亮点是融合科学探究（分析斯图尔德胡萝卜实验等）、科学思维（比较全能性高低）和社会责任（骨髓移植等），采用问题驱动、实验分析及表格对比，帮助学生深化生命观念，教师可借分层作业提升教学效率。

第2节 细胞的分化 人教版必修第一册　·　第6章 细胞的生命历程　·　共1课时 1 章节导览 一、细胞分化及其意义（概念、特点、意义、实质） 二、细胞的全能性（概念、植物组织培养、克隆、干细胞） 拓展栏目：科学·技术·社会（骨髓移植和中华骨髓库）练习与应用 2 学习目标 生命观念　说出细胞分化的概念、特点和意义，能用“分化的实质是基因的选择性表达、遗传物质不变”解释同一个体不同细胞的差异。 科学思维　判断某现象是否发生分化、是否体现全能性；比较受精卵、体细胞、干细胞的全能性高低，纠正相关错误说法。 科学探究　分析斯图尔德胡萝卜实验和非洲爪蟾核移植实验，得出正确结论。 社会责任　了解植物组织培养、克隆、干细胞治疗及骨髓移植，认识科学、技术与社会的关系。 3 复习回顾　承上启下 上一节：细胞增殖——细胞通过分裂增加数目，有丝分裂保持亲子代细胞染色体数目的稳定。 本节：数目增多的细胞怎样“各司其职”——细胞的分化；分化后的细胞是否还保留发育成完整个体的潜力——细胞的全能性。多细胞生物体从小长大，不仅有细胞数量的增加，还有细胞在结构和功能上的分化。 4 问题探讨 在人体内，红细胞的寿命为120 d左右，白细胞的寿命为5～7 d，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。 讨论 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？ 5 讨论 问　血细胞不断死亡，为什么健康人的血细胞数量不会减少？ 明确　骨髓中有能不断分裂并分化产生血细胞的细胞（造血干细胞），源源不断地补充新的血细胞。血细胞虽然失去分裂能力、却各有分工，这就引出本节——细胞的分化。 6 本节聚焦 什么是细胞分化？细胞分化的生物学意义是什么？怎样理解细胞的全能性？ 7 一、细胞分化及其意义 8 思考·讨论　比较人体组织细胞 构成人体的器官有四种组织：上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织，它们又由一些相似的细胞构成，如上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞。 讨论 这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？它们都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下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？ 9 讨论 问　这四种组织的细胞正常情况下能恢复成早期胚胎细胞吗？会互相转变吗？ 明确　一般不会。它们都来自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，后来逐渐向不同方向变化，且这种变化是持久、稳定、一般不可逆的。 10 细胞分化的过程 在胚胎发育的早期，各个细胞彼此相似。通过细胞的有丝分裂，细胞的数量越来越多；与此同时，这些细胞又逐渐向不同的方向变化，形成形态、结构、功能各不相同的细胞。 11 植物体的不同细胞 植物体中同样存在各不相同的细胞：叶肉细胞含大量叶绿体，进行光合作用；表皮细胞无叶绿体，细胞壁上有角质层，具保护功能；储藏细胞无叶绿体也无角质层，储藏营养物质。它们也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。 12 细胞分化的概念 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，叫作细胞分化（cell differentiation）。 细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 13 细胞分化的特点 普遍性：分化是生物界普遍存在的生命现象。持久性：贯穿整个生命进程，在胚胎期达到最大限度。稳定性和不可逆性：分化后的细胞一般不会再变回未分化状态，直到死亡。遗传物质不变：同一个体各种细胞的遗传信息完全相同，分化没有改变遗传物质。 14 细胞分化的意义 细胞分化是生物个体发育的基础。多细胞生物体在生长发育过程中，如果仅有细胞的增殖，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，生物体也就不可能正常发育。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 15 细胞分化的实质 问　同一个体的各种细胞遗传信息完全相同，为什么形态、结构和功能却差别很大？ 明确　这是细胞中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。 16 实质图解　基因的选择性表达 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，与抗体合成有关的基因处于关闭状态；在B细胞（一种免疫细胞）中则相反。 17 细胞分化的标志 从分子水平看，细胞分化的标志是合成了某种细胞特有的蛋白质，如红细胞中的血红蛋白、胰岛B细胞中的胰岛素、浆细胞中的抗体等。因此，检测到某种特有蛋白质或其mRNA，就说明相应的基因表达了、该细胞已经分化。 18 分化改变遗传物质吗 问　细胞分化过程中，遗传物质发生改变了吗？ 明确　没有改变。各种细胞的遗传信息完全相同，分化的实质是基因的选择性表达——表达的基因不同，合成的蛋白质不同，因而形态和功能不同。“不同细胞基因不同”“分化改变遗传物质”都是错的。 19 想象空间　类比理解 细胞分化好比社会中的职业分工。想一想，现代社会如果没有职业分工，社会的运转状况会是怎样的？你个人的生活会与现在有什么不同？分化让细胞“各司其职”，正如分工让社会高效运转。 20 细胞分裂与细胞分化的关系 细胞分裂是细胞分化的基础：先有细胞数量的增多，才谈得上向不同方向分化。细胞分裂使细胞的“数目”增多；细胞分化使细胞的“种类”增多。细胞分裂和细胞分化都不会使细胞中的遗传物质发生改变。 21 二、细胞的全能性 高度分化的细胞，还能发育成完整个体吗？ 22 思考·讨论　资料1（斯图尔德，1958） 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。 问　从资料1中可以得出什么结论？ 明确　高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整植株的能力。 23 思考·讨论　资料2（非洲爪蟾核移植） 科学家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。 问　将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？资料2说明什么？ 明确　单独培养一般不能。但肠上皮细胞的细胞核移入去核卵细胞后能发育成新个体，说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 24 细胞全能性的概念 细胞的全能性（totipotency）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。 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、植物体的分生组织细胞，也具有全能性。 25 全能性的高低（易错） 受精卵的全能性最高。一般来说，细胞的分化程度越高，全能性越低。“越低”不等于“无”——高度分化的植物细胞仍具有全能性，只是需要离体、营养、激素等适宜条件才能表现出来。 26 全能性大小的比较 从全能性的高低看，大致有这样的规律： 细胞类型 分化程度 全能性 受精卵、早期胚胎细胞 未分化（低） 最高 分生组织细胞、干细胞 较低 较高 高度分化的体细胞 高 低（低≠无） 规律：细胞的分化程度越高，全能性越低；但“低”不等于“无”。 27 全能性的应用　植物组织培养 人们可以利用植物细胞的全能性，通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等，培养微型观赏植株，拯救濒危物种。 28 动物中的类似实验　克隆 同植物组织培养相比，在动物中做类似实验要复杂和困难得多。1996年诞生的克隆羊“多莉”，我国科学家于2017年获得的世界上首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”，都是把体细胞（核）移植到去核的卵细胞中培育成的。 29 克隆说明了什么 问　克隆羊、克隆猴，说明的是“体细胞”有全能性，还是“细胞核”有全能性？ 明确　说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。用的是体细胞核移植，起决定作用的是移入的细胞核。但到目前为止，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。 30 植物与动物全能性的比较 植物：高度分化的体细胞在离体、适宜条件下能经组织培养发育成完整植株——体细胞本身能表现全能性。动物：至今不能把单个已分化的体细胞培养成新个体，即体细胞本身一般不表现全能性；但通过体细胞核移植（克隆）可获得新个体，说明其细胞核具有全能性。共同点：全能性的物质基础都是细胞（核）中含有该物种全部的遗传信息。 31 干细胞 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞（stem cell）。人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能够通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去。 32 骨髓中造血干细胞的分化 脐带血中含有大量的干细胞，可以培养并分化成人体的各种血细胞。目前，脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。 33 与社会的联系　干细胞与再生医学 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，就可以对受损的组织或器官进行修复或更换。这正是许多科学家目前研究的课题，但任务艰巨，难度极大。 34 科学·技术·社会　骨髓移植和中华骨髓库 白血病是一类由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病，患者的白细胞及前体细胞异常增殖、分化障碍。1956年，美国医学家唐纳尔·托马斯发现，将正常人的骨髓移植到白血病患者体内可以治疗白血病——健康人骨髓中的造血干细胞能分化为各种血细胞。只有两个人的HLA配型相同时才能进行造血干细胞移植；我国于2001年成立了中国造血干细胞捐献者资料库（中华骨髓库）。 35 科学·技术·社会　造血干细胞捐献 捐献造血干细胞会不会影响自身健康？其实，骨髓造血干细胞具有很强的增殖能力，捐献后可刺激骨髓加速造血，一两周内血液中的血细胞就能恢复到原来的水平，因此不会影响自身健康。截至2018年3月，中华骨髓库志愿者入库数据已超过242万人份，许多白血病患者得到了救治。 36 练习与应用 概念检测　·　拓展应用 37 概念检测（一）　判断正误 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。（　） 明确　（1）×　受精卵未分化，全能性最高。（2）√　分化程度越高，全能性越弱（低）。 38 概念检测（二）　选择 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。下列叙述正确的是（　） 　A. 骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成不同，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 明确　答案D。同一个体细胞基因组成相同（排除A、B）；分化后基因表达不同（排除C）。 39 概念检测（三）　选择 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 明确　答案D。同一个体各细胞基因相同，差异来自基因的选择性表达。 40 拓展应用 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。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？ 明确　参考：利用细胞的全能性，可保持亲本优良性状、快速大量繁殖、不受季节和地域限制、便于培育脱毒苗，效率高、周期短。 41 归纳　细胞分化与细胞全能性 细胞分化 细胞全能性 含义 后代在形态结构功能上稳定性差异 分裂分化后仍能产生完整个体 方向 由“全能”走向“专门化” 由“专门化”表现出“全能”潜力 遗传物质 不改变（基因选择性表达） 含全部遗传信息是其基础 能否可逆 一般不可逆 在适宜条件下可表现（如组织培养） 42 本课小结 分化：由一个/一种细胞的后代在形态、结构、功能上发生稳定性差异；特点是普遍性、持久性、稳定性和不可逆性、遗传物质不变。 实质：基因的选择性表达（遗传物质不变）。 意义：个体发育的基础，使细胞趋向专门化。 全能性：分裂分化后仍能产生完整个体；受精卵最高，越分化越低（低≠无）；植物组织培养、克隆、干细胞是全能性和分化能力的体现。 43 易错提醒 分化不改变遗传物质（实质是基因选择性表达）。分化使细胞“种类”增多，增殖使细胞“数量”增多。全能性判断看“是否由离体细胞发育成完整个体”。受精卵全能性最高，分化程度越高全能性越低（低≠无）。干细胞分化成血细胞不体现全能性；克隆说明细胞“核”有全能性。 44 课时作业 A组（全体必做）　基础巩固8题，覆盖分化的实质、全能性的判断、干细胞辨析。 B组（★优生班必做、普通班选做）　信号通路信息题、分子伴侣信息题、细胞分化知识梳理（信息均在题干中给出）。 要求　解答题写出完整过程，建议用时25分钟。 45 一个受精卵， 通过分裂和分化，长成结构精巧的生命。 下一节：细胞的衰老和死亡 46 $