4.2细胞通过分化产生不同类型的细胞课件-2026-2027学年高一上学期生物浙科版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞分化及全能性，通过“问题探讨”对比细胞分化与分裂差异，结合美洲爪蟾核移植实验等案例，搭建从细胞分裂到分化、基因选择性表达的学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（基因选择性表达决定细胞差异）、科学探究（植物组织培养等实验分析）和态度责任（干细胞应用探讨），采用对比表格、高考真题等方式巩固知识，助力学生深化理解，也为教师提供高效教学资源。

细胞通过分化产生不同类型的细胞 第四章 细胞的生命历程 目 录 01 细胞能产生特异性变化 02 细胞具有全能性 【核心素养】 1.生命观念：不同细胞遗传信息执行情况不同，合成的蛋白质不同，决定了细胞形态、结构、生理功能的不同 2.科学探究：探究植物细胞和动物细胞全能性的实验 3.社会责任：了解干细胞移植，关注健康的生活方式 【学习目标】 1.阐明细胞分化的概念和意义 2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养方面的应用 3.说出干细胞的特点 问题探讨 问题探讨 多细胞生物都是由许多在形态和功能上不同的细胞组成的，这些具有不同形态和功能的细胞是通过分化过程形成的。细胞分化和细胞分裂有何不同？细胞分化成不同细胞，是由于细胞内的遗传物质不同吗？ 小资料：美洲爪蟾的核移植实验 英国科学家约翰·伯特兰·格登爵士是 2012 年诺贝尔生理学或医学奖得主。他曾在 20 世纪 60 年代做了一个非常重要的实验：将美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入去核的卵细胞，结果发现一部分卵细胞依然可以发育成蝌蚪，其中的一部分蝌蚪可以继续发育成成熟的爪蟾。这是人类第一次利用动物体细胞“复制”出一个新的动物。 01 细胞能产生特异性变化 细胞能产生特异性变化 1.细胞分化 细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程 造血干细胞 红细胞 白细胞 血小板 吞噬细胞 脂肪细胞 神经细胞 肌细胞 其他干细胞 干细胞 （1）分化的对象 一个或一种细胞 （2）分化的结果 产生形态、结构、功能不同的细胞 细胞能产生特异性变化 根尖中各种细胞都是由分生区细胞分化形成的 细胞能产生特异性变化 【思考】比较B细胞和红细胞中的基因和蛋白质，你能得出什么结论？   细胞中基因 细胞中蛋白质 抗体基因 血红蛋白基因 抗体 血红蛋白 B细胞 ＋ ＋ ＋ － 红细胞 ＋ ＋ － ＋ “＋“表示检测到基因或蛋白质 【结论】细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果 细胞能产生特异性变化 为什么遗传信息相同的细胞，形态、结构和功能差异如此之大呢? 细胞的形态、结构以及生理功能的差异是由哪种物质直接表现出来的呢? 蛋白质 控制 合成 DNA 血红蛋白基因 抗体基因 抗体 血红蛋白 控制 合成 控制 合成 细胞能产生特异性变化 （3）细胞分化的实质 遗传物质有选择地发挥作用（基因的选择性表达） 遗传信息不变 细胞能产生特异性变化 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动状态 有些则在不同的组织细胞中表现出不同的活动状态，从而使具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化 管家基因 奢侈基因 细胞能产生特异性变化 ：发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度 ：一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变 ：一般来说分化了的细胞将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 2.细胞分化的特点 （1）普遍性 （2）不可逆性 （3）遗传物质稳定性 （4）持久性 细胞能产生特异性变化 3.细胞分化的意义 （1）细胞分化是生物个体发育的基础，多细胞生物体只有通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官 （2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率 器官 系统 个体 组织 生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的 细胞能产生特异性变化 细胞分化的“变”与“不变” （1）“变” ①细胞水平：细胞的形态、结构和功能发生改变 ②细胞器水平：细胞器的种类和数目及细胞溶胶的成分和功能发生改变 ③分子水平 a.蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变 b.基因角度：细胞内的遗传物质有选择地发挥作用，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因 （2）“不变” ：细胞数目和细胞内的遗传物质不变 细胞能产生特异性变化 细胞分裂与细胞分化的比较 比较 细胞分裂 细胞分化 不 同 点 细胞变化 发生时间 相同点 联系 增加细胞数目 从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂 增加细胞种类 发生在整个生命进程中 遗传信息都不变 先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程 细胞能产生特异性变化 细胞能产生特异性变化 1.干细胞 一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞 【例】胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等 2.类型 （1）全能干细胞 （2）多能干细胞 （3）专能干细胞 ：能产生生物体所需要的所有类型的细胞 ：分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成除部分胎盘以外的所有成体组织 细胞能产生特异性变化 分化潜能领奖台 全能干细胞 （受精卵） 多能干细胞 （胚胎干细胞） 专能干细胞 （其他干细胞） 细胞能产生特异性变化 3.应用 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 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 02 细胞具有全能性 细胞具有全能性 1.全能性 高度分化的组织细胞仍具有发育成完整植株的能力 （1）理论基础 细胞拥有发育成完整个体（或其他各种细胞）所必需的遗传信息（全套基因） 细胞具有全能性 20 世纪50 年代初期，美国科学家发现将胡萝卜根中的细胞取出，放在液体培养基中培养，单个细胞就会分裂并分化，最后形成植株。将这种植株移植到土壤中，它生长正常，并能开花结实。 胡萝卜根韧皮部的组织块 形成试管苗 扩大培养 移栽大田生长发育 诱导形成愈伤组织 完整的胡萝卜植株 生长发育 细胞具有全能性 【结论】高度分化的植物细胞具有全能性 （2）全能性表现的必要条件 脱离母体 给予适宜的营养和条件 适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境 高度分化的植物组织具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。 细胞具有全能性 2.动物细胞核的全能性 1996 年，哺乳动物克隆羊多莉诞生了，它是由高度分化的乳腺细胞和去核的未受精的卵细胞通过电脉冲融合而成的细胞发育而来的。 许多研究表明，高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着全套的遗传物质，是具有全能性的。 细胞具有全能性 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，其原因是受到了细胞内物质的限制。尽管如此，它们的细胞核仍保持着原有的全部遗传物质，具有全能性。 细胞具有全能性 3.细胞全能性的大小比较 不同的细胞具有不同的全能性 分化程度越高，全能性越低（负相关） 植物细胞 动物细胞 ＞ 受精卵 生殖细胞 体细胞 ＞ ＞ 分裂能力越强，全能性越大（正相关） 细胞分化程度越高，细胞的全能性越低 课堂小结 细胞的分化 细胞分化及其意义 细胞的全能性 条件 差异 概念 实质 意义 特点 概念 基因的选择性表达 普遍性、持久性、不可逆性、稳定性 离体、一定的外界条件 植物细胞整体具有全能性 动物细胞核具有全能性 课堂练习 1.组成人体的细胞有数百种，这是细胞分化的结果。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是多细胞生物个体发育的基础 B.人体在产生这些多种多样的细胞过程中遗传信息发生了改变 C.细胞分化形成不同类型的细胞是遗传信息表达情况不同的结果 D.细胞分化过程中，细胞在形态、结构和功能上发生了稳定性差异 解析：A(√)细胞分化在生物界普遍存在，是生物个体发育的基础，多细胞生物在生长发育过程中，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；B(×)C(√)细胞分化过程中遗传信息并未发生改变，细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果；D(√)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。 B 2.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( ) A.植物体中只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，原因是其所含基因发生了改变 D.用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性 解析：A(×)理论上植物体中有细胞核的细胞均具有发育成完整个体所必需的全套基因；B(√)植物细胞表达全能性的前提是处于离体状态；C(×)植物体内细胞没有表现出全能性不是由于其所含基因发生了改变，同一个体内的细胞所含的基因通常相同；D(×)花粉离体培养可得到完整植株，能说明花粉细胞具有全能性。 B 3.下图表示细胞生命历程中的有关过程，下列有关说法正确的是( ) A.由图可知生物体生长发育是细胞分裂和分化的结果 B.过程④产生不同形态的组织细胞，是不同细胞含有 不同的DNA导致的 C.受精卵属于分化的细胞，其具有全能性 D.分化只发生在胚胎发育时期，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态 解析：A(√)由图可知生物体生长发育是细胞分裂和分化的结果，细胞分裂是细胞分化的基础；B(×)过程④产生不同形态的组织细胞，是细胞分化的结果，本质是基因的选择性表达，一般认为，同一个体中不同细胞含有的遗传物质是一样的；C(×)受精卵是未分化的细胞，其具有全能性；D(×)细胞分化发生在整个生命进程中，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态。 A 衔接高考 1.【2026年湖南高考真题】关于细胞的生命历程，下列叙述错误的是(      ) A.人的受精卵、早期胚胎细胞和神经元都处于细胞周期中 B.人的肝细胞中RNA聚合酶基因表达，胰岛素基因不表达 C.毛囊细胞合成黑色素的功能下降是老年人白发产生的直接原因 D.蝌蚪变态发育过程中，尾的消失是通过细胞凋亡实现的 解析：神经元是高度分化的细胞，不处于细胞周期中，A错误。RNA聚合酶能驱动基因转录出mRNA，进而合成生命活动所需的蛋白质，人的肝细胞中RNA聚合酶基因表达；胰岛素由胰岛B细胞分泌，人的肝细胞中胰岛素基因不表达，B正确。由于毛囊中的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白，C正确。蝌蚪尾的消失，是通过细胞自动死亡实现的，由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，D正确。 A 2.【2026年安徽高考真题】东方蝾螈附肢切除后，伤口处部分细胞死亡，多数细胞如骨骼肌细胞和软骨细胞等重新进入细胞周期，成为有特定分化潜能的前体细胞团——芽基，芽基继续发育成完整附肢。下列叙述错误的是(      ) A.从附肢切除到再生的过程中存在细胞凋亡和细胞坏死 B.芽基形成和继续发育的过程中都有基因的选择性表达 C.前体细胞比骨骼肌细胞和软骨细胞的分化程度高 D.再生附肢细胞中的染色体数目与原附肢细胞相同 C 解析：题干信息：东方蝾螈切除附肢后伤口细胞死亡，多数细胞重回细胞周期形成芽基，芽基发育为完整附肢，选出错误叙述。 A、伤口处部分细胞死亡包含两种类型：病理性损伤直接死亡为细胞坏死；再生过程中多余细胞程序性清除属于细胞凋亡，因此再生过程同时存在细胞凋亡、细胞坏死，A正确；B、细胞分化本质为基因选择性表达，芽基形成（细胞脱分化）、芽基发育（细胞再分化）均伴随不同基因选择性开启与关闭，B正确；C、骨骼肌细胞、软骨细胞为高度分化成熟体细胞；前体细胞团芽基具备分化潜能，分化程度更低，因此前体细胞分化程度低于骨骼肌、软骨细胞，C错误；D、再生过程仅发生有丝分裂，有丝分裂亲子代细胞染色体数目完全一致，再生附肢细胞染色体数目与原附肢细胞相同，D正确。 感谢观看 Lavf61.7.105 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.29 Lavf58.12.100 $