6.2 细胞的分化（情境任务式课件）（4大任务）生物人教版必修1

6.2 细胞的分化 第六章 细胞的生命历程 本课以“一颗受精卵如何变成你”为真实情境，通过“识分化—探实质—明潜能—联应用”的任务链，驱动学生从现象到本质构建细胞分化概念，形成结构与功能观和基因选择性表达的生命信息观。 1 情境导入 1同一个受精卵经过分裂和分化，为什么能形成形态、结构、功能如此不同的细胞？ 2.这些细胞的遗传物质还一样吗？ 图1：双氧水在瓶中静置，几乎看不到气泡。 图2：双氧水涂抹在伤口上，迅速产生大量白色泡沫。 细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，这些反应共同构成了细胞代谢。那么细胞是如何让这些反应在温和条件下快速进行的呢？答案就藏在“酶”之中。 学习目标 重难点 重点 细胞的全能性 细胞分化及其意义 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 1 4 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 任务探究 即时演练 探究新知 这些细胞在形态、结构上有何显著差异？这些差异与它们的功能有什么关系？这些差异是细胞一开始就有的，还是后来逐渐形成的？ 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞 上皮细胞 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 任务探究 即时演练 探究新知 (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。 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 的过程。 稳定性差异 发生在整个生命进程中， 时期达到最大限度 胚胎 2.时间： 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 任务探究 即时演练 探究新知 细胞中 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 基因选择性表达 3.实质： 形成不同的组织和器官 4.结果： 有丝分裂 细胞分化 红细胞 血小板 白细胞 骨髓中的 造血干细胞 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 任务探究 即时演练 探究新知 基因 细胞中的表达情况 功能 举例 管家基因 奢侈基因 所有细胞均表达的一类基因 表达产物是维持细胞生命活动所必需的 呼吸酶 ATP水解酶 RNA聚合酶 不同类型细胞中特异性表达的一类基因 表达产物赋予不同细胞特异生理功能 血红蛋白基因 胰岛素基因 3.分化细胞表达的基因： 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 任务探究 即时演练 探究新知 （1）持久性 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。 （2）普遍性 在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。 （3）遗传物质不变性 一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。 （4）不可逆性，稳定性 一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡（体内）。 4.特点： 任务一：细胞“千姿百态”从何而来？——认识细胞分化 任务探究 即时演练 探究新知 （1）细胞分化是个体发育的基础。 （2）细胞分化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。 5.意义： 即时演练 任务探究 1.研究发现,myoD 基因在黄颡鱼的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达,在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是(　　) A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高,说明肌肉细胞的分化程度最高 B.同一个体不同细胞中核酸的种类相同,但蛋白质种类不一定相同 C.基因的表达种类和数量都可能影响细胞的分化 D.通过检测组织细胞的myoD基因或呼吸酶基因是否表达,均可确定细胞是否分化 C 所有细胞中都表达 11 任务二：遗传物质变了吗？——探明细胞分化的实质 2 12 任务二：遗传物质变了吗？——探明细胞分化的实质 任务探究 即时演练 探究新知 1.同一个体的不同细胞（如神经细胞和红细胞）遗传物质是否相同？ 2.如果相同，为什么形态功能差异巨大？ 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。 项目 DNA检测结果 RNA检测结果 输卵管细胞　 成人红细胞 胰岛B细胞 输卵管细胞 成人红细胞 胰岛B细胞 核糖体蛋白基因 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 卵清蛋白基因 ＋ ＋ ＋ ＋ － － β-珠蛋白基因 ＋ ＋ ＋ － ＋ － 胰岛素基因  ＋ ＋ ＋ － －  ＋ 任务二：遗传物质变了吗？——探明细胞分化的实质 任务探究 即时演练 探究新知 细胞水平 细胞的形态、结构和生理功能发生改变 细胞器水平 细胞器的种类、数目改变 分子水平 蛋白质角度 蛋白质种类、数量发生改变 核酸角度 RNA种类、数目发生改变 总结： ①细胞分化通常不改变细胞内的遗传信息（遗传物质） ②细胞分化是基因选择性表达的结果，即个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同 即时演练 任务探究 1.壁虎自然再生出的尾巴只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管,缺少了原生尾巴的脊椎、神经组织等,科研人员通过植入胚胎干细胞的方式,帮助断尾壁虎长出一条接近于原装版本的尾巴,实现了断尾壁虎没能自行完成的“进化”。下列相关叙述错误的是(　　) A.胚胎干细胞与构成尾巴的组织细胞中基因的执行情况不同 B.胚胎干细胞分化成尾部细胞前后,蛋白质的种类完全不同 C.该研究无法体现胚胎干细胞具有全能性 D.该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望 B 有相同的表达基因,如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等 15 任务三：分化后的细胞还能“回到从前”吗？——细胞的全能性 3 16 任务三：分化后的细胞还能“回到从前”吗？——细胞的全能性 任务探究 即时演练 探究新知 为什么一个已分化的植物细胞能发育成完整植株？这说明什么？ 任务三：分化后的细胞还能“回到从前”吗？——细胞的全能性 任务探究 即时演练 探究新知 细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整_______或分化成______________的潜能和特性。 有机体 其他各种细胞 细胞的全能性 细胞内含有形成完整个体所需的 。 ①植物组织培养 ②动物细胞核移植即克隆动物 受精卵>生殖细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞；分化程度低的细胞>分化程度高的 全套遗传信息 概念 原因 证明 条件 离体、适宜营养、植物激素（生长素、细胞分裂素）等 高低比较 （动物细胞核具有全能性） （植物细胞具有全能性） 任务三：分化后的细胞还能“回到从前”吗？——细胞的全能性 任务探究 即时演练 探究新知 已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性。 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。 即时演练 任务探究 1.研究发现,myoD 基因在黄颡鱼的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达,在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是(　　) A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高,说明肌肉细胞的分化程度最高 B.同一个体不同细胞中核酸的种类相同,但蛋白质种类不一定相同 C.基因的表达种类和数量都可能影响细胞的分化 D.通过检测组织细胞的myoD基因或呼吸酶基因是否表达,均可确定细胞是否分化 C 所有细胞中都表达 20 任务四：如何利用细胞分化的潜能？——干细胞与医学 4 21 任务四：如何利用细胞分化的潜能？——干细胞与医学 任务探究 即时演练 探究新知 为什么输入造血干细胞可以治疗白血病？造血干细胞有什么特殊之处？ 任务四：如何利用细胞分化的潜能？——干细胞与医学 任务探究 即时演练 探究新知 干细胞 特点 类型 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞 ①胚胎干细胞（ES细胞） ②成体干细胞（成体组织或器官内） 早期胚胎中，具有分化为成体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能 任务四：如何利用细胞分化的潜能？——干细胞与医学 任务探究 即时演练 探究新知 诱导多能干细胞 通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。 ①将特定基因或特定蛋白导入细胞 （成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞） ②用小分子化合物诱导形成 ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 概念 制备方法 优点 （iPS细胞） 任务四：如何利用细胞分化的潜能？——干细胞与医学 任务探究 即时演练 探究新知 造血干细胞：存在于骨髓、外周血和脐带血中，能增殖和分化产生红细胞、白细胞、血小板（多能干细胞） 神经干细胞：存在于神经系统中（专能干细胞） 精原干细胞：存在于睾丸中（专能干细胞） ②成体干细胞 胚胎干细胞的局限性： 胚胎干细胞必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 课后作业 校运会上，某同学跑完200米后立即喝了一瓶含葡萄糖和磷酸盐的功能饮料。请结合本节知识回答： 1.葡萄糖能为肌肉收缩直接供能吗？为什么？ 2.饮料中的磷酸盐对细胞合成ATP有什么意义？ 要求：用学科语言作答，150字左右。 这就解释了为什么“常规杀菌方法难以根除”——蓝细菌是原核细胞生物，不是一般意义上的“菌”，且它与环境中的营养物质富集有关，是生态问题，不仅是杀菌问题。 随堂小练 1.壁虎自然再生出的尾巴只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管,缺少了原生尾巴的脊椎、神经组织等,科研人员通过植入胚胎干细胞的方式,帮助断尾壁虎长出一条接近于原装版本的尾巴,实现了断尾壁虎没能自行完成的“进化”。下列相关叙述错误的是(　　) A.胚胎干细胞与构成尾巴的组织细胞中基因的执行情况不同 B.胚胎干细胞分化成尾部细胞前后,蛋白质的种类完全不同 C.该研究无法体现胚胎干细胞具有全能性 D.该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望 B 有相同的表达基因,如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等 27 随堂小练 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.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 28 随堂小练 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 D 29 下节再见 30 $