内容正文:
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
合作探究一:从受精卵到新生命诞生的过程,包含了学过的哪些细胞学知识?
情景视频一
生命之光(视频)
情景材料一
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。
合作探究二: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。
合作探究三:骨髓与血细胞的形成有什么关系?
骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化,不断产生不同种类的血细胞。
一
细胞分化及其意义
比较构成人体组织的细胞
思考.讨论
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
这些细胞在形态上相差很大,结构上也有区别,功能上各不相同,但总体上都是由细胞膜、细胞质、细胞核组成的。
神经细胞
合作探究四:这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同?
合作探究五: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?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?
在正常情况下,它们是不能恢复成早期胚胎细胞的;
这四种组织中的某种细胞不会被转变成其他组织的细胞。
一
细胞分化及其意义
受精卵(植物)发育产生不同的细胞类型
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,它们都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
光合作用
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
有叶绿体
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
合作探究六:通过以上学习,请尝试总结出细胞分化的概念。
一
细胞分化及其意义
细胞分化过程(视频)
一
细胞分化及其意义
1.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挥稳定性差异的过程。
细胞分裂使细胞数目增多
细胞分化使细胞种类增加
合作探究七:细胞分化过程中有什么特点?遗传信息是否发生改变?
普遍性
01
04
03
02
细胞分化特点
一
细胞分化及其意义
2.细胞分化的特点:
在生物界中普遍存在,
是生物个体发育的基础
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。
遗传物质不变性
相对稳定性(不可逆性)
一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
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,细胞分化是不可逆的,但是在离体状态,人工培养等条件下,某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。
合作探究七:就一个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息
(和受精卵一样的),但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢?
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
一
细胞分化及其意义
3.细胞分化的实质:
实质(根本原因):
蛋白质种类的不同
基因的选择性表达
直接原因:
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因关闭
红细胞
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
血红蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启
肌细胞
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
一
细胞分化及其意义
3.细胞分化的实质:
10
细胞分化及其意义
4.细胞分化的结果:
一
产生形态、结构、功能不同的细胞,不同类型的细胞构成不同的组织和器官。
5.细胞分化的意义:
细胞分化使细胞趋向于专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
合作探究八:
高度分化的细胞,一定不能再分化成其他细胞吗?
细胞的全能性
二
细胞的全能性
思考.讨论
资料一:1958年,美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)胡萝卜韧皮部培养实验。
合作探究九:从中可以得出什么结论?
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整植物体。
植物组织培养技术(动画)
合作探究十:如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的植物细胞,在适宜条件下,这些细胞也能形成新的植株吗?
能
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
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。
资料2: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。
细胞的全能性
二
细胞的全能性
思考.讨论
不能。资料2中实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
合作探究十一:将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗?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?
合作探究十二:通过以上学习请小组合作尝试总结出全能性的定义。
13
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。
细胞内含有发育成完整个体的全套遗传信息
(1)离体(必要条件);
(2)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)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。
细胞的全能性
二
1.概念:
2.原因:
3.条件:
二、细胞的全能性
问题12: 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:
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性:
②稳定性(不可逆性):
③普遍性:
④不变性:遗传物质不变 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。
结果 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
大小
比较 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
关系 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
细胞分化与细胞全能性的比较
问题13: 细胞的全能性对于实际生活有什么应用?请举例。
16
火焰兰的快速繁殖
(1)快速繁殖花卉、蔬菜
细胞的全能性
二
4.运用:
17
(3)用于疾病的治疗
克隆羊多利
(2)运用克隆技术拯救濒危物种
细胞的全能性
二
4.运用:
合作探究十三:什么是干细胞?有哪些特征?
18
干细胞是一种具有分化潜能和自我复制、更新能力的原始细胞,可以分化形成各种组织器官的细胞。
干细胞
三
1.概念:
19
运用
二、干细胞的特点及应用
慢性粒细胞白血病
俗称血癌,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。我国是白血病的高发国家,每10万人中有4-6人患有白血病,其中40%是儿童,白血病的发病率在各类肿瘤中占据第六位。
(1)干细胞移植治疗白血病;
运用
二、干细胞的特点及应用
(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。
新闻背景:英国足球名星--贝克汉姆储存了来自他刚出生时留下的脐带血干细胞,以便万一他在赛场上重要器官受伤,则可以接受干细胞移植手术治疗;
脐带血里头含有大量的干细胞,称为脐带干细胞,为胎儿制造血液和免疫细胞的主要来源。
脐带干细胞
运用
二、干细胞的特点及应用
(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。
运用
二、干细胞的特点及应用
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。
拓展延伸
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。
Lavf58.33.100
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