6.2 細(xì)胞的分化課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

問(wèn)題探討1具有保護(hù)作用不斷分裂產(chǎn)生新細(xì)胞根生長(zhǎng)的重要原因之一；吸收水分和無(wú)機(jī)鹽觀察根尖各部分細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析細(xì)胞功能有何不同？問(wèn)題探討2骨骼肌細(xì)胞軟骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞上皮細(xì)胞觀察分析人的上皮細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞在哪些方面存在差異？這些細(xì)胞形態(tài)相差很大，結(jié)構(gòu)上也有區(qū)別，功能上各不相同，但總體上都由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核構(gòu)成。問(wèn)題探討3在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，往往存在這樣的現(xiàn)象：

由細(xì)胞分裂得到的新生細(xì)胞是高度相似的，新生細(xì)胞逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生變化，形成不同種類(lèi)的細(xì)胞，且這種變化是持久、穩(wěn)定的，這種變化就叫做細(xì)胞分化。第六章

細(xì)胞的生命歷程第2節(jié)細(xì)胞的分化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)比較不同細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面的特異性變化，歸納細(xì)胞分化的概念，進(jìn)而闡明細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。2.通過(guò)分析植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物體細(xì)胞核移植等方面的事例，闡明細(xì)胞的全能性。3.通過(guò)了解干細(xì)胞的特點(diǎn)，關(guān)注干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，提升社會(huì)責(zé)任意識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、細(xì)胞分化及其意義1.概念：

在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生

的過(guò)程。穩(wěn)定性差異分化的對(duì)象：

分化的結(jié)果：

細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)目增多，細(xì)胞分化使細(xì)胞種類(lèi)增加。

一個(gè)或一種細(xì)胞產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞一、細(xì)胞分化及其意義2.特點(diǎn)：資料一：細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。資料三：離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類(lèi)型的細(xì)胞。資料四：分化后的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，一般不會(huì)再回到分化前的狀態(tài)，直到死亡。資料二：從受精卵形成胎兒的胚胎發(fā)育過(guò)程中存在細(xì)胞分化。細(xì)胞分化不僅發(fā)生在人的胚胎發(fā)育階段,還貫穿于整個(gè)生命進(jìn)程中，胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。普遍性持久性穩(wěn)定性不可逆性一、細(xì)胞分化及其意義3.意義：②細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。①

細(xì)胞分化是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。一、細(xì)胞分化及其意義4.原因（實(shí)質(zhì)）：思考1：個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，形成了許多形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能各異的體細(xì)胞，根據(jù)有絲分裂的意義分析，這些不同的細(xì)胞含有的遺傳信息有何特點(diǎn)？思考2：細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能主要由哪種化學(xué)物質(zhì)直接體現(xiàn)？親代細(xì)胞的DNA經(jīng)過(guò)復(fù)制后平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞。體細(xì)胞和受精卵一樣，含有該物種全套的遺傳物質(zhì)，全套的基因。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者，不同的體細(xì)胞由于含有不同種類(lèi)和數(shù)量的蛋白質(zhì)，因而在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上表現(xiàn)出差異。思考3：為什么體細(xì)胞含有相同的基因，但卻合成出不同的蛋白質(zhì)呢？4.原因（實(shí)質(zhì)）：小組活動(dòng)：三種卡片代表三種基因，三種基因在胰島β細(xì)胞與紅細(xì)胞中基因表達(dá)情況不同，卡片正面代表基因開(kāi)啟，卡片反面代表基因關(guān)閉，請(qǐng)兩名同學(xué)上臺(tái)模擬這兩種不同細(xì)胞中每個(gè)基因表達(dá)情況，并說(shuō)出你這么做的原因。資料：基因表達(dá)指基因的遺傳信息合成功能性蛋白質(zhì)的過(guò)程基因1基因2基因3DNA蛋白質(zhì)同學(xué)1模擬表示分化成紅細(xì)胞時(shí)基因的開(kāi)啟或關(guān)閉情況同學(xué)2模擬表示分化成胰島β細(xì)胞時(shí)基因的開(kāi)啟或關(guān)閉情況一、細(xì)胞分化及其意義4.原因（實(shí)質(zhì)）：細(xì)胞分化的原因：是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類(lèi)的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。

血紅蛋白基因ATP合成酶基因胰島素基因血紅蛋白ATP合成酶胰島素紅細(xì)胞＋＋＋＋＋—胰島細(xì)胞＋＋＋—＋＋總DNA（基因）蛋白質(zhì)“＋”表示有，“－”表示無(wú)一、細(xì)胞分化及其意義5.分化表達(dá)的基因：（1）管家基因所有細(xì)胞均表達(dá)的一類(lèi)基因，其表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。（2）奢侈基因不同類(lèi)型細(xì)胞特異性表達(dá)的一類(lèi)基因，其表達(dá)產(chǎn)物賦予不同細(xì)胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因等。

一、細(xì)胞分化及其意義6.細(xì)胞分化的“變”與“不變”：不完全相同相同一、細(xì)胞分化及其意義7.比較細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化：細(xì)胞分裂細(xì)胞分化不同點(diǎn)細(xì)胞變化形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同點(diǎn)聯(lián)系數(shù)量增加種類(lèi)不變相同數(shù)量不變種類(lèi)增加染色體和遺傳物質(zhì)（遺傳信息）都不變差異①在個(gè)體發(fā)育中，細(xì)胞先分裂，后分化；②細(xì)胞分裂是分化的基礎(chǔ)，兩者共同完成生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程；③細(xì)胞分化程度越高，分裂能力越弱（體細(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵）。高度分化的細(xì)胞往往不再分裂。1.圖中A、B、C是正常情況下人體三種細(xì)胞內(nèi)的部分基因及它們的活動(dòng)狀態(tài),據(jù)圖得出下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A.三種人體細(xì)胞有各自不同的形態(tài),根本原因是基因的選擇性表達(dá)B.三種細(xì)胞都可以將葡萄糖分解為丙酮酸C.圖中B代表的細(xì)胞是紅細(xì)胞D.圖中A代表的細(xì)胞是胰島細(xì)胞當(dāng)堂檢測(cè)C

2.取同一生物體的不同類(lèi)型細(xì)胞，檢測(cè)其基因表達(dá)，結(jié)果如下圖所示。下列分析正確的是()A.基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因

最可能是基因4B.細(xì)胞a～g中生理功能最為近似的應(yīng)該是

細(xì)胞b和細(xì)胞eC.組成1～6基因的脫氧核苷酸種類(lèi)、數(shù)量

和排列方式均不同D.a～g各個(gè)細(xì)胞中染色體上所含基因的種類(lèi)和數(shù)量完全不同B

當(dāng)堂檢測(cè)思考：已經(jīng)高度分化的細(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其它細(xì)胞嗎?甚至分化成一個(gè)完整的個(gè)體呢？肌細(xì)胞分化？【植物組織培養(yǎng)】資料1：1958年，美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德(F.C.Steward)取胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞，放入含有植物激素、無(wú)機(jī)鹽和糖類(lèi)等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細(xì)胞旺盛地分裂和生長(zhǎng)，形成一個(gè)細(xì)胞團(tuán)塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長(zhǎng)成了一株新的植株?！局参锝M織培養(yǎng)】胡蘿卜根韌皮部的細(xì)胞外植體(離體植物器官、組織、細(xì)胞)愈傷組織(細(xì)胞團(tuán)塊)脫分化再分化【植物組織培養(yǎng)】討論3：如果將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞換成其他高度分化的植物細(xì)胞，在適宜條件下，這些細(xì)胞也能形成新的植株嗎？討論4：資料1中可以得到什么結(jié)論？高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能，即植物細(xì)胞具有全能性。討論2：資料1中得到的新的胡蘿卜植株的細(xì)胞中的遺傳信息與提供根部韌皮部細(xì)胞的胡蘿卜植株有何關(guān)系？討論1：韌皮部細(xì)胞是不是高度分化的細(xì)胞？二、細(xì)胞的全能性1.概念細(xì)胞全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或

的潛能和特性。分化成其他各種細(xì)胞思考1：具有全能性必須是一個(gè)已經(jīng)分化的細(xì)胞嗎？思考2：已分化和未分化的細(xì)胞之間，有什么共性是使其具有全能性呢？資料：高等植物成熟的篩管細(xì)胞已分化，無(wú)細(xì)胞核，在適宜的條件下離體培養(yǎng)，不能得到完整的小植株。思考3：細(xì)胞具有全能性的根本原因是什么？二、細(xì)胞的全能性1.概念細(xì)胞全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或

的潛能和特性。2.原因細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全套遺傳信息。體細(xì)胞一般都是由受精卵通過(guò)有絲分裂增殖而來(lái)的，一般已分化的細(xì)胞都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶有相同的DNA分子。

3.表達(dá)條件離體、適宜的外界條件、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。分化成其他各種細(xì)胞【動(dòng)物體細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)】資料2：科學(xué)家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實(shí)驗(yàn)，將它的腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中，結(jié)果獲得了新的個(gè)體。核移植實(shí)驗(yàn)的成功，說(shuō)明已分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核是具有全能性的。胚胎細(xì)胞核移植成功率遠(yuǎn)高于體細(xì)胞核移植。分化程度越高的細(xì)胞，越不容易表現(xiàn)出全能性。4.細(xì)胞全能性的高低二、細(xì)胞的全能性一般而言，細(xì)胞的分化程度越高，具有的全能性越小。特例：卵細(xì)胞的分化程度較高，全能性也較高②同一生物：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞①不同生物：植物體細(xì)胞動(dòng)物體細(xì)胞(動(dòng)物細(xì)胞只有細(xì)胞核具有全能性)③幼嫩的細(xì)胞衰老的細(xì)胞。④分化程度低的體細(xì)胞分化程度高的體細(xì)胞。⑤細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的體細(xì)胞細(xì)胞分裂能力弱的體細(xì)胞。＞＞＞＞＞＞5.細(xì)胞全能性的應(yīng)用二、細(xì)胞的全能性01.快速繁殖花卉、蔬菜等02.拯救珍稀、瀕危動(dòng)植物長(zhǎng)江女神白鰭豚百合花杜鵑03.克隆人體器官，用于器官移植心臟移植腎臟移植注意：目前為止，人們還沒(méi)有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。細(xì)胞分化細(xì)胞全能性原理細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點(diǎn)①持久性②穩(wěn)定性③普遍性④不可逆性①高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性②動(dòng)物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，

但細(xì)胞核仍具有全能性。③全能性的體現(xiàn)要經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)和離體培養(yǎng)結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞形成完整有機(jī)體或其他細(xì)胞大小比較細(xì)胞分化程度有高低之分，如體細(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵細(xì)胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞關(guān)系①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生變化②細(xì)胞的分化程度越高，具有的全能性越小6.細(xì)胞分化和細(xì)胞全能性的比較三、干細(xì)胞動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著的，少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫作干細(xì)胞。如骨髓造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞。1、概念：可分化為各種細(xì)胞，構(gòu)成各種組織和器官。具有分化出多種組織細(xì)胞的潛能，如造血干細(xì)胞。2、分類(lèi)：(1)全能干細(xì)胞：(2)多能干細(xì)胞：(3)專(zhuān)能干細(xì)胞：只能分化成某一類(lèi)型的細(xì)胞，如神經(jīng)干細(xì)胞3、應(yīng)用：骨髓移植的方法治療白血病利用胚胎干細(xì)胞修復(fù)病人損傷組織

臍帶血中含有大量干細(xì)胞，可以培養(yǎng)并分化成人體各種血細(xì)胞。目前，臍帶血干細(xì)胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病。3、應(yīng)用：臍帶血采集處胎盤(pán)分娩后被廢棄的部分新生兒娩出斷臍臍帶血的采集是在新生兒出生以后，取嬰兒端3～8cm臍帶儲(chǔ)兩把止血鉗結(jié)扎、斷臍，嬰兒被抱走處理，貼近母端止血鉗處消毒并將針頭插入臍靜脈，采集臍血。4、iPS細(xì)胞：資料：iPS細(xì)胞(inducedpluripotentstemcells,iPScells誘導(dǎo)多能干細(xì)胞)是通過(guò)對(duì)人體組織的細(xì)胞進(jìn)行重新編程而得到的類(lèi)似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞類(lèi)型。這種細(xì)胞具有超強(qiáng)的分化能力。可以分化出這個(gè)人的血細(xì)胞，骨細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞等，進(jìn)而培養(yǎng)出這個(gè)人的臟器，骨頭，眼角膜，胰腺等。小結(jié)1.

2022年中科院宣布一項(xiàng)研究成果，首次真正意義上將人體多能干細(xì)胞“轉(zhuǎn)化”為全能性的胚胎細(xì)胞。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.受精卵和人體早期胚胎細(xì)胞都具有全能性B.細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需的全套基因C.若某種干細(xì)胞可分化