細胞的分化 教學課件【知識精講+備課精研】 高一生物 （人教版2019必修1）

細胞的生命歷程第6章第2節(jié)細胞的分化本節(jié)聚焦什么是細胞分化？細胞分化的生物學意義是什么？怎樣理解細胞的全能性？問題探討

人體內(nèi)紅細胞的壽命為120d左右，白細胞的壽命為5~7d。這些血細胞都是失去分裂能力的細胞。白血癥患者患者的血液中出現(xiàn)大量異常白細胞，而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效地治療白血癥。健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞，補充到血液中去。1.為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？2.骨髓與血細胞的形成有什么關系？骨髓中的造血干細胞能夠通過細胞增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細胞。一細胞分化及其意義受精卵細胞分裂細胞分化多細胞生物體從小到大，不僅有細胞_____的增加，還有細胞在_____和_____上的分化。即使在成熟的個體中，仍有一些細胞具有產(chǎn)生不同種類的新細胞的能力。數(shù)量結構功能一細胞分化及其意義

思考?討論

比較構成人體組織的細胞

骨骼肌細胞軟骨細胞神經(jīng)細胞上皮細胞1.這些細胞在形態(tài)、結構和功能上有什么不同？這些細胞形態(tài)相差很大，結構上也有區(qū)別，功能上各不相同，但總體上都由細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核構成。2.這些細胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的細胞，正常情況下，它們還能恢復成早期胚胎細胞嗎？一種組織的細胞會不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞？正常情況下，它們不能恢復成早期胚胎細胞，也不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞。上皮細胞骨骼肌細胞軟骨細胞神經(jīng)細胞形態(tài)扁平、立方、柱狀圓柱形，細長橢圓形星形、錐形、梨形、圓形結構排列緊密，間質(zhì)少有橫紋，多核細胞間質(zhì)發(fā)達有軸突、樹突功能保護、吸收等收縮支持感受刺激傳導沖動一細胞分化及其意義

光合作用保護功能儲藏營養(yǎng)物質(zhì)葉肉細胞

表皮細胞（無葉綠體）儲藏細胞沒有葉綠體，沒有角質(zhì)層細胞壁上形成角質(zhì)層有葉綠體同一植物體的這些細胞都來自一群彼此相似的早期胚細胞。表皮細胞氣孔細胞儲藏細胞葉肉細胞一細胞分化及其意義

1.概念在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。2.特點①持久性：發(fā)生在整個生命進程中。②穩(wěn)定性：一般來說分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直到死亡。③普遍性：細胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象。3.意義①細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎。②細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。一細胞分化及其意義4.實質(zhì)為什么遺傳信息相同的細胞，形態(tài)、結構和功能差異如此之大呢？那么細胞的形態(tài)、結構以及生理功能的差異是由哪種物質(zhì)直接表現(xiàn)出來的呢？基因蛋白質(zhì)卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰島素輸卵管細胞++++－－唾液腺細胞+++－+－胰島B細胞+++－－+實驗證據(jù)：科學家用基因探針技術對人體內(nèi)幾種體細胞含有的基因情況進行了調(diào)查，結果如下：“+”表示有，“－”表示無體細胞分化過程中遺傳物質(zhì)沒有改變得出結論：受精卵分裂和分化組織細胞有絲分裂差異在哪里？什么是生命活動的主要承擔者？蛋白質(zhì)結果遺傳物質(zhì)穩(wěn)定一致組合調(diào)控引發(fā)組織特異性基因的表達一細胞分化及其意義基因蛋白質(zhì)卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰島素輸卵管細胞++++－－唾液腺細胞+++－+－胰島B細胞+++－－+4.實質(zhì)細胞分化是基因選擇性表達的結果，即個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同細胞分化一般不改變細胞內(nèi)的遺傳信息一細胞分化及其意義血紅蛋白基因開啟肌動蛋白基因關閉紅細胞合成血紅蛋白（不合成肌動蛋白）血紅蛋白基因關閉肌動蛋白基因開啟肌細胞合成肌動蛋白（不合成血紅蛋白）嘗試解釋這些現(xiàn)象細胞分化有絲分裂小腸上皮細胞受精卵血紅細胞神經(jīng)細胞細胞群①是通過什么過程實現(xiàn)的？②主要通過什么實現(xiàn)？①②兩者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？細胞分裂細胞分化不同點細胞數(shù)量形態(tài)結構功能相同點增加相同不變差異染色體和遺傳信息都不變細胞分裂與細胞分化的關系一細胞分化及其意義小腸上皮細胞受精卵血紅細胞神經(jīng)細胞細胞群①②細胞分裂細胞分化不同點細胞數(shù)量形態(tài)結構功能相同點增加相同不變差異染色體和遺傳信息都不變二細胞的全能性

高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣再分化成其他細胞嗎？二細胞的全能性

【資料分析】韌皮部細胞細胞團根或芽幼苗胡蘿卜植株2.如果將胡蘿卜韌皮部細胞換成其他已高度分化的細胞，在適宜條件下發(fā)育形成新植株嗎？1.從資料1中可以得出什么結論？已經(jīng)分化的細胞在離體培養(yǎng)下能夠形成完整的植物體能二細胞的全能性

【資料分析】3.將腸上皮細胞單獨培養(yǎng)能獲得新的個體嗎？與資料1中的實驗相比，你能從資料2中的實驗得出什么結論？不能已分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性二細胞的全能性

細胞的全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能或特性如受精卵、動物和人體的早期胚胎細胞、植物體的分生組織細胞等原因：該物種個體發(fā)育所需的全套基因。思考：植物細胞的全能性有何應用？植物的快速繁殖培養(yǎng)微型植株拯救瀕危物種細胞分化與細胞全能性的比較細胞分化細胞全能性原因細胞內(nèi)基因的選擇性表達已分化的細胞依舊含有本物種的全套遺傳信息結果形成形態(tài)、結構和功能不同的細胞可形成新的個體比較分化程度：體細胞＞生殖細胞＞受精卵全能性：受精卵＞生殖細胞＞體細胞關系①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生變化②細胞的分化程度越高，具有的全能性越小【知識總結】1.細胞的全能性：是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。2.實例：植物體細胞的全能性和動物體細胞核的全能性3.具有全能性的原因：已分化的細胞（細胞核）內(nèi)含有該物種全套遺傳物質(zhì)4.細胞全能性表現(xiàn)的必要條件：離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)（無機鹽、維生素、氨基酸等）和植物激素；適宜的外界條件（適宜的溫度、pH、無菌無毒的環(huán)境等）備用資料在右側二細胞的全能性

實驗結論：目前為止，人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體。二細胞的全能性

干細胞動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。干細胞的應用①干細胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病（如白血?。隗w外培養(yǎng)組織或器官,通過移植治療疾病全能胚胎干細胞多能骨髓造血干細胞專能骨髓干細胞紅細胞干細胞干細胞定向祖細胞成熟細胞干細胞干細胞干細胞干細胞定向祖細胞定向祖細胞成熟細胞成熟細胞

A：不對稱分裂

B：對稱分裂I

C：對稱分裂II分裂能力、分化能力、分化程度、全能性大小的比較受精卵胚胎干細胞多能干細胞專能干細胞體細胞分裂能力、分化能力、全能性逐漸減弱；分化程度逐漸增強植物細胞的全能性>動物細胞全能性受精卵>生殖細胞(精卵細胞)>體細胞課堂小結練習與應用一、概念檢測1.判斷下列有關細胞分化與細胞全能性關系的表述是否正確。(1)受精卵沒有分化，所以沒有全能性。()(2)細胞的分化程度越高，表現(xiàn)出來的全能性就越弱。()2.將自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為“胰島樣”細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是()A.骨髓干細胞與“胰島樣”細胞的基因組成不同，基因表達情況不同B.“胰島樣”細胞與胰島B細胞基因組成不同，基因表達情況相同C.骨髓干細胞與“胰島樣”細胞基因組成相同，基因表達情況也相同D.骨髓干細胞與胰島B細胞的基因組成相同，基因表達情況不同1.×√2.D3.D√×D練習與應用3.在一個多細胞的生物體內(nèi)，存在著各種在形態(tài)、結構和生理功能上具有差異的細胞，這是因為(

)A.細胞發(fā)生了變異B.不同細胞的基因不同C.某些細胞失去了全能性D.不同細胞中的基因選擇性地表達二、拓展應用1.植物組織培養(yǎng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展十分迅猛，許多企業(yè)運用植物組織培養(yǎng)技術大規(guī)模生產(chǎn)蔬