細(xì)胞的分化(公開課)

1、第五章 第二節(jié) 細(xì)胞分化、衰老和凋亡,細(xì)胞分化,細(xì)胞的全能性,受精作用形成受精卵,受精卵經(jīng)細(xì)胞分裂形成多細(xì)胞胚,多細(xì)胞胚發(fā)育為人的幼體，完成胚胎發(fā)育。,細(xì)胞的有絲分裂,僅有細(xì)胞的增殖，受精卵能形成許多不同類型的細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)育成多細(xì)胞生物體嗎？,示意圖：,細(xì)胞分化,回顧,1、分化的定義： 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)生穩(wěn)定性差異的過程。,一、細(xì)胞分化,分化的結(jié)果：,分化的對象：,相同細(xì)胞,產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能 不同的細(xì)胞。,2.黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會變成其他類型的細(xì)胞。,以下事例

2、可說明細(xì)胞分化具有什么特點(diǎn)?,穩(wěn)定性,不可逆性,1.細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。(動物）胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。,持久性,想一想,4.細(xì)胞的分化是普遍存在現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。,普遍性,胚 胎細(xì)胞,胞細(xì)紅,心肌細(xì)胞,血紅蛋白基因開啟,大量合成血紅蛋白,肌動蛋白基因開啟,大量合成肌動蛋白,肌動蛋白基因關(guān)閉,血紅蛋白基因關(guān)閉,分化是以分裂為基礎(chǔ)的。就一個(gè)個(gè)體來說，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息。只是在不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。,細(xì)胞分化的根本原因：不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，是基因的“選擇性”表達(dá),4、細(xì)胞分化有什么意義？,1）、是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能

3、的組織和器官。,2）、使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率和組織器官的修復(fù)。,細(xì)胞分化,有絲分裂,受精卵,小腸上皮細(xì)胞,血紅細(xì)胞,神經(jīng)細(xì)胞,比較細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化：,增加,相同,不變,差異,遺傳信息都不變,共同完成生物個(gè)體發(fā)育過程,1.下列對細(xì)胞分化的敘述正確的是 （ ） A細(xì)胞分化是遺傳物質(zhì)改變的結(jié)果 B細(xì)胞分化發(fā)生在從受精卵到胚胎形成的過程 C細(xì)胞分化也可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞數(shù)量的增加 D細(xì)胞分化是由細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)調(diào)控的 2.人胰島B細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生紅細(xì)胞中的血紅蛋白，根據(jù)此推測人胰島B細(xì)胞中（ ） A只有合成胰島素的基因 B在細(xì)胞分化過程中，基因的數(shù)目發(fā)生了變

4、化 C既有合成胰島素的基因也有合成血紅蛋白的基 因，但不同細(xì)胞遺傳信息的執(zhí)行情況不同 D只有合成胰島素的基因和其他基因，但沒有合成血紅蛋白的基因,D,C,練一練,2012年高考生物（廣東卷）,26題（4）,葉片發(fā)育過程中，葉片面積逐漸增大， 是 _ 的結(jié)果。葉肉細(xì)胞與表皮細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異顯著，其根本原因是 _ 。,細(xì)胞分裂,基因的選擇性表達(dá),既然細(xì)胞分化具有穩(wěn)定性和不可逆性、持久性、普遍性，那么已經(jīng)發(fā)生高度分化的細(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其它細(xì)胞嗎?,思考：,1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細(xì)胞成功地培育出了一棵完整的植株。,實(shí)驗(yàn)證明：高度分化的植物細(xì)胞仍然具

5、有發(fā)育成完整植株的潛能，即植物細(xì)胞具有全能性。,二、細(xì)胞的全能性：,1、定義：細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。,思考,為什么任意一個(gè)體細(xì)胞會具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能？,細(xì)胞內(nèi)含有本物種全套的遺傳信息,2、原因：,植物組織培養(yǎng)實(shí)例,過程,離體的植物器官、組織或細(xì)胞,愈傷組織,根、芽,植物體,外植體,脫分化,植物激素： 細(xì)胞分裂素、生長素,再分化,植物組織培養(yǎng),植物組織培養(yǎng)條件：,含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時(shí)光照等。,“多利”的誕生證明:已分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性,但是目前為止,人們還沒有成功地將單個(gè)已分化的動物體細(xì)

6、胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。,動物細(xì)胞是否具有全能性？,克隆羊的全過程,白面羊乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核,黑面羊卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),融合,新的細(xì)胞,代孕母羊,白面羊的克隆羊,體外培養(yǎng) 一段時(shí)間,3、全能性高低的比較：,1、植物體細(xì)胞 動物體細(xì)胞,2、受精卵 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞,細(xì)胞全能性大小主要受細(xì)胞分化程度影響。細(xì)胞分化程度越高，全能性越_；分化程度越低，全能性越_。,3、能夠增殖的細(xì)胞,停止增殖的細(xì)胞,低,高,2011年廣東高考理綜生物試題,26題（3）,蝴蝶蘭的種苗可利用植物細(xì)胞的 ，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)，此過程中細(xì)胞分化的根本原因是 。,全能性,基因的選擇性表達(dá),練一練,4、動、植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：

7、,蝴蝶蘭的大規(guī)模生產(chǎn),（1） 快速繁殖花卉、蔬菜,（2） 拯救珍稀、瀕危動植物,長江女神 白鰭豚,百合花杜鵑,丹頂鶴,動物和人體內(nèi)有沒有具有分裂和分化能力的細(xì)胞呢？,思考：,三、干細(xì)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(xì)胞， 這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞。,1、定義,資料,在我們體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120天左右， 白細(xì)胞的壽命更短，只有5-7天。這些血 細(xì)胞都是失去了分裂能力的細(xì)胞。 白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白 細(xì)胞，而正常的血細(xì)胞又明顯減少。 通過骨髓移植可以有效地治療白細(xì)胞。,討論：,1 為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會隨著血細(xì)胞的死亡而減少？,健康人會不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞，補(bǔ)充到

8、血液中去。,2 骨髓與血細(xì)胞的形成有什么關(guān)系？,骨髓中造血干細(xì)胞能夠通過增殖和分化不斷產(chǎn)生 不同種類的血細(xì)胞。,紅細(xì)胞,血小板,白細(xì)胞,骨髓中造血干細(xì)胞分化出各種血細(xì)胞,2、干細(xì)胞的類型：,（1）全能干細(xì)胞,可發(fā)育成完整個(gè)體，如胚胎干細(xì)胞,（2）多能干細(xì)胞,可發(fā)育成多種組織和器官，如造血干細(xì)胞,（3）專能干細(xì)胞,可發(fā)育成專門的組織和器官，如神經(jīng)細(xì)胞,2010年高考生物廣東卷,3.,骨髓移植是治療白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干細(xì)胞,可在患者體內(nèi),3.,骨髓移植是治療白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干細(xì)胞,可在患者體內(nèi),3、骨髓移植是治療白血病常

9、用的有效 方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干細(xì)胞可在患者體內(nèi),A.正常生長 B.增殖并分化成多種細(xì)胞 C.分泌抗體 D.殺死各種病原菌,練一練,B,一、細(xì)胞分化,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)生穩(wěn)定性差異的過程,2、特點(diǎn)：,3、原因：,基因的選擇性表達(dá),（1）個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能 的組織和器官。 （2）使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化，有利于提高各種生理功 能的效率。,持久性,普遍性,穩(wěn)定性,課堂小結(jié)：,二、細(xì)胞的全能性 1、概念：指已經(jīng)分化了的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 2、原因：細(xì)胞內(nèi)含有本物

10、種全套的遺傳信息。,不可逆性,三、干細(xì)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(xì)胞。,1、概念:,2、類型：,4、意義：,1、下列關(guān)于細(xì)胞分化的說法，錯(cuò)誤的是（ ） A、細(xì)胞分化僅發(fā)生在胚胎時(shí)期 B、細(xì)胞分化與生物發(fā)育有密切的關(guān)系 C、細(xì)胞分化是生物界的一種普遍存在的生命現(xiàn)象 D、細(xì)胞分化是細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程,A,2、一個(gè)受精卵能發(fā)育成一個(gè)多細(xì)胞的個(gè)體，這主要是通過下列哪兩項(xiàng)生命現(xiàn)象完成的？（ ） A、細(xì)胞分裂與細(xì)胞生長 B、細(xì)胞生長和細(xì)胞分化 C、細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化 D、細(xì)胞的無絲分裂和有絲分裂,C,鞏固練習(xí),3、細(xì)胞分化的結(jié)果是（ ） A、細(xì)胞的數(shù)量增多 B、細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同 C、細(xì)胞的生理功能相同 D、相同細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn) 定性差異 4、下列關(guān)于細(xì)胞分化及細(xì)胞分裂的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A、生物體的生長發(fā)育是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的結(jié)果 B、細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中 C、細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ) D、細(xì)胞分化過程中細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)逐漸減少,D,D,5、正常人體內(nèi)的造血干細(xì)胞能分裂產(chǎn)生各種血細(xì)胞，在體外，在某些因素的誘導(dǎo)下，卻可以分化為神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。其根本原因是這些造血干細(xì)胞（ ） A、有旺盛的分裂能力 B、還沒有分化 C、能合成神經(jīng)細(xì)胞或肝細(xì)胞需要的蛋白質(zhì) D、具有與受精卵相同的全套遺傳基因 6、下