高中生物必修一第节细胞分化人教

1、第第2节节 细胞分化细胞分化一、知识目标一、知识目标 1了解细胞分化的概念。了解细胞分化的概念。 2、了解细胞分化与生物体发育的关系。、了解细胞分化与生物体发育的关系。 3能举例说明细胞的全能性及其在科学研究中的应用。能举例说明细胞的全能性及其在科学研究中的应用。 【学习目标【学习目标】二、能力目标二、能力目标 1培养学生分析比较问题的能力。培养学生分析比较问题的能力。 2、培养学生联系实际灵活运用知识的能力。、培养学生联系实际灵活运用知识的能力。 3培养学生搜集和分析资料的能力。培养学生搜集和分析资料的能力。 三、情感目标三、情感目标 1通过学习使学生体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想

2、。通过学习使学生体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想。 2、引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发学生的社会责、引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发学生的社会责任感和使命感。任感和使命感。问题探讨？问题探讨？答案提示答案提示1.因为健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。因为健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2.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。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。受精作用受精作用受精卵受精卵有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化系系统统人人体体骨细胞骨细胞上皮上皮细胞细

3、胞肌肉肌肉 细胞细胞神经神经细胞细胞上皮组织上皮组织肌肉组织肌肉组织神经组织神经组织结缔组织结缔组织器器官官细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂示意图：示意图：细胞分化细胞分化神经细胞神经细胞红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞上皮组织细胞上皮组织细胞植物器官切片图植物器官切片图天竺葵天竺葵筛管筛管导管导管根冠根冠分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区(根毛区根毛区)根尖根尖保卫细胞保卫细胞气气孔孔这些形态结构和这些形态结构和功能不同的细胞功能不同的细胞群是如何产生群是如何产生? ?细细胞胞分分化化分生组织分生组织保护组织保护组织输导组织输导组织营养组织营养组织器器官官如：叶如：叶绿色开花绿色开花植物体植物体受

4、精卵受精卵 多次多次有丝分裂有丝分裂许许多多细细胞胞继续分裂继续分裂增加体细胞数量增加体细胞数量细胞分化细胞分化 各各种种组组织织器器官官系系统统高高等等动动物物体体绿色开花绿色开花 植物体植物体形成形成1.多细胞生物体发育起点是什么？多细胞生物体发育起点是什么？2.受精卵进行分裂的方式是什么？受精卵进行分裂的方式是什么？3. 什么是细胞分化？什么是细胞分化？受精卵受精卵有丝分裂有丝分裂 P117118黑体字黑体字1.1.细胞分化的概念细胞分化的概念：在个体发育中，由一个在个体发育中，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稳定性差异的过

5、程。构和生理功能上发生稳定性差异的过程。一、细胞分化及其意义一、细胞分化及其意义答案提示答案提示细胞分化的实例：如根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成细胞分化的实例：如根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；骨髓造血；皮肤再生等都包涵着细胞的分化。蛙；骨髓造血；皮肤再生等都包涵着细胞的分化。1 1、细胞分化对生物的个体发育有什么意义？、细胞分化对生物的个体发育有什么意义？2 2、细

6、胞分化是不是人类所特有的呢？、细胞分化是不是人类所特有的呢？3 3、细胞分化的结果是什么？、细胞分化的结果是什么？思考讨论？思考讨论？思考：你还能举出细胞分化的其它例子？思考：你还能举出细胞分化的其它例子？ 细胞分化是一种普遍的生命现象细胞分化是一种普遍的生命现象。由受精卵发育成。由受精卵发育成为一个成熟个体的过程实际上就是一个细胞由全能性为一个成熟个体的过程实际上就是一个细胞由全能性向专能稳定性发展的过程。细胞的分工加强，生命活向专能稳定性发展的过程。细胞的分工加强，生命活动的效能得到了提高。与此同时已分化的细胞的发育动的效能得到了提高。与此同时已分化的细胞的发育潜能也逐渐受到抑制。细胞开始

7、出现形态、结构和功潜能也逐渐受到抑制。细胞开始出现形态、结构和功能上的特异性，而且这种变化具有明显的区域性。形能上的特异性，而且这种变化具有明显的区域性。形态结构相同的细胞通过细胞识别作用聚集粘连在一起，态结构相同的细胞通过细胞识别作用聚集粘连在一起，最终形成了一个个具有较明显差异的细胞群。细胞由最终形成了一个个具有较明显差异的细胞群。细胞由同型到异型的发展过程就是细胞的分化过程。同型到异型的发展过程就是细胞的分化过程。细胞分细胞分化的结果就是组织的形成化的结果就是组织的形成。 2.2.细胞分化的意义细胞分化的意义：细胞分化是个体发育的基础；细胞分化是个体发育的基础；是生物界中普遍存在的生命现

8、象。使多细胞生物是生物界中普遍存在的生命现象。使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。能的效率。1、多细胞生物体在胚胎早期随着细胞的有丝分裂，细胞数目、多细胞生物体在胚胎早期随着细胞的有丝分裂，细胞数目迅速增加。这些细胞的遗传物质相同吗？迅速增加。这些细胞的遗传物质相同吗？2、从理论上讲具有同样的遗传性的体细胞就应该表现出相同、从理论上讲具有同样的遗传性的体细胞就应该表现出相同的形态、结构和功能特点。事实果真如此吗？为什么？的形态、结构和功能特点。事实果真如此吗？为什么？问题？问题？ 问：问：就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗

9、传信息，就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息，为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？资料资料：在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。在肌细胞中则相反。1.1.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？2.2.红细胞红细胞血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启合成血红蛋白合成血红蛋白肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌

10、动蛋白基因开启合成肌动蛋白合成肌动蛋白细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致导致 （基因的选择性表达）。（基因的选择性表达）。相同相同分析：分析：结论：结论：思考：细胞出现了分化思考：细胞出现了分化,是否遗传物质发生了改变是否遗传物质发生了改变?不是不是,各种细胞的遗传信息完全相同各种细胞的遗传信息完全相同,但执行情况但执行情况不同不同 请分析下列事实分别说明了细胞分化的什请分析下列事实分别说明了细胞分化的什么特点？么特点？1.1.细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。 2. 2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3

11、030多代后仍能合成黑色素；离多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。类型的细胞。 思考？思考？1.细胞分化的细胞分化的持久性持久性：发生于整个生命进程中。：发生于整个生命进程中。2.细胞分化的细胞分化的差异性差异性：高等生物比低等生物分化显：高等生物比低等生物分化显著；动物比植物分化显著。著；动物比植物分化显著。3.细胞分化具有相对的细胞分化具有相对的稳定性稳定性：一般情况下细胞分：一般情况下细胞分化是不可逆转的过程。化是不可逆转的过程。细胞分化的特点细胞分化的特点：细胞分裂细胞分裂细胞分化细

12、胞分化不不同同点点细胞细胞数量数量形态形态结构结构功能功能相相同同点点联联系系增加增加相同相同不变不变差异差异遗传信息都不变遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程共同完成生物个体发育过程小结小结已经发生高度分化的细胞已经发生高度分化的细胞,还能像早期胚胎细还能像早期胚胎细胞那样胞那样,再分化成其他细胞吗再分化成其他细胞吗?思考：思考：1、细胞在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做、细胞在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化细胞分化 2、细胞分化是一种细胞分化是一种持久性、不可逆持久性、不可逆的变化，它发生在生物体的的变化，它发生在生物体的整个生命整个生命进程进程中，

13、但是在中，但是在胚胎时期胚胎时期达到最大限度达到最大限度3、细胞分化是细胞分化是不同基因选择性表达的结果不同基因选择性表达的结果。细胞分化的结果是形成各种不同细胞分化的结果是形成各种不同的细胞和组织。的细胞和组织。4、个体发育个体发育是通过细胞分化过程来实现的。分化是生物正常发育的基础。是通过细胞分化过程来实现的。分化是生物正常发育的基础。5、细胞分化不改变细胞内的遗传物质。高度分化的植物细胞仍然有发育成完、细胞分化不改变细胞内的遗传物质。高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的潜能。也就是保持着整植株的潜能。也就是保持着细胞的全能性细胞的全能性6、癌细胞是细胞、癌细胞是细胞畸形分化畸形分化而

14、产生的。而产生的。关于细胞分化关于细胞分化7、细胞分裂、分化和癌变的关系如下图：、细胞分裂、分化和癌变的关系如下图：受精卵受精卵（单个细胞）（单个细胞）细胞分裂细胞分裂多个细胞多个细胞细胞分化细胞分化组织器官组织器官（正常体细胞）（正常体细胞）生物体生物体癌细胞癌细胞畸形分化畸形分化1.1.细胞分化不同于细胞增殖的主要特点细胞分化不同于细胞增殖的主要特点( )( ) A. A. 细胞的数量增多细胞的数量增多 B. B. 细胞的体积增大细胞的体积增大 C. C. 细胞的化学成分含量的变化细胞的化学成分含量的变化 D. D. 能形成各种不同的细胞和组织能形成各种不同的细胞和组织D2.2.细胞分化的

15、结果是细胞分化的结果是 ( )( ) A. A.形成不同的组织形成不同的组织 B.B.形成不同的器官形成不同的器官 C.C.形成不同的系统形成不同的系统 D.D.形成不同的个体形成不同的个体A3. 3. 细胞分化过程中细胞分化过程中, ,不会出现不会出现 ( )( ) A. A. 细胞表面结构的改变细胞表面结构的改变 B. B. 细胞器种类和数量的改变细胞器种类和数量的改变 C. C. 蛋白质种类和数量的改变蛋白质种类和数量的改变 D. D. 细胞核遗传物质的改变细胞核遗传物质的改变D4、 下列关于细胞分化的说法错误的是（下列关于细胞分化的说法错误的是（ ） A细胞分化与生物发育有密切关系细胞

16、分化与生物发育有密切关系 B细胞分化是生物界的一种普通存在的生命现象细胞分化是生物界的一种普通存在的生命现象 C细胞分化仅发生在胚胎时期细胞分化仅发生在胚胎时期 D细胞分化是在细胞形态结构和功能上发生稳定性差异的过程细胞分化是在细胞形态结构和功能上发生稳定性差异的过程 【答案】【答案】 C【解析】 细胞分化是一种持久性的变化，它不仅发生在胚胎时期，也发生在生物体的其他生命过程中，只是细胞分化在胚胎时期分化程度达到最大。 5在生物的个体发育中，一个受精卵能形成复杂的生物体，主要在生物的个体发育中，一个受精卵能形成复杂的生物体，主要是下列哪一生理过程起作用（是下列哪一生理过程起作用（ ） A细胞分

17、裂细胞分裂 B细胞生长细胞生长 C细胞成熟细胞成熟 D细胞分化细胞分化6 人体细胞中分化程度最低的是（人体细胞中分化程度最低的是（ ）A胚胎干细胞胚胎干细胞 B造血干细胞造血干细胞 C胰腺细胞胰腺细胞 D肌肉细胞肌肉细胞DA实验一实验一. .植物组织培养的过程植物组织培养的过程问题问题 高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能细胞的全能性。细胞的全能性。二、细胞的全能性二、细胞的全能性 实验说明了什么？实验说明了什么？实验二、克隆羊的诞生实验二、克隆羊的诞生克隆羊的全过程克隆羊的全过程白面羊乳白面羊乳腺细胞的腺细胞的细胞核细胞核黑面羊卵黑面羊卵细胞的细细

18、胞的细胞质胞质融合融合新的细胞新的细胞代孕母羊代孕母羊白面羊的克隆羊白面羊的克隆羊体外培养体外培养 一段时间一段时间“多利多利”的诞生证的诞生证明明:已分化的已分化的动物动物体细胞的细胞核具体细胞的细胞核具有全能性有全能性但是目前为止但是目前为止,人们人们还没有成功地还没有成功地将单个将单个已分化的动物体细胞已分化的动物体细胞培养成新的个体培养成新的个体.动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。可是可是细胞核则不同，它含有保持本物种遗传性所需要细胞核则

19、不同，它含有保持本物种遗传性所需要的全套基因，并且并没有因细胞分化而失去基因，因的全套基因，并且并没有因细胞分化而失去基因，因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性此，高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。思考：动物细胞的细胞为什么具有全能思考：动物细胞的细胞为什么具有全能性？性？已经分化的细胞，仍然具有发育成已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。完整个体的潜能。细胞全能性细胞全能性 植物组织培养技术植物组织培养技术 克隆个体的产生克隆个体的产生思考思考为什么已经分化的细胞具有全能性呢？为什

20、么已经分化的细胞具有全能性呢？因为高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因因为高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因植物体内植物体内分生组织细胞（分生组织细胞（如根尖分生区细胞如根尖分生区细胞）动物体内动物体内干细胞干细胞（动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞）资料：资料：干细胞是还没有分化发育的细胞，它能生成各种组织器官的起源细胞。科学家把干细胞大致分为3种类型：全能干细胞（胚胎干细胞），多能干细胞（组织干细胞），和专能干细胞。全能干细胞的一大特点是具有发育的全能性，可以参与整个生物体的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最

21、初始的全能干细胞。多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。多能干细胞进一步分化，可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经组织干细胞可以分化成各种类型的神经细胞，血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？思考？思考？动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。如：人的骨髓的造血干细胞的细胞。如：人的骨髓的造血干细胞干细胞干细胞: :在体外培养出组织和

22、器官在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植实并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。现对临床疾病的治疗。干细胞的用途干细胞的用途: :干细胞移植治疗白血病干细胞移植治疗白血病 细胞全能性的在实践中应用：细胞全能性的在实践中应用：1、克隆技术可以应用于、克隆技术可以应用于珍稀动物的保护珍稀动物的保护；2、组织培养技术广泛地应用于、组织培养技术广泛地应用于名贵花卉、珍稀草药、优良物名贵花卉、珍稀草药、优良物种的迅速繁殖种的迅速繁殖等；等；3、医学上组织、医学上组织器官器官的体外培养扩增可以用于的体外培养扩增可以用于移植移植手术；手术；4、骨髓中造血干细胞的体外培养和定向分化可以挽救

23、许多血、骨髓中造血干细胞的体外培养和定向分化可以挽救许多血液病人的生命液病人的生命 资料搜集与分析资料搜集与分析提示提示1.在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细干细胞胞。干细胞有很多种类型，大体上可分为。干细胞有很多种类型，大体上可分为成体干细胞成体干细胞和和胚胎干胚胎干细胞细胞。2.干细胞的研究为替换病变的组织和器官，某些癌症和遗传病干细胞的研究为替换病变的组织和器官，某些癌症和遗传病的治疗带来新的希望。的治疗带来新的希望

24、。1 1、什么是细胞分化？、什么是细胞分化？2 2、细胞分化的生物学意义是什么？、细胞分化的生物学意义是什么？3 3、什么是细胞的全能性？、什么是细胞的全能性？细胞的全能性细胞的全能性1、植物细胞工程技术的理论基础是、植物细胞工程技术的理论基础是植物细胞的全能性植物细胞的全能性2、细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完、细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完 整个体的潜能整个体的潜能的特性。因为生物体的每个细胞都包含有该物种所特有的的特性。因为生物体的每个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质全套遗传物质，都有发育完成为完整个体所必须的都有发育完成为完整个体所必须的全部基因

25、全部基因。3、细胞、细胞全能性大小的顺序是：全能性大小的顺序是： 受精卵生殖细胞受精卵生殖细胞（如配子、精子、卵细胞如配子、精子、卵细胞）体细胞体细胞 分化程度分化程度低低的体细胞（的体细胞（如胚胎干细胞如胚胎干细胞）分化程度分化程度高高的体细胞的体细胞 细胞分裂能力细胞分裂能力强强的细胞（的细胞（如分生区细胞如分生区细胞）细胞分裂能力细胞分裂能力弱弱的细胞的细胞4、植物细胞的全能性已经被证实，如组织培养的成功就是例子，动物细胞、植物细胞的全能性已经被证实，如组织培养的成功就是例子，动物细胞只证明了细胞核的全能性（克隆技术）只证明了细胞核的全能性（克隆技术）5、体内细胞、体内细胞不表现出全能性

26、不表现出全能性，而是分化为不同的组织和器官，这是，而是分化为不同的组织和器官，这是基因基因在在特定的时间和空间条件下特定的时间和空间条件下选择性表达选择性表达的结果。的结果。6、植物细胞要表现出全能性的条件是：、植物细胞要表现出全能性的条件是：离体状态（离体状态（必要条件必要条件）；）；一定的营养物质一定的营养物质（如维生素）（如维生素）；植物激素（植物激素（细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素）；）；其它外界条件（其它外界条件（如温度、如温度、PH）。）。1. 分化的细胞能再恢复到原来分化前的状态的是分化的细胞能再恢复到原来分化前的状态的是 （ ） A. 神经细胞神经细胞 B. 人体表皮细胞

27、人体表皮细胞 C. 肌肉细胞肌肉细胞 D. A、B、C三项都不是三项都不是D2. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培养取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞（出月季幼苗，说明植物细胞（ ）A.具有全能性具有全能性 B. 分化后恢复原状态分化后恢复原状态C.畸形分化畸形分化 D. 具有再生能力具有再生能力A3. 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白， 据此推测胰岛细胞中据此推测胰岛细胞中 （ ）A. 只有胰岛素基因只有胰岛素基因 B . 比人受精卵的基因要少比人受精卵的基因要少C. 既有胰岛素基因，也有血红蛋白基

28、因和其它基因既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因D. 有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因C4.4.下列实例中能体现细胞全能性的是下列实例中能体现细胞全能性的是 （ ） 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个细胞培育用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株出了可育的完整植株 A A B B C. C. D. D.5.5.科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了质重组成一个细胞，成功培养了“多莉多莉”羊。下列关于此羊。下列关于此实验的说法正确的是（多选）实验的说法正确的是（多选） （ ） A A高度分化的细胞仍然保持全能性高度分化的细胞仍然保持全能性 B B重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质全部遗传物质 C C在理论上，可以运用上述方法拯救濒