细胞的分化课件 【知识精讲+备课精研】 高一上学期生物人教版（2019）必修1

必修一

第6章

细胞的生命历程第2节细胞的分化1细胞分化2细胞的全能性01思考：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？在人体内，红细胞的寿命约120d左右，白细胞的寿命为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地治疗白血病。健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。01在人体内，红细胞的寿命约120d左右，白细胞的寿命为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地治疗白血病。思考：2．新的血细胞是如何产生的呢？骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同类型的血细胞。成年人全身细胞总数约1012个，细胞种类有200多种。这么多种类细胞都来自1个受精卵细胞。干细胞红细胞神经元脂肪细胞心肌细胞小肠上皮细胞软骨细胞上皮细胞受精卵细胞分裂细胞分化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生稳定性差异的过程，叫作细胞分化（celldifferentiation）。受精卵分裂和分化组织细胞有丝分裂差异在哪里？什么是生命活动的主要承担者？蛋白质结果遗传物质稳定一致2细胞分化的实质从分子水平分析：细胞分化的实质细胞总DNA蛋白质卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰岛素基因卵清蛋白血红蛋白胰岛素输卵管细胞++++--红细胞+++-+-胰岛B细胞+++--+思考1:三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？三种细胞的DNA相同，蛋白质不同。2细胞分化的实质注：“+”表示有，“－”表示无动动手：四种颜色的卡片：四种基因（卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因和微管蛋白基因）卵清蛋白基因开启卡片正面卡片反面β-珠蛋白基因开启胰岛素基因开启微管蛋白基因开启卵清蛋白基因关闭β-珠蛋白基因关闭胰岛素基因关闭微管蛋白基因关闭2细胞分化的实质模拟表示分化成输卵管细胞时基因的开启或关闭情况动动手卵清蛋白基因开启β-珠蛋白基因关闭胰岛素基因关闭微管蛋白基因开启模拟表示分化成红细胞时基因的开启或关闭情况模拟表示分化成胰岛B细胞时基因的开启或关闭情况β-珠蛋白基因开启微管蛋白基因开启卵清蛋白基因关闭胰岛素基因关闭胰岛素基因开启微管蛋白基因开启卵清蛋白基因关闭β-珠蛋白基因关闭思考：不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？

个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。思考3：不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？细胞分化的实质：基因选择性表达！2细胞分化的实质不同细胞中有没有表达相同的基因？管家基因：是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如ATP合酶基因、微管蛋白基因等。奢侈基因：组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。如胰岛素基因、β-珠蛋白基因等。①细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，是个体发育的基础。②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。3细胞分化的意义器官系统人体有丝分裂分化①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。4细胞分化的特点【资料】黑色素细胞在体外培养30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，而不会变成其他类型的细胞。已经分化的细胞在生物体内不会变成其他细胞。②稳定性：已经分化的细胞还能变成其他细胞吗？4细胞分化的特点4细胞分化的特点③普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。4细胞分化的特点总结归纳细胞分化中的“变”和“不变”（1）“变”①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。②从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。③从分子水平分析：蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。基因角度：基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。（2）“不变”细胞数目和细胞内的遗传物质不变。细胞分裂与细胞分化的关系增加相同不变不同细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程不变不变相同不同早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，能不能像早期胚胎那样，再分化成其他细胞呢？1植物的组织培养技术资料11958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。①②③⑥④⑤实验材料：胡萝卜的韧皮部细胞培养液成分：植物激素、无机盐和糖类物质等实验结果：离体培养的细胞长成了新植株1植物的组织培养技术韧皮部是指植物体内具有运输产物、贮藏和支持功能的一种组织，属于输导组织。韧皮部的主要功能是将叶片的光合产物运送到植物的各个部位。韧皮部细胞属于已分化细胞。思考1：胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？①②③⑥④⑤1植物的组织培养技术思考2：韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？②脱分化：④再分化：①②③⑥④⑤让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。脱分化再分化内细胞团离体的韧皮部愈伤组织根或芽幼苗胡萝卜植株1植物的组织培养技术思考3：胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？离体植物激素一定的营养条件适宜的环境（pH、温度等）无菌环境思考4：换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？①②③⑥④⑤能2细胞的全能性细胞的全能性是指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。高度分化的细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套基因。那些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。2细胞的全能性父方母方精子卵细胞受精卵受精作用减数分裂新个体分裂、分化花粉胚珠内发育的八核胚囊种子传粉新个体父本母本（注：种子植物）受精卵发育为新个体有无体现全能性？种子发育为个体呢？✔种子是生殖器官，全能性是对细胞的定义。✖2细胞的全能性与传统的杂交技术相比，植物组织培养技术有哪些特点？快速、大量繁殖;不受季节影响;同时还能保持植物的优良品质。受精卵种子植株植物有性生殖①②③⑥④⑤脱分化再分化植物组织培养2细胞的全能性植物组织培养技术有哪些应用？获得人工种子培养微型植株植物的快速繁殖培养微型植株获得人工种子快速繁殖3动物的克隆技术资料2科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，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。紫外线蛙卵细胞核蝌蚪的肠上皮细胞去核细胞核核移植8细胞胚蝌蚪非洲爪蟾的核移植示意图1996年诞生的克隆羊“多莉”卵细胞乳腺细胞去核细胞核核移植代孕母羊多莉3动物的克隆技术思考：动物的克隆技术说明了什么？这说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。我国科学家于2017年获得的世界上首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”，就是将体细胞移植到去核的卵细胞中培育而成的。4干细胞1概念：动物和人体内仍保留着少数具有_______________能力的细胞。分裂和分化①胚胎干细胞②成体干细胞①胚胎干细胞（ES细胞）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。特点：体积小，细胞核大、核仁明显。取自早期胚胎。也叫做全能干细胞。②成体干细胞：存在于成体组织或器官内中。造血干细胞

多能干细胞神经干细胞专能干细胞2干细胞类型4干细胞讨论：干细胞在我们的生产和生活中有哪些应用？a.造血干细胞移植治疗白血病等；b.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。造血干细胞血小板白细胞红细胞分化分化分化二、细胞的全能性细胞全能性高低的比较植物体细胞动物体细胞受精卵生殖细胞体细胞＞＞＞（1）不同生物（2）同一生物细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。细胞“具有”全能性与“体现”全能性(1)理论上活细胞(哺乳动物成熟的红细胞等除外)都具有全能性。(2)只有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞，才能“体现”或“表现”