《细胞的分化》细胞的生命历程课件

第2节

细胞的分化一、细胞分化1.含义:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在_____________________上发生稳定性差异的过程。形态、结构和生理功能2.特点(连线):3.意义:(1)生物_________的基础。(2)使细胞趋向_______。有利于提高各种_________的效率。4.原因:在个体发育过程中,不同的细胞中_________的表达情况不同。个体发育专门化生理功能遗传信息【激疑】细胞分化在分子水平上的主要标志是什么?提示:合成了具有特定结构和功能的蛋白质。

二、细胞的全能性1.细胞的全能性概念: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。2.植物细胞的全能性:(1)_________的植物细胞仍具有全能性。(2)应用:①通过_____________,快速繁殖花卉和蔬菜等作物。②拯救濒危物种。高度分化植物组织培养3.动物细胞的全能性:(1)已分化的动物体细胞的_______仍具有全能性。(2)目前,还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成_________。细胞核新的个体4.干细胞:(1)特点:①具有___________能力。②在动物和人体内,数量_____。(2)举例:人骨髓中的许多造血干细胞能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。分裂和分化很少【激疑】造血干细胞通过增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板,是否体现了细胞的全能性?提示:造血干细胞通过增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板,体现了细胞的全能性。

知识点一细胞分化1.细胞分化的过程:(1)图解:(2)分析: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:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。③从分子水平分析:a.蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能发生改变。b.基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。2.细胞分裂与细胞分化的比较:(1)结果不同:细胞分裂导致细胞数目增多,细胞分化导致细胞种类增多。(2)联系:①细胞分裂是细胞分化的基础。大多数多细胞生物是由受精卵发育而来的,在细胞分裂的基础上,通过细胞分化逐渐发育为成体。②分化的细胞可能失去分裂能力:如神经细胞、肌肉细胞等。造血干细胞虽已分化,但仍保留分裂、分化能力。【思考·讨论】人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵发育而来,但是它们的形态、结构和功能不同,其根本原因和直接原因分别是什么?(生命观念)提示:根本原因是遗传信息的表达情况不同;直接原因是合成了具有特定结构和功能的蛋白质。

一个人体内肌肉细胞、骨骼细胞、神经细胞和肝细胞内的遗传物质相同吗?为什么?(生命观念)提示:一般相同。同一个体的不同细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂,有丝分裂保证了母细胞和子细胞遗传物质的稳定性。

【素养案例】有人取同一生物的不同细胞,检测其基因表达,结果如图。下列分析不正确的是 (

)A.若基因1～8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因,则最可能是基因2B.判断图中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基因最多,差异表达的基因最少C.功能最为近似的细胞是1与6D.细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同【解题导引】解答本题应注意两点:(1)明确横轴表示细胞类型,纵轴表示1～8个基因,且阴影部分为表达的基因,而空白部分为未表达的基因。(2)认同细胞分化的实质是基因的选择性表达。【解析】选D。细胞呼吸酶基因在所有的活细胞中都表达,图中基因2在每种细胞中都表达,所以控制细胞呼吸酶的基因最有可能是基因2,A正确;判断图中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基因最多,差异表达的基因最少,由图可知,细胞1表达1～5基因,细胞6表达2～5基因,表达的相同基因最多,差异表达的基因最少,则细胞1和6中基因表达最相似,B、C正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,使不同细胞中的蛋白质不完全相同,而不是完全不同,D错误。【素养·探究】——母题追问(1)科学思维——分析与讨论上题中7种细胞能否由1个细胞分裂产生呢?请说明理由。提示:细胞1～7是同一生物的不同类型的细胞,它们的基因相同,可由同一细胞即受精卵分裂产生。

(2)生命观念——结构与功能观若上题中基因6为血红蛋白基因,则哪个细胞为红细胞?提示:细胞2。【方法规律】判断细胞发生分化的技巧(1)细胞形态的改变:如肌细胞的梭形、红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。(2)细胞结构的变化:形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。(3)细胞功能的特化:运动功能、运输功能、储存功能、反射功能、免疫功能等。(4)特殊分子的合成:如合成了唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白、肌动蛋白等。【补偿训练】1.如图所示的细胞类型转换过程为 (

)A.细胞融合 B.细胞生长C.细胞分裂 D.细胞分化【解析】选D。由图可知,全能干细胞经过一系列转换过程形成了红细胞,细胞在形态、结构和生理功能上出现了稳定性差异,属于细胞分化。2.由细胞形态判断,下列细胞中最可能具有细胞周期的是 (

)

【解析】选B。由图可知,A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞,均是已分化的细胞,丧失了分裂能力。而B所示的细胞从形态上看,仍处于原始状态,没有分化,可连续分裂,具有细胞周期。知识点二细胞的全能性1.物质基础:细胞中有发育成生物体所需要的全套遗传信息。2.细胞全能性的表达:(1)细胞全能性表达的条件:①离体状态;②需要适宜的水分、无机盐、有机营养和激素等;③适宜的温度等条件。(2)不同细胞全能性大小(表达难易程度):①植物细胞的全能性易于表达,而动物细胞的全能性虽受到极大限制,但动物细胞细胞核的全能性仍可以表达。②同一生物体细胞全能性的高低:受精卵>生殖细胞>体细胞。③随着细胞分化程度的不断提高,细胞全能性的表现能力逐渐变小。④与细胞的分裂能力呈正相关,即分裂能力越强,全能性越大。【思考·讨论】1.一粒种子萌发为幼苗,并长成参天大树是否体现细胞的全能性?(生命观念)提示:没有体现细胞的全能性,因为种子是植物的幼体,不是一个细胞。

2.高度分化的细胞是否一定难以表达全能性?试举例说明。(科学思维)提示:不一定,如生殖细胞是高度分化的细胞,但一定条件下可以表达细胞的全能性。【素养案例】有关细胞全能性的叙述,正确的是 (

)A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因发生了改变D.紫色糯性玉米种子培育成植株,这体现了植物种子具有全能性【解题导引】解答本题需明确以下两点:(1)细胞具有全能性的原因是含有形成完整个体所需要的全套基因。(2)细胞表达全能性需要一定的条件。【解析】选B。细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因,而配子也具有这样的全套基因,同样具有全能性;离体状态是高度分化的植物细胞表现出全能性的必要条件;植物体内细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果;种子是器官,种子发育成植株是个体正常发育的过程,不能体现全能性。【素养·探究】——情境迁移脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液,通常是废弃不用的。近十几年的研究发现,脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞,可用于造血干细胞移植,治疗80多种疾病。因此,脐带血已成为造血干细胞的重要来源,特别是无血缘关系造血干细胞的来源。也是一种非常重要的人类生物资源。

思考:(1)脐带血含有干细胞,请问脐带血中的干细胞有哪些用途?提示:可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞,可用于造血干细胞移植等。(2)查阅有关资料,了解人体存在的干细胞有哪些?提示:人体内干细胞的种类有:胚胎干细胞、成体干细胞、造血干细胞、神经干细胞、周边血干细胞、脂肪干细胞、骨髓间充质干细胞等。按分化潜能分为:全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。【补偿训练】下列有关细胞的全能性说法不正确的是

(

)A.植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性B.动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性C.细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质D.全能性的大小依次为:受精卵>生殖细胞;植物体细胞>动物体细胞【解析】选B。细胞具有全能性的基础是细胞中含有该生物的全套遗传物质。动物克隆成功表明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,因为该过程中处理的是动物细胞核。分化程度低的细胞的全能性更易体现。【课堂回眸】当你的才华还撑不起你的野心时，你就该努力。心有猛虎，细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的，潜能是逼出来的，习惯是养成的，我的成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持，要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。脚踏实地过好每一天，最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼，我怎么能输。只要学不死，就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格，性格决定命运。不曾扬帆，何以至远方。人生充满苦痛，我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下，又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的豪言都收起来，所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅，我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗，不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。失败时郁郁寡欢，这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力，越幸运。每一个不起舞的早晨，都是对生命的辜负。死鱼随波逐流，活鱼逆流而上。墙高万丈，挡的只是不来的人，要来，千军万马也是挡不住的既然选择远方，就注定风雨兼程。漫漫长路，荆棘丛生，待我用双手踏平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志，无高不可攀。人的才华就如海绵的水，没有外力的挤压，它是绝对流不出来的。流出来后，海绵才能吸收新的源泉。感恩生命，感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题，生命的意义；赞颂真善美，批判假恶丑。记住精彩的瞬间，激动的时刻，温馨的情景，甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己，幸福无比，善待别人，快乐无比，善待生命，健康无比。一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道的开始。在你发怒的时候，要紧闭你的嘴，免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋，孵出来的却是失败。没有一个朋友比得上健康，没有一个敌人比得上病魔，与其为病痛暗自流泪，不如运动健身为生命添彩。有什么别有病，没什么别没钱，缺什么也别缺健康，健康不是一切，但是没有健康就没有一切。什么都可以不好，心情不能不好；什么都可以缺乏，自信不能缺乏；什么都可以不要，快乐不能不要；什么都可以忘掉，健身不能忘掉。选对事业可以成就一生，选对朋友可以智能一生，选对环境可以快乐一生，选对伴侣可以幸福一生，选对生活方式可以健康一生。含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量，大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力，尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野、事业和成就，甚至一生。每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样，比操劳更消耗身体。所有的胜利，与征服自己的胜利比起来，都是微不足道。所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学费。在这个尘世上，虽然有不少寒冷，不少黑暗，但只要人与人之间多些信任，多些关爱，那么，就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗，他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助，也没有人穷得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。今天做别人不愿做的事，明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄，便要学会寡言，每一句话都要有用，有重量。喜怒不形于色，大事淡然，有自己的底线。趁着年轻，不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练，才会让你真正学会谦恭。不然，你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感，迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态，是时候对自己说：不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜花。如果要搞下它，勤奋才能是攀登的绳索。行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。海浪的品格，就是无数次被礁石击碎又无数闪地扑向礁石。人都是矛盾的，渴望被理解，又害怕被看穿。经过大海的一番磨砺，卵石才变得更加美丽光滑。生活可以是甜的，也可以是苦的，但不能是没味的。你可以胜利，也可以失败，但你不能屈服。越是看起来极简单的人，越是内心极丰盛的人。盆景秀木正因为被人溺爱，才破灭了成为栋梁之材的梦。树苗如果因为怕痛而拒绝修剪，那就永远不会成材。生活的激流已经涌现到万丈峭壁，只要再前进一步，就会变成壮丽的瀑布。生命很残酷，用悲伤让你了解什么叫幸福，用噪音教会你如何欣赏寂静，用弯路提醒你前方还有坦途。山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌通过云端的道路，只亲吻攀登者的足迹。敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。骄傲，是断了引线的风筝，稍纵即逝；自卑，是剪了双翼的飞鸟，难上青天。这两者都是成才的大向你的美好的希冀和追求撒开网吧，九百九十九次落空了，还有一千次呢。只有创造，才是真