【高中生物】细胞的分化课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

细胞的分化第2节第6章

细胞的生命历程>>>2019人教版高中生物学必修1课件导入从受精卵发育到胎儿，细胞数量的增加是通过何种方式？仅有细胞的增殖，受精卵能发育成多细胞生物体吗？细胞的分化及其意义比较构成人体组织的细胞这些细胞来源于什么细胞？这些细胞在哪些方面存在差异？在正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎细胞吗？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织细胞？上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞受精卵（起点）早期胚胎细胞有丝分裂细胞分化上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞这些细胞来源于什么细胞？细胞的分化及其意义比较构成人体组织的细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞形态扁平、立方、柱状圆柱形，细长椭圆形星形、锥形、梨形、圆形结构排列紧密，间质少有横纹，多核细胞间质发达有轴突、树突功能保护、吸收等收缩支持感受刺激、传导冲动细胞的分化及其意义比较构成人体组织的细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞在正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎细胞吗？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织细胞？✽在正常情况下，它们是不能恢复成早期胚胎细胞的；✽这四种组织中的某种细胞不会转变成其他组织的细胞。细胞的分化及其意义同一植物体的不同细胞✽同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。细胞的分化及其意义叶肉细胞表皮细胞储藏细胞有叶绿体，能进行光合作用。无叶绿体，细胞壁上形成明显的角质层，有保护功能。无叶绿体，无角质层，储藏着许多营养物质。一、细胞分化的概念：细胞的分化及其意义有丝分裂

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。细胞分化✽一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。细胞数目增多细胞种类增加二、细胞分化的特点：细胞的分化及其意义✽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。✽已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。✽细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。✽在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。✽分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。持久性稳定性不可逆性普遍性遗传物质不变性三、细胞分化的意义：细胞的分化及其意义资料1：人体在生长发育过程中，如果仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体不能正常发育。✽细胞分化是个体发育的基础三、细胞分化的意义：细胞的分化及其意义资料2：哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和众多的细胞器，细胞中有大量的血红蛋白，因此提高了红细胞运输氧气的能力。肌肉细胞含有大量线粒体，细胞中有大量收缩蛋白质，因此肌肉细胞有很强的收缩功能。✽细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。四、细胞分化的原因：细胞的分化及其意义（一）分析细胞分化的直接原因✽结论：已分化的不同细胞所含蛋白质存在差异。提出问题：已分化的不同细胞中哪些物质存在差异？做出假设：（1）已分化的不同细胞所含蛋白质存在差异；（2）已分化的不同细胞所含DNA存在差异。检测情况卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰岛素基因卵清蛋白β-珠蛋白胰岛素输卵管细胞++++--红细胞+++-+-胰岛细胞+++--+四、细胞分化的原因：细胞的分化及其意义（二）分析细胞分化的根本原因同一个体的不同细胞，基因状态不同，造成细胞中蛋白质不同。为什么细胞的基因相同，而含有的蛋白质不同？资料分析：果蝇幼虫的不同发育时期，浓缩的染色质纤维会成群解旋松开，形成泡状、松散结构，使相应的基因得以表达，被认为是这部分基因被激活的标志。基因的表达产物是蛋白质。✽

结论：不同发育时期，细胞中的基因状态不同，造成细胞中蛋白质不同。四、细胞分化的原因：细胞的分化及其意义例如：红细胞和肌细胞的遗传信息相同，基因的表达不同。肌动蛋白基因开启血红蛋白基因关闭不能合成血红蛋白血红蛋白基因开启肌动蛋白基因关闭不能合成肌动蛋白红细胞合成血红蛋白肌细胞合成肌动蛋白四、细胞分化的原因：细胞的分化及其意义

细胞分化是基因的选择性表达的结果，即在个体发育中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。有。例如：呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等管家基因。

同一个体的不同细胞，基因相同，蛋白质不完全相同。不同细胞中有没有表达相同的基因？细胞的全能性1902年，德国科学家哈勃兰特提出植物细胞具有全能性的理论，即每一个细胞都具有分化成一个完整个体的潜在能力。已分化的细胞具有一套完整的遗传物质，理论上成立。细胞的全能性资料1：植物组织培养的过程1958年，美国科学家斯图尔德的实验（见右图）韧皮部细胞糖类、植物激素、无机盐细胞团胚状体有根、茎、叶的试管苗胡萝卜经组织培养产生完整植株示意图（①~⑥表示操作顺序）胡萝卜经组织培养产生完整植株示意图（①~⑥表示操作顺序）细胞的全能性1、从资料1中可以得出什么结论？2、分化的细胞长成完整植株需要什么条件？（1）离体（必要条件）（2）一定的营养物质、激素和适宜的外界条件。资料1：植物组织培养的过程✽

高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。思考细胞的全能性3、如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的植物细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？4、为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？✽

细胞内含有保持该物种遗传所需的全套遗传物质。资料1：植物组织培养的过程✽

能。胡萝卜经组织培养产生完整植株示意图（①~⑥表示操作顺序）思考资料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。细胞的全能性1、从资料2中可以得到什么结论？✽

已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。3、将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？2、为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？✽

已分化的动物细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质。✽将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体。思考细胞的全能性克隆羊多莉世界首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”到目前为止人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体细胞的全能性1、概念：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。

✽

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、细胞全能性大小的比较：★

细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。成熟动物和人体内还有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？（1）不同生物：植物体细胞

动物体细胞（2）同一生物：受精卵卵细胞体细胞＞＞＞问题探讨

在人体内，红细胞的寿命为12d左右。白细胞的寿命约为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的治疗白血病。正常白细胞（放大2000倍）1、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？✽健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2、骨髓与血细胞的形成有什么关系？✽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（红细胞、白细胞和血小板）。造血干细胞能够通过增殖和分化，产生不同类型的血细胞。干细胞概念：人和动物体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。✽个体发育过程中随着分化程度的提高，细胞分裂能力逐渐降低，实现全能性越困难。✽骨髓移植不仅需要技术，更需要骨髓造血干细胞捐献者。我国于2001年成立了中华骨髓库。★

干细胞治疗的临床试验及应用：骨关节炎、脑卒中、糖尿病、心衰、脱发、白血病、脊髓损伤、系统性红斑狼疮等。归纳总结比较项目细胞分裂细胞分化不同点细胞变化增加细胞数目增加细胞种类发生时间从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂。发生在整个生命进程中相同点遗传信息都不变联系先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程比较细胞分裂与细胞分化归纳总结细胞的分化细胞的全能性原因基因选择性表达细胞含有本物种全套遗传物质特点①

持久性；②

稳定性③

不可逆性；④

普遍性①

高度分化的植物细胞具有全能性②

已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞产生完整有机体或分化成其他各种细胞能力比较体细胞>生殖细胞>受精卵动物细胞>植物细胞等受精卵>生殖细胞>体细胞植物细胞>动物细胞等关系①

细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质；②

一般地，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高。拓展应用野生兰花属国家二级保护植物，是受国际公约保护的珍稀植物，严禁采挖和销售；我国《刑法》规定，采挖、收购兰花达到一定情节就构成非法收购或采伐国家重点保护植物罪。✽

人们对兰花的需求和中国传统文化有关。根据本节内容思考，如何加强对野生兰科植物的保护？1、野生兰花的盗采销售问题拓展应用★

植物组织培养具有繁殖周期短、不受季节限制等优点，可实现对兰花进行工厂化生产，快速繁殖花卉，拯救濒危物种。拓展应用2、许多疾病或意外伤害，都是由组织或器官受到损伤而引起的。你能根据本节内容想到办法来修复或更换受损的组织或器官吗？①

干细胞+3D打印组织/器官重建拓展应用2、许多疾病或意外伤害，都是由组织或器官受到损伤而引起的。你能根据本节内容想到办法来修复或更换受损的组织或器官吗？野生或基因改造的猪基因改造的动物+人干细胞

=人源器官②

器官工厂1、细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。下列关于细胞分化的叙述，错误的是（

）CA.

细胞分化具有持久性B.

细胞分化是基因选择性表达的结果C.

已分化的细胞没有全能性D.

细胞分化有利于提高细胞生理功能效率小试牛刀解析：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，具有持久性，A正确；细胞分化的最根本原因是基因的选择性表达，B正确；已分化的细胞还包含该生物生长发育繁殖的全套遗传物质，仍具有全能性，C错误；细胞分化使细胞的种类增多，功能趋于专门化，提高了细胞的生理功能效率，D正确。2、如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b、c表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是（

）DA.

a过程表示细胞的生长，细胞中蛋白质的数量增多、物质交换效率提高B.

乙和丙的染色体组成不同C.

丁与戊的细胞器的种类、数目相同D.

甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同小试牛刀解析：a过程细胞体积增大，表示细胞的生长，此过程中蛋白质的数量增多，但细胞相对表面积减小，物质交换效率降低，A错误；细胞增殖不改变遗传物质，所以乙和丙的染色体组成相同，B错误；分化后的细胞丁与戊的细胞器的种类、数目会发生改变而不完全相同，C错误；甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同，D正确。3、科学家将某糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后，骨髓干细胞可分化为胰岛样细胞，以代替受损的胰岛B细胞。下列叙述正确的是（

）BA.

骨髓干细胞具有在适宜条件下无限增殖的能力