教育精品：2020版新教材高中生物62细胞的分化课件新人教版必修1.ppt

第2节细胞的分化鄄城县第一中学 张际占一、细胞分化一、细胞分化1.1.含义含义:在个体发育中在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代由一个或一种细胞增殖产生的后代,在在_ _ _上发生稳定性差异的过程。上发生稳定性差异的过程。形态、结构和生形态、结构和生理功能理功能2.2.特点特点(连线连线):):3.3.意义意义:(1)(1)生物生物_的基础。的基础。(2)(2)使细胞趋向使细胞趋向_。有利于提高各种。有利于提高各种_的效率。的效率。4.4.原因原因:在个体发育过程中在个体发育过程中,不同的细胞中不同的细胞中_的表达情况不同。的表达情况不同。个体发育个体发育专门化专门化生理功能生理功能遗传信息遗传信息【激疑激疑】细胞分化在分子水平上的主要标志是什么细胞分化在分子水平上的主要标志是什么?提示提示:合成了具有特定结构和功能的蛋白质。合成了具有特定结构和功能的蛋白质。知识点一细胞分化知识点一细胞分化1.1.细胞分化的过程细胞分化的过程:(1)(1)图解图解:(2)(2)分析分析:从细胞水平分析从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。细胞的形态、结构和生理功能发生改变。从亚显微结构水平分析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。细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。从分子水平分析从分子水平分析:a.a.蛋白质角度蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能发生改变。蛋白质种类、数量、功能发生改变。b.b.基因角度基因角度:基因选择性表达基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根这是细胞分化的根 本原因。本原因。2.2.细胞分裂与细胞分化的比较细胞分裂与细胞分化的比较:(1)(1)结果不同结果不同:细胞分裂导致细胞数目增多细胞分裂导致细胞数目增多,细胞分化导致细胞种类增多。细胞分化导致细胞种类增多。(2)(2)联系联系: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在细胞分裂的基础上,通过细胞分化逐渐发育为成体。通过细胞分化逐渐发育为成体。分化的细胞可能失去分裂能力分化的细胞可能失去分裂能力:如神经细胞、肌肉细胞等。造血干细胞虽如神经细胞、肌肉细胞等。造血干细胞虽已分化已分化,但仍保留分裂、分化能力。但仍保留分裂、分化能力。【思考思考讨论讨论】1.1.人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵发育而来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、结构但是它们的形态、结构和功能不同和功能不同,其根本原因和直接原因分别是什么其根本原因和直接原因分别是什么?(?(生命观念生命观念)提示提示:根本原因是遗传信息的表达情况不同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直接原因是合成了具有特定结构和功能的蛋白质。和功能的蛋白质。2.2.一个人体内肌肉细胞、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?为什么为什么?(?(生命观念生命观念)提示提示: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,有丝有丝分裂保证了母细胞和子细胞遗传物质的稳定性。分裂保证了母细胞和子细胞遗传物质的稳定性。【素养案例素养案例】有人取同一生物的不同细胞有人取同一生物的不同细胞,检测其基因表达检测其基因表达,结果如图结果如图。下列分析不正确的是。下列分析不正确的是()A.A.若基因若基因1 18 8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因中有一个是控制细胞呼吸酶的基因,则最则最可能是基因可能是基因2 2B.B.判断图中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基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因最多,差异表达的基因最少差异表达的基因最少C.C.功能最为近似的细胞是功能最为近似的细胞是1 1与与6 6D.D.细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同,导致细胞的导致细胞的形态和功能各不相同形态和功能各不相同【解析解析】选选D D。细胞呼吸酶基因在所有的活细胞中都表达。细胞呼吸酶基因在所有的活细胞中都表达,图中基因图中基因2 2在每种细在每种细胞中都表达胞中都表达,所以控制细胞呼吸酶的基因最有可能是基因所以控制细胞呼吸酶的基因最有可能是基因2,A2,A正确正确;判断图中细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差异表达的基因最少,由图可知由图可知,细胞细胞1 1表达表达1 15 5基因基因,细胞细胞6 6表达表达2 25 5基因基因,表达的相同基因最多表达的相同基因最多,差异表达的基差异表达的基因最少因最少,则细则细胞胞1 1和和6 6中基因表达最相似中基因表达最相似,B,B、C C正确正确;细胞分化的实质是基因的选细胞分化的实质是基因的选择性表达择性表达,使不同细胞中的蛋白质不完全相同使不同细胞中的蛋白质不完全相同,而不是完全不同而不是完全不同,D,D错误。错误。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)科学思维科学思维分析与讨论分析与讨论上题中上题中7 7种细胞能否由种细胞能否由1 1个细胞分裂产生呢个细胞分裂产生呢?请说明理由。请说明理由。提示提示:细胞细胞1 17 7是同一生物的不同类型的细胞是同一生物的不同类型的细胞,它们的基因相同它们的基因相同,可可由同一细胞即受精卵分裂产生。由同一细胞即受精卵分裂产生。(2)(2)生命观念生命观念结构与功能观结构与功能观若上题中基因若上题中基因6 6为血红蛋白基因为血红蛋白基因,则哪个细胞为红细胞则哪个细胞为红细胞?提示提示:细胞细胞2 2。【方法规律方法规律】判断细胞发生分化的技巧判断细胞发生分化的技巧(1)(1)细胞形态的改变细胞形态的改变:如肌细胞的梭形、红细胞的圆饼状、神经如肌细胞的梭形、红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。细胞的突起状等。(2)(2)细胞结构的变化细胞结构的变化:形成不同种类的细胞形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和尤其是细胞器种类和数量有较大差异数量有较大差异)。(3)(3)细胞功能的特化细胞功能的特化:运动功能、运输功能、储存功能、反射功运动功能、运输功能、储存功能、反射功能、免疫功能等。能、免疫功能等。(4)(4)特殊分子的合成特殊分子的合成:如合成了唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血如合成了唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白、肌动蛋白等。红蛋白、肌动蛋白等。【补偿训练补偿训练】1.1.如图所示的细胞类型转换过程为如图所示的细胞类型转换过程为()A.A.细胞融合细胞融合B.B.细胞生长细胞生长C.C.细胞分裂细胞分裂 D.D.细胞分化细胞分化【解析解析】选选D D。由图可知。由图可知,全能干细胞经过一系列转换过程形成全能干细胞经过一系列转换过程形成了红细胞了红细胞,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。属于细胞分化。2.2.由细胞形态判断由细胞形态判断,下列细胞中最可能具有细胞周期的是下列细胞中最可能具有细胞周期的是()【解析解析】选选B B。由图可知。由图可知,A,A是精子、是精子、C C是肌细胞、是肌细胞、D D是神经细胞是神经细胞,均是已分化的细胞均是已分化的细胞,丧失了分裂能力。而丧失了分裂能力。而B B所示的细胞从形态上所示的细胞从形态上看看,仍处于原始状态仍处于原始状态,没有分化没有分化,可连续分裂可连续分裂,具有细胞周期。具有细胞周期。二、细胞的全能性二、细胞的全能性1.1.细胞的全能性概念细胞的全能性概念:细胞经分裂和分化后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。特性。2.2.植物细胞的全能性植物细胞的全能性:(1)_(1)_的植物细胞仍具有全能性。的植物细胞仍具有全能性。(2)(2)应用应用:通过通过_,_,快速繁殖花卉和蔬菜等作物。快速繁殖花卉和蔬菜等作物。拯救濒危物种。拯救濒危物种。高度分化高度分化植物组织培养植物组织培养3.3.动物细胞的全能性动物细胞的全能性:(1)(1)已分化的动物体细胞的已分化的动物体细胞的_仍具有全能性。仍具有全能性。(2)(2)目前目前,还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成_。细胞核细胞核新的个体新的个体4.4.干细胞干细胞:(1)(1)特点特点:具有具有_能力。能力。在动物和人体内在动物和人体内,数量数量_。(2)(2)举例举例: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。细胞和血小板。分裂和分化分裂和分化很少很少知识点二细胞的全能性知识点二细胞的全能性1.1.物质基础物质基础:细胞中有发育成生物体所需要的全套遗传信息。细胞中有发育成生物体所需要的全套遗传信息。2.2.细胞全能性的表达细胞全能性的表达:(1)(1)细胞全能性表达的条件细胞全能性表达的条件:离体状态离体状态;需要适宜的水分、无机盐、有机营养和激素等需要适宜的水分、无机盐、有机营养和激素等;适宜的温度等条件。适宜的温度等条件。(2)(2)不同细胞全能性大小不同细胞全能性大小(表达难易程度表达难易程度):):植物细胞的全能性易于表达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而动物细胞的全能性虽受到极大限制限制,但动物细胞细胞核的全能性仍可以表达。但动物细胞细胞核的全能性仍可以表达。同一生物体细胞全能性的高低同一生物体细胞全能性的高低:受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞。体细胞。随着细胞分化程度的不断提高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。细胞全能性的表现能力逐渐变小。与细胞的分裂能力呈正相关与细胞的分裂能力呈正相关,即分裂能力越强即分裂能力越强,全能性越大。全能性越大。【思考思考讨论讨论】1.1.一粒种子萌发为幼苗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并长成参天大树是否体现细胞的全能性?(?(生命观念生命观念)提示提示:没有体现细胞的全能性没有体现细胞的全能性,因为种子是植物的幼体因为种子是植物的幼体,不是一个不是一个细胞。细胞。2.2.高度分化的细胞是否一定难以表达全能性高度分化的细胞是否一定难以表达全能性?试举例说明。试举例说明。(科科学思维学思维)提示提示:不一定不一定,如生殖细胞是高度分化的细胞如生殖细胞是高度分化的细胞,但一定条件下可以但一定条件下可以表达细胞的全能性。表达细胞的全能性。【素养案例素养案例】有关细胞全能性的叙述有关细胞全能性的叙述,正确的是正确的是()A.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.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.C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性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其原因是所含基因发生了改变D.D.紫色糯性玉米种子培育成植株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这体现了植物种子具有全能性【解析解析】选选B 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。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全套基因,而配子也具有这样的全套基因而配子也具有这样的全套基因,同样具有全能性同样具有全能性;离体状态是高度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;种子是器官种子是器官,种子种子发育成植株是个体正常发育的过程发育成植株是个体正常发育的过程,不能体现全能性。不能体现全能性。【素养素养探究探究】情境迁移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,通常是废弃通常是废弃不用的。近十几年的研究发现不用的。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血干细胞,可用于造血干细胞移植可用于造血干细胞移植,治疗治疗8080多种疾病。因此多种疾病。因此,脐带血已成为造血干脐带血已成为造血干细胞的重要来源细胞的重要来源,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。类生物资源。思考思考:(1)(1)脐带血含有干细胞脐带血含有干细胞,请问脐带血中的干细胞有哪些请问脐带血中的干细胞有哪些用途用途?提示提示:可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞,可可用于造血干细胞移植等。用于造血干细胞移植等。(2)(2)查阅有关资料查阅有关资料,了解人体存在的干细胞有哪些了解人体存在的干细胞有哪些?提示提示:人体内干细胞的种类有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。按分化潜能分为为:全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。【补偿训练补偿训练】下列有关细胞的全能性说法不正确的是下列有关细胞的全能性说法不正确的是()A.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.B.动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性C.C.细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质D.D.全能性的大小依次为全能性的大小依次为:受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞;植物体细胞植物体细胞 动物体细胞动物体细胞 【解析解析】选选B B。细胞具有全能性的基础是细胞中含有该生物的全套。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。全能性更易体现。【课堂回眸课堂回眸】