【生物】细胞的分化教学课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化教学目标：1、从理论上说每个细胞都具有全从理论上说每个细胞都具有全能性。能性。(生命观念）生命观念）2、认同完整的生物个体是由细胞认同完整的生物个体是由细胞的分化而形成的的分化而形成的；分析细胞分化分析细胞分化和细胞全能性的原理。和细胞全能性的原理。(科学探究科学探究)3、珍珍惜惜生生命命，尊尊重重生生命命，关关注注现现代生物发展。代生物发展。(社会责任社会责任)第六章第六章 细胞的生命历程细胞的生命历程讨论：在人体内，红细胞的寿命为12d左右。白细胞的寿命约为57d。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。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？问题探讨2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中的造血肝细胞能够通过细胞增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。上皮细胞上皮细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞软骨细胞软骨细胞神经细胞神经细胞一.细胞分化及其意义情景一：构成人体的器官有四种组织，分别是上皮、肌肉、结缔和神经上皮、肌肉、结缔和神经组织。1.1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同。但总体上但总体上都由都由细胞膜、细胞质和细胞核细胞膜、细胞质和细胞核构成。构成。2.2.这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗恢复成早期胚胎细胞吗?一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞?不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。比较构成人体组织的细胞比较构成人体组织的细胞 情景二：受精卵（植物）发育产生不同的细胞类型受精卵（植物）发育产生不同的细胞类型 叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞形态、结构、生理功能有很大的差异，形态、结构、生理功能有很大的差异，同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。光合作用光合作用保护功能保护功能储藏营养物质储藏营养物质没有叶绿体，没有角质层没有叶绿体，没有角质层细胞壁上形成角质细胞壁上形成角质有有叶绿体叶绿体叶肉细胞叶肉细胞表皮细胞表皮细胞储藏细胞储藏细胞合作探究：合作探究：通过以上学习，请尝试总结出细胞分化的概念。通过以上学习，请尝试总结出细胞分化的概念。一.细胞分化及其意义1.细胞分化概念：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。(教材P119)细胞细胞分裂分裂使细胞使细胞数目增多数目增多细胞细胞分化分化使细胞使细胞种类增加种类增加一.细胞分化及其意义有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化血小板血小板白细胞白细胞骨髓中造骨髓中造血干细胞血干细胞红细胞红细胞2.细胞分化时期：生物体发育的整个生命过程中例：人体内红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为57d，血小板寿命约714d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。普遍性普遍性0101040403030202细胞分细胞分化特点化特点3.细胞分化特点：在生物界中普遍存在在生物界中普遍存在，是是生物个体发育的基础生物个体发育的基础持久性持久性发生在生物体的整个生命过程中，发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到在胚胎时期达到最大限度最大限度。遗传物质不变性遗传物质不变性稳定性稳定性/不可逆性不可逆性一般来说，分化的细胞将一一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到直保持分化后的状态，直到死亡。死亡。一般情况下，分化后的细一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。胞内遗传物质不发生改变。一般来说，细胞分化是不可逆的，但是在离体状态，人工培养等条件下一般来说，细胞分化是不可逆的，但是在离体状态，人工培养等条件下,某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。某些高度分化的细胞也能恢复分裂能力。合作探究七：合作探究七：就一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息就一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息(和受和受精卵一样的精卵一样的)，但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？，但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？一.细胞分化及其意义1.不同的细胞的(核遗传物质)种类和数量有差异吗?蛋白质的种类和数量有差异吗?基因没有差异。蛋白质的种类和数量都有差异。2.细胞分化的实质是什么?细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。细胞类型细胞中基因细胞中蛋白质肌动蛋白基因血红蛋白基因肌动蛋白血红蛋白肌细胞+-红细胞+-+阅读表中实例阅读表中实例:(+:(+代表存在代表存在,-,-代表不存在代表不存在)一.细胞分化及其意义4、细胞分化实质ABCDA B C D基因基因A B C DA B C DA B C D实质实质(根本原因原因):):蛋白质种类的不同蛋白质种类的不同基因的选择性表达基因的选择性表达直接原因原因:一.细胞分化及其意义4、细胞分化实质细胞分化原因管家基因：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。（如呼吸酶基因、ATP合成酶基因-C基因）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、血红蛋白基因-A、B、D基因一.细胞分化及其意义4、细胞分化实质细胞分化是奢侈基因的选择性表达。（5）细胞分化的意义受精卵受精卵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早期胚胎细胞早期胚胎细胞 细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。(细胞分化的结果细胞分化的结果)5、细胞分化意义：细胞分化使多细胞生物体的细胞趋向专门化，利于提高各种生理功能的效率。一.细胞分化及其意义比较细胞分裂细胞分化不同点细胞变化发生时间相同点联系增加数目从受精卵开始，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增加种类发生在整个生命进程中遗传信息都不变先分裂，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6.比较细胞分裂与细胞分化一.细胞分化及其意义1.下列关于细胞分化的叙述，正确的是()A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化B.细胞分化仅仅引起细胞形态的改变C.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果D.只有在胚胎时期才会发生细胞分化C2.下列能说明某细胞已经发生分化的是()A.进行ATP的合成B.进行蛋白质的合成C.存在血红蛋白 D.进行细胞呼吸C一.细胞分化及其意义当堂检测当堂检测问题问题1 1：从资料从资料1 1中可以得出什么结论？中可以得出什么结论？问题问题2 2：如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞，在适宜的条件下，已高度分化的植物细胞，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？这些细胞也能形成新的植株吗？能能实验结论：植物细胞具有全能性。二.细胞的全能性资资料料一一：1958年,美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)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。已经分化的细胞在离体培养已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整植物体。下能够形成完整植物体。思考思考.讨论讨论离体状态；营养和植物激素；适宜的温度和PH值；无菌细胞中具有发育成该个体所需全细胞中具有发育成该个体所需全套遗传物质。遗传物质。补充2：为什么高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植为什么高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力？株的能力？二.细胞的全能性思考思考.讨论讨论补充1：该技术需要什么条件该技术需要什么条件？目前目前为止为止,人们人们还没有成功地还没有成功地将将单个已分化的动物单个已分化的动物体细胞体细胞培养成新的个体。培养成新的个体。资料资料2 2：科学家科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，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。核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。思考思考.讨论讨论不能不能。资料资料2 2中实验说明中实验说明已分化的已分化的动物细胞的动物细胞的细胞核仍具有全能性。仍具有全能性。问题问题3 3：将肠上皮细胞单独培养能获得新将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料的个体吗？与资料1 1中的实验相比，你能中的实验相比，你能从资料从资料2 2中的实验得出什么结论？中的实验得出什么结论？二.细胞的全能性非洲爪蟾核移植技术 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。细胞内含有发育成完整个体的细胞内含有发育成完整个体的全套遗传信息（1 1）离体（必要条件）离体（必要条件）；（2 2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；（3 3）适宜的外界条件）适宜的外界条件（适宜的温度、（适宜的温度、pHpH等）等）、无菌无毒的环境。无菌无毒的环境。1.概念：2.原因：3.条件：二.细胞的全能性火焰兰的快速繁殖火焰兰的快速繁殖（1 1）快速）快速繁殖花卉、蔬菜繁殖花卉、蔬菜4.运用：二.细胞的全能性（2 2）运用克隆技术拯救濒危物种运用克隆技术拯救濒危物种克隆羊多利克隆羊多利（3 3）用于）用于疾病的治疗疾病的治疗细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点持久性：稳定性（不可逆性）：普遍性：不变性：遗传物质不变高度分化的植物体细胞具有全能性动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成完整有机体或其他细胞大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵生殖细胞体细胞关系两者的遗传物质都不发生变化细胞的分化程度越高，具有的全能性越小细胞分化与细胞全能性的比较二.细胞的全能性1.概念：干细胞是一种具有分化潜能和自我复制、更新能力的原始细胞，可以分化形成各种组织器官的细胞。三.干细胞2.干细胞的种类全能干细胞：多能干细胞：专能干细胞：可分化为各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体（胚胎干细胞）发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体（造血干细胞）只能分化成某一类型的细胞（神经干细胞）受受精精卵卵胚胎胚胎干细干细胞胞多能多能干细干细胞胞专能干专能干细胞细胞体体细细胞胞分裂能力、分化能力、全能性逐渐减弱；分化程度分化程度逐渐增强1 1、植物细胞的全能性、植物细胞的全能性 动物细胞全能性动物细胞全能性2 2、受精卵、受精卵 生殖细胞生殖细胞(精卵细胞精卵细胞)体细胞体细胞3 3、分化程度低、分化程度低 分化程度高分化程度高分裂能力、分化能力、全能性、分裂能力、分化能力、全能性、分化程度分化程度大小的比较大小的比较三.干细胞3.分类：全能胚胎干细胞全能胚胎干细胞多能骨髓造血干细胞多能骨髓造血干细胞专能骨髓干细胞专能骨髓干细胞红细胞红细胞细胞全能性强弱：*分化程度越高，全能性越低，分裂能力越差。（1）骨髓移植的方法治疗白血病（2）利用胚胎干细胞修复病人损伤组织肝细胞脂肪细胞神经细胞其他细胞4.干细胞的应用前景：三.干细胞在体外培养出组织和器官在体外培养出组织和器官，并最终通过组并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。织和器官移植实现对临床疾病的治疗。1.1.下列有关细胞全能性的叙述，正确的下列有关细胞全能性的叙述，正确的是是()()A.A.不分裂的细胞一定不具有全能性不分裂的细胞一定不具有全能性B.B.细胞全能性的表现需经历细胞分化过程细胞全能性的表现需经历细胞分化过程C.C.动物细胞和植物细胞的全能性一样高动物细胞和植物细胞的全能性一样高D.D.只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全部遗传物质只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全部遗传物质B B2.2.所谓干细胞所谓干细胞就是就是 （）A.A.仍保持全能性的细胞仍保持全能性的细胞B.B.具有分裂和分化能力的细胞具有分裂和分化能力的细胞C.C.具有有丝分裂能力的细胞具有有丝分裂能力的细胞D.D.生物体中所有的细胞生物体中所有的细胞B B当堂检测当堂检测二.细胞的全能性&三.干细胞一、概念检测1.判断下列有关细胞分化与细胞全能性关系的表述是否正确。(1)受精卵没有分化，所以没有全能性。()(2)细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱。()2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是()A.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同B.“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同C.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同D.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同D6.2细胞的分化练习与应用练习与应用二、拓展应用1.植物组织培养的产业化发展十分迅猛，许多企业运用植物组织培养技术大规模生产蔬菜、瓜果和花卉的组培苗，获得可观的经济效益。同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗有什么优势呢？你将来愿意从事这方面的工作吗？2.干细胞疗法让许多恶性疾病患者看到了希望，但也有不少惨痛的教训。有兴趣的同学，可以了解这方面的信息，思考科学、技术和社会的关系。同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗的优势是：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。6.2细胞的分化开放3.在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为()A.细胞发生了变异B.不同细胞的基因不同C.某些细胞失去了全能性D.不同细胞中的基因选择性地表达D