【生物】细胞的分化课件-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目标目标010102020303认同完整的生物个体是由细胞的分化而形成的；分析细胞分化和细胞全能性的原理。(科学探究)从理论上说每个细胞都具有全能性。(生命观念）珍惜生命，尊重生命，关注现代生物发展。(社会责任)学习目标学习目标 在人体内，红细胞的寿命为在人体内，红细胞的寿命为1212d d左左右。白细胞的寿命约为右。白细胞的寿命约为5757d d。这些血。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。白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。骨髓移植可以有效的治疗白血病。白细胞白细胞（视频）（视频）1.1.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？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。2.2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？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。一、一、细胞分化及意义细胞分化及意义比较构成人体组织的细胞比较构成人体组织的细胞 思考思考.讨论讨论上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞1.1.这些细胞这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同在形态、结构和功能上有什么不同？这些细胞在形态上相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都是由细胞膜、细胞质、细胞核组成的。一、一、细胞分化及意义细胞分化及意义比较构成人体组织的细胞比较构成人体组织的细胞 思考思考.讨论讨论上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞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？就这四种组织来说，一种组织的细胞们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的细胞？会不会转变成其他组织的细胞？在正常情况下，它们是不能恢复成早期胚胎细胞的，也不会转变成其他组织的细胞。一、一、细胞分化及意义细胞分化及意义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。表皮细胞（保护作用）储藏细胞（贮藏营养）叶肉细胞（光合作用）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、一、细胞分化及意义细胞分化及意义细胞分化过程细胞分化过程（视频）（视频）一、一、细胞分化及意义细胞分化及意义1.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。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分化的对象：产生形态、结构、功能不同的细胞。一个或一种细胞。分化的结果：细胞分化过程中有什么特点？遗传信息是否发生改变细胞分化过程中有什么特点？遗传信息是否发生改变？细胞分化发生在整个生命进程中。动物胚胎时期达到最大限度。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形态和结构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例1例2例3例4例5持久性稳定性不可逆性普遍性遗传物质不变性2.特点：就一个体来说，各种细胞具有完全相同的就一个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息遗传信息(和受精卵一样的和受精卵一样的)，但为什么在形，但为什么在形态、结构和功能上有很大的差异呢？态、结构和功能上有很大的差异呢？3.细胞分化的实质：ABCDEABCDE基因ABCDEABCDEABCDEABCDE实质实质(根本原因根本原因):):蛋白质种类的不同基因的选择性表达直接原因直接原因:不同细胞中遗传信息不同细胞中遗传信息的表达情况不同的表达情况不同4.细胞分化的意义：a.是个体发育的基础。b.使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。细胞分裂细胞分化不同点细胞数量形态结构功能相同点联系增加相同不变稳定性差异正常情况下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；分化程度越高，分裂能力越低。小肠上皮细胞受精卵红细胞神经细胞细胞群细胞分裂细胞分化已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞呢？5.细胞分裂与细胞分化的关系：情境材料一：情境材料一：从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。世界上最贵的兰花世界上最贵的兰花15001500万万/株株幽灵兰幽灵兰（视频）（视频）如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？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资料资料资料资料1 1 1 119581958年，美国科学家斯图尔德（年，美国科学家斯图尔德（F.C.StewardF.C.Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有）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，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。二、二、细胞的全能性细胞的全能性细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论资料资料资料资料1 1 1 119581958年，美国科学家斯图尔德（年，美国科学家斯图尔德（F.C.StewardF.C.Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有）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，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。细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？(1)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。(2)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。(3)韧皮部细胞属于已分化细胞。资料资料资料资料1 1 1 119581958年，美国科学家斯图尔德（年，美国科学家斯图尔德（F.C.StewardF.C.Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有）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，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。细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？脱分化：再分化：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。资料资料资料资料1 1 1 119581958年，美国科学家斯图尔德（年，美国科学家斯图尔德（F.C.StewardF.C.Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有）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，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。细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件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）无菌环境资料资料资料资料1 1 1 119581958年，美国科学家斯图尔德（年，美国科学家斯图尔德（F.C.StewardF.C.Steward）取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有）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，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。细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？能否成功？能实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力动物细胞也具有类似植物细胞这种特性吗动物细胞也具有类似植物细胞这种特性吗？资料资料资料资料2 2 2 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，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。结果获得了新的个体。细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论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 细胞胚蝌蚪卵细胞乳腺细胞去核细胞核核移植代孕母羊多莉非洲爪蟾的核移植示意图1996年诞生的克隆羊“多莉”将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1 1中的实验相比，你中的实验相比，你能从资料能从资料2 2中的实验得出什么结论？中的实验得出什么结论？资料资料资料资料2 2 2 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，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。结果获得了新的个体。细胞的全能性细胞的全能性 思考思考.讨论讨论将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？与资料1 1中的实验相比，你中的实验相比，你能从资料能从资料2 2中的实验得出什么结论？中的实验得出什么结论？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。不能。资料2中实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。通过以上学习请小组合作尝试总结出全能性的定义。通过以上学习请小组合作尝试总结出全能性的定义。二、二、细胞的全能性细胞的全能性1.1.概概 念：念：2.2.原原 因：因：3.3.条件：条件：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。细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质为什么高度分化的体细胞具有全能性？为什么高度分化的体细胞具有全能性？植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官器官，为什么呢？，为什么呢？（1）离体（必要条件）（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。表现全能性较容易表现全能性较难植物细胞动物细胞能够分裂的细胞不再分裂的细胞未分化或分化程度低的细胞分化程度高的细胞受精卵生殖细胞体细胞细胞的全能性：4.细胞表现全能性大小：5.运用：01.快速繁殖花卉、蔬菜等02.拯救珍稀、濒危动植物03.克隆人体器官，用于器官移植长江女神白鳍豚百合花杜鹃心脏移植肾脏移植 情境材料二：情境材料二：白血病白血病 ,俗称俗称“血癌血癌”,是一种恶性程度极高的血是一种恶性程度极高的血液病液病 。患者的血液中出现大量异常的白细胞，。患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植骨髓移植可以有可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞以遏制病变的白细胞 ,延长病人的生命。延长病人的生命。为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少？为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少？会通过细胞分裂产生新的血细胞来补充骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓与血细胞的形成有什么关系？目前最先进的治疗手段是骨髓移植骨髓中的造血干细胞通过增殖和分化，不断的产生不同种类的血细胞。什么是干细胞？有哪些特征？还有哪些运用呢？什么是干细胞？有哪些特征？还有哪些运用呢？按分化潜能分多能干细胞（）神经干细胞造血干细胞专能干细胞（）全能干细胞（）受精卵三、三、干细胞的特点及应用干细胞的特点及应用1.1.概概 念：念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。2.2.类型：类型：例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等造血干细胞血小板白细胞红细胞分化分化分化3.3.运用：运用：俗称血癌，是各路苦情剧中常用桥段，这当然不是指血液变成了白色，白血病是一种造血干细胞恶性克隆性疾病。患者体内的血液、骨骼和各种组织器官中，都存在着大量形态异常的白细胞，这些细胞鸠占鹊巢，让身体失去造血的机能。我国是白血病的高发国家，每10万人中有4-6人患有白血病，其中40%是儿童，白血病的发病率在各类肿瘤中占据第六位。(1)干细胞移植治疗白血病；(2)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。新闻背景：英国足球名星-贝克汉姆储存了来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗；脐带血里头含有大量的干细胞，称为脐带干细胞，为胎儿制造血液和免疫细胞的主要来源。脐带干细胞(2)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。日本东京大学和京都大学的科学家研究出人耳鼠，就是在老鼠背上种植出人耳，他们称要将这项技术用于人体。运用运用如何从根源上解决器官移植缺口大及免疫排斥的问题？未来，一切皆有可能。课堂小结课堂小结