6.2細胞的分化課件-高一上學期生物人教版（2019）必修1

必修1：分子與細胞中新網(wǎng)上海新聞10月29日電(記者陳靜)一份來自愛心人士捐贈的臍帶血造血干細胞成功挽救了一名罹患再生障礙性貧血的18歲大男孩小池(化名)的生命。臍帶血干細胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病第6章必修1：分子與細胞細胞的生命歷程第2節(jié)

細胞的分化

學習目標核心素養(yǎng)要求1.闡明細胞分化的概念，說出細胞分化是細胞中的基因選擇性表達的結(jié)果，是形成多細胞生物體的必要過程。2.舉例說明細胞的全能性在植物組織培養(yǎng)和動物克隆等方面的應(yīng)用。3.說出干細胞的特點，關(guān)注干細胞在醫(yī)學上的應(yīng)用。1.生命觀念：說明在個體發(fā)育過程中，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了復(fù)雜的多細胞生物體。2.科學思維：通過比較不同細胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生的特異性的變化，歸納細胞分化的概念，進而概述的重要意義3.科學探究：通過細胞分化的實質(zhì)的探究活動，形成科學探究的思路和方法4.社會責任：通過了解干細胞的特點，關(guān)注干細胞在醫(yī)學上的應(yīng)用細胞的分化必修1：分子與細胞內(nèi)容1內(nèi)容2細胞的全能性內(nèi)容聚焦本節(jié)目錄細胞分化及其意義預(yù)習檢測預(yù)習教材，解決以下問題。1.細胞分化的概念是？細胞分化有何意義？2.單細胞生物有細胞分化嗎？分化有什么特點？3.細胞分化的實質(zhì)是什么？如何理解？4.如何從細胞水平和分子水平判斷一個細胞是否分化？5.細胞全能性的概念？原因及發(fā)生條件？6.細胞全能性的應(yīng)用？7.干細胞的概念、定義、類型及應(yīng)用？8.細胞分化、細胞分裂及全能性的關(guān)系？【資料】人體內(nèi)，紅細胞的壽命為120d左右。白細胞的壽命約為5~7d。這些血細胞都是失去分裂能力的細胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細胞。而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效的治療白血病。思考1.為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？2.骨髓與血細胞的形成有什么關(guān)系？骨髓中的造血干細胞能夠通過細胞增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細胞。健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞，補充到血液中去。【問題探討】紅細胞與白細胞

骨髓中的造血干細胞能產(chǎn)生新的血細胞。

骨髓中的造血干細胞產(chǎn)生的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的血細胞的過程就是細胞分化?！締栴}探討】內(nèi)容1細胞分化及其意義【思考】單細胞生物通過細胞分裂即可完成生長、發(fā)育、繁殖。像人這樣的多細胞生物，如果在生長發(fā)育過程中只有細胞分裂，能否由一個受精卵發(fā)育成一個完整個體？這些細胞來源早期胚胎細胞骨骼肌細胞軟骨細胞神經(jīng)細胞上皮細胞1.這些細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么不同？

這些細胞形態(tài)相差很大，結(jié)構(gòu)上也有區(qū)別，功能上各不相同，但總體上都由細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核構(gòu)成。2.這些細胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的細胞，正常情況下，它們還能恢復(fù)成早期胚胎細胞嗎？一種組織的細胞會不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞？1.比較構(gòu)成人體組織的細胞正常情況下，它們不能恢復(fù)成早期胚胎細胞，也不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞。內(nèi)容1細胞分化及其意義【思考與討論】2.比較不同植物組織細胞光合作用保護功能儲藏營養(yǎng)物質(zhì)葉肉細胞表皮細胞（無葉綠體）儲藏細胞沒有葉綠體，沒有角質(zhì)層細胞壁上形成角質(zhì)層有葉綠體同一植物體的這些細胞都來自一群彼此相似的早期胚細胞內(nèi)容1細胞分化及其意義【思考與討論】

在個體發(fā)育中，由

增殖產(chǎn)生的后代，在

、

和

上發(fā)生

的過程;1.對象:

多細胞生物2.概念:一個或一種細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定性差異內(nèi)容1細胞分化及其意義一、細胞的分化小腸上皮細胞神經(jīng)細胞細胞分裂細胞分化血紅細胞肌細胞【資料3】細胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。②持久性③普遍性①

穩(wěn)定（不可逆）性3.細胞分化的特點【資料1】一般來說，分化的細胞將一直保持分化的狀態(tài)，直到死亡，例如離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞?！举Y料2】細胞分化發(fā)生在生物體整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度?！举Y料4】分化后的細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。④

遺傳物質(zhì)不變性內(nèi)容1細胞分化及其意義結(jié)論：已分化的不同細胞所含蛋白質(zhì)存在差異【思考】為什么含有細胞相同的基因，卻翻譯出不同的蛋白質(zhì)？細胞總DNA蛋白質(zhì)卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰島素基因卵清蛋白β-珠蛋白胰島素輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島B細胞+++--+注：“+”表示有，“－”表示無4.細胞分化的原因內(nèi)容1細胞分化及其意義

細胞分化（實質(zhì)）是基因選擇性表達的結(jié)果（DNA相同，蛋白質(zhì)種類不完全相同），即在個體發(fā)育中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同。?管家基因細胞分化是奢侈基因選擇性表達的結(jié)果只在特定細胞中表達的基因，賦予各種細胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能。

如唾液淀粉酶基因、血紅蛋白基因、胰島素基因。?奢侈基因4.細胞分化的原因內(nèi)容1細胞分化及其意義所有細胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的。如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。資料1：人體在生長發(fā)育過程中，如果僅僅有細胞的增殖，而沒有細胞的分化，就不可能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官，生物體不能正常發(fā)育。①細胞分化是個體發(fā)育的基礎(chǔ)資料2：哺乳動物成熟的紅細胞，沒有細胞核和眾多的細胞器，細胞中有大量的血紅蛋白，因此提高了紅細胞運輸氧氣的能力。肌肉細胞含有大量線粒體，細胞中有大量收縮蛋白質(zhì)，因此肌肉細胞有很強的收縮功能。②細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化有利于提高各種生理功能的效率4.細胞分化的意義內(nèi)容1細胞分化及其意義比較細胞分裂細胞分化不同點細胞變化形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同點聯(lián)系增加細胞數(shù)目相同增加細胞種類不同遺傳信息都不變先分裂，后分化，細胞分裂是分化的基礎(chǔ)，共同完成生物個體發(fā)育過程【思維拓展1】比較細胞分裂與細胞分化內(nèi)容1細胞分化及其意義不變①遺傳物質(zhì)DNA一般②細胞的數(shù)目細胞分化改變分子水平①RNA和蛋白質(zhì)不完全相同③細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，即細胞的種類細胞水平②細胞器的種類和數(shù)量亞顯微結(jié)構(gòu)水平【思維拓展2】歸納：細胞分化的“變”與“不變”內(nèi)容1細胞分化及其意義（1）同一個體中，心肌細胞和神經(jīng)細胞中mRNA和蛋白質(zhì)完全不同（

）（2）細胞分裂能增加細胞的類型，細胞分化能增加細胞的數(shù)量（

）（3）干細胞分化成的多種細胞中所有核酸相同，蛋白質(zhì)卻不完全相同（

）（4）能表達ATP合酶和ATP水解酶的細胞不一定發(fā)生了分化（

）（5）細胞分化發(fā)生在個體生長發(fā)育的各個階段，是基因選擇性表達的結(jié)果

（

）6.1細胞的增殖-課件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一(共42張PPT)6.1細胞的增殖-課件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一(共42張PPT)×××√1.正誤辨析√習題檢測6.1細胞的增殖-課件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一(共42張PPT)（6）細胞分化可能導致葡萄糖的運輸方式發(fā)生改變（

）（7）人的上皮細胞和骨骼肌細胞中遺傳信息不同，導致合成的蛋白質(zhì)不同

（

）（8）細胞分化發(fā)生在多細胞生物的整個生命周期中（

）（9）骨髓干細胞通過細胞增殖產(chǎn)生了多種血細胞（

）（10）多細胞生物通過細胞增殖發(fā)育為成熟個體（

）（11）細胞分化會導致基因、mRNA、蛋白質(zhì)都會發(fā)生改變（

）√×√×××習題檢測2．下列關(guān)于細胞分化的敘述，不正確的是（

）A．從個體水平分析，細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)B．從細胞水平分析，細胞分化使細胞功能趨向?qū)ｉT化C．從細胞器水平分析，細胞分化會使細胞器數(shù)目發(fā)生改變D．從分子水平分析，細胞分化的實質(zhì)是DNA發(fā)生改變3.下列關(guān)于細胞分化的敘述，正確的是()A.單細胞生物和多細胞生物均可發(fā)生細胞分化B.細胞分化僅僅引起細胞形態(tài)的改變C.細胞分化是細胞中的基因選擇性表達的結(jié)果D.只有在胚胎時期才會發(fā)生細胞分化D習題檢測C4．研究人員發(fā)現(xiàn)“人視網(wǎng)膜色素上皮組織也存在神經(jīng)干細胞”，對此種干細胞進行培養(yǎng)后能得到多種細胞（如圖所示）。下列敘述正確的是（）A．圖中所示過程中不發(fā)生DNA分子的復(fù)制B．圖中不同細胞的蛋白質(zhì)完全不同C．各種細胞功能的不同與其具有不同的結(jié)構(gòu)無關(guān)D．分化后的細胞中某些細胞器的數(shù)量會有差異不發(fā)生改變D習題檢測5.空軍軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院金巖教授率領(lǐng)的科研團隊，從患者脫落乳牙中獲取牙髓干細胞，經(jīng)過體外培養(yǎng)，將形成的干細胞聚合體植入患者所需的牙髓腔里，這些干細胞經(jīng)過細胞分化使得牙齒神經(jīng)、血管再生，完全恢復(fù)牙齒原有的功能。下列與細胞分化相關(guān)敘述錯誤的是（）A．細胞分化過程中，細胞的數(shù)目、細胞中的遺傳物質(zhì)未改變B．分化后的細胞一直保持分化后的狀態(tài)，直至死亡均不能再改變C．若某種細胞內(nèi)有血紅蛋白合成，則該細胞已經(jīng)進行了細胞分化D．受精卵是人類生命的起點，分裂和分化能力最強，全能性最高B習題檢測【思考】1.從遺傳的角度分析，受精卵為什么能發(fā)育成一個完整的個體?2.已經(jīng)發(fā)生高度分化的細胞體細胞含有的遺傳物質(zhì)和受精卵相同，是否也能夠發(fā)育成一個完整的個體呢?含有全套遺傳物質(zhì)(全套基因)【資料】

1902年，德國植物學家在細胞學說的基礎(chǔ)上，大膽預(yù)言離體的植物細胞具有發(fā)育的全能性，能夠發(fā)育成完整的植物體。1.1958年，利用胡蘿卜的韌皮部組織培養(yǎng)出

了完整的新植株;2.1969年，將煙草的單個單倍體孢子(花粉)

培養(yǎng)成完整的單倍體植株。內(nèi)容2細胞的全能性①②③⑥④⑤資料1

1958年美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）等，利用胡蘿卜韌皮部的細胞，放入含有植物激素、營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊（愈傷組織），繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。韌皮部細胞細胞團根或芽幼苗胡蘿卜植株

胡蘿卜組織培養(yǎng)示意圖【思考·討論】內(nèi)容2細胞的全能性1.韌皮部細胞如何才能再度分裂和分化？已經(jīng)分化的細胞在離體培養(yǎng)下能夠形成完整植物體。3.為什么分化后的植物細胞能發(fā)育成完整個體？已分化細胞仍保留著該物種個體發(fā)育所需的全套遺傳信息。4.如果將胡蘿卜韌皮部細胞換成其他高度分化的細胞，在適宜條件下，這些細胞也能形成新的植株嗎？能1.細胞的全能性【結(jié)論】高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。①離體

②一定的營養(yǎng)條件

（無機鹽和糖類等）③植物激素

④無菌環(huán)境⑤適宜的環(huán)境（pH、溫度等）2.植物組織培養(yǎng)需要什么條件？（全能性表達）內(nèi)容2細胞的全能性韌皮部細胞細胞團根或芽幼苗胡蘿卜植株

【思考】胡蘿卜組織培養(yǎng)示意圖資料2

科學家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結(jié)果獲得了新的個體。1996年誕生的克隆羊“多莉”卵細胞乳腺細胞去核細胞核核移植代孕母羊多莉【思考·討論】內(nèi)容2細胞的全能性[查閱資料]:植物細胞培養(yǎng)取得成功后，科學家試著用動物細胞進行培養(yǎng)，

預(yù)計能夠?qū)⒁粋€動物細胞培養(yǎng)成一個完整的動物體，但是無一

例成功。已經(jīng)高度分化的動物細胞是否也能發(fā)育成為一個完整的個體呢？實驗結(jié)論：已分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性。【思考·討論】內(nèi)容2細胞的全能性資料2科學家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結(jié)果獲得了新的個體。實驗結(jié)論：目前為止，人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體?！举Y料分析】內(nèi)容2細胞的全能性1996年誕生的克隆羊“多莉”卵細胞乳腺細胞去核細胞核核移植代孕母羊多莉克隆猴“中中”、“華華”（1）概念:細胞經(jīng)

后，仍具有產(chǎn)生

或分化成其他

的潛能和特性。分裂和分化完整有機體各種細胞（2）原因:細胞內(nèi)含有生物生長發(fā)育所需的

。全套遺傳物質(zhì)理論上，活細胞都具有全能性（哺乳動物成熟的紅細胞等除外）1.細胞的全能性內(nèi)容2細胞的全能性以細胞形成個體為標志植物體細胞的全能性和動物體細胞核的全能性

（3）實例：（4）細胞全能性的體現(xiàn)：

判斷:以下現(xiàn)象是否體現(xiàn)細胞的全能性①種子→植株

(

)②花粉→植株

(

)③造血干細胞→各種血細胞

(

)④干細胞→心臟器官

(

)⑤壁虎斷尾再生

(

)√????※注意：在生物的生長發(fā)育中，細胞并不表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織、器官。②拯救珍稀、瀕危動植物③克隆人體器官，用于器官移植（5）細胞全能性的應(yīng)用①快速繁殖花卉、蔬菜等內(nèi)容2細胞的全能性植物組織培養(yǎng)優(yōu)點：

能快速、大量繁殖，不受季節(jié)影響!①

離體（必要條件）②

一定的營養(yǎng)物質(zhì)（無機鹽、糖類等）和植物激素③

適宜的外界條件（適宜的溫度、pH等）（6）植物細胞全能性表達的條件內(nèi)容2細胞的全能性韌皮部細胞細胞團根或芽幼苗胡蘿卜植株

專能干細胞（

）（1）概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。2、干細胞內(nèi)容2細胞的全能性成熟動物和人體內(nèi)還有沒有具有分裂和分化能力的細胞呢？按來源分（發(fā)育時期）成體干細胞按分化潛能分

全能干細胞（

）多能干細胞（

）如神經(jīng)干細胞（2）類型胚胎干細胞

如受精卵如胚胎干細胞類型可分化成各種細胞，構(gòu)成各種組織和器官，最終發(fā)育成完整個體可分化形成多種組織細胞，但不能發(fā)育成完整個體由多能干細胞分化而來，只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細胞分化全能胚胎干細胞專能骨髓干細胞多能骨髓造血干細胞內(nèi)容2細胞的全能性（2）類型專能干細胞:全能干細胞：多能干細胞：受精卵胚胎干細胞多能干細胞專能干細胞體細胞【關(guān)鍵點解讀】分化程度、分裂能力、全能性大小的比較內(nèi)容2細胞的全能性①植物細胞

動物細胞（動物細胞

表現(xiàn)出了全能性）②

幼嫩細胞

衰老細胞③

受精卵

生殖細胞（精子、卵細胞）

體細胞（受精卵全能性最高）④

與細胞分化的關(guān)系：一般情況下，細胞分化程度不斷提高，細胞的分裂

能力

，細胞的全能性

。>>>>逐漸變小只有細胞核逐漸變?。?）應(yīng)用：

臍帶血中含有大量的干細胞，可以培養(yǎng)并分化成人體的各種血細胞。目前，臍帶血干細胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病。

人骨髓中的造血干細胞能通過增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板。2、干細胞內(nèi)容2細胞的全能性（3）舉例:?干細胞可以用于治療血

液系統(tǒng)疾病干細胞全能性的應(yīng)用?體外培養(yǎng)組織或器官,

通過移植治療疾病內(nèi)容2細胞的全能性（4）應(yīng)用：【與社會的聯(lián)系】急性白血?。ㄒ环N血液腫瘤）4歲福建女孩小雯，因肩膀酸痛、膝蓋痛、發(fā)高燒去看病，起初以為是支氣管炎，沒想到竟是急性白血病。據(jù)統(tǒng)計在兒童白血病中，絕大多數(shù)都是急性白血?。ㄕ?5%）。急性白血病患者的造血干細胞異常分化、惡性增殖，在這個過程中會占據(jù)大量的骨髓中的空間和營養(yǎng)物質(zhì)這意味著其他正常造血干細胞在骨髓中被排擠，缺少營養(yǎng)物質(zhì)而難以生存因此會導致正常紅細胞、白細胞等血細胞數(shù)量減少，從而引發(fā)貧血、頻繁感染等癥狀。

造血干細胞與父母配型成功概率是50%，與兄弟姐妹配型成功概率是25%，非直系親屬匹配成功的概率，僅有萬分之一。內(nèi)容2細胞的全能性課堂總結(jié)完成教材習題

1.下列關(guān)于細胞分化的敘述，錯誤的是（）C習題檢測A.細胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進程中B.細胞分化本質(zhì)上是不同細胞中基因選擇性表達的結(jié)果C.細胞分化過程中細胞器的種類和數(shù)量不會發(fā)生變化D.細胞分化過程中細胞中的遺傳物質(zhì)不會發(fā)生變化