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(共44张PPT)
第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞分化
白血病到底是什么？同学们对
白血病的了解有多少呢？
白血病是造血系统的恶性疾病，
俗称“血癌”，是国内十大高
发恶性肿瘤之一
起因为：造血组织发生恶性增
生，导致正常造血细胞无法正
常工作，从而产生各种病症，
临床表现有发热、出血、贫血、
肝脾、淋巴结肿大。
问题探讨 P 118
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系
在人体内,红细胞的寿命为120 d左右,白细胞的寿命为5~7 d。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地治疗白血病。
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
健康人骨髓中的造血干细胞能产生新的血细胞,补充到血液中去。
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
细胞分化
有丝分裂
细胞分化
红细胞
血小板
白细胞
骨髓中的
造血干细胞
1.定义：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)
分化的结果
细胞分化
受精卵
多个细胞
神经细胞
软骨细胞
上皮细胞
骨骼肌细胞
细胞分裂
细胞分化
人体
细胞分化
分生组织
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
细胞分裂
光合作用
有叶绿体
保护功能
无叶绿体，
没有角质层
功能：储藏营养物质
细胞分化
植物
细胞分化
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
合作探究一.根据下列实例，总结细胞分化意义
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。
实例6
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。
实例7
（1）细胞分化是生物个体发育的基础。
一
细胞分化
思考：细胞分化的原因是什么？
基因
蛋白质
↓
有丝
分裂
细胞
分化
受精卵
？
？
唾液腺
细胞
肌肉
细胞
胰岛
细胞
免疫
细胞
细胞分化
2.普遍性
3.稳定性
1.持久性
合作探究二. 下列事例分别体现了细胞分化的哪种特点？
细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
例2
黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；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。
例3
细胞分化发生在整个生命进程中。
例1
造血干细胞 原红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 成熟红细胞 死亡。
例4
4.一般不可逆性
细胞分化是伴随着细胞分裂进行，亲代与子代细胞的形态、结构或功能改变，但细胞内的遗传物质不变
例5
5.遗传物质不变性
细胞分化
有丝分裂
差异在哪里？
什么是生命活动的主要承担者？
蛋白质
结果
遗传物质稳定一致
细胞分化
细胞分化的原因
动动手：
四种卡片：代表四种基因（卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因和微管蛋白基因）
卵清蛋白基因开启
卡片正面
卡片反面
β-珠蛋白基因
开启
胰岛素基因
开启
微管蛋白基因
开启
卵清蛋白基因关闭
β-珠蛋白基因
关闭
胰岛素基因
关闭
微管蛋白基因
关闭
细胞分化
细胞分化的原因
合作探究三：模拟表示分化成不同细胞时基因的开启或关闭情况
动
动
手
：
卵清蛋白基因开启
β-珠蛋白基因
关闭
胰岛素基因
关闭
微管蛋白基因
开启
模拟表示分化成红细胞时基因的开启或关闭情况
β-珠蛋白基因
开启
微管蛋白基因
开启
卵清蛋白基因关闭
胰岛素基因
关闭
模拟表示分化成输卵管细胞时基因的开启或关闭情况
细胞分化
细胞分化的原因
合作探究三：模拟表示分化成不同细胞时基因的开启或关闭情况
动
动
手
：
模拟表示分化成胰岛B细胞时基因的开启或关闭情况
胰岛素基因
开启
微管蛋白基因
开启
卵清蛋白基因关闭
β-珠蛋白基因
关闭
思考：
不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？
细胞分化
细胞分化的原因
细胞总DNA 蛋白质
卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 微管蛋白基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰岛素 微管蛋白
输卵管细胞 + + + + + - - +
红细胞 + + + + - + - +
胰岛B细胞 + + + + - - + +
思考：三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
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，即基因的选择性表达。
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。如微管蛋白基因等。
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。如卵清蛋白基因、胰岛素基因、 β-珠蛋白基因等
一
细胞分化
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
合作探究四.小组讨论比较细胞分裂与细胞分化，完成导学案表格
细胞的全能性
思考：已经高度分化的细胞，能否像早期胚胎细胞那样，分裂分化成一个完整的个体呢？
细胞的全能性
1958年,美国科学家斯图尔德(F.C. Steward)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,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。
资料1
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
植物组织培养技术 P120
合作探究五：从资料1中可以得出什么结论？
愈伤组织
1958，美国，斯图尔德
植物组织培养
脱分化
再分化
胚状体
离体
细胞的全能性
讨论1：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？
能
讨论2：该技术需要什么条件？
无菌
离体状态
营养和植物激素
适宜的温度和PH值
细胞的全能性
讨论3：为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？P121旁栏思考
体细胞中都含有该物种全套的遗传物质，都含有发育成完整个体所必需的全部基因。
百合花杜鹃
植物细胞全能性（植物组织培养）的应用 P121第一段
1.快速繁殖花卉和蔬菜等作物
火焰兰的快速繁殖
2培养微型观赏植物
3.拯救濒危物种
优势：工厂化生产以快速繁殖；不受季节控制；保持优良性状
动物细胞有没有这种能力？
实验结论：已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。将肠上皮细胞单独培养不能获得新个体，目前只能培养到细胞
资料二 P120
科学家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。
合作探讨六：资料2说明了什么？将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？
细胞的全能性
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。（教材P121）
克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
动物细胞全能性的应用
二
细胞的全能性
克隆羊多利
克隆猴“中中”和“华华”
动物的克隆技术
二
细胞的全能性
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；
哺乳动物成熟红细胞不具有全能性；
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。
细胞的全能性易错点：
干细胞
例如：人的骨髓的造血干细胞
胚胎发育完成后，人和动物体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，叫做干细胞
1.干细胞的概念： P121
干细胞
干细胞分裂能力强，分化潜能也强
全能胚胎干细胞
多能骨髓造血干细胞
专能骨髓干细胞
红细胞
干细胞
合作探究七：干细胞种类 ，根据分化潜能分类
全能干细胞
可将干细胞分为__________、__________、___________三类。
多能干细胞
专能干细胞
全能干细胞：具有无限分化潜能的细胞，能够分化成各种组织和器官，如受精卵。
多能干细胞：具有分化出多种组织细胞的潜能，如胚胎干细胞。
专能干细胞：由多能干细胞分化而来，只能分化成一种类型或密切相关的两种类型的细胞。
干细胞
2.干细胞的应用前景
骨髓移植的方法治疗白血病
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
诱导多能干细胞在医学上有广阔应用前景
肝细胞
脂肪细胞
神经细胞
其他细胞
干细胞
合作探究八：图示为受精卵一步步分化为红细胞的过程
受精卵、早期胚胎细胞、植物细胞、动物细胞核
1.具全能性的细胞有哪些？
植物细胞>动物细胞
2.全能性高低的比较？
受精卵（全能干细胞）> 胚胎干细胞（多能干细胞）>专能干细胞> 体细胞（红细胞）
干细胞
合作探究八：图示为受精卵一步步分化为红细胞的过程
受精卵<生殖细胞<体细胞
*分化程度越高，全能性越低，分裂能力越差。
3.细胞的分化程度？？
移植弟弟脐带血治好血癌！3岁女童健康成长
一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的华裔女婴，被医生诊断只有10%的存活率。她过后好不容易捱到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。
干细胞研究应用的媒体报道
利用干细胞，人体组织器官将能再生
新闻背景英国足球名星----贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血（治疗血液系统疾病）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。
　　
干细胞领域依然面临着很多问题，也存在很多争议，有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞的研究进展，思考科学、技术和社会的关系。
小结
细胞分化
基因的选择性表达
全套的遗传信息
细胞全能性
实质
基础
表现
普遍性
特点
持久性
稳定性
结果
形成不同组织、器官
　实战训练　
1、下图所示为来自同一人体的4 种细胞,下列叙述正确的是（ ）
A．因为来自同一人体,所以各细胞中的 DNA 含量相同
B．因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C．虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D．虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
C
　实战训练　
2、下图为胡萝卜的植物组织培养示意图，有关叙述错误的是（ ）
A．③胡萝卜植株的花粉不具有细胞的全能性
B．①过程中细胞既进行细胞分裂又进行细胞分化
C．图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性
D．胡萝卜根、茎、叶等功能不同，从根本上说是基因选择性表达造成的
A
　实战训练　
3、下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述，不正确的是（ ）
A．高度分化的植物细胞仍然保持着全能性
B．细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础
C．利用组织培养的方法快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性
D．克隆羊多利的诞生证明了动物细胞具有全能性
4．在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是 （ ）
A．壁虎断尾后重新长出尾部
B．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
C．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
D．用胡萝卜韧皮部细胞培育出植株
D
C
作业布置
1.优化设计P118-122
2.配套试剂P175-176
3.课后习题P122
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(D)
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
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(D)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
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
提示：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。

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