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(共36张PPT)
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
课程学习目标
1.通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面的特异性变化，归纳细胞分化的概念，进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。
2.通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例，阐明细胞的全能性。
3.通过了解干细胞的特点，关注干细胞在生物医学上的应用，提升社会责任意识。
在个体发育过程中，细胞究竟出现了什么样的变化呢？
受精卵
有丝分裂
分析交流：
不同种类细胞间的差异表现在哪些方面？
正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎细胞吗？
腺细胞
肌肉细胞
红细胞
神经细胞
……
叶肉细胞
功能：光合作用
表皮细胞
功能：保护作用
储藏细胞
功能：储藏营养
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。
早期胚细胞
正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚细胞吗？
一、细胞的分化
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，叫做细胞分化。
资料一: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。
资料二: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。
阅读材料，
总结分化意义
2.细胞分化的意义
①细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变？
遗传物质没有改变，不同细胞共同来源于受精卵的有丝分裂。
就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息，为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？
思考：细胞是如何分化的呢？
细胞分化是基因的选择性表达的结果，即不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
不同细胞中有没有表达相同的基因？
有，如图中的C基因
（属管家基因）
图中的A、B、D、E基因属奢侈基因
3.细胞分化的实质（原因）
知识拓展
管家基因和奢侈基因
①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，基因产物是维持细胞基本生命活动所必需的基因，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因、核糖体蛋白基因；
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因；
细胞分化的标志
①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平：形成了不同种类的细胞。
红细胞
合成血红蛋白
肌细胞
肌动蛋白基因活跃状态
合成肌动蛋白
肌动蛋白基因关闭状态
血红蛋白基因关闭状态
血红蛋白基因活跃状态
遗传信息 表达情况不同
蛋白质的种类数量不同
细胞器的种类数量不同
细胞形态、结构、功能不同
细胞分化的实质：基因选择性表达的结果
(不合成肌动蛋白)
(不合成血红蛋白)
课堂反馈
细胞分化过程中不会出现的是（ ）
A.细胞形态结构改变
B.细胞器种类和数量改变
C.蛋白质种类和数量的改变
D.细胞核遗传物质的改变
D
1．人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，是因为胰岛细胞(　　)
A．只有胰岛素基因
B．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但基因选择性表达
C．比人的受精卵基因要少
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
B
2. 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DNA复制
C.存在血红蛋白 D.存在纤维蛋白原基因
C
(3)在细胞分化过程中,假如A细胞分化为B后，一般不会再表现出B分化为A——________性；
2.细胞分化的特点
(2) 细胞分化发生在生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。——_____性；
(1)是生物界普遍存在的生命现象，是个体发育的基础
——_____性；
持久
普遍
(4)一般来说，分化的细胞将一直保持分化的状态，直到死亡，例如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——_______性；
不可逆
稳定
4.细胞分化的特点
①②分别是什么生命现象？两者有何区别和联系？
①为细胞分裂
②为细胞分化
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
有差异
遗传物质（遗传信息）都不变
小结：比较细胞分裂与细胞分化
在个体发育中，细胞先分裂，后分化，细胞分裂是细胞分化的基础，两者共同完成生物个体发育过程。细胞分化程度越大，分裂能力越弱。
既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分裂而后分化成其它细胞吗
可以，但需要一定的条件。
问题探讨
细胞团
胚状体
韧皮部细胞
植物激素、无机盐
糖类
有根、茎、叶的试管苗
讨论:1.从资料1中可以得出什么结论？
已经分化的细胞在离体培养下能够形成完整植物体。
思考：分化的细胞长成完整植株需要什么条件？
（1）离体（必要条件）；
（2）一定的营养物质（无机盐、糖类等）和植物激素；
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）。
1958年，美国科学家斯图尔德的实验
植物组织培养的过程
资料1
细胞团
胚状体
植物组织培养的过程
韧皮部细胞
植物激素、无机盐
糖类
有根、茎、叶的试管苗
讨论:
资料1
2.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
　　原因：体细胞中都含有该物种全套的遗传物质。
为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？
思考：
1958年，美国科学家斯图尔德的实验
资料2：非洲爪蟾核移植实验
讨论
3.将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？
与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明：
已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
不能
与资料1中的实验相比，你能从资料2中的实验得出什么结论？
到目前为止,人们还没有功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
思考：为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？
已分化的动物细胞体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质。
克隆猴“中中”和“华华”
1.细胞的全能性的概念
细胞经___________后，仍具有_______________或__________________的______和______；
分裂和分化
产生完整有机体
分化成其他各种细胞
潜能
特性
二、细胞的全能性
理论上活细胞都具有全能性
2.细胞全能性的大小比较
在①受精卵、②干细胞、③生殖细胞、④高度分化的体细胞中，全能性最大的是____,最小的是____；
①
④
3.细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响；
一般来说，细胞分化程度越高，全能性越____；
另外，植物细胞全能性_____动物细胞；
低
＞
康拉德·沃丁顿的分化小球
山顶
谷底
思考：细胞全能性与细胞分化程度的关系
细胞分化程度越高细胞全能性越低
二、细胞的全能性
1.细胞的全能性的概念
细胞经___________后，仍具有_______________或__________________的______和______；
分裂和分化
产生完整有机体
分化成其他各种细胞
潜能
特性
理论上活细胞都具有全能性
卵细胞，双高
负
低
课堂反馈
下列细胞中最容易表达出全能性的是（ ）
A.神经细胞 B.肌肉细胞
C.受精卵细胞 D.口腔上皮细胞
C
植物组织培养的应用：
1.快速繁殖花卉、蔬菜；
植物组织培养的应用：
2.拯救珍稀濒危物种；
天然抗癌植物-红豆杉
降“三高”药用植物-金花茶
P118问题探讨：
　　在人体内，红细胞的寿命为120天左右，白细胞的寿命为５－７,这些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治疗白血病。
讨论：
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？
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
　
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去
骨髓中造血干细胞能通过增殖与分化，不断产生不同种类的血细胞。
什么是干细胞呢？
三、干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，称为干细胞。例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞等
骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞
干细胞研究的应用前景
干细胞移植治疗白血病（课本122页）
中华骨髓库
世界著名篮球运动员姚明曾于2005年捐献血样，加入了中华骨髓库，成为造血干细胞志愿捐献者，他表示，时刻准备着为重症血液病患者捐献造血干细胞。
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
心脏移植
肾脏移植
知识点 归纳与结论
细胞 分化 a.概念：
b.特点：
c.实质：
d.意义：
细胞的全能性
普遍性、持久性、稳定性，遗传物质没有改变
基因的选择性表达
是个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率
a.概念：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。
课堂小结
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
b.高度分化的植物细胞具有全能性
c.已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
课堂巩固
1.下列关于细胞分化的说法中,错误的是(　　)。
　　A.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象
　　B.细胞分化与生物发育有密切关系
　　C.细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性
差异的过程
　　D.细胞分化仅发生在胚胎时期　　
D
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。
( )
√
×
P122 课后习题
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
D
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

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