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(共34张PPT)
第2节 细胞的分化
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
在人体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞寿命为5~7d；通过骨髓移植可有有效地治疗白血病。
1.为什么健康人的血细胞数量不会随血细胞的死亡而减少？
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
骨髓中造血干细胞通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。
【问题探讨】
一
细胞分化及其意义
1．细胞分化的概念
受精卵
有丝分裂
细胞分化
上皮细胞
肌肉细胞
红细胞
神经细胞
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。
时期
起点
变化
结果
一、细胞分化及其意义
功能：光合作用
功能：保护功能
功能：储藏营养物质
同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
表皮细胞
没有叶绿体，没有角质层
没有叶绿体，细胞壁上形成角质层
叶肉细胞
储藏细胞
有叶绿体
一、细胞分化及其意义
2．细胞分化的特点
（3）普遍性：
细胞分化是生物界 的生命现象，是多细胞生物个体发育的基础。
（1）持久性：
细胞分化是一种 的变化，贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎时期分化程度达到最大。
（2）不可逆性：
一般来说，分化的细胞将一直保持 的状态，直到死亡。
普遍存在
持久性
分化后
一、细胞分化及其意义
【研学1】探究细胞分化的原因和结果
请比较来自同一哺乳动物的红细胞和B细胞，并回答下列问题：
参与免疫
运输氧气
1.上述两种细胞的功能差异主要是通过细胞内哪种物质直接体现出来的？
抗体
血红蛋白
同一生物体的不同，细胞遗传物质相同
由同一个受精卵通过有丝分裂产生
但蛋白质却不完全相同？
一、细胞分化及其意义
蛋白质
控制合成
DNA
血红蛋白基因
抗体基因
控制合成
控制合成
抗体
血红蛋白
基因控制蛋白质合成的过程称为基因的表达。
一、细胞分化及其意义
项目 细胞中基因 细胞中蛋白质 抗体基因 血红蛋白基因 呼吸酶基因 抗体 血红蛋白 呼吸酶
受精卵细胞
B细胞
红细胞
2.请结合经典实验结果，得出细胞分化的根本原因。
注：用“＋”表示有，“－”表示无。
细胞中的 的结果。
细胞分化的根本原因？
基因选择性表达
＋
＋
＋
-
-
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
-
-
不同细胞中蛋白质种类不完全相同。
直接原因？
一、细胞分化及其意义
3.请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况，说明细胞内的基因都只在特定的细胞内表达吗？①核糖体蛋白基因 ②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因　④卵清蛋白基因 ⑤呼吸酶基因 ⑥胰岛素基因 ⑦抗体基因 ⑧唾液淀粉酶基因
①核糖体蛋白基因
②ATP合成酶基因
⑤呼吸酶基因
③血红蛋白基因
④卵清蛋白基因
⑥胰岛素基因
⑦抗体基因
⑧唾液淀粉酶基因
在所有细胞均表达，维持生命活动所必需的。
在不同类型细胞中特异性表达，
红细胞内表达
B细胞内表达
胰岛细胞内表达
管家基因
奢侈基因
唾液腺细胞内表达
输卵管细胞内表达
一、细胞分化及其意义
赋予细胞特异的形态、结构和功能。
3．细胞分化的原因
细胞中的 的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中 的表达情况不同。
基因选择性表达
遗传信息
【总结】细胞分化的结果
①细胞分化改变了细胞的？
②细胞分化没有改变细胞的？
形态、结构和生理功能
的种类和数量
的种类
和细胞内的 。
【强调】细胞分化时遗传物质保持不变。
数目
遗传物质
细胞器
蛋白质
一、细胞分化及其意义
4．细胞分化的意义
（1）是生物体 的基础。
（2）使多细胞生物体中的细胞趋向 ，有利于提高生物体
。
正常发育
专门化
器官
系统
个体
组织
各种生理功能的效率
一、细胞分化及其意义
【核心归纳】细胞分裂和细胞分化的关系
项目 细胞分裂 细胞分化
发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中
原因 细胞增殖需要 基因的选择性表达
结果 细胞数目增多 细胞种类增多
意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体正常发育
联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降。 一、细胞分化及其意义
（1）同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同（　　）
（2）蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果（　 　）
（3）同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果（　　 ）
同一细胞中蛋白质不同，是因为该细胞表达了很多不同基因。
不同种生物细胞中，基因不同
【练学】1．判断常考语句，澄清易混易错
课堂练习
2．如图所示为来自同一人体的3种细胞，下列叙述正确的是（　　 ）
A．因为来自同一人体，所以各细胞中的高尔基体含量相同
B．因为各细胞核中的基因种类不同，所以形态、生理功能不同
C．虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物都是蛋白质
D．虽然各细胞的生理功能有所不同，但细胞膜的结构相同
D
课堂练习
二
细胞的全能性
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
【资料一】 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。
①
胡萝卜组织培养示意图
问题①从资料一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。
二、细胞的全能性
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
【资料一】 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。
①
胡萝卜组织培养示意图
问题②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，这些细胞也能形成新的植株吗？
能
二、细胞的全能性
实验表明，高度分化的植物细胞仍然具有发育成 的能力，
这就是植物细胞的 。
完整植株
全能性
1.从资料中可以得出什么结论？
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
2.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。
3.将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？
不能
目的：使卵细胞细胞核失活，破坏细胞结构
【资料二】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。
二、细胞的全能性
【资料三】克隆羊“多莉” 的培育过程
白面母绵羊甲
乳腺细胞
（体细胞）
黑面母绵羊乙
未受精的卵细胞
代孕母绵羊丙
“多莉”
新的重组细胞
发育成早期胚胎
去核卵细胞
提取细胞核
细胞核移植
胚胎移植
“多利”的诞生证明：
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
二、细胞的全能性
一些没有分化的细胞，如 、动物和人体的早期 细胞、植物体的 细胞也具有全能性。
（1）概念:
细胞经 后，仍具有产生 或分化成
其他 的潜能和特性。
分裂和分化
完整有机体
各种细胞
（2）原因:
细胞内含有生物生长发育所需的 。
全套遗传物质
受精卵
胚胎
分生组织
判断:以下现象是否体现细胞的全能性
①种子 → 植株( )
②花粉 → 植株( )
③造血干细胞 → 各种血细胞( )
④干细胞 → 心脏器官( )
⑤壁虎断尾再生( )
×
√
×
×
×
【提示】“三看法”确认细胞“全能性”
二、细胞的全能性
细胞全能性的应用：
（1） 快速繁殖花卉、蔬菜
植物组织培养
二、细胞的全能性
蝴蝶兰的大规模生产
（2） 拯救珍稀、濒危动植物
长江女神白鳍豚
丹顶鹤
细胞全能性的应用：
二、细胞的全能性
（3）克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
细胞全能性的应用：
二、细胞的全能性
已分化的植物细胞具有全能性
已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
全能性高低比较：
a.不同物种：
植物细胞 动物细胞
b.不同分化程度：
分化程度越高，全能性越低
受精卵 干细胞 生殖细胞 体细胞
c.分裂能力：
分裂能力越强，全能性越高
分生区细胞 成熟区细胞
>
>
>
>
>
小结：细胞的全能性
二、细胞的全能性
【总结】细胞分化与细胞全能性的关系
项目 细胞分化 细胞全能性
原因 不同细胞中的遗传信息表达情况不同 含有本物种全套遗传物质
结果 形成形态、结构和生理功能不同的细胞 形成新的个体或分化成其他各种细胞
关系 ①两者发生过程中遗传物质都 改变； ②一般情况下，细胞分化程度越高，具有的全能性 。 不发生
越低
二、细胞的全能性
三
干细胞
（1）概念：
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
①具有 的能力；②在动物和人体内，数量 。
（2）特点：
分裂和分化
很少
（3）种类（按分化潜能的大小）
多能干细胞（ ）
造血干细胞
专能干细胞（ ）
全能干细胞：
（受精卵、胚胎干细胞）
（5）应用：
脐带血中含有大量的干细胞，可以培养并分化成人体的各种血细胞。目前，脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。
（4）举例:
人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
神经干细胞
三、干细胞
脐带血中的干细胞
可以培养并分化成人体的各种细胞。
可以用于治疗血液系统疾病。
第二节
应用：
三、干细胞
（1）成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化（　　）
（2）种子发育成完整个体体现了细胞的全能性（　　）
（3）壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性（　　）
（4）造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性（　　）
没有发育成完整的有机体或分化成其他各种细胞，不能体现
种子不是一个细胞，由胚发育成个体是正常的生长发育
【练学】1．判断常考语句，澄清易混易错
【提示】“三看法”确认细胞“全能性”
×
×
×
×
细胞经分裂和分化后，没有发育分化成各种血细胞。
课堂练习
2．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是（多选）（ ）
A．不分裂的细胞一定不具有全能性
B．细胞全能性的表现需经历细胞分化过程
C．动物细胞和植物细胞的全能性一样高
D．只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全套遗传物质
3．2022年，某杂志在线报道了某大学的研究成果——用小分子化学物质诱导人 成体细胞转变为多潜能干细胞（CiPSC）。用CiPSC制备的胰岛细胞能安全有效地降低糖尿病猴的血糖，凸显CiPSC在治疗疾病上的广阔前景。下列叙述错误的是（　　）
A．CiPSC具有正常的细胞周期
B．CiPSC的分化程度低于胰岛细胞
C．小分子化学物质通过改变体细胞的遗传物质获得了CiPSC
D．与体内已高度分化的体细胞相比，CiPSC的全能性更高
ACD
C
课堂练习
4．人体的骨髓中存在少量的间充质干细胞（MSC，多能干细胞的一种），如图表示MSC形成不同组织细胞的过程。下列叙述错误的是（　　 ）
A．MSC细胞与a过程产生的子细胞的核内遗传物质相同
B．经b过程后，细胞器种类和数量发生改变
C．MSC细胞全能性高于体细胞，但低于受精卵
D．b过程细胞形态、生理功能发生变化，是因为核内遗传物质有所改变
D
课堂练习
网络构建
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
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