人教版高一生物必修1同步精编课件：第6章-第2节共63张ppt.ppt

成才之路 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 细胞的生命历程 第六章 1 1 1集合的概念 第2节细胞的分化 第六章 1 1 1集合的概念 1 细胞分化的实质是基因的选择性表达 2 细胞分化的特点 持久性 普遍性和不可逆性 3 细胞的分化程度越高 细胞全能性相对越低 目标预览 1 理解细胞分化的特点 实质及意义 重点 2 举例说明细胞全能性及其应用 难点 情境导入 早在几千年前 我国劳动人民就开始利用植物的根 茎 叶进行无性繁殖 到了今天 植物的无性繁殖技术已经非常成熟 我们甚至可以从植物体分离出符合需要的组织 器官或细胞 通过无菌操作 在人工控制条件下进行培养来获得再生的完整植株 植物组织 器官或细胞发育成完整的植株经历了怎样的过程 一 问题探讨1 健康人会不断产生新的血细胞 补充到血液中去 2 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 二 旁栏思考题1 提示 细胞分化的实例 如根尖的分生区细胞不断分裂 分化 形成成熟区的输导组织细胞 薄壁组织细胞 根毛细胞等 胚珠发育成种子 子房发育成果实 受精卵发育成蝌蚪 再发育成青蛙 骨髓造血 皮肤再生等都包含着细胞的分化 2 动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制 细胞分化潜能变窄 这是指细胞整体而言 可是细胞核则不同 它含有保持本物种遗传性所需要的全套基因 并且并没有因细胞分化而失去基因 因此 高度分化的细胞核仍然具有全能性 这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实 三 资料搜集和分析1 在个体发育过程中 通常把那些具有自我复制能力 并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞 干细胞有很多种类型 大体上可分为成体干细胞和胚胎干细胞 2 提示 干细胞的研究为替换病变的组织和器官 某些癌症和遗传病的治疗带来新的希望 一 细胞分化及其意义1 细胞分化的概念概念 自主预习 个体发育过程中 一个或一种细胞 形态 结构和生理功能 2 细胞分化的特点 判断正误 1 细胞分化只发生在个体发育的胚胎时期 2 细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态 不可逆转 3 生物体内所有的细胞都要发生细胞分化 3 细胞分化的原因和意义 1 原因 不同的细胞中 不同 2 意义 使多细胞生物体中的细胞趋向 有利于提高各种生理功能的效率 是 的基础 遗传信息的执行情况 专门化 生物个体发育 已分化 发育成完整个体 韧皮部细胞 无机盐和糖类 发育成完整植株 细胞核 去核 细胞核 3 干细胞 1 特点 具有 和 能力 在动物和人体内 数量 2 举例 人骨髓中的许多 能通过增殖和分化 不断产生红细胞 白细胞和血小板 分裂 分化 很少 造血干细胞 1 人是由受精卵发育而来的 有的细胞构成了头 有的细胞构成了手 受精卵怎么会有这么多功能 你知道原因吗 2 同一受精卵分化的不同细胞内DNA的数目及结构 完全 相同吗 3 全能性最强的细胞是什么细胞 动物细胞有没有全能性 4 同一个体的神经细胞和肌细胞中的遗传物质相同吗 产生不同细胞的原因是什么 互动探究 提示 1 受精卵在进行增殖的过程中 产生了细胞的分化 2 DNA的数目及结构相同 只是不同细胞内基因表达的情况不同 3 受精卵 动物细胞核具有全能性 4 相同 都是由受精卵经有丝分裂发育而来的 产生不同的细胞是细胞分化的结果 1 细胞分化的概念在个体发育中 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 细胞分化 2 四个特点 1 持久性 细胞分化是一种持久性的变化 2 稳定性 一般说来 分化了的细胞将一直保持分化后的状态 直到死亡 3 不可逆性 已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态 4 普遍性 细胞分化是生物界普遍存在的生命现象 3 实质 基因的选择性表达同一个体各种细胞具有完全相同的遗传物质 但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同 基因的选择性表达 如图所示 4 细胞分裂与细胞分化的比较 1 细胞分裂与细胞分化的区别和联系 2 细胞分裂 细胞分化与个体发育的关系 从分子水平上看 个体发育是基因选择性表达的结果 从细胞水平看 个体发育是细胞分裂 分化的结果 在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变 细胞分化是伴随整个生命过程的 但在胚胎时期达到了最大程度 下列生命过程中 没有发生细胞分化的是 A 断尾壁虎长出新尾巴B 砍伐后的树桩长出新枝条C 骨髓造血干细胞的增殖D 胚胎发育中出现造血干细胞 解析 A项 断尾壁虎长出的新尾巴为器官 是由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成的 B项 砍伐后的树桩上长出的新枝条是由茎 叶等器官构成的 所以要由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成 C项 骨髓造血干细胞通过有丝分裂增殖 细胞分裂过程不发生细胞分化 D项 造血干细胞属于专能干细胞 是由胚胎发育过程中细胞分化得来的 答案 C 1 解析 细胞分化是在个体发育过程中 相同细胞的后代在形态结构和功能上出现稳定性差异的过程 其中必然涉及细胞分裂 也就是说 细胞分裂是细胞分化的基础 C项所述内容是单个细胞在特殊情况下的生理活动 连细胞分裂都未曾涉及 故不是细胞分化的范畴 1 细胞的全能性 1 概念细胞的全能性是指已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 2 实现细胞全能性的三个条件 离体 细胞脱离原来的母体 单独培养 一定的营养物质和激素 适宜的环境条件 细胞的全能性与干细胞 3 细胞全能性与细胞分化的比较 3 细胞的全能性的应用 是植物组织培养的理论基础 应用于动物克隆 2 干细胞 1 概念 动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞 这些细胞叫做干细胞 2 种类 根据干细胞的分化能力可分为 全能干细胞 可以发育成完整的个体 如受精卵 多能干细胞 可发育成多种组织和器官 如胚胎干细胞 专能干细胞 可发育成专门的组织和器官 如造血干细胞 根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类 3 干细胞的研究意义 人工诱导胚胎干细胞定向分化 培育出特定的组织和器官 用于医学治疗 为癌症和某些遗传病的治疗带来新的希望 下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 A 玉米种子萌发长成新植株B 小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C 小麦花粉经离体培养发育成植株D 胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 解析 A项 细胞全能性 是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整新个体的潜能 选项A所述内容是玉米的胚后发育过程 B项 全能性 的结果是得到完整新个体 而不是得到细胞 C项 题干中要求体现的是 体细胞全能性 花粉属于生殖细胞 D项 胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的细胞 经组织培养后得到了完整的新植株 故D正确 答案 D 植物细胞表现出全能性的必要条件是 A 给予适宜的营养和外界条件B 导入其他植物细胞的基因C 脱离母体后 给予适宜营养和外界条件D 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 答案 C 2 解析 植物细胞的全能性是指已分化了的细胞具有发育成一个完整植物体的潜能 因此 要使一个植物细胞表现出全能性 首先要将此细胞从母体上脱离出来 然后给予适宜的营养和外界条件 看其是否能发育成一个植物体 1 细胞分化与生物个体发育 2 个体发育不同阶段细胞分化程度不同细胞分化是一种永久性变化 它发生在生物体的整个生命进程中 但在发育的不同阶段 细胞分化程度不同 胚胎时期 三胚层的原肠胚时期 达到最大程度 3 细胞分化与细胞内遗传物质变化从最终来源看 生物体不同细胞均来自受精卵的有丝分裂 由于有丝分裂中遗传物质几乎不发生变化 因此同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传物质 但是 在个体发育过程中 由于各种因素的影响 在基因调控下 不同部位不同细胞在不同时期选择表达不同的基因 合成不同的蛋白质 使细胞表现出不同的形态及生理特征 4 细胞分化的不可逆性及脱分化在生物体内 细胞分化是一种稳定的程序性变化 这种变化是不可逆转的 但在人工实验条件下 分化的组织细胞能脱分化 脱分化的组织细胞由于含有发育成完整生物体的全部遗传物质 因而经一定人工培养后可发育成一个完整生物体 5 分化程度与分化能力二者是反比关系 也就是说 分化程度越高的细胞 分化能力越低 比如神经细胞是高度分化的细胞 其分化能力较低 分化程度低的细胞 分化能力越高 如 胚胎干细胞的分化程度较低 但分化能力较强 可以分化为各种组织细胞 分化程度也可以理解为成熟程度 2 1 细胞分裂 是生物体重要的生命特征 细胞分裂可使单细胞生物产生新的个体 使多细胞生物产生新细胞 用来补充体内衰老和死亡的细胞 幼体可以通过有丝分裂使细胞数量增多 导致生物体由小长大 通过细胞分裂 可以将复制的遗传物质平均地分配到两个子细胞中去 细胞分裂是生物体生长 发育 繁殖和遗传的基础 细胞分裂 细胞生长 细胞分化 2 细胞生长 细胞分裂后新产生的子细胞体积很小 不断地从周围环境中吸收营养物质 并且转变成自身物质 使细胞体积逐渐增大 这就是细胞的生长 生物体的生长包括细胞数目的增加和细胞体积的增大两个方面 因而 细胞分裂和细胞生长都是生物体生长的细胞学基础 3 细胞分化 是在细胞分裂产生新细胞的基础上 一部分细胞在形态 结构和生理功能方面发生了稳定性的变化 从而成为具有特定功能的细胞的过程 经分化产生的细胞以特定结构和功能的器官 系统组成生物体 细胞分化导致组织形成和器官成熟 是生物体发育的细胞学基础 探究点实验设计思路的确定 细胞分化与细胞全能性的关系 案例 高度分化的动物细胞分化潜能变窄 它的全能性受到限制 但它的细胞核仍具有全能性 请利用性成熟的青蛙做实验材料 设计一个实验方案证明上述说法 1 实验的大体思路是 2 根据上述思路设计的实验步骤是 第一步 取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养 观察能否形成一个完整的青蛙 第二步 准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞 第三步 第四步 将第三步形成的重组细胞进行细胞培养 观察能否形成完整的青蛙 3 实验结果 4 结论 标准答案 1 先把完整的体细胞单独培养 证明高度分化的细胞的全能性受到限制 再把体细胞的细胞核导入去核卵细胞的细胞质内 看能否表现出全能性 2 将卵细胞的细胞核去除 取体细胞的细胞核导入去核卵细胞的细胞质内 3 单独培养完整的体细胞不能形成完整的个体 培养重组细胞 则能形成完整个体 4 高度分化的动物细胞其全能性受到限制 但其细胞核仍具有全能性 方法警示 1 得分要点 1 必须体现 完整的体细胞单独培养 体细胞的细胞核导入去核的卵细胞的细胞质内 这两个方面 2 必须体现 将卵细胞的细胞核去除 3 必须体现 完整的体细胞 重组细胞 2 错因案例 1 只回答出 完整的体细胞单独培养 或 体细胞的细胞核导入去核的卵细胞的细胞质内 中的一个方面 2 取体细胞的细胞核导入卵细胞内 错因 未明确受体细胞为去核的卵细胞 3 只体现 重组细胞 的培养结果 未体现 完整的体细胞 的培养结果 错因 分析不全面 忽视了对照组和实验组两个方面 技法提炼 1 证明上述说法 所隐含的信息 证明 验证 说明 等字眼的实验一般为验证性实验 该类实验即通过设置一定的方法来验证所提出的观点的正确性 其结果和实验论证的观点应该是一致的 本实验即是通过一定的实验设计来证明 上述说法 的正确性 上述说法 包含两个方面 一是高度分化的动物细胞分化潜能变窄 即分化能力减弱 全能性受限 二是动物细胞的细胞核仍具有全能性 本实验需验证这两个观点是正确的 2 实验第二步中 雌性青蛙的卵细胞 所带来的启示 细胞核全能性的验证不能直接在培养基中培养细胞核 再观察是否能发育成完整的个体 因为细胞能够进行