广东省翁源县翁源中学高中生物《4.2 细胞分化》课件 新人教版必修1.ppt

细胞分化 个体发育中各组织细胞形成过程 成年人全身细胞总数约1012个 细胞种类有200多种 这么多种类细胞均来自一个受精卵 有丝分裂 分化 高度分化 能否再恢复分化能力 总结 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 1 分化的定义 在个体发育中 相同细胞的后代 在形态 结构和功能上发生稳定性差异的过程 一 细胞分化 分化的结果 产生形态 结构 功能不同的细胞 分化的对象 相同细胞 例如 在动物胚胎发育过程中 红细胞和心肌细胞都是来自中胚层 但是 后来红细胞能够合成血红蛋白 而心肌细胞则能够合成肌动蛋白和肌球蛋白 这两种细胞的稳定性差异是不可逆转的 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 以下事例可说明细胞分化具有什么特点 稳定性 遗传物质未变 不可逆性 1 细胞分化发生在整个生命进程中 动物 胚胎时期达到最大限度 持久性 想一想 4 人的所有细胞中都含有胰岛素基因 但该基因只在胰岛细胞中才表现出来 从而合成胰岛素 不变性 2 细胞分化的特点 1 细胞分化发生在整个生命进程中 胚胎 动物 时期达到最大限度 该生命现象贯穿生命的始终 所以具有性 2 一般来说分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡 细胞分化具有性和性 3 分化后的细胞内的遗传物质并没有发生改变 只是在不同细胞中基因的活动或者关闭的状态不同 这就是细胞分化的性 4 细胞分化是生物界普遍存在的现象 是生物个体发育的基础 具有性 持久 稳定 不可逆 不变 普遍 这些差异的本质原因是什么 细胞分化的机理 不同细胞中遗传信息的执行情况不同 是基因的 选择性 表达 受精卵 细胞群 是通过什么过程实现的 主要通过什么实现 两者有何区别和联系呢 我们试着比较一下 比较细胞分裂与细胞分化 增加 相同 不变 差异 染色体和遗传信息都不变 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 2 细胞分化与分裂的区别和联系 想象空间 想一想 现代社会中有多少职业 如果没有职业分工 社会的运转状况会怎么样 3 细胞分化有什么意义 1 是个体发育的基础 能形成具有特定形态 结构和功能的组织和器官 2 使多细胞生物体中的细胞趋于专门化 有利于提高各种生理功能的效率和组织器官的修复 已经发生高度分化的细胞 还能像早期胚胎细胞那样 再分化成其他细胞吗 问题探讨 1958年 美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株 实验证明 高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能 即植物细胞具有全能性 脱分化 再分化 二 细胞的全能性 已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 原因 细胞中具有该物种全套的遗传物质 实验证据 植物 实验 结论 胡萝卜韧皮部细胞的组织培养 植物细胞具有全能性 概念 4 条件 5 细胞全能性的比较 具有分裂能力的细胞 高度分化的细胞 离体 适宜的条件 含有植物激素 无机盐和糖类等物质的培养液 细胞全能性大小的比较 在 受精卵 生殖细胞 高度分化的动物细胞中 全能性最大的是 最小的是 细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响 细胞分化程度越高 全能性越 分化程度越低 全能性越 另外 植物细胞全能性 动物细胞 低 高 高于 刚才我们学习的是植物细胞的全能性 那么动物细胞是否具有全能性 下面我们以多利羊的培育为例 绵羊 多莉 整个克隆过程如下 母绵羊a 母绵羊b 新的卵细胞 发育成胚胎 动植物细胞全能性的区别优p56no1优化p56no6应用 细胞融合 胚胎移植 遗传物质主要存在于细胞核中 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 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 但是目前为止 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 思考p119 动物体细胞的细胞核为什么具有全能性 动物细胞的全能性随着细胞和分化程度的提高而逐渐受到限制 细胞分化潜能变窄 这是指整体细胞而言 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 并没有因细胞分化而失去基因 因此高度分化的细胞核仍具有全能性 动 植物细胞全能性的应用 蝴蝶兰的大规模生产 1快速繁殖花卉 蔬菜 2拯救珍稀 濒危动植物 长江女神白鳍豚 百合花杜鹃 丹顶鹤 3克隆人体器官 用于器官移植 心脏移植 肾脏移植 除受精卵外 植物体和人体内有没有具有分裂分化能力的细胞 1 植物体内 分生组织细胞 如根尖分生区细胞 2 动物体内 干细胞 动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞 三 干细胞的概念 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞 这些细胞叫做干细胞 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 其特点为造血组织中某一类型的白血病细胞在骨髓或其他造血组织中的发生恶性增生 并浸润体内各脏器 组织 导致正常造血细胞受抑制 产生各种症状 临床表现以发热 出血 贫血 肝脾 淋巴结肿大为特点 你知道什么是白血病吗 通常如何治疗呢 放疗化疗 目前最先进的治疗手段是骨髓移植 器官移植的一种 将正常骨髓由静脉输入患者体内 以取代病变骨髓的治疗方法 用此疗法可提高疗效 得到延长生存期乃至根治的目的 为什么骨髓移植可以治疗白血病呢 原因 骨髓中有造血干细胞 可以产生新的血细胞 问题探讨 在我们体内 红细胞的寿命为120天左右 白细胞的寿命更短 只有5 7天 这些血细胞都是失去了分裂能力的细胞 白血病患者的血液中出现了大量的异常白细胞 而正常的血细胞又明显减少 通过骨髓移植可以有效地治疗白细胞 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 健康人会不断产生新的血细胞 补充到血液中去 2骨髓与血细胞的形成有什么关系 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 干细胞 stemcell 类型 1 全能干细胞 能分化发育成完整个体 如胚胎干细胞2 组织干细胞 能分化成组织或器官 如骨髓造血干细胞 一 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 二 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 新华社北京9月4日电篮球巨星姚明在中国人民大学现场采集血样 加入中华骨髓库捐献造血干细胞的志愿者行列 并承诺 一旦配型成功 将为患者捐献造血干细胞 与他一同行动的还有中国大学生男子超级联赛的运动员们 在这个名为 大超 中华骨髓库校园爱心之旅 启动仪式上 姚明手执一颗红心模型 将中华骨髓库的标志补充完整 象征发扬 人道 博爱 奉献 的红十字精神 小s代言脐带血广告广告酬劳高达7位数 脐带血 三 干细胞研究 持久性 稳定性 不可逆转 遗传物质没有改变 基因的选择性表达 细胞分化是个体发育的基础 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 已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 课堂练习 1 细胞增殖是以细胞分裂的方式使细胞 分裂完成后 保持不变 使后代在形态 结构和功能上保持了相似性 细胞分化则是形态 结构 功能发生 的过程 数量变化 遗传物质 稳定性差异 2 细胞全能性是指 a 细胞具有全面的功能b 细胞既能分化 也能恢复到分化前的状态c 已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能d 已经分化的细胞全部能进一步分化3 人体内细胞中 具有最高全能性的细胞是 a 体细胞b 生殖细胞c 受精卵d 干细胞4 细胞分化发生在个体发育的 a 胚胎时期b 受精卵分裂时期c 整个生命过程中d 性成熟时期 c c c 5 下列对细胞分化的叙述正确的是 a 细胞分化是遗传物质改变的结果b 细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程c 细胞分化从原肠胚后期开始至生命结束d 细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的6 人胰岛b细胞能产生胰岛素 但不能产生红细胞中的血红蛋白 根据此推测人胰岛b细胞中 a 只有合成胰岛素的基因b 在细胞分化过程中 基因的数目发生了变化c 既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因 但不同细胞遗传信息的执行情况不同d 只有合成胰岛素的基因和其他基因 但没有合成血红蛋白的基因 d c 7 下列实例中能体现细胞全能性的是 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株a b c d 8 科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞 成功培养了 多莉 羊 下列关于此实验的说法正确的是 多选 a 高度分化的细胞仍然保持全能性b 重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质c 在理论上 可以运用上述方法拯救濒危物种d 运用上述方法 科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体 b abc 9 细胞分化过程中 一般不会出现的是a细胞核遗传物质的改变b细胞器种类和数量的改变c蛋白质种类和数量的改变d细胞表面结构的改变 a 10 要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株 需要a具有完整的细胞核的细胞b离体状态c导入外源基因d一定的营养物质和激素 abd 11 下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述 错误的是 生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果 生物体通过细胞分化 细胞之间逐渐发生了稳定的差异 细胞分裂是细胞分化的基础 细胞分化过程中细胞中的遗传物质种类发生了变化 12 下列关于细胞分化的说法错误的是 a细胞分化与生物发育密切相关b细胞分化是细胞形态 结构和功能上发生稳定性差异的过程c细胞分化仅发生在胚胎期d细胞中具有保持该物种遗传特性所需要的全套遗传物质 c 13 花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株 这成果利用了细胞的 a 应激性b 全能性c 变异性d 适应性 b 14 生物体内具有分化能力的细胞是 a神经细胞b心肌细胞c红细胞d早期胚胎细胞 d 15 下列人体细胞中分化程度最低的是 a胚胎干细胞b造血干细胞c胰腺细胞d肌肉细胞 a 16 乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层 乳腺细胞能够合成乳蛋白 不能合成唾液淀粉酶 而唾液腺细胞正相反 对这一现象的解释是 多选 a唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因b乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因c两种细胞都有合成乳蛋白和唾液淀粉酶的基因d两种细胞中相关基因选择性地表达 c d 5 右图示某种植株的形成层细胞通过无菌操作接入试管后在一定条件下形成试管苗的培育过程 已知该植株有10对染色体 请回答 1 愈伤组织是形成层细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团 在愈伤组织的培养过程中 必须从培养基中获得 和小分子有机物 2 试管苗的细胞核