6.2 细胞的分化【知识精研】高一上学期生物人教版必修1

第6章细胞的生命历程第2节细胞的分化在人体内，红细胞的寿命为120d左右。白细胞的寿命约为5~7d。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的治疗白血病。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?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。骨髓中的造血干细胞能够通过细胞增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。课本P118问题探讨讨论

构成人体的器官有四种组织，分别是上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织，这些组织又是由一些相似的细胞所构成，下图为构成这些组织的一些细胞。这些细胞来源早期胚胎细胞思考·讨论比较构成人体组织的细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞比较构成人体组织的细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞1.这些细胞在形态、结构和功能上是否相同，又有什么相同之处呢？这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。思考·讨论比较构成人体组织的细胞上皮细胞骨骼肌细胞软骨细胞神经细胞2.这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。思考·讨论叶肉细胞表皮细胞储藏细胞功能：光合作用功能：保护作用功能：贮藏营养

比较不同植物组织细胞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。（1）概念一、细胞分化及其意义细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加。细胞分裂是细胞分化的基础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（2）细胞分化的特点（仔细阅读教材119页总结特点）2、一般来说，已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。1、细胞分化是一种持久性的变化，发生在整个生命进程中。3、细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。4、就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息。(持久性)(不可逆性）(普遍性)(遗传物质不变性)一、细胞分化及其意义(稳定性）产生___________________不同的细胞不同类型的细胞构成不同的器官和组织。（3）细胞分化的结果是__________的基础，使多细胞生物体中的细胞趋于_______，有利于提高各种生理功能的效率。一、细胞分化及其意义（4）细胞分化的意义形态、结构、功能个体发育专门化（5）原因细胞分化是细胞中的基因___________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。选择性表达遗传信息基因选择性表达(遗传信息的表达情况不同)特定蛋白质合成导致细胞形态、结构、功能差异形成不同的细胞、组织ABCDEABCDEABCDEABCDEABCDE基因未表达表达肌肉细胞神经细胞上皮细胞骨细胞课本P119一、细胞分化及其意义（5）细胞分化的原因（实质）一、细胞分化及其意义基因的选择性表达合成胰岛素开启某些基因(如胰岛素合成基因开启）关闭某些基因（如肌动蛋白基因关闭）心肌细胞细胞分化成细胞分化成胰岛B细胞合成肌动蛋白开启另一些基因（如肌动蛋白基因开启）

关闭另一些基因（如胰岛素合成基因关闭）胚胎细胞细胞产生了不同种类的蛋白质直接原因：合成了具有特定结构和功能的蛋白质根本原因/实质：遗传物质有选择性地发挥作用！（即基因的选择性表达）呼吸酶晶状体蛋白胰岛素表达

表达表达笔记同一个体，细胞分化后：①遗传物质DNA不变

②RNA、蛋白质改变/不同

(不完全相同√，完全不同×)(5)细胞分化实质：在细胞基因组中，表达的基因可分两类:(1)管家基因：所有细胞均表达，其产物是基本生命活动所必需的。(呼吸酶基因和ATP合成酶基因)(2)奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的基因，其产物赋予不同细胞特异的生理功能。(胰岛素基因)细胞的全能性资料11958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。一般来说，细胞分化是不可逆的。但是在离体和人工培养等条件下，某些高度分化的细胞也能恢复分裂和再分化。①②③⑥④⑤思考·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讨论细胞的全能性资料11958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。①②③⑥④⑤思考·讨论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？讨论能已经高度分化的动物细胞是否也能发育成为一个完整的个体呢？到目前为止，还不能将单个已分化的动物体细胞培养成新个体资料2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。思考·讨论3.将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗?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?与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明己分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。已分化的动物细胞的细胞核的全能性需要借助即细胞的细胞质才能体现出来。将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体

（1）细胞的全能性的含义：是指细胞经分裂和分化后，仍具有_______________________或___________________的潜能和特性。产生完整有机体分化成其他各种细胞二、细胞的全能性是不是只有高度分化的细胞才可能具有全能性？如受精卵，早期胚胎细胞，植物的分生区细胞等未分化的细胞也具有全能性，且全能性更高。（2）细胞具有全能性的原因：细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。1.细胞的全能性（3）实例：植物体细胞的全能性和动物体细胞核的全能性

理论上，活细胞都具有全能性（哺乳动物成熟的红细胞等除外）小结：1.不同物种：植物细胞

动物细胞2.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3.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>>>>>（4）全能性高低比较：二、细胞的全能性②拯救珍稀、濒危动植物③克隆人体器官，用于器官移植（5）细胞全能性的应用①快速繁殖花卉、蔬菜等植物组织培养优点：

能快速、大量繁殖，不受季节影响!二、细胞的全能性2.干细胞（1）概念：动物和人体内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。二、细胞全能性的应用按来源分（发育时期）成体干细胞按分化潜能分

全能干细胞（）多能干细胞（）

（如神经干细胞）（２）类型胚胎干细胞如造血干细胞如受精卵、胚胎干细胞专能干细胞可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体可分化形成多种组织细胞，但不能发育成完整个体由多能干细胞分化而来，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化全能胚胎干细胞专能神经干细胞多能骨髓造血干细胞（2）类型专能干细胞:全能干细胞：多能干细胞：二、细胞全能性的应用（4）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。（3）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。课本P121二、细胞全能性的应用1.干细胞可以用于治疗血液系统疾病（4）细胞全能性的应用2.体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病练习与应用一、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。()×√练习与应用一、概念检测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练习与应用一、概念检测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.

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？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。练习与应用.

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