4.2 细胞通过分化产生不同类型的细胞 课件 高一上学期生物浙科版（2019）必修1

第二节

第四章

细胞的生命历程浙科版高中生物必修1细胞通过分化产生不同类型的细胞

学习目标1.说出细胞分化的概念、特点和意义。2.概述细胞的全能性。

资料：成年人细胞总数约1012-14个，种类有200多种。有四大组织、八大系统。这些细胞均来自于同一个受精卵。思考：像人这样的多细胞生物，如果在生长发育过程中只有细胞分裂，能否由一个受精卵发育成一个完整个体？细胞能产生特异性变化一细胞具有全能性二目录细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程。分化的对象：

一个或一种细胞。分化的结果：

产生形态、结构、

功能不同的细胞。细胞数目增多细胞种类增多概念1细胞分化分析细胞分化的原因任务一分析胰岛β细胞和红细胞(未成熟)中的基因和蛋白质(注：“＋”表示有，“－”表示无)，回答下列问题：项目红细胞胰岛β细胞细胞中的基因血红蛋白基因＋＋胰岛素基因＋＋角蛋白基因＋＋ATP合成酶基因＋＋呼吸酶基因＋＋分析细胞分化的原因任务一细胞中的蛋白质血红蛋白＋－胰岛素－＋角蛋白－－ATP合成酶＋＋呼吸酶＋＋(1)胰岛β细胞和红细胞中的遗传物质(基因)有没有差别，为什么？遗传物质没有差别，因为两种细胞都来自同一个受精卵，经过有丝分裂产生，与亲代细胞的遗传物质相同。(2)在红细胞和胰岛β细胞中都发挥作用的基因：

和___________；仅在红细胞中发挥作用的基因：

；仅在胰岛β细胞中发挥作用的基因：

。(3)由此说明细胞分化的根本原因：

。ATP合成酶基因呼吸酶基因血红蛋白基因胰岛素基因细胞内的遗传物质有选择地发挥作用原因（实质）2细胞分化在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。EDBACEDCABEDCAB遗传信息没变ABCDEEDCAB基因—遗传物质有选择地发挥作用ATP合成酶基因呼吸酶基因核糖体合成酶基因

胰岛素基因血红蛋白基因抗体基因①细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活动状态。②有些遗传物质则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态，从而使具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化。根据下列事实分别说出细胞分化的特点是什么？事实1：细胞分化发生在整个生命进程中。事实2：分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不能再回到分化前的状态，直到死亡；事实3：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。事实4：细胞分化后，细胞内的遗传物质一般不发生变化。持久性稳定性和不可逆性普遍性特点3遗传物质不变性细胞分化生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。意义4细胞分化多能干细胞全能干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。不同干细胞的分化潜能是不同的。按分化潜能分干细胞特点1类型2如受精卵，能产生生物体所需要的所有类型的细胞。如胚胎干细胞，分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织。骨髓移植的方法治疗白血病利用胚胎干细胞修复病人损伤组织干细胞领域依然面临着很多问题，也存在很多争议，有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞的研究进展，思考科学、技术和社会的关系。应用3干细胞核心归纳细胞分化的“变”与“不变”(1)“变”①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。②从细胞器水平分析：细胞器的种类和数目及细胞溶胶的成分和功能发生改变。③从分子水平分析a.蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。b.基因角度：细胞内的遗传物质有选择地发挥作用，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。(2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。跟踪训练1.(2023·嘉兴高一月考)人体胚胎干细胞可分化成形态、结构与功能不同的神经细胞、骨骼肌细胞等多种类型的细胞。神经细胞和骨骼肌细胞中的遗传物质，有些都处于活动状态，有些则表现不同的活动状态。由此推测，细胞分化的根本原因是A.细胞数量不断增多B.位于生物体的不同部位C.基因的结构不同D.遗传物质有选择地发挥作用√跟踪训练2.如图表示人体内干细胞的增殖和分化。下列有关叙述中正确的是A.造血干细胞与白细胞的DNA不同，

因此合成的蛋白质种类也不同B.造血干细胞增殖分化形成白细胞

的过程中，遗传物质发生了不可

逆的转变C.生物个体的发育都是通过细胞分裂和分化实现的D.细胞分化持续存在于整个人体发育过程中√跟踪训练白细胞由造血干细胞增殖分化而来，故造血干细胞和白细胞中包含的DNA是相同的，但由于遗传物质有选择地发挥作用，二者合成的蛋白质种类不完全相同，A错误；造血干细胞增殖分化形成白细胞的过程中，遗传物质一般没有发生改变，B错误；跟踪训练单细胞生物不发生细胞分化；对多细胞生物而言，细胞分裂能增加细胞数目，而细胞分化能增加细胞种类，因此细胞分裂、分化是多细胞生物个体发育的基础，C错误；细胞分化持续存在于整个人体发育过程中，以保证生命活动的正常进行，D正确。？

从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？细胞能产生特异性变化一细胞具有全能性二目录分析细胞具有全能性任务二1.如图是胡萝卜的组织培养过程，请分析回答下列问题：(1)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。分析细胞具有全能性任务二1.如图是胡萝卜的组织培养过程，请分析回答下列问题：(2)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？已分化的植物细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整有机体所需要的全套遗传信息。分析细胞具有全能性任务二2.如图是克隆羊的培育过程，请分析回答下列问题：(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能发育成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？不能发育成完整个体。和植物细胞相比，动物高度分化的体细胞不能表现出全能性，但是动物细胞核仍具有全能性。分析细胞具有全能性任务二2.如图是克隆羊的培育过程，请分析回答下列问题：(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分的性状应该和哪只羊相同？和提供细胞核的B羊相同。指细胞具有分化出各种细胞或发育成完整个体的潜能。概念1细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质（1）离体（必要条件）；（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。想一想为什么高度分化的体细胞具有全能性呢?想一想植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，为什么呢？原因2条件3动、植物细胞的全能性4(1)高度分化的植物组织仍具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。(2)动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能越来越小，不表现出全能性，但动物细胞核仍具有全能性。(3)多莉羊的成功克隆证明了动物细胞核的全能性。分析细胞具有全能性任务二3.通过图示比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。（1）正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞不再分裂。（2）分化程度最低的细胞是

。（3）最容易表达全能性的细胞是

。细胞全能性大小与分化程度之间的关系：

。受精卵受精卵一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低植物体细胞动物体细胞受精卵生殖细胞体细胞＞＞＞（1）不同生物：（2）同一生物：细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。判断：①雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。（）√②分化程度高的细胞全能性一定低（）如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然很高。×③分化的细胞一定不再进行分裂（）如B淋巴细胞，接受抗原刺激后仍可再分裂。×细胞全能性的高低5跟踪训练3.细胞全能性是指细胞分裂和分化后，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。下列关于细胞全能性的叙述，错误的是A.细胞表现出全能性的条件包括离体、适宜的营养条件、适宜的环境

条件等B.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性C.体细胞克隆羊的成功培育，体现动物细胞核具有全能性D.细胞全能性的物质基础是细胞具有该生物全套遗传信息√种子由受精卵发育而来，是新个体的幼体，种子发育成植株不能体现全能性，B错误。跟踪训练4.下列有关细胞分化与全能性的关系的表述，错误的是A.受精卵没有分化，所以没有全能性B.一般情况下，细胞分化程度越高，其全能性越弱C.生殖细胞虽高度分化，但也可能有全能性D.分化形成的哺乳动物成熟红细胞没有全能性√受精卵没有分化，其全能性最高，A错误。夯基础查落实1.细胞分化是指细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程。2.细胞分化的原因(实质)：遗传物质有选择地发挥作用。3.细胞分化的特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性、遗传物质不变性。4.细胞分化的意义：生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。5.干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞，包括全能干细胞(受精卵)、多能干细胞(胚胎干细胞)、专能干细胞(造血干细胞)。6.细胞全能性是指细胞具有分化出各种细胞或发育成完整个体的潜能。要语必背7.动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能越来越小，不表现出全能性，但动物细胞核仍具有全能性。8.细胞的分化程度越高，细胞的全能性相对越低。1.肌肉细胞、骨细胞和神经细胞等形态、结构、功能不同的根本原因是

。2.植物细胞具有全能性的根本原因是_______________________________

。长句表达遗传物质有选择地发挥作用已分化的植物细胞都有该植物一整套的遗传物质1.细胞分化(1)概念：细胞在

、结构和

上发生

、差异性变化的过程。(2)原因(实质)：遗传物质

发挥作用。①细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所

的，在各类细胞中都处于

状态。②有些遗传物质则在不同的组织细胞中表现

的活动状态，从而使具有

遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的

变化。导学形态功能持久的有选择地必需活动不同相同特异性(3)特点①普遍性：细胞分化是多细胞生物普遍具有的。②持久性：细胞的分化伴随着生物体整个生命进程。③稳定性和不可逆性：正常情况下，细胞分化是

，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。④遗传物质不变性：细胞分化后，细胞内的遗传物质一般不发生变化。(4