1、第2节 细胞的分化,第6章 细胞的生命历程,目标导读 1.从“分化与个体形成间的关系”“遗传物质是否会变化”来阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。 2.结合植物的组织培养和克隆羊的培育过程，阐述细胞全能性的概念。 3.结合教材图612，了解干细胞的概念和研究意义。 重难点击 1.细胞分化的概念、过程、特点和实质。 2.细胞全能性的概念。,课堂导入 方式一 “小蝌蚪找妈妈”的故事大家都很熟悉，小蝌蚪经过一系列的变化最终形成了能在陆地上生活的青蛙，这个过程中发生了很多的变化：逐渐地长出后腿、前腿，尾部变短最终消失，用腮呼吸变成用肺呼吸，这种种变化的细胞学基础就是细胞的分化。 方式二 上节课我们学
2、习了细胞的增殖，知道 了细胞的增殖是生物体重要的特征，通过细胞 分裂使细胞数目增多。是不是生物体仅有细胞 的增殖就够了呢？要搞清楚这个问题，还要通 过我们今天的学习细胞的分化。,一、细胞分化,二、细胞的全能性和干细胞,内容索引,当堂检测,一、细胞分化,1.概念：在 中，由 细胞增殖产生的后代，在 、和 上发生 的过程。 2.特点：持久性、 性(不可逆性)和普遍性。 3.原因：在个体发育过程中，不同的细胞中 的执行情况不同。 4.意义 (1)是生物 的基础。 (2)使多细胞生物体中的细胞趋向 ，有利于提高各种 的效率。,基础梳理,个体发育,一个或一种,形态,生理功能,结构,稳定性差异,稳定,遗传
3、信息,个体发育,专门化,生理功能,答案 细胞甲含有的是A和B基因，表达的是A基因；细胞乙含有的是A和B基因，表达的是B基因。,下图是细胞分化的示意图，请分析：,问题探究,1.据图，A、B基因中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？,答案,2.细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？,答案,答案 DNA相同，蛋白质不完全相同。,3.通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？,答案 基因的选择性表达(程序性表达)。,答案 细胞分裂使细胞数量增多，是个体生长的基础；细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。个体生长发育是细胞分裂和细胞分化
4、共同作用的结果。,4.细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？,答案,细胞分化的实质是基因的选择性表达，也就是在不同的细胞中表达的基因不完全相同，但是细胞分化过程中遗传物质DNA是不变的。细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。,知识整合,1.图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞，它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是A.DNA的结构不同 B.遗传信息的表达情况不同 C.遗传物质不同 D.线粒体结构不同,拓展应用,答案,解析,解析 题中甲、乙、丙是由同一受精卵经过增殖、分化形成的，它们的遗传物质相同，DNA的结构相同，线粒体的结构也相同，只是含量不同而已。它们的形态、结构和功能
5、各不相同的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。,2.下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述，错误的是 A.生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果 B.生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定性的差异 C.细胞分裂是细胞分化的基础 D.细胞分化过程中细胞内的遗传物质发生了变化,答案,解析,解析 个体发育首先是细胞经有丝分裂使细胞数目增多，在此基础上，不同细胞选择表达不同的基因，从而实现细胞分化，但分化的细胞内含有相同的遗传物质；细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分化是基因选择性表达的结果。,从不同的水平分析细胞分化 (1)从细胞水平分析：是细胞形态、结构和生理功能改变的结果。 (2
6、)从亚显微结构水平分析：是细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。 (3)从分子水平分析 蛋白质角度：是蛋白质种类、数量、功能改变的结果。 基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。,二、细胞的全能性和干细胞,1.细胞的全能性 (1)概念： 的细胞，仍然具有 。 (2)植物细胞的全能性 植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞放入特定培养基形成_植株。 结论：高度分化的植物细胞仍然具有 的能力。 (3)动物细胞核的全能性 非洲爪蟾的核移植实验：将 细胞的核移植到去核的 中，结果获得了新个体。 克隆羊多利的培育：将 细胞的核移植到去核的 中。 结论：已分化的动物体细胞的 仍具有全能性。
7、,已经分化,发育成完整个体的潜能,基础梳理,细胞团块,根、茎、叶,肠上皮,发育成完整植株,卵细胞,乳腺,卵细胞,细胞核,(1)同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵生殖细胞体细胞。 (2)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。 (3)细胞的全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。,特别提醒,2.干细胞 (1)特点 具有 的能力。 在动物和人体内，数量很少。 (2)举例：人骨髓中的 能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。,分裂和分化,造血干细胞,问题探究,1.下图是胡萝卜的组织培养过程，请分析：(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
8、和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？,答案,答案 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。,答案 已分化的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个体所需要的全部遗传信息。,(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？,答案,答案 植物激素、无机盐和糖类等物质。,(3)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？,答案 不能发育成完整个体。这说明和植物细胞相比，动物分化的体细胞的全能性受到限制，但是细胞核仍具有全能性。,2.下图是克隆羊的培育过程，请分析： (1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能形成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？,答案,(2
9、)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？,答案,答案 和B羊相同。,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，其中植物激素起着重要的作用；克隆动物的大部分性状和提供细胞核的个体相同。,知识整合,3.下列关于细胞全能性的理解，正确的是 A.从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性 B.未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性 C.在个体发育的不同时期，由于细胞内的基因发生变化，细胞不能表现出全能性 D.脱离了植株的芽，一定能表现出全能性,拓展应用,答案,解析,解析 生物体的每一个细胞都与受精卵具有相同的遗传物质，从理论上来说都具有全能性；离体的组织在适宜条件
10、下才能表现出全能性；在个体发育的不同时期，由于基因的选择性表达，导致细胞不能表现出全能性而形成不同的组织、器官。,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，由于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，胡萝卜韧皮部细胞是已分化的体细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，故D正确。,4.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单倍体植株
11、 D.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株,答案,解析,“具有”全能性与“体现”全能性 (1)理论上活细胞都具有全能性。 (2)只有由细胞发育为完整个体，才能“体现”或“实现”细胞的全能性。 (3) 胚胎干细胞经培育后形成心脏、肝脏等器官不是全能性的体现，原因是并没有形成完整的新个体。,课堂小结,基因的选择性表达,持久性、不可逆性、普遍性、稳定性,当堂检测,1.下列四幅图表示人体细胞的生命现象，其中一定属于细胞分化的是,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 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细胞分化，其结果是细胞的种类增加。图中A属
12、于细胞生长，B属于细胞分裂，C属于受精作用，D属于细胞分化。,2.下列有关细胞分化的叙述，正确的是 A.高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中 B.细胞分化过程中遗传物质发生了改变 C.细胞分化使细胞数目和种类增多 D.经细胞分化后，细胞的全能性降低,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，是基因在时间和空间上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。,3.人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，是因为胰岛细胞 A.只有胰岛素基因 B.既有胰岛素基因，
13、也有血红蛋白基因和其他基因，但基因选择性表达 C.比人的受精卵基因要少 D.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因,解析 胰岛细胞既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，基因选择性表达使其只产生胰岛素，不产生血红蛋白。,答案,解析,2,3,4,5,1,4.正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外和某些因素的诱导下，却可以分化为神经细胞和肝细胞，其根本原因是这些造血干细胞 A.有旺盛的分裂能力 B.能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质 C.还没有分化 D.具有与受精卵相同的全套遗传基因,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 细胞具有全能性的根本原因是分化的细胞都有一整套和受精卵相
14、同的遗传物质。,5.如图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，请仔细观察，回答问题： (1)图示的高等生物个体发育是从_开始的。,2,3,4,5,1,答案,受精卵,解析,解析 由图示可以看出，生物个体发育起源于同一个细胞，就是受精卵，受精卵经过一次分裂形成两个相同的细胞，这两个细胞长大后再连续分裂、生长、分化，最后形成各种形态、结构、生理功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织构成不同的器官执行不同的功能。,(2)由到，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了_和_的过程。 (3)由到，由于细胞的_，细胞的_、_和_发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因 在机体发育过程中_的结果。 (4)若此过程发生在人体内，则由4种细 胞构成组织，如小肠中具有吸收作用的 _、组成真皮的_、具 有收缩特性的_和调节人体各 种生命活动的_。,2,3,4,5,1,答案,生长,分裂,分化,形态,结构,生理功能,选择性表达,上皮组织,结缔组织,肌肉组织,神经组织,本课结束,