第2節(jié)：細(xì)胞分化010203通過分析植物細(xì)胞的組織培養(yǎng)和動(dòng)物體細(xì)胞核移植等,闡明細(xì)胞的全能性。通過了解干細(xì)胞的特點(diǎn),關(guān)注干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,提升社會(huì)責(zé)任感。通過比較不同細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生的特異性變化,歸納細(xì)胞分化的概念,闡明細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。生命之光（視頻）說出幾種我們?nèi)梭w的細(xì)胞名稱從受精卵到新生命誕生過程中，細(xì)胞發(fā)生了哪些變化？一個(gè)人所有細(xì)胞追根溯源來自哪成年人全身細(xì)胞總數(shù)約1012個(gè)。細(xì)胞種類有200多種。這么多種類細(xì)胞均來自一個(gè)受精卵細(xì)胞分裂和分化上皮細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞軟骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)功能骨骼肌細(xì)胞軟骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞上皮細(xì)胞思考·討論比較構(gòu)成人體組織的細(xì)胞扁平、柱狀排列緊密保護(hù)、吸收等圓柱形、細(xì)長有橫紋、多核收縮橢圓形細(xì)胞間質(zhì)發(fā)達(dá)支持星形、圓形有軸突、樹突接受刺激，傳導(dǎo)沖動(dòng)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都不同與動(dòng)物一樣，同一植物體中也存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞同一植物體的這些細(xì)胞也都來自一群彼此相似的早期胚細(xì)胞葉肉細(xì)胞（含葉綠體）光合作用表皮細(xì)胞貯藏細(xì)胞（角質(zhì)層）保護(hù)功能（有大液泡）儲(chǔ)存營養(yǎng)早期胚胎細(xì)胞受精卵細(xì)胞分裂細(xì)胞分化結(jié)合實(shí)例，分析細(xì)胞分化的概念問題1：圖示中胚胎細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞分化產(chǎn)生不同種類細(xì)胞，其差異表現(xiàn)在哪些方面？形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同問題1：這些不同種類細(xì)胞，最終來源于什么細(xì)胞？受精卵

在個(gè)體發(fā)育中，由____________細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在

_____、_______和_________上發(fā)生____________的過程。一個(gè)或一種形態(tài)穩(wěn)定性差異結(jié)構(gòu)生理功能細(xì)胞分化1.概念：

在個(gè)體發(fā)育中，由____________細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在

_____、_______和_________上發(fā)生____________的過程。一個(gè)或一種形態(tài)穩(wěn)定性差異結(jié)構(gòu)生理功能思考：單細(xì)胞生物有細(xì)胞分化嗎？沒有2.特點(diǎn)：資料一：細(xì)胞分化是一種持久性的變化，即發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。資料二：分化后的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，即黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，不會(huì)變成其他類型細(xì)胞。資料三：分化后直到死亡，不能再回到分化前的狀態(tài)資料四：細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。持久性穩(wěn)定性不可逆性普遍性3.意義：（1）是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)（2）使細(xì)胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率細(xì)胞總DNA蛋白質(zhì)肌動(dòng)蛋白基因血紅蛋白基因胰島素基因肌動(dòng)蛋白血紅蛋白胰島素肌肉細(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島B細(xì)胞+++--+4.細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)/原因：科學(xué)家利用基因探針技術(shù)和抗原抗體雜交技術(shù)對人體幾種細(xì)胞含有的基因情況和蛋白質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，記錄如下：（“+”表示有，“-”表示無）思考:三種細(xì)胞的DNA相同嗎？蛋白質(zhì)相同嗎？為什么？ABCDEABCDE基因ABCDEABCDEABCDEABCDE實(shí)質(zhì)(根本原因):蛋白質(zhì)種類的不同基因的選擇性表達(dá)直接原因:3.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)：幾乎所有細(xì)胞中均表達(dá)的基因稱為管家基因，如呼吸酶基因、ATP合酶基因等；不同類型細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因稱為奢侈基因，如胰島素基因、血紅蛋白基因等?；蚣?xì)胞中的表達(dá)情況功能例子管家基因所有細(xì)胞均要表達(dá)維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需呼吸酶基因ATP合成酶基因奢侈基因不同類型細(xì)胞選擇性表達(dá)賦予不同細(xì)胞特異性的生理功能血紅蛋白基因肌動(dòng)蛋白基因胰島素合成基因基因選擇性表達(dá)指的是奢侈基因的選擇性表達(dá)！拓展：卵清蛋白基因血紅蛋白基因胰島素基因ATP合酶基因血紅蛋白基因ATP合酶基因卵清蛋白基因胰島素基因胰島素基因ATP合酶基因卵清蛋白基因血紅蛋白基因

個(gè)體發(fā)育過程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同，即基因的選擇性表達(dá)。輸卵管細(xì)胞紅細(xì)胞胰島B細(xì)胞【小組活動(dòng)】小組討論，分析各種細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)情況開啟開啟開啟開啟開啟開啟關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉“四看”法判斷細(xì)胞分化——四項(xiàng)中共性為“細(xì)胞與眾不同”下列有關(guān)細(xì)胞分化的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞分裂能力隨細(xì)胞分化程度的提高而減弱B.哺乳動(dòng)物造血干細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞的過程不可逆C.細(xì)胞分化過程中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量未發(fā)生改變D.細(xì)胞分化過程中,不同類型細(xì)胞的細(xì)胞器數(shù)量存在差異課堂檢測C

已經(jīng)發(fā)生高度分化的細(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其他細(xì)胞嗎?思考：受精卵細(xì)胞分化組織細(xì)胞？結(jié)論：高度分化的植物細(xì)胞在離體培養(yǎng)下仍形成完整的植物體。說明植物細(xì)胞具有全能性。二、細(xì)胞的全能性①②③⑥④⑤脫分化再分化資料1

分析植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）胡蘿卜韌皮部細(xì)胞是不是已分化的細(xì)胞？（2）韌皮部細(xì)胞如何才能再度分裂和分化？（3）胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程需要哪些條件？（4）換成胡蘿卜其他部位的細(xì)胞，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?？①離體（必要條件）

②植物激素

③營養(yǎng)物質(zhì)

④適宜的環(huán)境（pH、溫度等）⑤無菌無毒環(huán)境①離體（必要條件）

是

(1)將腸上皮細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)能獲得新的個(gè)體嗎？(2)與資料1實(shí)驗(yàn)相比，你能從該實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論？不能，目前只能培養(yǎng)到細(xì)胞二、細(xì)胞的全能性資料2

分析動(dòng)物核移植技術(shù)結(jié)論：已分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。二、細(xì)胞的全能性

細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。細(xì)胞內(nèi)含有本物種全套的遺傳信息1.概念：2.原因：?注意：沒有分化的細(xì)胞，如受精卵、動(dòng)物和人體的早期胚胎細(xì)胞、植物體的分生組織細(xì)胞也具有全能性。?注意：種子發(fā)育成個(gè)體不能體現(xiàn)全能性。因?yàn)橐粋€(gè)個(gè)體的所有細(xì)胞都由一個(gè)受精卵發(fā)育而來，細(xì)胞分裂保持了親子代細(xì)胞的遺傳的穩(wěn)定性，而細(xì)胞分化又未改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，所以每個(gè)細(xì)胞都含有本物種的全套遺傳信息。植物細(xì)胞VS動(dòng)物細(xì)胞（動(dòng)物細(xì)胞只有細(xì)胞核表現(xiàn)出了全能性）幼嫩細(xì)胞

VS

衰老細(xì)胞受精卵

VS

生殖細(xì)胞(精子、卵細(xì)胞)

VS

體細(xì)胞

4.當(dāng)分化程度越高，分裂能力越

，全能性越

，因此細(xì)胞全能性大小比較：低低3.表達(dá)全能性需要的條件：①離體（必要條件）②植物激素③營養(yǎng)物質(zhì)④適宜的環(huán)境（pH、溫度等）⑤無菌無毒環(huán)境（1）快速繁殖花卉、蔬菜等長江女神白鰭豚百合花杜鵑（3）克隆人體器官，用于器官移植心臟移植腎臟移植（2）拯救珍稀、瀕危動(dòng)植物5.細(xì)胞全能性的應(yīng)用：

在人體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120d左右，白細(xì)胞的壽命為5~7d。這些細(xì)胞都是失去分裂能力的細(xì)胞。

白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細(xì)胞，而正常的血細(xì)胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效治療白血病。1.為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會(huì)隨著血細(xì)胞的死亡而減少？2.骨髓與血細(xì)胞的形成有什么關(guān)系？問題探討骨髓中造血干細(xì)胞能通過增殖與分化，不斷產(chǎn)生不同種類的細(xì)胞。健康人會(huì)不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞，補(bǔ)充到血液中去動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，稱為干細(xì)胞造血干細(xì)胞白細(xì)胞紅細(xì)胞血小板1.干細(xì)胞(1)全能干細(xì)胞：(2)多能干細(xì)胞：(3)專能干細(xì)胞：可分化為各種細(xì)胞，構(gòu)成各種組織和器官，最終發(fā)育成完整個(gè)體（胚胎干細(xì)胞）發(fā)育形成一種器官的多種組織，但不能發(fā)育成完整個(gè)體（造血干細(xì)胞）只能分化成某一類型的細(xì)胞（神經(jīng)干細(xì)胞）2.干細(xì)胞的種類

《金版》P151骨髓移植的方法治療白血病利用胚胎干細(xì)胞修復(fù)病人損傷組織干細(xì)胞領(lǐng)域依然面臨著很多問題，也存在很多爭議，有興趣的同學(xué)可以查閱相關(guān)資料，了解干細(xì)胞的研究進(jìn)展。細(xì)胞分化細(xì)胞全能性原理細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)細(xì)胞內(nèi)含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點(diǎn)①持久性：②穩(wěn)定性（不可逆性）：③普遍性：④遺傳物質(zhì)不變性：①高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性②動(dòng)物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，

但細(xì)胞核仍具有全能性。結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞形成完整有機(jī)體或其他各種細(xì)胞大小比較細(xì)胞分化程度有高低之分，如體細(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵細(xì)胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞關(guān)系①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生變化