6.2細(xì)胞的分化必修一分子與細(xì)胞

學(xué)習(xí)目標(biāo)

核心素養(yǎng)1.闡明細(xì)胞分化的概念，說出細(xì)胞分化是細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，是形成多細(xì)胞生物體的必要過程。2.舉例說明細(xì)胞的全能性在植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物克隆等方面的應(yīng)用。3.說出干細(xì)胞的特點(diǎn)，關(guān)注干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。1.說明在個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了復(fù)雜的多細(xì)胞生物體。(生命觀念)2.通過比較不同細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生的特異性的變化，歸納細(xì)胞分化的概念，進(jìn)而概述的重要意義。(科學(xué)思維)3.通過細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)的探究活動(dòng)，形成科學(xué)探究的思路和方法。(科學(xué)探究）4.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。（社會(huì)責(zé)任）素養(yǎng)目標(biāo)情境探討|人體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120d左右。白細(xì)胞的壽命約為5~7d。這些血細(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的治療白血病。思考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？骨髓中的造血干細(xì)胞能夠通過細(xì)胞增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細(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。第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義數(shù)目增加種類增多細(xì)胞分化系統(tǒng)骨細(xì)胞上皮細(xì)胞肌肉細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞上皮組織肌肉組織神經(jīng)組織結(jié)締組織器官人體受精卵有絲分裂相同細(xì)胞第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義

|受精卵發(fā)育產(chǎn)生不同的細(xì)胞類型上皮細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞軟骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞1.這些細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上是否相同，又有什么相同之處呢？不相同，但總體上都由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核構(gòu)成。2.正常情況下，它們還能恢復(fù)成早期胚胎細(xì)胞嗎？一種組織的細(xì)胞會(huì)不會(huì)轉(zhuǎn)變成其他組織的細(xì)胞？正常情況下，它們不能恢復(fù)成早期胚胎細(xì)胞，也不會(huì)轉(zhuǎn)變成其他組織的細(xì)胞。追根溯源，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)胞表皮細(xì)胞儲(chǔ)藏細(xì)胞功能：光合作用功能：保護(hù)作用功能：貯藏營養(yǎng)

|比較植物體的不同細(xì)胞受精卵細(xì)胞分裂細(xì)胞分化

在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。(教材P119)1.概念：第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義2、特征事實(shí)3：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，而不會(huì)變成其他細(xì)胞。

事實(shí)1：細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。事實(shí)2：對(duì)于多細(xì)胞生物來說，從低等生物到高等生物都存在細(xì)胞分化現(xiàn)象。穩(wěn)定性持久性普遍性事實(shí)4：一般情況下，分化后的細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。遺傳物質(zhì)不變性第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義紅細(xì)胞：人和哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器，胞內(nèi)空間幾乎全部用于容納血紅蛋白。成熟紅細(xì)胞呈中央雙凹的圓盤狀，這種形態(tài)能增加表面積，提高紅細(xì)胞與血漿間進(jìn)行氣體交換的速度。紅細(xì)胞的細(xì)胞膜內(nèi)表面存在血影蛋白形成的網(wǎng)狀纖維骨架，這使其具有極大的柔韌性，以便通過小于自身直徑的毛細(xì)血管。紅細(xì)胞的形成經(jīng)過了如圖的幾個(gè)階段，紅細(xì)胞的各種蛋白質(zhì)在幼紅細(xì)胞階段己經(jīng)開始合成。嗜酸性粒細(xì)胞（一種白細(xì)胞）：嗜酸性粒細(xì)胞的細(xì)胞核分為兩葉，細(xì)胞核的這種形態(tài)增強(qiáng)細(xì)胞變形穿過毛細(xì)血管壁細(xì)胞間的縫隙進(jìn)入其他組織的能力。嗜酸性粒細(xì)胞可以遷移到寄生蟲所寄居的腸道或呼吸道黏膜等處，借助于細(xì)胞表面的Fc受體（一種糖蛋白）黏著于寄生蟲上并釋放“主要堿性蛋白”等蛋白酶攻擊寄生蟲。第一部分|問題：從分子水平上分析，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上出現(xiàn)差異主要是由哪種物質(zhì)直接體現(xiàn)出來的？運(yùn)輸氧氣殺傷寄生蟲血紅蛋白主要堿性蛋白有絲分裂分化分化紅細(xì)胞嗜酸性粒細(xì)胞造血干細(xì)胞第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義DNAα珠蛋白基因β珠蛋白基因控制控制基因的表達(dá)第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義細(xì)胞內(nèi)基因差異表達(dá)的結(jié)果。細(xì)胞中存在基因丟失，每一種細(xì)胞只保留了專有的基因。觀點(diǎn)1觀點(diǎn)2第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義下表是人體內(nèi)幼紅細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞中幾種基因和蛋白種類注：“+”陽性（表示含有），“-”陰性（表示無）細(xì)胞內(nèi)基因差異表達(dá)的結(jié)果。細(xì)胞中存在基因丟失，每一種細(xì)胞只保留了專有的基因。觀點(diǎn)1觀點(diǎn)2第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義1962年，古登用蝌蚪做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程如圖。蝌蚪腸上皮細(xì)胞大部分屬于高度分化細(xì)胞，古登將腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核提取出來，植入去核的蛙卵中，經(jīng)培養(yǎng)得到了蝌蚪。高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核中保留了原有全部的遺傳信息。分析證據(jù)，證明觀點(diǎn)第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義20世紀(jì)50年代，美國科學(xué)家斯圖爾德在離體條件下將胡蘿卜根的韌皮部中分離出的單個(gè)細(xì)胞放入含有植物激素、無機(jī)鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中無菌培養(yǎng)，這些細(xì)胞經(jīng)分裂分化長成了一株新的植株，如圖所示：植物組織培養(yǎng)高度分化的植物細(xì)胞中保留了原有全部的遺傳信息。分析證據(jù)，證明觀點(diǎn)第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義細(xì)胞內(nèi)基因差別表達(dá)的結(jié)果。細(xì)胞中存在基因丟失，每一種細(xì)胞只保留了專有的基因。觀點(diǎn)1觀點(diǎn)2×√基因的選擇性表達(dá)3、細(xì)胞分化的根本原因（實(shí)質(zhì)）第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義細(xì)胞分化是奢侈基因選擇性表達(dá)的結(jié)果管家基因：例如呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。C基因的表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必須的，活細(xì)胞中均要表達(dá)奢侈基因：組織特異性基因，是指不同類型細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，奢侈基因的表達(dá)產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義歸納：細(xì)胞分化的“變”與“不變”不變①遺傳物質(zhì)DNA一般②細(xì)胞的數(shù)目細(xì)胞分化改變分子水平③細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，即細(xì)胞的種類細(xì)胞水平②細(xì)胞器的種類和數(shù)量不完全相同①RNA和蛋白質(zhì)亞顯微結(jié)構(gòu)水平4、意義細(xì)胞分裂細(xì)胞分化生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。第一部分|細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、意義第二部分|細(xì)胞的全能性已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性高度分化的植物細(xì)胞具有全能性細(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。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)胞為什么已分裂和分化的細(xì)胞（或細(xì)胞的細(xì)胞核）有全能性？細(xì)胞（細(xì)胞核）內(nèi)通常都有一套滿足生長、發(fā)育所需的全套遺傳信息練習(xí)：下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的生物學(xué)過程是（）A．玉米種子萌發(fā)長成新植株B．小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞C．?dāng)辔脖诨㈤L出新的尾巴D．胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株D（一個(gè)）細(xì)胞各種類型細(xì)胞（完整個(gè)體）第二部分|細(xì)胞的全能性全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞人和動(dòng)物體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞第三部分|干細(xì)胞植物細(xì)胞的全能性>動(dòng)物細(xì)胞全能性受精卵>生殖細(xì)胞(精卵細(xì)胞)>體細(xì)胞分化程度、分裂能力、全能性大小的比較受精卵胚胎干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞體細(xì)胞隨著分化程度提高，細(xì)胞的分裂能力、全能性逐漸減弱。第三部分|干細(xì)胞急性白血病（一種血液腫瘤）4歲福建女孩小雯，因肩膀酸痛、膝蓋痛、發(fā)高燒去看病，起初以為是支氣管炎，沒想到竟是急性白血病。據(jù)統(tǒng)計(jì)在兒童白血病中，絕大多數(shù)都是急性白血?。ㄕ?5%）。

急性白血病患者的造血干細(xì)胞異常分化、惡性增殖，在這個(gè)過程中會(huì)占據(jù)大量的骨髓中的空間和營養(yǎng)物質(zhì)這意味著其他正常造血干細(xì)胞在骨髓中被排擠，缺少營養(yǎng)物質(zhì)而難以生存因此會(huì)導(dǎo)致正常紅細(xì)胞、白細(xì)胞等血細(xì)胞數(shù)量減少，從而引發(fā)貧血、頻繁感染等癥狀。造血干細(xì)胞與父母配型成功概率是50%，與兄弟姐妹配型成功概率是25%，非直系親屬匹配成功的概率，僅有萬分之一。第三部分|干細(xì)胞課堂小結(jié)課堂檢測(cè)XXX√X√XX課堂檢測(cè)2.下圖表示人體造血干細(xì)胞在離體條件下,經(jīng)誘導(dǎo)形成神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞的過程。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.該圖不能說明造血干細(xì)胞具有全能性B.圖中各細(xì)胞的遺傳信息的執(zhí)行情況相同C.①過程一般不改變遺傳物質(zhì)的數(shù)目D.②過程的實(shí)質(zhì)是遺傳物質(zhì)的改變C課堂檢測(cè)3.下列實(shí)驗(yàn)中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的有(

)①玉米花粉培育出植株②轉(zhuǎn)入貯存蛋白基因的向日葵細(xì)胞培育出植株③用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成可育的植株④植物用種子繁殖后代A.②④ B.①②③C.③④ D.①②③④4.下列關(guān)于細(xì)胞的全能性的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.離體的植物細(xì)胞在一定條件下培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性B.生物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性,是基因在特定時(shí)空下選擇性表達(dá)的結(jié)果C.在生物體所有的細(xì)胞中,受精卵的全能性最高D.克隆猴“