第二節(jié)細胞的分化高一生物學必修一第六章細胞的生命歷程

在人體內，紅細胞的壽命為12d左右。白細胞的壽命約為5~7d。這些血細胞都是失去分裂能力的細胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細胞。而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效的治療白血病。問:為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？健康人會不斷產生新的血細胞，補充到血液中去。問:骨髓與血細胞的形成有什么關系？骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化，不斷產生不同種類的血細胞。一、細胞分化1、觀察并回答

一、細胞分化1、觀察并回答

骨髓中的造血干細胞能產生新的血細胞。骨髓中的造血干細胞產生的形態(tài)、結構和功能不同的血細胞的過程就是細胞分化。2、比較構成人體組織的細胞

一、細胞分化受精卵細胞分裂細胞分化2、比較構成人體組織的細胞

一、細胞分化受精卵細胞分裂細胞分化同一動物體的這些細胞都源自早期胚胎細胞通過有絲分裂形成。這些細胞在形態(tài)上相差很大，結構上也有區(qū)別，功能上各不相同，但總體上都是由細胞膜、細胞質、細胞核組成的。在正常情況下，它們是不能恢復成早期胚胎細胞的；這四種組織中的某種細胞不會被轉變成其他組織的細胞。3、同一植物體的這些細胞都來自一群彼此相似的早期胚細胞。表皮細胞（保護作用）儲藏細胞（貯藏營養(yǎng)）葉肉細胞（光合作用）表皮細胞氣孔細胞儲藏細胞葉肉細胞一、細胞分化早期胚細胞【細胞分化】在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。分化的對象：產生形態(tài)、結構、功能不同的細胞。一個或一種細胞。分化的結果：問:細胞分化過程中有什么特點？遺傳信息是否發(fā)生改變？4、概念一、細胞分化5、分子水平分析細胞分化一、細胞分化受精卵分裂和分化組織細胞遺傳物質穩(wěn)定一致有絲分裂結果什么是生命活動的主要承擔者?期胚細胞蛋白質差異在哪？5、分子水平分析細胞分化一、細胞分化細胞總DNA蛋白質卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰島素基因卵清蛋白β-珠蛋白胰島素輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島B細胞+++--+注：“＋”表示有，“－”表示無。思考:三種細胞的DNA相同嗎?蛋白質相同嗎?為什么？一、細胞分化【活動】四種顏色的卡片:四種基因(卵清蛋白基因、B-珠蛋白基因、胰島素基因和微管蛋白基因)5、分子水平分析細胞分化卡片正面卡片背面一、細胞分化【活動】四種顏色的卡片:四種基因(卵清蛋白基因、B-珠蛋白基因、胰島素基因和微管蛋白基因)5、分子水平分析細胞分化模擬表示分化成輸卵管細胞時基因的開啟或關閉情況：一、細胞分化【活動】四種顏色的卡片:四種基因(卵清蛋白基因、B-珠蛋白基因、胰島素基因和微管蛋白基因)5、分子水平分析細胞分化模擬表示分化成紅細胞時基因的開啟或關閉情況：一、細胞分化【活動】四種顏色的卡片:四種基因(卵清蛋白基因、B-珠蛋白基因、胰島素基因和微管蛋白基因)5、分子水平分析細胞分化模擬表示分化成胰島B細胞時基因的開啟或關閉情況：一、細胞分化不同組織細胞的所有基因的表達情況：幾乎所有細胞中均表達的基因，如ATP合酶基因、微管蛋白基因等。不同類型細胞中特異性表達的基因，如胰島素基因B-珠蛋白基因等。5、分子水平分析細胞分化一、細胞分化【細胞分化的實質】個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同，即基因的選擇性表達。6、細胞分化的實質ABCDEABCDE基因ABCDEABCDEABCDEABCDE一、細胞分化基因在肌細胞分化過程中的調控作用6、細胞分化的實質一、細胞分化基因在肌細胞分化過程中的調控作用6、細胞分化的實質器官、系統(tǒng)形態(tài)建成細胞分化是生物體組織、的基礎，是個體發(fā)育的基礎。細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向專門化有利于提高生物體各種生理功能的效率。7、細胞分化的意義一、細胞分化8、細胞分化的特點一、細胞分化胚胎發(fā)育（1）持久性:細胞分化發(fā)生在整個生命進程中，在胚胎時期分化程度最大。8、細胞分化的特點一、細胞分化【資料1】黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素;離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。【資料2】將肌細胞分化過程中的關鍵調控蛋白M基因，轉入體外培養(yǎng)的來自皮膚的成纖維細胞中進行過表達，會使皮膚的成纖維細胞合成大量的肌動蛋白和肌球蛋白，表現(xiàn)出骨骼肌細胞的特征。（2）穩(wěn)定性:已經分化的細胞在生物體內不會變成其他細胞9、植物細胞的分化一、細胞分化9、植物細胞的分化一、細胞分化實驗材料：胡蘿卜的韌皮部細胞培養(yǎng)液成分：植物激素、無機鹽和糖類物質等實驗結果：離體培養(yǎng)的細胞長成了新植株1902年，德國植物學家在細胞學說的基礎上，大膽預言離體的植物細胞具有發(fā)育的全能性，能夠發(fā)育成完整的植物體。1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。1、閱讀并思考二、細胞的全能性1胡蘿卜韌皮部細胞屬于已分化的細胞：（1）韌皮部是指植物體內具有運輸產物、貯藏和支持功能的一種組織，屬于輸導組織。（2）韌皮部的主要功能是將葉片的光合產物運送到植物的各個部位。（3）韌皮部細胞屬于已分化細胞。1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。1、閱讀并思考二、細胞的全能性1

韌皮部細胞能再度分裂和分化：脫分化:已分化的細胞經過誘導后失去其特有的結構和功能，恢復分生狀態(tài)的過程。再分化:脫分化后的細胞，再一次分裂分化出各種組織和器官。1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。1、閱讀并思考二、細胞的全能性1胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程需要的條件：離體植物激素一定的營養(yǎng)條件適宜的環(huán)境(pH、溫度等)無菌環(huán)境1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。1、閱讀并思考二、細胞的全能性1問：

換成胡蘿卜其他部位的細胞，該實驗能否成功？能。高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。1、閱讀并思考二、細胞的全能性1細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。高度分化的細胞仍保留著該物種個體發(fā)育所需的全套基因。二、細胞的全能性2、概念概念原因科學家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結果獲得了新的個體。紫外線蛙卵細胞核蝌蚪的腸上皮細胞去核細胞核核移植8細胞胚蝌蚪卵細胞乳腺細胞去核細胞核核移植代孕母羊多莉3、動物克隆二、細胞的全能性2動物克隆問:將腸上皮細胞單獨培養(yǎng)能獲得新的個體嗎？與資料1中的實驗相比，你能從資料2中的實驗得出什么結論？目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體。不能。資料2中實驗說明已分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性?？茖W家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結果獲得了新的個體。3、動物克隆二、細胞的全能性2植物細胞動物細胞能夠分裂的細胞不再分裂的細胞未分化或分化程度低的細胞分化程度高的細胞受精卵>生殖細胞>體細胞細胞的全能性：4、細胞全能性難易度二、細胞的全能性較容易較難較容易較難01.快速繁殖花卉、蔬菜等02.拯救珍稀、瀕危動植物5、細胞全能性的應用二、細胞的全能性03.克隆人體器官，用于器官移植心臟移植腎臟移植5、細胞全能性的應用二、細胞的全能性白血病,俗稱“血癌”,是一種惡性程度極高的血液病?；颊叩难褐谐霈F(xiàn)大量異常的白細胞，而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效的治療白血病。此外用化療、放療等方法也可以遏制病變的白細胞,延長病人的生命。問:為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡減少？會通過細胞分裂產生新的血細胞來補充問:骨髓與血細胞的形成有什么關系？目前最先進的治療手段是骨髓移植骨髓中的造血干細胞通過增殖和分化，不斷的產生不同種類的血細胞。問:什么是干細胞？有哪些特征？還有哪些運用呢？1、閱讀并思考三、干細胞的特點及應用按分化潛能分多能干細胞（

）神經干細胞造血干細胞專能干細胞（

）全能干細胞（

）受精卵動物和人體內仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。例如:胚胎干細胞、造血干細胞、神經干細胞、成肌細胞等2、概念三、干細胞的特點及應用概念類型3、類型三、干細胞的特點及應用4、干細胞分裂特點(1)干細胞移植治療白血??；

俗稱血癌，是各路苦情劇中常用橋段，這當然不是指血液變成了白色，白血病是一種造血干細胞惡性克隆性疾病。患者體內的血液、骨骼和各種組織器官中，都存在著大量形態(tài)異常的白細胞，這些細胞鳩占鵲巢，讓身體失去造血的機能。我國是白血病的高發(fā)國家，每10萬人中有4-6人患有白血病，其中40%是兒童，白血病的發(fā)病率在各類腫瘤中占據(jù)第六位。5、應用三、干細胞的特點及應用(2)在體外培養(yǎng)出組織和器官，并最終通過組織和器官移植實現(xiàn)對臨床疾病的治療。臍帶血里頭含有大量的干細胞，稱為臍帶干細胞，為胎兒制造血液和免疫細胞的主要來源。臍帶干細胞5、應用三、干細胞的特點及應用日本東京大學和京都大學的科學家研究出人耳鼠，就是在老鼠背上種植出人耳，他們稱要將這項技術用于人體。項目細胞分裂細胞分化發(fā)生時間從受精卵開始發(fā)生在整個生命進程中原因細胞增殖需要基因的選擇性表達結果細胞數(shù)目增多細胞種類增多意義保持了親、子代間遺傳的穩(wěn)定性保證了生物體的正常發(fā)育聯(lián)系細胞分裂是細胞分化的基礎，兩者往往是相伴相隨的，隨分化程度加大，分裂能力逐漸下降四、總結項目細胞分化細胞全能性原理特點大小比較結果關系①持久性②穩(wěn)定性③不可逆性

④普遍性①高度分化