1、第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡第一课时 细胞分化和细胞全能性学习目标核心素养1.掌握细胞分化的概念、实质及特点。2.理解细胞全能性的概念、原因。3.能够举例说明细胞全能性的应用。1.通过对事实资料的分析和讨论，提高学生解决问题的科学探究能力。2.学习细胞全能性的应用，感悟成功实例对经济发展的意义，激发学生学习的兴趣。1234细胞分化形成复杂的多细胞生物体分化后的细胞仍然具有全能性本课小结学习效果检测一株植物体（如天竺葵）是由哪些形态、结构和功能不同的细胞所组成的？这些细胞又组成了哪些组织和器官呢？被子植物受精卵复杂的多细胞生物体开花、传粉、受精细胞分裂等导入分生组织分生组织茎中的输导组织事
2、实资料叶表面的保护组织叶柄中的机械组织叶肉中的营养组织营养器官生殖器官茎果实根叶花种子天 竺 葵分析：同一株天竺葵，不同器官、组织中的细胞都源于一个受精卵，为什么它们的形态、结构和功能会有差异？在个体发育过程中，细胞分化能增加细胞的类型，由不同类型的 细胞 构成不同的 组织，多种组织组成相应的 器官，进而形成复杂的多细胞 生物体。思 考一、细胞分化形成复杂的多细胞生物体 成年人全身细胞总数约成年人全身细胞总数约 10101212个。个。细胞种类细胞种类 有有200 200 多种。这么多种类细胞多种。这么多种类细胞均来自一个均来自一个受精卵受精卵.有丝分裂有丝分裂分分化化神经细胞神经细胞红细胞红
3、细胞肌肉细胞肌肉细胞上皮组织细胞上皮组织细胞在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上，逐渐发生稳定性差异的过程，称为细胞分化。1.概 念细胞分化2.结 果细胞分化形成不同形态、结构、功能的细胞，不同类型的细胞构成不同器官和组织。在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白合成有关的基因处于关闭状态。在肌细胞中，与肌动蛋白合成有关的基因处于活动状态，而与血红蛋白合成有关的基因处于关闭状态。实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同，是基因选择性表达。3.细胞分化的实质细胞分化的实质细胞内遗传信息的执行情况不同细胞内遗传信息的执行情况不同 基因的基
4、因的选择性表达选择性表达管家基因：所有细胞中均表达的一类基因奢侈基因：不同类型中特异性表达的基因 在个体发育中，细胞分化能增加细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理功能，从而有利于提高各种生命活动的效率。4.意 义人的胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，那么胰岛B细胞中：A.只有合成胰岛素的基因 B.在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化 C.既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同 D.只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因C细胞分化是生物界普遍存在在生命现象，是生物体发育的基础。一般来说，分
5、化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（1）普遍性（3）不可逆性发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。（2）持久性一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。（4）遗传物质不变性5.特 点 受精卵受精卵小肠上小肠上皮细胞皮细胞血红血红细胞细胞神经神经细胞细胞比较细胞分裂与细胞分化：比较细胞分裂与细胞分化：遗传信息都不变细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往相伴相随，随着分化程度加大，分裂能力下降细胞数目增加形成不同类型细胞 既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗?思考：思考：二、分化后的细胞仍然具有全
6、能性细胞的全能性事实 1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。胡萝卜根韧皮部的组织块形成试管苗扩大培养移栽大田生长发育诱导形成愈伤组织完整的胡萝卜植株生长发育该实验说明了一个什么问题？细胞经_后，仍然具有产生_或分化成 其他_的潜能和特性。分裂和分化完整有机体各种细胞为什么任意一个体细胞会具有发为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？育成完整个体的潜能？思思考考2 2）.细胞全能性表现的必要条件（外因）细胞全能性表现的必要条件（外因）(1)(1)离离 体体(2)(2)一定的营养物质一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基无机盐、维生素、氨基酸等酸等)和
7、植物激素和植物激素(3)(3)适宜的外界条件适宜的外界条件(适宜的温度、适宜的温度、pHpH等等)、无菌无毒的环境。无菌无毒的环境。2、细胞全能性的原因、细胞全能性的原因1 1）细胞全能性的基础（内因）细胞全能性的基础（内因）因为因为细胞核内含有细胞核内含有保持本物种遗传性所需保持本物种遗传性所需要的要的全套遗传物质全套遗传物质 思 考u如果只发育成叶片体现了全能性吗？u没有离体的根细胞能发育成完整个体吗？有全能性吗？不能不能但是有全能性快速繁殖花卉和蔬菜等作物蝴蝶兰植物组织培养实验室 培养微型观赏植株 拯救濒危物种天然抗癌植物-红豆杉降“三高”药用植物-金花茶1.与传统的杂交技术相比，植物的
8、组织培养具有哪些优点？植物组织培养繁殖速度快，可以保持亲本的优良性状。2.植物细胞具有全能性，那么已经分化的动物体细胞具有全能性吗？卵细胞母绵羊母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核早期胚胎卵裂C母绵羊子宫多莉羊分娩妊娠融合后的卵细胞克隆羊克 隆 羊 多 莉 诞 生 的 过 程动物细胞是否具有全能性？“多利”的诞生证明:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性克隆猪克隆牛克隆猴动物的其他克隆但是目前为止,人们还成功地将单个已分化的动物培养成新的个体。高度特化的动物细胞，从整个细胞来说它的高度特化的动物细胞，从整个细胞来说它的。但是它的但是它的细胞核细胞核仍然保持着全能性。仍然保持着全能性。3.动物细胞核的全能
9、性 总之，植物细胞的全能性更容易表现出来，如茎尖、根尖等处的分生细胞。由高度分化的动物体细胞培育成新个体的过程更具有复杂性。受精卵生殖细胞体细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞幼嫩细胞衰老细胞 动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞eg.人的骨髓的造血干细胞在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。干细胞的用途:干细胞移植治疗白血病 1234细胞全能性的含义、实现条件及成功实例细胞分化的概念、特点和实质细胞全能性的原因细胞全能性大小的比较本课小结随堂检测1.下列成年动物和人体内不具有分化能力的是 （）A胚胎干细胞 B受精卵细胞 C造血干细胞 D肌细胞2.细胞分化的实质是（）A.基因组的改变 B.基因的选择性表达 C.原癌基因的激活 D.细胞亚显微结构的变化D DB B随堂检测3.下列实验中能体现细胞全能性的有（）玉米花粉粒培育出植株 转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株 烧伤病人的健康细胞培养出皮肤 核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移植鱼 植物用种子繁殖后代 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株 A.B.C.D.B B随堂检测4.细胞的全能性是指 （）A细胞具有全面的生理功能 B细胞既能分化，也能恢复到分化前的状态C已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能D已经分化的细胞全部能进一步分化C C
