苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞分化、衰老和死亡一等奖ppt课件

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说明在个体发育过程中，细胞在形态结构和生理功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。
积极思维：天竺葵植株中有哪些组织和器官？
受精卵（单个细胞）—→多个细胞—→形成不同组织—→器官—→个体
细胞分化形成复杂的多细胞生物体
概念：个体发育过程中，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
离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。
已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。
细胞分化发生在整个生命进程中,是一种持久性的变化
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。
就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息，为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？是细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
细胞分化——原因（机理）
例：红细胞和肌细胞的遗传信息相同，基因的表达不同。
①细胞分化是生物个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生命活动的效率。
产生形态、结构、功能不同的细胞（增加细胞类型），形成特定形态、结构、功能不同的组织和器官。
细胞分化——结果及意义
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程
比较细胞分裂与细胞分化
下表表示人体不同细胞中基因和蛋白质的存在情况。
注：“＋”表示有，“－”表示无。
(1)分析上述表格，可以发现人体不同种类的细胞含有的基因______，但不同种类的细胞内表达的基因______。(2)为什么高度分化的动植物细胞中含有本物种全套的遗传信息？提示：高度分化的动植物细胞都由同一细胞(受精卵)经分裂、分化而来。
1.细胞分化的过程(1)图示
(2)分析①从细胞水平分析：细胞的形态结构和生理功能发生改变。②从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。③从分子水平分析 　 细胞分化的直接原因a.蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。b.基因角度：基因选择性表达，即在个体发育中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。
2.细胞分化的机制(1)不同细胞中基因“表达情况”不同，即基因“选择性表达”，如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。(2)由于基因的选择性表达，导致遗传信息相同的细胞中，蛋白质“不完全相同”从而导致出现细胞形态结构或生理功能的“与众不同”(即分化)。
1958年，美国科学家斯图尔德()取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。
实验证明：已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
细胞的全能性的实例——植物细胞的全能性
科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。但是目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
实验证明：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
细胞的全能性的实例——动物体细胞核具有全能性
1、细胞的全能性定义：
细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
2、细胞具有全能性的原因
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
应用：快速繁殖花卉、蔬菜
应用：拯救珍稀、濒危动植物
（1）概念：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
全能干细胞：能分化成各种细胞，如胚胎干细胞；
多能干细胞：能分化成多种细胞，如造血干细胞；
专能干细胞：只能向特定细胞分化，如神经干细胞；
干细胞可以用于治疗血液系统疾病
阅读材料，回答问题：材料1　如图是1958年美国科学家斯图尔德以一小块胡萝卜韧皮部的一些组织块为材料，培育出能开花结果的胡萝卜植株的实验过程。
材料2　下图是美洲爪蟾的小肠上皮细胞核移植过程。
(1)材料1培养过程说明，植物细胞具有________，然而在原植物体上并未表现出该特性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明_________________________________________________________。(2)材料1中试管里的培养液应该含有哪些物质？提示：植物激素、无机盐和糖类等物质。(3)材料2说明______________________具有全能性。如果将小肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？_______。(4)材料2说明去核的卵细胞中的_______对动物细胞核全能性的表达发挥着重要作用。(5)分析两个实例，请你说明已经分化的细胞具有全能性的原因是什么？提示：已经分化的细胞仍然具有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。
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
细胞全能性的比较(1)不同生物类型：植物细胞>动物细胞。(2)不同细胞类型：受精卵>生殖细胞>体细胞。(3)不同细胞分化程度：分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。(4)不同细胞分裂能力：与细胞分裂能力呈正相关，即分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞。
1.已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。( )2.生物体内的所有细胞都要发生细胞分化。( )3.细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生命活动的效率。( )4.正常情况下，同一生物个体内不同分化细胞的遗传信息相同。( )5.同一个体内骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。 ( )
例1 下列关于细胞分化的叙述，错误的是(　　)A.细胞分化是生物个体发育的基础B.细胞分化有利于提高各种生命活动的效率D.已经分化的细胞一般会保持分化后的状态，直至死亡
C.细胞在形态上发生变化，但细胞结构不变
例2 如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析错误的是(　　)A.此图能说明细胞分化的实质B.基因B在5种细胞中均可能控制合成蛋白质D.一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同
C.细胞中形态或功能差异最大的是细胞2和4
例3 在下列自然现象或科学研究成果中，能体现细胞全能性的是(　　)A.壁虎断尾后重新长出尾部C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D.蚕豆种子发育成幼苗
B.胡萝卜根的愈伤组织培养成完整植株
例4 下列关于细胞分化和细胞全能性的叙述，正确的是(　　)A.细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变B.人体某细胞中存在纤维蛋白原基因说明已经发生分化D.随细胞分化的进行，细胞的全能性降低并最终丧失
C.人体某细胞中存在血红蛋白说明已经发生细胞分化
1.下列关于细胞分化的叙述错误的是(　　)A.高度分化的动物体细胞的细胞核保持着全能性C.细胞分化贯穿于整个生命过程中D.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率
B.随着细胞分化的进行，细胞中的遗传物质种类会发生变化
2.植物根尖各种细胞都是由分生区细胞分化形成的，在此过程中不变的是(　　)A.细胞的形态结构B.细胞器的种类和数量C.全能性的表达能力
D.细胞核内的遗传物质
3.下列事实能体现细胞全能性的是(　　)B.植物种子发育成幼苗C.骨髓造血干细胞分裂、分化成各种血细胞D.胚胎干细胞经诱导培育成人体器官
A.棉花的根尖细胞经诱导形成幼苗
4.下列有关细胞的全能性的说法，不正确的是 (　　)A.植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性C.细胞具有全能性是因为其具有该生物的全套遗传物质D.全能性的大小依次为受精卵>生殖细胞>植物体细胞>动物体细胞
B.动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性