细胞分化和全能性(公开课).ppt

第五章第五章 第二节第二节 细胞分化、衰老和凋亡细胞分化、衰老和凋亡 细胞分化细胞分化 细胞的全能性细胞的全能性 1、理解细胞分化的概念、特点和意义、理解细胞分化的概念、特点和意义 2、理解细胞全能性的概念、理解细胞全能性的概念 3、举例说明细胞的全能性、举例说明细胞的全能性 教学目标：教学目标：细胞增殖（分裂）细胞增殖（分裂）思考思考1：仅有细胞的增殖，受精卵：仅有细胞的增殖，受精卵能形成许多不同类型的细胞，进能形成许多不同类型的细胞，进而发育成多细胞生物体吗？而发育成多细胞生物体吗？示意图：示意图：细胞分化细胞分化 一、细胞分化一、细胞分化 一、细胞分化一、细胞分化 1.概念概念:同一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代同一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代,在在形态结构和生理功能形态结构和生理功能上逐渐发生上逐渐发生稳定性稳定性 差异的过程差异的过程,称为细胞分化。称为细胞分化。思考思考2：细胞分化的结果是什么？：细胞分化的结果是什么？单核单核 细胞细胞 白细胞白细胞 红细胞红细胞 血小板血小板 造血干细胞造血干细胞 图图5-7 骨髓中造血干细胞分化成各种血细胞骨髓中造血干细胞分化成各种血细胞 思考思考3：细胞分化同细胞分裂一样细胞中遗：细胞分化同细胞分裂一样细胞中遗传物质都没有发生改变，请解释为什么？传物质都没有发生改变，请解释为什么？思考思考4：同样来自一个受精卵：同样来自一个受精卵,且每个细胞都携且每个细胞都携带有带有相同的遗传信息相同的遗传信息,为什么还会出现差异呢？为什么还会出现差异呢？因为不同组织的细胞都是来源于因为不同组织的细胞都是来源于受精卵受精卵，并经有丝分裂产生的。并经有丝分裂产生的。思考思考4：比较人体细胞中几种基因及有关蛋比较人体细胞中几种基因及有关蛋白质的种类，分析细胞分化的根本原因？白质的种类，分析细胞分化的根本原因？细胞总细胞总DNADNA 蛋白质蛋白质 卵清蛋白卵清蛋白基因基因 唾液淀粉唾液淀粉酶基因酶基因 胰岛素胰岛素基因基因 卵清卵清 蛋白蛋白 唾液淀唾液淀粉酶粉酶 胰岛素胰岛素 输卵管输卵管 细胞细胞 唾液腺唾液腺 细胞细胞 胰岛细胰岛细胞胞 基因选择性表达基因选择性表达“”表示有，“”表示”表示有，“”表示无无 2、细胞分化的根本原因：、细胞分化的根本原因：3.3.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合成多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮黑色素；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细胞，而不会变成其他类型的细胞。2.2.在细胞分化过程中在细胞分化过程中,假如当假如当A细胞分化形成细胞分化形成B细胞后细胞后,一般不会再表现出一般不会再表现出B细胞反方向分化形成细胞反方向分化形成A细胞细胞,这说明细胞分化具有这说明细胞分化具有 思考思考5 5：以下事例可说明细：以下事例可说明细胞分化具有什么胞分化具有什么特点特点：稳定性稳定性 不可逆性不可逆性 1.1.细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。(动物）动物）胚胎时期胚胎时期达到最大限度。达到最大限度。持久性持久性 想一想 3、细胞分化的特点：、细胞分化的特点：4、细胞分化的意义：、细胞分化的意义：细胞分化是多细胞生物个体发育的基础，细胞分化是多细胞生物个体发育的基础，是生物界中普遍存在的生命现象。是生物界中普遍存在的生命现象。受精卵 小肠上皮细胞 血红细胞 神经细胞 思考思考6：分别是什么生命现象？两分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？者有何区别和联系呢？细胞分裂细胞分裂 细胞分化细胞分化 不不 同同 点点 细胞细胞数量数量 细胞细胞类型类型 相相 同同点点 联联系系 增加增加 不变不变 不变不变 增加增加 遗传信息都不变遗传信息都不变 共同完成生物个体发育过程共同完成生物个体发育过程 填一填填一填 细胞分裂和细胞分化的比较细胞分裂和细胞分化的比较 持久性持久性 不可逆性不可逆性 稳定性稳定性 细胞分化细胞分化 同一种类型的细胞同一种类型的细胞经细胞分裂后经细胞分裂后,逐渐在逐渐在形态结形态结构和生理功能构和生理功能上形成上形成稳定性的差异稳定性的差异,产生产生不同的不同的细胞类群细胞类群的过程称为的过程称为细胞分化细胞分化。小结小结 基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果 3.特点特点:1.概念概念:2.实质实质:4.意义：意义：是多细胞生物体个体发育的基础是多细胞生物体个体发育的基础 1.下列关于细胞分化的说法错误的是下列关于细胞分化的说法错误的是 A、细胞分化与生长发育密切相关、细胞分化与生长发育密切相关 B、细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象、细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C、细胞分化仅发生在胚胎时期、细胞分化仅发生在胚胎时期 D、细胞分化是在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。、细胞分化是在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。2.人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛 细胞中细胞中 A.只有胰岛素基因只有胰岛素基因 B.比人受精卵的基因要少比人受精卵的基因要少 C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因 D.有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因 C C 3.细胞分化与细胞增殖的主要不同是细胞分化与细胞增殖的主要不同是 A.细胞的数量是否增多细胞的数量是否增多 B.细胞的形态、结构不同细胞的形态、结构不同 C.细胞的生理功能不同细胞的生理功能不同 D.细胞在形态、结构和生理功能上是否产生差异细胞在形态、结构和生理功能上是否产生差异 D 思考：思考：已经高度分化的细胞，能已经高度分化的细胞，能否像早期胚胎细胞那样，分化否像早期胚胎细胞那样，分化成一个完整的个体呢？成一个完整的个体呢？二、细胞的全能性二、细胞的全能性 成熟胡萝卜成熟胡萝卜 植株植株 肉质根薄片肉质根薄片 在培养基中在培养基中离体培养离体培养 胚状体发育胚状体发育 试管苗试管苗 斯图尔德的实验斯图尔德的实验 知识构建二：植物细胞的全能性知识构建二：植物细胞的全能性 思考思考1 1：斯图尔德的实验证明了什么？：斯图尔德的实验证明了什么？高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力 1、细胞的全能性：、细胞的全能性：是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。思考2：为什么任意1个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？体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：、细胞具有全能性的原因：离体的组织或细胞离体的组织或细胞 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 试管苗试管苗 新植株新植株 3、植物组织培养技术、植物组织培养技术 离体的组织离体的组织或细胞或细胞 愈伤组织愈伤组织 脱分化脱分化 胚状体胚状体 新植株新植株 发育发育 再分化再分化 植物组织培养技术植物组织培养技术的过程的过程:脱分化脱分化 再分化再分化 思考：思考：已经高度分化的动物细胞已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢是否也具有全能性呢？多莉是怎么多莉是怎么 诞生的？诞生的？思考思考 这个试验说明了已经分化这个试验说明了已经分化的细胞核具有什么特性？的细胞核具有什么特性？高度分化的动物体细胞高度分化的动物体细胞 的细胞核具有全能性。的细胞核具有全能性。4 4、克隆羊的诞生、克隆羊的诞生 白面羊乳腺细白面羊乳腺细胞的细胞核胞的细胞核 黑面羊卵细胞黑面羊卵细胞的细胞质的细胞质 代孕母羊代孕母羊 白面羊的克隆羊白面羊的克隆羊 体外培养体外培养 一段时间一段时间 融合融合 新的细胞新的细胞 2、原因：原因：高度分化高度分化的植物细胞的植物细胞在适宜的在适宜的条件条件下下具有具有 发育成发育成完整植株完整植株的的潜能潜能。已分化的植物细胞已分化的植物细胞具有保持本物种遗传特具有保持本物种遗传特 性的全部遗传物质性的全部遗传物质 1、概念：、概念：3、植物组织培养技术、植物组织培养技术 小结小结 细胞的全能性细胞的全能性-植物细胞全能性植物细胞全能性 4、克隆羊、克隆羊-动物细胞细胞核具有全能性动物细胞细胞核具有全能性 1.取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组 织培养出月季幼苗，说明植物细胞织培养出月季幼苗，说明植物细胞 A.具有全能性具有全能性 B.细胞分化后恢复原状态细胞分化后恢复原状态 C.细胞癌变细胞癌变 D.细胞衰老细胞衰老 A 2.下图是某细胞进行增殖和细胞分化的概念图，据图回答下列有关下图是某细胞进行增殖和细胞分化的概念图，据图回答下列有关 问题：问题：1）.图中图中A部分表示的是部分表示的是 过程，图中过程，图中B部分表示的部分表示的 是是 过程。过程。2）.图中图中b、c、d、e源自于同一个细胞源自于同一个细胞a，所以它们具有相同，所以它们具有相同 的的 。A B 细胞增殖细胞增殖 细胞分化细胞分化 遗传物质遗传物质 a b c d e 2.下图是某细胞进行增殖和细胞分化的概念图，据图回答下列有关下图是某细胞进行增殖和细胞分化的概念图，据图回答下列有关 问题：问题：3）.若若e能合成血红蛋白，则能合成血红蛋白，则b、c、d都不能合成，其主要都不能合成，其主要 原因是原因是 。4）.若若a为植物细胞，而为植物细胞，而d能利用植物组织培养技术在体外条件下能利用植物组织培养技术在体外条件下 培养成一个植物体，则说明培养成一个植物体，则说明d具有具有 性。性。5）.d细胞具有该特性的原因是细胞具有该特性的原因是 。A B 基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果 全能全能 d细胞含有本物种的全部遗传物质细胞含有本物种的全部遗传物质 a b c d e 谢谢谢谢!全能性最高的细胞是全能性最高的细胞是 。细胞全能性大小与分化程度的关系？细胞全能性大小与分化程度的关系？分化程度小的细胞分化程度小的细胞 分化程度大的细胞分化程度大的细胞 （例外）例外）受精卵、精子、体细胞、卵细胞受精卵、精子、体细胞、卵细胞 受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 受精卵、体细胞、干细胞受精卵、体细胞、干细胞 受精卵受精卵 干细胞干细胞 体细胞体细胞 受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞(卵细胞卵细胞)精子精子 体细胞体细胞 植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞 知识点知识点 归纳与结论归纳与结论 1 1、细胞、细胞分化及其分化及其意义意义 a.a.概念：概念：b.b.细胞分化的特点：细胞分化的特点：c.c.细胞分化的实质：细胞分化的实质：d.d.细胞分化的意义：细胞分化的意义：2 2、细胞、细胞的全能性的全能性 a.a.概念：概念：b.b.高度分化的植物细胞具有全能性高度分化的植物细胞具有全能性 c.c.动物细胞的细胞核具有全能性动物细胞的细胞核具有全能性 d.d.干细胞干细胞 持久性，稳定性，不可逆转，遗传物质没有改变。基因的选择性表达 细胞分化是个体发育的基础；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。3、特点、特点:持久性，不可逆性，稳定性持久性，不可逆性，稳定性 一、细胞分化一、细胞分化 1、概念概念:2、实质实质:基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果 4、对多细胞生物体的意义、对多细胞生物体的意义 二、细胞的全能性二、细胞的全能性 1、定义、定义:4、植物组织培养技术、植物组织培养技术(1)原理原理:(2)过程过程:2、原因：、原因：3、大小：、大小：(3)优点，应用：优点，应用：1.1.细胞分化不同于细胞增殖的主要特点细胞分化不同于细胞增殖的主要特点()()A.A.细胞的数量增多细胞的数量增多 B.B.细胞的体积增大细胞的体积增大 C.C.细胞的化学成分含量的变化细胞的化学成分含量的变化 D.D.能形成各种不同的细胞和组织能形成各种不同的细胞和组织 D 2.