细胞的生命历程课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

1、第6章 细胞的生命历程年年 级：高一级：高一 学学 科：生物学（人教版）科：生物学（人教版）第2节 细胞的分化（第一课时）问题探讨思考：为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？在人体内，红细胞的寿命约120d左右，白细胞的寿命为57d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。骨髓中的造血干细胞能产生新的血细胞。骨髓中的造血干细胞产生的形态、结构和功能不同的血细胞的过程就是细胞分化。任务1：细胞水平分析细胞分化受精卵细胞分裂细胞分化细胞分化 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。受精卵分裂和分化组织细胞有丝分裂差异在哪里？什么是生命活动的主要承担者？蛋白质结果遗传物质稳定一致任务2：分子水平分析细胞分化细胞总DNA蛋白质卵清蛋白基因-珠蛋白基因胰岛素基因卵清蛋白-珠蛋白胰岛素输卵管细胞+-红细胞+-+-胰岛B细胞+-+思考：三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？活动：四种颜色的卡片：四种基因（卵清蛋白基因、-珠蛋白基因、胰岛

2、素基因和微管蛋白基因）卵清蛋白基因开启卡片正面卡片反面-珠蛋白基因开启胰岛素基因开启微管蛋白基因开启卵清蛋白基因关闭-珠蛋白基因关闭胰岛素基因关闭微管蛋白基因关闭活动：模拟表示分化成输卵管细胞时基因的开启或关闭情况卵清蛋白基因开启-珠蛋白基因关闭胰岛素基因关闭微管蛋白基因开启小活动：模拟表示分化成红细胞时基因的开启或关闭情况模拟表示分化成胰岛B细胞时基因的开启或关闭情况卵清蛋白基因关闭-珠蛋白基因开启胰岛素基因关闭微管蛋白基因开启卵清蛋白基因关闭-珠蛋白基因关闭胰岛素基因开启微管蛋白基因开启 几乎所有细胞中均表达的基因，如ATP合酶基因、微管蛋白基因等。不同类型细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因、-珠蛋白基因等。思考：不同组织细胞的所有基因的表达情况都不同吗？细胞分化的实质 个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。基因在肌细胞分化过程中的调控作用早期胚胎细胞成肌细胞完全发育的肌细胞关闭成肌细胞开启M蛋白开启转录因子开启开启肌动蛋白 肌球蛋白M基因其他生肌基因其他生肌基因组合调控引发组织特异性基因的表达不同的肌肉组织人体不同的器官和系统细胞分化的意义

3、 细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，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，有利于提高生物体各种生理功能的效率。任务3：分析细胞分化的特点持久性：细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期分化程度最大胚胎发育 资料1：黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。思考：已经分化的细胞还能变成其他细胞吗？稳定性：已经分化的细胞在生物体内不会变成其他细胞。资料2：将肌细胞分化过程中的关键调控蛋白M基因，转入体外培养的来自皮肤的成纤维细胞中进行过表达，会使皮肤的成纤维细胞合成大量的肌动蛋白和肌球蛋白，表现出骨骼肌细胞的特征。植物细胞的分化其他的细胞分化现象普遍性：细胞分化是生物界中普遍存在的现象。红色为正常的营养体细胞，蓝色为具有固氮作用的异形胞鱼腥藻小结比较项细胞分裂细胞分化细胞数量细胞形态、结构遗传物质种类蛋白质种类联系增加不变相同不同相同相同相同不同分裂是分化的基础，共同完成个体发育过程 第2节 细胞的分化（第二课时）受精卵细胞分化组织细胞？1902年，德国植物学家在细胞学说的基础上，大胆

4、预言离体的植物细胞具有发育的全能性，能够发育成完整的植物体。20世纪50年代，科学家用科学实验证明了该预测。任务1：分析植物的组织培养技术实验材料：胡萝卜的韧皮部细胞培养液成分：植物激素、无机盐和糖类物质等实验结果：离体培养的细胞长成了新植株韧皮部细胞细胞团根或芽幼苗胡萝卜植株 韧皮部是指植物体内具有运输产物、贮藏和支持功能的一种组织，属于输导组织。韧皮部的主要功能是将叶片的光合产物运送到植物的各个部位。韧皮部细胞属于已分化细胞。思考：胡萝卜韧皮部细胞是不是已分化的细胞？思考：韧皮部细胞如何才能再度分裂和分化？脱分化：已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能，恢复分生状态的过程。再分化：脱分化后的细胞，再一次分裂分化出各种组织和器官。脱分化再分化思考：胡萝卜的组织培养过程需要哪些条件？离体植物激素一定的营养条件适宜的环境（pH、温度等）无菌环境思考：换成胡萝卜其他部位的细胞，该实验能否成功？脱分化再分化细胞的全能性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。高度分化的细胞仍保留着该物种个体发育所需的全套基因。思考：植物组织培养技术有哪些特点？脱分化再分

5、化植物组织培养植物有性生殖受精卵种子植株思考：植物组织培养技术有哪些应用？植物的快速繁殖获得人工种子培养脱毒植物克隆羊技术任务2：分析动物的克隆技术爪蟾克隆技术思考：动物的克隆技术说明了什么？有何实践意义？克隆猴技术动物细胞的细胞核具有全能性任务3：了解干细胞的特点及应用动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，称为干细胞。例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等全能干细胞多能干细胞专能干细胞干细胞的类型干细胞的分裂特点干细胞干细胞定向祖细胞成熟细胞干细胞干细胞干细胞干细胞定向祖细胞定向祖细胞成熟细胞成熟细胞 A：不对称分裂 B：对称分裂I C：对称分裂II骨髓移植的方法治疗白血病干细胞的应用前景利用胚胎干细胞修复病人损伤组织诱导多能干细胞在医学上有广阔应用前景肝细胞脂肪细胞神经细胞其他细胞干细胞领域依然面临着很多问题，也存在很多争议，有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞的研究进展，思考科学、技术和社会的关系。小结1.受精卵、动物和人的早期胚胎细胞、植物分生组织等都具有全能性。2.细胞全能性高低与细胞分化程度有关。3.分化程度越高，全能性表达越困难，全能性越低。

6、细胞分化基因的选择性表达全套的遗传信息细胞全能性实质基础表现普遍性特点持久性稳定性结果形成不同组织、器官第3节 细胞的衰老和死亡 从受精卵开始，细胞经过不断的分裂和分化，形成具有多种结构和功能的组织器官，并发育为完整的胚胎。最后，生长发育为成熟的个体。生长和衰老、出生和死亡，是生物界的正常现象，对于细胞亦是如此。任务1：讨论衰老细胞的特征红细胞平滑肌细胞脂肪细胞肠上皮细胞横纹肌细胞骨细胞成纤维细胞神经细胞逐渐衰老的肝脏细胞细胞衰老特征个体衰老特征皮肤干燥、皱纹头发变白老年斑水分减少，萎缩，体积减小细胞内的酶活性降低细胞内色素积累细胞核体积变大 （1）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低（2）细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深（3）细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小（4）细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢（5）细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递任务2：分析细胞衰老的机理自由基：异常活泼的带电分子或基团攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子（雪崩反应）DNA蛋白质基因突变细胞衰老活性下降自由基攻击细胞的证据端粒：每条染色体的两端都有一段

7、特殊序列的DNA-蛋白质复合体。端粒DNA序列缩短细胞衰老细胞分裂端粒内侧正常的DNA序列受损伤P53等促进衰老基因2009 诺贝尔生理学或医学奖任务3：比较个体衰老与细胞衰老的关系实验1：单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果如下：细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数502024实验2：将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合；将老年人的体细胞去核后与年轻人的细胞核融合。分别在体外培养。结果是前者不分裂，后者分裂旺盛。1.从实验1中你能得出什么结论？讨论：2.是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？细胞衰老或死亡 个体衰老或死亡 正常的细胞衰老利于机体更好地实现自我更新。多细胞生物单细胞生物细胞衰老或死亡=个体衰老或死亡 任务4：思考衰老细胞的命运正常血管平滑肌细胞启动自噬自噬失败维持稳态细胞死亡细胞衰老细胞自噬 细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。细胞自噬的意义？分隔膜包绕自噬体形成与溶酶体融合2016 诺贝尔生理学或医学奖 获得维持生存所需的物质和能量；清除受损或衰老的细胞器，及感染的微生物和毒素，维持细胞内部环境的稳定。细胞的凋亡正常胸腺细胞细

8、胞凋亡讨论：凋亡细胞的特征？2002 诺贝尔生理学或医学奖胎儿手的发育人胚胎发育中尾的消失 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡，是细胞内遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。实现细胞自然更新，清除某些被病原体感染的细胞；对多细胞生物完成正常发育，维持内部环境稳定，抵御外界因素干扰起关键作用。细胞凋亡的意义？资料：脊椎动物神经系统在胚胎发育过程中，会产生过量神经细胞，与神经细胞接触的靶细胞分泌出有限的存活因子。只有竞争得到足够的存活因子，神经细胞才存活。最终合适数量的神经细胞与靶细胞建立连接。讨论：为什么有的神经细胞会死亡？分析细胞凋亡的原因神经细胞靶细胞存活因子凋亡正常细胞凋亡小体细胞肿胀细胞收缩细胞破裂炎症反应被吞噬细胞吞噬消化正常细胞代谢受损中断，细胞损伤或死亡极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激资料：细胞的坏死任务5：讨论研究细胞衰老和死亡的意义细胞自噬细胞自噬肌肉退化肌肉退化随着年龄的增长，细胞自噬作用减弱，骨骼肌肌肉退化。溶酶体肌肉细胞的维持关爱细胞 健康生活小结细胞的衰老和死亡细胞衰老 细胞死亡衰老细胞的特征衰老的原因细胞衰老与个体衰老的关系自由基学说端粒学说细胞凋亡细胞坏死本章小结细胞周期分化具有经历分裂间期分裂期细胞增殖细胞组织细胞衰老细胞死亡全能性

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