【新课教学PPT课件】6.2 细胞的分化 | 人教版高中生物学必修1适用(2026版)

一、教学目标（基于生物学核心素养）

1. 生命观念

○ 通过比较不同细胞的形态、结构和功能，理解细胞分化的概念、特点和意义，形成“结构与功能相适应”的生命观念。

○ 通过分析细胞分化的根本原因，理解“基因的选择性表达”是细胞分化的分子基础。

○ 通过实例分析，理解细胞全能性的概念及其在生物个体发育和生物技术中的应用。

2. 科学思维

○ 通过分析不同细胞中基因和蛋白质的检测资料，运用归纳与概括的方法，推导出细胞分化的直接原因和根本原因。

○ 通过比较细胞分裂与细胞分化、细胞分化与细胞全能性，培养比较与分类的科学思维能力。

3. 科学探究

○ 通过对植物组织培养和动物核移植等经典实验的分析，体验科学探究的过程，学习从实验现象中得出结论的科学方法。

4. 社会责任

○ 关注干细胞研究、组织工程、器官移植等前沿生物科技的发展及其在疾病治疗中的应用，认同生物科学技术对社会发展的推动作用。

○ 了解利用植物组织培养技术保护濒危植物（如野生兰花）的意义，树立保护生物多样性的意识。

二、教学重难点

1. 教学重点

○ 细胞分化的概念、特点和意义。

○ 细胞分化的根本原因（基因的选择性表达）。

○ 细胞全能性的概念和实例。

2. 教学难点

○ 细胞分化的根本原因（基因的选择性表达）。

○ 细胞全能性的概念及其在动植物细胞中的差异。

三、教学方法

● 讲授法：用于系统讲解核心概念和原理。

● 讨论法：用于引导学生分析资料、探讨问题，如细胞分化的原因、细胞全能性的实例等。

● 直观教学法：利用PPT课件中的图片、图表和示意图，使抽象知识具体化。

● 问题探究法：通过设置一系列问题串，引导学生主动思考和探究。

四、教学过程

五、板书设计

六、教学反思

本节课内容抽象，概念较多。教学设计上通过“问题探讨”和“思考·讨论”等环节，引导学生主动参与，从具体实例中归纳抽象概念，符合学生的认知规律。利用PPT中的图表和经典实验资料，将微观、抽象的“基因选择性表达”和“细胞全能性”等难点知识直观化，有助于学生理解。在拓展应用部分，引入干细胞治疗、3D打印器官等前沿科技，能有效激发学生的学习兴趣和社会责任感。

上课！同学们好，请坐！

一、课程导入（对应PPT第1-2页）

先看视频（PPT第2页），这是一个受精卵发育到胎儿的早期阶段的视频演示。

我们来讨论第一个问题：从一个受精卵发育到胎儿，细胞数量是怎么增加的？

大家都知道是有丝分裂对不对？但是，大家想想，如果仅仅是细胞数量的增加，一个受精卵能发育成我们这样复杂的多细胞生物体吗？你来说说看。

对，肯定不行。

哎，这位同学说得非常好！就像一个建筑工地，光有一堆砖头（细胞数量增加），没有图纸和不同工种的分工（细胞分化），是建不起大楼的。

那么，这些细胞是怎么变成不同的“工种”的呢？这就是我们今天要学习的核心内容。来，我们翻到课本P118第6章第2节《细胞的分化》。

二、思考·讨论：比较构成人体组织的细胞（对应PPT第3-7页）

【过渡金句】“要想了解分化是什么，咱们先来看看分化之后长成了啥样子。”

我们先来看教材上的“思考讨论：比较构成人体组织的细胞”。

（PPT展示四类细胞：上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞）

请同学们仔细观察，思考三个问题：第一，它们来源于什么细胞？第二，它们在哪些方面存在差异？第三，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？互相之间能转换吗？给大家三分钟时间，前后桌讨论一下。

好，时间到。哪位同学来回答第一个问题？

Q1：这些细胞来源于什么细胞？

靠窗那位穿白色衣服的男同学，你来试试。

预设学生回答：“来源于受精卵。”

非常好！请坐！回答得非常准确。受精卵经过无数次分裂，产生了我们人体各种各样的细胞。那我再追问一句——

Q2：这些细胞在哪些方面存在差异？

（停顿3秒）

这位靠窗的同学，你来说。

观察得很仔细，请坐！

形态不一样，结构不一样，功能也不一样。上皮细胞扁平，排列紧密，起保护作用；骨骼肌细胞呈圆柱状，能收缩；软骨细胞藏在细胞间质里起支持作用；神经细胞有长长的突起，能传导冲动。

大家看表格（PPT第5页），老师给大家总结好了。

（给学生1分钟时间观察表格）

好，我看大家都看得差不多了。第3个问题——

Q3：在正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎细胞吗？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织细胞？

好，给大家1分钟时间讨论一下，同桌之间可以交流。

（停顿5秒，巡视课堂）

好，时间到。中间那一组靠黑板的女生，你们组讨论得最激烈，你们来分享。

预设学生回答：“我觉得不能恢复成早期胚胎细胞了，而且一种组织的细胞也不会变成另一种组织的细胞。比如上皮细胞就是上皮细胞，不会变成神经细胞。”

总结得非常准确，请坐！大家给她鼓掌！

对，这就是细胞分化的一个重要特点——一旦分化了，它就朝着一个方向走了，不会回头，也不会”跳槽”。当然，这个结论我们后面会深入讲解，现在大家先有个印象。

好，那植物体的细胞是不是也这样呢？我们来看——

【过渡金句】“动物细胞分化了是这样的，那咱们身边最常见的植物细胞呢？它们会不会也’各干各的’？”

大家看PPT上这三种植物细胞：有叶绿体能进行光合作用的叶肉细胞、无叶绿体但有角质层起保护作用的表皮细胞、还有无叶绿体无角质层储存营养物质的储藏细胞。

它们都来自同一株植物的同一群彼此相似的早期胚细胞，对吧？但最后却长成了三种完全不同的细胞。这说明什么？

（停顿3秒）

对，说明细胞分化不只发生在动物身上，植物也一样！分化是普遍存在的现象。

三、细胞分化的概念（对应PPT第8页）

结合前面这些例子，谁能给“细胞分化”下一个准确的定义？

来，这位同学。总结得非常准确，请坐！

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，叫作细胞分化。（PPT第8页）

大家注意几个关键词：第一个是”稳定性差异”——分化后的差异是稳定的、不会轻易改变的；第二个是”增殖产生的后代”——分化是在细胞分裂的基础上发生的。

这里老师要强调一个易错点——

【易错点强调】

很多同学习惯性地认为”细胞分化=细胞分裂”，这是错误的！细胞分裂是细胞数目增多，细胞分化是细胞种类增加。两者是不同的过程，但又有联系——先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础。这个我们后面会详细对比。

四、细胞分化的特点（对应PPT第9页）

【过渡金句】“概念清楚了，那细胞分化到底有什么特点呢？咱们来给它做个'人物画像'。”

PPT逐条展示相关资料，讨论总结细胞分化的特点：

第一个特点：持久性。细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。也就是说，从你还是在妈妈肚子里的时候开始，细胞就在分化了，而且胚胎期分化最旺盛。但不是说出生后就不分化了——比如你的造血干细胞一直在分化产生新的血细胞，这就是持久性的体现。

第二个特点：稳定性。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。分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。

第三个特点：不可逆性。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。也就是说，分化了就不能”返老还童”回到胚胎状态了。

第四个特点：普遍性。在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。动物有，植物也有，对吧？刚才我们已经看到了。

第五个特点：遗传物质不变性。分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。这个非常重要，也是后面理解细胞全能性的关键！

好，这五个特点大家记一下笔记。

五、细胞分化的意义（对应PPT第10-11页）

【过渡金句】“分化有这么些特点，那它到底有什么用呢？为什么要分化？不分化行不行？”

好，我们来看细胞分化的意义。

资料1： 人体在生长发育过程中，如果仅有细胞的增殖，而没有细胞分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体不能正常发育。

这句话什么意思呢？打个比方——如果你只有砖头（细胞分裂产生更多砖头），但没有不同的砌法（细胞分化），那你永远砌不出一栋房子，对吧？细胞分化就是让相同的细胞变成不同功能的”砖块”，有的变成肌肉组织帮你运动，有的变成神经组织帮你思考，有的变成上皮组织保护你的身体。

所以结论是：细胞分化是个体发育的基础。

资料2： 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，细胞中有大量的血红蛋白，因此提高了红细胞运输氧气的能力。肌肉细胞含有大量线粒体，细胞中有大量收缩蛋白质，因此肌肉细胞有很强的收缩功能。

这说明什么？

（停顿3秒）

对！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。红细胞专门运氧，肌肉细胞专门收缩，各专职各的，效率最高！

六、细胞分化的原因（对应PPT第12-15页）

【过渡金句】“好，现在老师要抛出本节课最核心的问题了——为什么同样的DNA，最后却能产生不同的蛋白质、不同的细胞？”

同学们，接下来我们要深入细胞内部，看看细胞分化的”幕后黑手”到底是谁。

首先看直接原因。PPT展示几种细胞的基因和蛋白检测表格（PPT第12页）

【陷阱提问一】

好，这里老师要考考大家，看谁能掉进老师的”陷阱”——

请问：已分化的不同细胞中，DNA一样吗？

（停顿3-5秒，观察学生反应）

我看到很多同学毫不犹豫地点头说”一样”。好，先别急着回答，我再问一句——

那蛋白质呢？也一样吗？

（停顿3秒）

好，这次大家看PPT上的表格：输卵管细胞有卵清蛋白但没有β-珠蛋白和胰岛素；红细胞有β-珠蛋白但没有卵清蛋白和胰岛素；胰岛细胞有胰岛素但没有卵清蛋白和β-珠蛋白。

所以DNA是一样的（三个细胞都有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因），但蛋白质不一样！也就是说，已分化的不同细胞所含蛋白质存在差异。

那问题来了——为什么细胞的基因相同，而含有的蛋白质不同？

这就是我们要找的根本原因了。

好，我们来看根本原因。

资料分析：果蝇幼虫的不同发育时期，浓缩的染色质纤维会成群解旋松开，形成泡状、松散结构，使相应的基因得以表达，被认为是这部分基因被激活的标志。基因的表达产物是蛋白质。

所以结论是：不同发育时期，细胞中的基因状态不同，造成细胞中蛋白质不同。

举个具体的例子——红细胞和B细胞。它们的遗传信息相同，但基因的表达不同。在B细胞中，抗体合成基因开启，血红蛋白基因关闭，所以不能合成血红蛋白；在红细胞中，血红蛋白基因开启，抗体合成基因关闭，所以不能合成抗体。

这就好比同一把钢琴（基因组），在不同的时候按下不同的琴键（基因表达），就能弹出不同的曲子（不同的蛋白质、不同的细胞类型）。

所以，细胞分化是基因的选择性表达的结果。

这里大家要特别注意——

【易错点强调】

很多同学会问：“老师，那分化后的细胞是不是丢失了某些基因？”——不是的！分化后的细胞核内遗传物质没有发生改变，所有的基因都在，只是有的开了、有的关了。就像你手机里所有APP都在，但你今天只打开了微信，没打开抖音，不代表抖音被你删了！

另外，同一个体的不同细胞中，是不是所有基因都不表达了呢？也不是的。比如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因这些”管家基因”，在所有细胞中都是开启的，因为它们维持细胞基本生命活动所必需。

七、细胞的全能性（对应PPT第16-22页）

【过渡金句】“好，刚才我们说了分化后的细胞’一条道走到黑’，不能回头。但自然界中偏偏就有’叛逆者’——有些分化了的细胞，居然能’返老还童’！这是什么操作？”

好，同学们，接下来我们要讲一个听起来有点”违反直觉”的概念——细胞的全能性。

1902年，德国科学家哈勃兰特提出植物细胞具有全能性的理论，即每一个细胞都具有分化成一个完整个体的潜在能力。这个理论的依据是什么？

（停顿3秒）

对！已分化的细胞具有一套完整的遗传物质，理论上成立。因为分化不改变遗传物质，所以理论上每个细胞都含有该物种的全套基因，应该能发育成完整个体。

那理论有没有被证实呢？有！

1958年，美国科学家斯图尔德做了这样一个实验——他把胡萝卜的韧皮部细胞（一种高度分化的植物细胞）放在含有糖类、植物激素、无机盐的培养基中培养，结果这些细胞先形成了细胞团，然后发育成胚状体，最后长成了有根、有茎、有叶的完整试管苗！

【陷阱提问二】

好，这里老师又要出”陷阱题”了——

请问：如果把胡萝卜韧皮部细胞换成动物的高度分化的体细胞，在同样的条件下，能培养成一个完整的动物个体吗？

（停顿5秒，观察学生反应）

我看到很多同学犹豫了。有的说能，有的说不能。好，我们来看科学家的实验。

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！

注意！这里用的是”细胞核”移植，不是整个细胞！也就是说，已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性，但已分化的动物体细胞本身，目前还没有人被成功培养成新的个体。

到目前为止，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。

所以我们要区分两个概念：- 高度分化的植物细胞具有全能性（已证实） - 高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性（已证实） - 高度分化的动物体细胞的全能性（尚未实现）

好，那什么是细胞全能性呢？

细胞的全能性是指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。

这里老师要强调几个比较——

【易错点强调】

易错点1： 没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。不要以为只有分化的细胞才谈全能性！

易错点2： 细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。也就是说，受精卵的全能性最高，分化程度越高的细胞全能性越低。

易错点3： 不同生物之间，植物细胞的全能性大于动物细胞。也就是说，植物细胞更容易表现出全能性。

记忆口诀：受精卵> 生殖细胞 > 体细胞；植物细胞 > 动物细胞。

八、干细胞（对应PPT第23-24页）

【过渡金句】“说完了细胞分化和全能性，老师要带大家认识一群’不死的小强’：干细胞。”

同学们，大家有没有想过，我们的红细胞寿命只有12天左右，白细胞寿命只有5到7天，这些细胞死了之后，身体是怎么补充的？（停顿3秒）

对！通过骨髓中的造血干细胞不断增殖和分化来补充。这就是我们今天要讲的干细胞。

在人体内，红细胞的寿命为12天左右，白细胞的寿命约为5到7天。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。

健康的人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。

骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞（红细胞、白细胞和血小板）。

那什么是干细胞呢？

动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。

这里有两个重要的点大家要记住：1. 个体发育过程中随着分化程度的提高，细胞分裂能力逐渐降低，实现全能性越困难。 2. 骨髓移植不仅需要技术，更需要骨髓造血干细胞捐献者。我国于2001年成立了中华骨髓库。

九、归纳总结（对应PPT第25-26页）

【过渡金句】“好，这节课内容比较多，老师带大家做一个’大汇总’，把今天学的两个重要概念做一个对比。”

好，同学们，我们来对比一下”细胞分裂”和”细胞分化”。

再比较一下”细胞分化”和”细胞全能性”。

十、拓展应用（对应PPT第27-30页）

【过渡金句】“理论学完了，我们来聊聊这些知识能干什么用。”

好，同学们，我们来思考两个拓展问题。

第一个问题：野生兰花属国家二级保护植物，是受国际公约保护的珍稀植物，严禁采挖和销售。我国《刑法》规定，采挖、收购兰花达到一定情节就构成非法收购或采伐国家重点保护植物罪。

利用细胞全能性的原理，我们可以通过植物组织培养技术，在实验室里用少量的兰花细胞培养出大量的兰花植株，这样就就不需要去野外采挖野生兰花了，既保护了珍稀植物，又满足了市场需求。这就是科技保护生物多样性的一个很好的例子。

第二个问题：许多疾病或意外伤害，都是由组织或器官受到损伤而引起的。你能根据本节内容想到办法来修复或更换受损的组织或器官吗？

（停顿5秒，让学生思考）

好，结合我们学的干细胞知识，科学家正在研究利用干细胞来修复或更换受损的组织或器官。比如，将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后，可以分化为”胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。

还有科学家在研究”器官工厂”——利用3D打印技术和干细胞，在实验室里培养出可以移植的人体器官。虽然目前还在研究阶段，但未来也许真的可以实现！

十一、课堂练习（对应PPT第31-34页）

【过渡金句】“好，光说不练假把式，我们来几道题检验一下大家掌握得怎么样。”

好，同学们，现在我们来做一些练习题，检验一下今天的学习效果。

第1题： 判断下列有关细胞分化与细胞全能性关系的表述是否正确。

（1）受精卵没有分化，所以没有全能性。（×）

解析：受精卵虽然没有分化，但它的全能性是最高的！它是发育成完整个体的最原始细胞。

（2）细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱。（√）

对，分化程度越高，全能性越低，这个规律大家要记牢。

第2题： 将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为”胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是——

D. 骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同。

解析：骨髓干细胞分化为胰岛样细胞的过程中，遗传物质没有改变，所以基因组成相同；但因为基因的选择性表达，两种细胞的基因表达情况不同，所以功能也不同。

第3题： 在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为——

D. 不同细胞中的基因选择性地表达。

第4题： 关于细胞分化的叙述，错误的是——

C. 已分化的细胞没有全能性。

解析：已分化的细胞仍然具有全能性！植物细胞可以表现出全能性，动物细胞的细胞核也具有全能性。说”没有全能性”是错误的。

第5题和第6题也是类似的题型，核心考点就是：细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化不改变遗传物质，分化程度越高全能性越低。

好，这几道题大家掌握得都不错，说明今天的内容大家学得挺好的！

十二、课堂结语（对应PPT第35页）

同学们，今天我们学习了细胞的分化——它是什么、有什么特点、有什么意义、为什么会发生、以及分化后的细胞还有没有”返场”的可能（全能性）。还认识了干细胞这个”不死的小强”。

下节课我们将学习第3节——细胞的衰老和死亡。细胞分化了、变老了、最终死亡了，这就是细胞的生命历程。而整个第6章，讲的就是细胞从出生到死亡的全过程。希望大家课后好好复习今天的内容，把细胞分化和细胞全能性的对比表格整理到笔记本上。

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