高中生物 細胞的分化知識梳理與疑難導(dǎo)析 新人教版必修1

1、第2節(jié) 細胞的分化高中生物知識梳理與疑難導(dǎo)析知識梳理1.細胞分化及其意義 在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、_上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。它是一種_的變化，是生物_的基礎(chǔ)；它使多細胞生物體中的細胞趨向_，有待于提高各種生理功能的效率。細胞分化的本質(zhì)是在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中_的執(zhí)行情況是不同的。2.細胞的全能性 已經(jīng)分化的細胞，由于都具有相同的全套遺傳物質(zhì)，在合適的條件下，重新具有分裂能力，并進一步分化形成新個體，即仍然具有_。植物細胞的全能性容易表達，動物和人體的體細胞的全能性較難表達，但其細胞核仍具有全能性。動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細

2、胞，這些細胞叫做_。疑難突破1.人體內(nèi)的胃腺細胞能產(chǎn)生胃蛋白酶，腸腺細胞能產(chǎn)生腸蛋白酶。試想，這兩種功能不同的細胞，它們的遺傳物質(zhì)也不相同嗎？ 剖析：這是個容易混淆的問題。本題應(yīng)從分析胃腺細胞和腸腺細胞的發(fā)育起點入手，結(jié)合細胞分化的原理解答。從起源上看，兩種細胞都由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂和細胞分化而來。據(jù)有絲分裂的過程分析，經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的體細胞均含有與受精卵相同的DNA(基因)，它們的遺傳物質(zhì)是完全相同的，只是在個體發(fā)育過程中，不同細胞中處于活動狀態(tài)的基因不同，于是就產(chǎn)生了與不同細胞功能相適應(yīng)的蛋白質(zhì)。2.細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。這里為什么強調(diào)“潛能”二

3、字？ 剖析：細胞分化的機理告訴我們：分化后的細胞盡管形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生了變化，但仍保留著保持本物種遺傳性的全套基因，并未因分化而丟失或改變，所以高度分化的細胞或其細胞核仍具有發(fā)育成完整個體的能力。這是理論上的推斷，要真正實現(xiàn)全能性的表達，往往需要給予一定的條件。如通常是離體的細胞或組織器官，植物細胞需要一定量的激素、無機鹽、糖類等物質(zhì)，動物細胞的細胞核目前還需要移植到去核的卵細胞中等等?？傊毎娜苄允且环N潛在的能力，在滿足了諸多條件的前提下方可實現(xiàn)表達。3.多細胞生物體從小長大，不僅有細胞數(shù)目的增加，還有細胞在結(jié)構(gòu)和功能上的分化。即從細胞水平上講，細胞分裂和細胞分化在生物的個體發(fā)育過程

4、中發(fā)揮了重要的作用。那么，這二者有何區(qū)別和聯(lián)系? 剖析：細胞分裂保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性；沒有細胞分化，生物體不能正常發(fā)育。 細胞在分裂過程中也有分化，在有些分化過程中也能繼續(xù)分裂。通常分化程度高的細胞，分裂能力較差或失去分裂能力。如神經(jīng)細胞，而且像神經(jīng)細胞這種分化是不可逆的。有些細胞終生保持較旺盛的細胞分裂能力，如各種干細胞。有些分化的細胞在特殊情況下可暫時恢復(fù)分裂能力。問題探究 問題：什么是干細胞？干細胞的研究和應(yīng)用能為人類解決哪些難題？ 探究：干細胞是目前科學(xué)家研究重點熱點問題之一，干細胞應(yīng)用是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。干細胞指具有無限制分裂能力，同時亦可分化成特定組織的細

5、胞，是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細胞，是機體的起源細胞，在細胞生物發(fā)育階段屬于較原始階段。按分化潛能的大小，干細胞可分為三種類型：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞具有形成機體的任何組織或器官直至形成完整個體的潛能。多能干細胞具有分化成多種組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體，如骨髓造血干細胞可以分化出至少12種血細胞。專能干細胞只能分化成某一類型的細胞，如神經(jīng)干細胞只可分化為各類神經(jīng)細胞。 干細胞的應(yīng)用可分成三大類：一是產(chǎn)生特定細胞或組織，作為細胞再生或組織移植和部分更新；二是對藥物開發(fā)和研究產(chǎn)生新的理念，藥物的安全性和有效性可以對特定干細胞進行分析和篩選；三是基因表達、人類

6、發(fā)育、疾病發(fā)生、癌癥研究等。典題精講例1花藥離體培養(yǎng)是指把分裂旺盛的花藥細胞用人工的方法在培養(yǎng)基上培育成單倍體植株。這一成果是利用了細胞的（ ）A.應(yīng)激性 B.全能性 C.變異性 D.適應(yīng)性思路解析：本題考查的知識點是細胞的全能性，設(shè)問的角度較新穎，能夠考查學(xué)生運用知識的能力?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是組織培養(yǎng)的新技術(shù)，對研究生物的遺傳起重要作用。與植物的其他細胞一樣，花藥細胞也具有全能性。答案：B例2用甲母羊的乳腺細胞的細胞核，與乙母羊的卵細胞的細胞質(zhì)組成一個細胞，培育成功了“多利”羊，下列說法錯誤的是（ ）A.高度特化的細胞有全能性B.這個乳腺細胞核內(nèi)含有該物種所需要的全套遺傳物質(zhì)C.“多利”羊的特征

7、與乙母羊幾乎相同D.“多利”羊的特征與甲母羊幾乎相同思路解析：乳腺細胞是高度分化的細胞，一般認為這種細胞不能再繼續(xù)分裂，而現(xiàn)在能繼續(xù)分裂、分化形成一個動物體，表明細胞具有全能性。這個細胞能發(fā)育成一個動物體，也說明乳腺細胞核內(nèi)含有該物種所需要的全套遺傳物質(zhì)。所獲得的“多利”羊的特征與甲母羊幾乎相同，因為它的遺傳物質(zhì)主要來自母羊的細胞核。答案：C知識導(dǎo)學(xué) 注意觀察已經(jīng)分化的動物和植物細胞的圖片，通過“想象空間”加深對細胞分化的理解：（1）細胞分化在生物界普遍存在的生命現(xiàn)象。（2）細胞在外觀尚未出現(xiàn)明顯變化之前，細胞分化的前途就已經(jīng)由遺傳信息的執(zhí)行情況決定了。（3）受精卵只有經(jīng)過細胞分化才能形成胚胎

8、、幼體，并發(fā)育成成體，細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。 在學(xué)習(xí)細胞的全能性時，要結(jié)合以下三個實例理解：（1）1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德首先通過植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整的胡蘿卜植株。（2）1997年，英國胚胎學(xué)家維爾穆特領(lǐng)導(dǎo)首次用體細胞克隆出一只雌性綿羊，取名“多利”。（3）干細胞移植是目前治療某些癌癥的有效手段。疑難導(dǎo)析 細胞分化的結(jié)果是細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生了穩(wěn)定性差異，但來自同一個體的細胞，不同的是遺傳信息的執(zhí)行情況有所不同，分化的細胞所呈現(xiàn)出的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，首先源于細胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的變化，如結(jié)構(gòu)蛋白和催化化學(xué)反應(yīng)的酶，以后依次漸變，不能逆轉(zhuǎn)，因此，分化是一種持久的、穩(wěn)定

9、的漸變過程。 關(guān)于細胞的全能性，可以從細胞有絲分裂結(jié)果、染色體和DNA數(shù)目不變來分析。由于體細胞一般是受精卵通過有絲分裂繁殖而來的，已分化的細胞都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶具有本物種特征的DNA分子。因此，分化的細胞仍具有發(fā)育成完整新個體的潛能。在合適的條件下，有些分化的細胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個體的能力。 細胞分裂和細胞分化是兩個重要的概念，也是具有密切聯(lián)系的兩個生理過程。細胞分裂使細胞數(shù)目增多，屬于發(fā)育過程中的量變；細胞分化導(dǎo)致細胞種類多樣化，是發(fā)育過程中的質(zhì)變。個體發(fā)育是通過細胞分裂和細胞分化過程共同來實現(xiàn)的。問題導(dǎo)思 你可以從以下實例得到啟發(fā)。肝臟是人體一個重要的消

10、化器官，因其在損傷的情況下有強大的再生修復(fù)能力而一直受到醫(yī)學(xué)家們的普遍關(guān)注。目前認為參與肝臟修復(fù)的細胞可能有三個來源：一是通過肝細胞自身的有絲分裂來彌補死亡的肝細胞，這些肝細胞是干細胞嗎？二是在比較嚴重的肝損傷情況下，肝臟的干細胞被激活并向肝細胞分化以修復(fù)肝臟，這些干細胞屬于哪種類型？最近的研究顯示骨髓中的造血干細胞也具有向肝細胞分化的能力，造血干細胞屬于哪種類型？典題導(dǎo)考綠色通道：通過此題可總結(jié)如下內(nèi)容：生物體內(nèi)細胞的全能性。細胞在離體條件下，提供適宜條件才能表現(xiàn)其全能性。細胞全能性種類?？煞譃轶w細胞全能性及生殖細胞全能性。細胞全能性差異。植物的體細胞全能性易于表現(xiàn)，動物細胞全能性受到極大限制。典題變式：植物組織培養(yǎng)利用了細胞的（ ）A.遺傳性 B.變異性 C.全能性 D.多能性答案：C黑色陷阱：這是聯(lián)系生物科技新成就、新進展，培養(yǎng)運用生物學(xué)基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題的能力。若視野不夠開闊，對一些科技新進展、新成就不能給予關(guān)注，沒有養(yǎng)成運用所掌握的基本原理