18-19第6章第2節(jié)細胞的分化

1、知識概覽(教師用書獨具)第2節(jié)細胞的分化學習目標i. 說明細胞分化及其意義。(重點)2.舉例說明細胞的全能性。(重難點)3. 進行有關(guān)干細胞研究進展與人類健康的資料搜集和分析。自主預習探新知、細胞的分化1.概念：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)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。2. 特點(1) 細胞分化是一種持久性的變化。(2) 一般來說，分化了的細胞一直保持分化后的狀態(tài)、直到死亡。(3) 細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象。3. 原因：在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。4. 結(jié)果：形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都有很大差別的組織和器官。5. 意義(1)

2、是生物個體發(fā)育的基礎。(2) 使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化、有利于提高各種生理功能的效率。二、細胞的全能性1.概念：已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。2.類別(1) 植物細胞的全能性 實驗過程胡蘿卜韌皮部細胞+植物激素、無機鹽和糖類的培養(yǎng)液元紂完整的植株。 結(jié)論：高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。(2) 動物細胞細胞核的全能性 實驗過程非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞的細胞核+去核的卵細胞非洲爪蟾。 結(jié)論：已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。3.干細胞(1) 概念：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胞。(2) 舉例：人骨髓中的許多造血十細胞，能通過增殖和分

3、化,不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液中去?；A自測1. 判斷對錯細胞分化是一種持久性的變化，一般分化后的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)。()(1) 細胞分化只發(fā)生丁個體發(fā)育的胚胎時期。()(2) 細胞分化后遺傳物質(zhì)會發(fā)生一定改變。()(3) 細胞全能性是指已分化的細胞，仍具有發(fā)育成完整個體的潛能。()(4) 植物組織培養(yǎng)說明高度分化的植物細胞具有全能性。()(5) 干細胞具有分裂和分化能力。()(6) 誘導干細胞發(fā)育成特定的組織、器官體現(xiàn)了動物細胞具有全能性。()提示：(1)/(2) X細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。(3) x細胞分化后遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。V(5)V(6)Vx細胞的全能性

4、是分化的細胞發(fā)育成完整的個體。2.細胞分化過程中，一般不會出現(xiàn)的是()【導學號:92172223】A. 細胞表面結(jié)構(gòu)的改變B. 細胞器種類和數(shù)量的改變C. 蛋白質(zhì)種類和數(shù)量的改變D. 細胞核中遺傳物質(zhì)的改變答案D3.蝴蝶蘭幼葉的葉肉細胞經(jīng)離體組織培養(yǎng)能培育成蝴蝶蘭幼苗，這說明植物細胞具有()A. 專一性B.全能性C.恢復原狀態(tài)的能力D.進一步分化的能力答案B合作探究玫重難細胞的分化捉其京1J思考交流1.如圖表示某人體內(nèi)的幾種細胞，它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能各不相同。各細胞的遺傳物質(zhì)是否相同？為什么？提示：相同，因為這些細胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的，有絲分裂的特點是遺傳物質(zhì)平均分配。2. 人體內(nèi)分化形成的

5、神經(jīng)細胞和心肌細胞能否再恢復分裂能力?提示：不能恢復分裂能力。3. 下圖為人體中肌肉細胞、未成熟紅細胞和神經(jīng)細胞的產(chǎn)生過程，仔細觀察圖示，探討下列有關(guān)問題：(1) 細胞、含有的蛋白質(zhì)種類一定不相同嗎？提示：不完全相同。(2) 細胞與細胞形成的本質(zhì)區(qū)別是什么?提示：遺傳信息的執(zhí)行情況不同。1. 細胞分化的過程圖示|T細胞分裂|T細胞分化分化的結(jié)果|分析: 從細胞水平分析：細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。 從業(yè)顯微結(jié)構(gòu)水平分析：細胞器的數(shù)目及細胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變。 從分子水平分析：a. 蛋白質(zhì)角度：蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變。b. 基因角度：基因選擇性表達，即遺傳信息的執(zhí)行情況不同，這

6、是細胞分化的根本原因。2. 細胞分化的實質(zhì)就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳物質(zhì)，但不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，控制合成的蛋白質(zhì)不同。細胞分化的實質(zhì)就是基因的選擇性表達。如圖：3. 細胞分裂和細胞分化的比較項目細胞分裂細胞分化發(fā)生時間從受精卵開始發(fā)生在整個生命過程中原因細胞增殖需要基因選擇性表達結(jié)果細胞數(shù)量增多細胞種類增多意義保持了親子代問遺傳性狀的穩(wěn)定性保證了生物體正常發(fā)育聯(lián)系細胞分裂是細胞分化的基礎，兩者往往是相伴相隨的，隨分化程度加大，分裂能力逐漸下降易錯提醒：有關(guān)細胞分化的三點提醒(1) 細胞分化過程中遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變，只是基因選擇性表達。同一個體不同種類的體細胞中

7、，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白質(zhì)不同。(3) 一般來說，細胞分化是不可逆的，但在離體人工培養(yǎng)條件下，高度分化的植物細胞能夠脫分化恢復全能性。如圖為人體某早期胚胎細胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述不正確的是()A. a過程是有絲分裂,b是細胞分化B. 乙和丙的染色體組成相同C. 丁與戊因遺傳物質(zhì)不同而發(fā)生分化D. 甲、丁、戊中的蛋白質(zhì)不完全相同技巧點撥(1)關(guān)鍵信息：圖示中甲、乙、丙細胞的形態(tài)、大小基本相同，而丁、戊細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同。關(guān)鍵知識：細胞分化的實質(zhì)是遺傳信息的執(zhí)行情況不同，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。解析

8、甲、乙、丙三個細胞形態(tài)一樣，故a表示有絲分裂，丁、戊與甲比，細胞形態(tài)發(fā)生了變化，故b表示細胞分化；乙和丙來自甲的有絲分裂，有絲分裂前后親子代遺傳物質(zhì)相同，染色體組成相同；乙、丙的遺傳物質(zhì)相同，由細胞分化形成丁、戊的過程中基因選擇性表達；由丁甲、丁、戊細胞形態(tài)不同，故三種細胞基因選擇性表達產(chǎn)生的部分蛋白質(zhì)不同。答案C活學活用下列關(guān)丁細胞生長、細胞分裂與細胞分化的知識敘述，錯誤的是()A. 細胞在生長、分裂、分化過程中，遺傳物質(zhì)并未發(fā)生改變B. 細胞分化時，細胞數(shù)目增多，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了變化C. 多細胞生物體能夠由小長大離不開細胞的生長、分裂和分化D. 細胞的分化是建立在細胞生長和細胞分裂

9、的基礎上的，但分裂的細胞不一定進行細胞分化B細胞在生長、分裂、分化過程中，進行有絲分裂，遺傳物質(zhì)并未發(fā)生改變，A正確；細胞分裂使細胞數(shù)目增多，細胞分化使細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，B錯誤；多細胞生物體來源丁受精卵，它經(jīng)過分裂與分化形成不同的組織和器官，C正確；細胞分化離不開細胞分裂和細胞生長，具有分裂能力的細胞不一定進行細胞分化，如癌細胞只進行細胞分裂，D正確。(備選習題)如圖示人體干細胞分化形成的各類功能細胞的過程，有關(guān)說法正確的是()A. 干細胞分化成為各類功能細胞只發(fā)生在胚胎時期B. 細胞分化的直接原因是細胞內(nèi)產(chǎn)生了不同的蛋白質(zhì)C. 圖中細胞形態(tài)功能出現(xiàn)差異的根本原因是基因不同D. 這

10、些細胞在人體內(nèi)能夠轉(zhuǎn)化為干細胞繼續(xù)增殖分化B細胞分化發(fā)生在整個生命的進程中，只是在胚胎期達到最大限度。細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達，使不同的細胞內(nèi)產(chǎn)生了不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)使細胞形態(tài)和功能產(chǎn)生差異。細胞分化是不可逆的，這些細胞在人體內(nèi)是不能轉(zhuǎn)化為干細胞繼續(xù)增殖分化的。I探究點2|細胞的全能性思考交流(教師用書獨具)高度分化的細胞，只要給予適當?shù)臈l件，仍然可能發(fā)育成一個完整的個體，這種潛能就是細胞的全能性。請結(jié)合下列材料，探究細胞全能性的原理和應用。胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程:(1) 為什么胡蘿卜高度分化的韌皮部細胞，經(jīng)培養(yǎng)能形成與原來性狀相似的植株，表現(xiàn)出發(fā)育的全能

11、性？提示：胡蘿卜韌皮部細胞內(nèi)含有該物種的全部遺傳信息。(2) 在整個培養(yǎng)過程中，細胞需要從培養(yǎng)基中獲得哪些物質(zhì)?提示：水、無機鹽、植物激素、糖類等。第6頁1. 斷尾的小壁虎再次長出新的尾巴屆丁細胞的全能性嗎？提示：不是。細胞的全能性是指已分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。2. 一粒種子萌發(fā)為幼苗，并長成參天大樹是否體現(xiàn)了細胞全能性？提示：沒有體現(xiàn)細胞的全能性，因為種子是植物的幼體，不是一個細胞。1. 細胞具有全能性的原因已分化的細胞一般都有一套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，因此，分化的細胞仍具有發(fā)育成完整新個體的潛能。2. 細胞全能性實現(xiàn)的條件(1) 離體狀態(tài)下。(2) 水、無機鹽、有機營養(yǎng)及

12、激素等。(3) 適宜的溫度等外界環(huán)境條件。3. 不同細胞全能性的比較(1) 動植物細胞全能性區(qū)別：植物細胞的全能性易丁表達，而動物細胞的全能性雖受到極大限制，但動物細胞核的全能性仍可以表達。(2) 與細胞分化的關(guān)系：細胞分化程度不斷提高，細胞的全能性逐漸變小。(3) 與細胞分裂能力的關(guān)系：呈正相關(guān),即分裂能力越強,全能性越大。4. 細胞分化與細胞全能性的關(guān)系項目細胞分化細胞全能性原因不同細胞中的遺傳信息執(zhí)行情況不同含有本物種全套遺傳物質(zhì)結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、同的細胞形成新的個體關(guān)系 兩者發(fā)生過程中遺傳物質(zhì)都不發(fā)生改變。 細胞分化程度越高，具有的全能性越小易錯提醒：細胞全能性的三點提示(1)

13、 細胞全能性以產(chǎn)生完整個體為標志，若無完整個體產(chǎn)生，則不能體現(xiàn)全能性。胚胎干細胞發(fā)育成各種組織、器官不能體現(xiàn)全能性。(2) 植物種子發(fā)育成植株不能體現(xiàn)全能性。(3) 動物細胞因具有該物種全套的遺傳物質(zhì)，盡管沒有實驗成功，但理論上具有全能性；而動物克隆只體現(xiàn)細胞核的全能性，二者并不矛盾。活學活用1 .下列生物過程不能體現(xiàn)細胞全能性的是()A. 玉米種子萌發(fā)長成新植株B. 馬鈴薯根尖細胞培養(yǎng)成脫蠹馬鈴薯苗C. 小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D. 胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株A細胞的全能性是分化的細胞發(fā)育成為完整生物個體的能力。玉米種子萌發(fā)長成新植株是植物生殖器官的自然生長發(fā)育現(xiàn)象，

14、沒有體現(xiàn)細胞的全能性。小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株，體現(xiàn)的是生殖細胞具有全能性。馬鈴薯根尖細胞培養(yǎng)成脫蠹馬鈴薯和胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株都體現(xiàn)了體細胞的全能性。.下列有關(guān)細胞的全能性說法不正確的是()【導學號:92172224】A. 植物組織培養(yǎng)成功表明高度分化的植物細胞具有全能性B. 動物克隆成功表明高度分化的動物細胞具有全能性C. 細胞具有全能性是因為具有該生物的全套遺傳物質(zhì)D. 全能性的大小依次為：受精卵生殖細胞；植物體細胞動物體細胞B細胞具有全能性的基礎是因為細胞中含有該生物的全套遺傳物質(zhì)。動物克隆成功表明高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性，因為該過程中處理的是

15、動物細胞核。分化程度低的細胞的全能性更易體現(xiàn)。當堂達標固雙基1.如圖所示的細胞類型轉(zhuǎn)換過程為（）A. 細胞融合B.細胞生長C.細胞分裂D.細胞分化D由圖可知，全能十細胞經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換過程形成了紅細胞，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)了穩(wěn)定性差異，屆于細胞分化。有關(guān)細胞分化的敘述，正確的是（）【導學號：92172225】A. 高等動物細胞的分化只發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中B. 細胞分化過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變C. 細胞分化使細胞數(shù)目和種類增多D. 經(jīng)細胞分化后，細胞的全能性降低D細胞分化是細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的現(xiàn)象，是基因在時間和空間上選擇性表達的結(jié)果；細胞分化發(fā)生在整個生命過程中，

16、但在胚胎時期達到最大限度；經(jīng)分化后，細胞的種類增多，數(shù)目不變，全能性降低。在下列自然現(xiàn)象或科學研究成果中，能為“動物細胞具有全能性”這一觀點提供直接證據(jù)的是（）【導學號：92172226】A. 壁虎斷尾后重新長出尾部B. 蜜蜂的未受精卵細胞發(fā)育成雄蜂C. 用體外培養(yǎng)的皮膚治療燒傷病人D. 小鼠腺細胞的自我復制B要證明一個細胞具有全能性，則這個細胞必須能夠在一定條件下發(fā)育為個體，只有B項符合;A項屆于器官的再生；C項屆于細胞培養(yǎng)；D項屆于細胞的增殖。2. 下列有關(guān)細胞全能性的敘述，正確的是（）A. 玉米種子萌發(fā)成長為植株的過程體現(xiàn)了細胞的全能性B. 一般情況下，細胞的分化程度越高，細胞的全能性越

17、低C. 生物體的每一個細胞都能完成該個體各方面的生理功能D. 胡蘿卜韌皮部細胞在任何條件下都可以表現(xiàn)出全能性B玉米種子萌發(fā)長成新植株屆丁自然生長過程，不能體現(xiàn)細胞全能性，A錯誤；一般情況下，細胞的分化程度越高，細胞的全能性越低，B正確；多細胞生物體內(nèi)的任何一個細胞都不可能完成該個體的全部功能，C錯誤；胡蘿卜韌皮部細胞在離體條件下才可以表現(xiàn)出其全能性，D錯誤。3. 細胞的基因可分為管家基因（所有細胞中均要表達的基因）和奢侈基因（不同類型細胞中特異性表達的基因）兩類,下表為人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況。請回答下歹0問題：基因存在情況基因表達情況甲乙丙丁甲乙丙丁BVVVVVV眼晶狀體細胞（

18、胚胎中）VVVVVV神經(jīng)細胞VVVVVV（1）四種基因中屆丁管家基因的是（2）甲基因（填“能”或“不能”）表示控制胰島素合成的基因，理由是（3）細胞分化的實質(zhì)是（填“管家基因”或“奢侈基因”）的選擇性表達。三種細胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是三種細胞形態(tài)、功能表現(xiàn)不同，從細胞結(jié)構(gòu)方面分析其原因是二解析（1）由題干分析知，管家基因在所有細胞中均要表達，因此丁基因?qū)枚」芗一?。?）甲基因只在胰島B細胞中表達，胰島素基因也只在胰島B細胞第10頁中表達，因此甲基因能表示控制胰島素合成的基因。（3）細胞分化的實質(zhì)是奢侈基因的選擇性表達。（4）由丁人體的不同細胞都來源丁同一個受精卵，因此不同的細胞都有相同的基因，但由丁細胞中細胞器的種類和數(shù)量的不同，不同細胞的形態(tài)、功能也表現(xiàn)不同。答案（1）?。?）能胰島素基因只在胰島B細胞中表達（3）奢侈基因（4）人體細胞都來源丁同一個受精卵細胞器的種類和數(shù)量不同（備選習題）下列關(guān)丁細胞分化的敘述，不正確的是（）A. 從個體水平分析，分化是生物個體發(fā)育的基礎B. 從細胞水平分析，細胞功能趨向?qū)ｉT化C. 從細胞器水平分析，細胞器數(shù)目可發(fā)生改變D. 從分子水平分析，分化的本質(zhì)是DNA發(fā)生改變D從個體水平分析，分化是生物個體發(fā)育的基