第四單元第3講細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性高三生物一輪復(fù)習(xí)知識(shí)清單

考點(diǎn)一細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性人的發(fā)育過(guò)程：受精卵（個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)）→200多種細(xì)胞→組織【如人體器官的四種組織：結(jié)締組織、肌肉組織、上皮組織、神經(jīng)組織】【植物的五大基本：保護(hù)組織、輸導(dǎo)組織、營(yíng)養(yǎng)組織、機(jī)械組織、分生組織】→器官→系統(tǒng)【如人體的八大系統(tǒng)】→人（1014個(gè)細(xì)胞）受精卵通過(guò)有絲分裂使細(xì)胞數(shù)量增加，通過(guò)細(xì)胞分化使細(xì)胞種類增多。1．細(xì)胞分化（1）概念：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)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(guò)程?！炯?xì)胞數(shù)目不變，種類增加】起點(diǎn)：一個(gè)或一種細(xì)胞結(jié)果：形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細(xì)胞【或形成不同的組織和器官】時(shí)間：發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中，胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度（2）特點(diǎn)：①普遍性：多細(xì)胞生物普遍具有。細(xì)胞分化是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。【并不是各種生物都有細(xì)胞分化現(xiàn)象，單細(xì)胞生物和簡(jiǎn)單多細(xì)胞生物（沒(méi)有組織、器官）無(wú)細(xì)胞分化，多細(xì)胞生物或真核生物有細(xì)胞分化。分化越復(fù)雜的生物越高等】②持久性【穩(wěn)定性、不可逆性】：細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來(lái)說(shuō)，分化的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直至死亡。貫穿于生物體整個(gè)生命進(jìn)程中。胚胎時(shí)達(dá)最大限度?！疽话銇?lái)說(shuō)，細(xì)胞只能從全能干細(xì)胞最終走向高度分化的體細(xì)胞，不能反向進(jìn)行。注意：離體條件下可逆】（3）實(shí)質(zhì)(如圖所示)：（分子水平）細(xì)胞中基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同，即?！咎囟ǖ幕颍ㄉ莩藁颍┰谝欢〞r(shí)間、空間表達(dá)）】同一個(gè)生物體中，各種各樣的細(xì)胞遺傳信息是完全相同的，【因?yàn)檫@些細(xì)胞都是受精卵通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生的】但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異?！疽?yàn)榧?xì)胞產(chǎn)生了不同種類的蛋白質(zhì)】=1\*ROMANI、掌握細(xì)胞分化的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)細(xì)胞分化的標(biāo)志①分子水平：合成了某種細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細(xì)胞水平：形成不同種類的細(xì)胞。(2)分化細(xì)胞表達(dá)的基因①管家基因：所有細(xì)胞均表達(dá)的一類基因，其表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同類型細(xì)胞特異性表達(dá)的一類基因，其產(chǎn)物賦予不同細(xì)胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因。(3)細(xì)胞分化的“變”與“不變”①不變：DNA、tRNA、rRNA、細(xì)胞的數(shù)目。②改變：mRNA、蛋白質(zhì)的種類【不完全相同】，細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能即細(xì)胞的種類，細(xì)胞器的種類和數(shù)量。=2\*ROMANII、澄清三個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)①分化的細(xì)胞不一定不再進(jìn)行分裂，如B淋巴細(xì)胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。②分化程度高的細(xì)胞其全能性不一定低。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞分化程度越高，全能性越難以表達(dá)，細(xì)胞分化程度越低，全能性越高，但卵細(xì)胞的分化程度較高，其全能性也較高。③分化一般不會(huì)改變遺傳物質(zhì)。細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，一般不會(huì)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變。已分化的細(xì)胞一般都含有保持該物種遺傳所需要的全套遺傳物質(zhì)，因而都具有全能性。=3\*ROMANIII、細(xì)胞分裂與分化的區(qū)別分裂：細(xì)胞數(shù)目增多，產(chǎn)生相同的細(xì)胞【是量的變化】分化：細(xì)胞種類增多，細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生變化【是質(zhì)的變化】聯(lián)系：細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，常常邊分裂邊分化，隨著細(xì)胞分化，細(xì)胞分裂能力逐漸下降，高度分化的細(xì)胞失去分裂能力。（4）意義：①生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)②使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率思考：給予一定的條件，已經(jīng)發(fā)生高度分化的細(xì)胞,還能像早期胚胎細(xì)胞那樣,再分化成其他細(xì)胞嗎?2．細(xì)胞的全能性（1）概念：指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。P121受精卵（未分化）和動(dòng)物和人體的早期胚胎細(xì)胞、植物體的分生組織細(xì)胞都具有全能性?！纠碚撋纤谢罴?xì)胞都有全能性，除無(wú)細(xì)胞核的細(xì)胞】表達(dá)的標(biāo)志：細(xì)胞發(fā)育成完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞表達(dá)的原因：（高度分化的）細(xì)胞含有形成完整個(gè)體所需的全套遺傳物質(zhì)（或基因）。（2）細(xì)胞全能性大小比較：1）植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞2）受精卵＞生殖細(xì)胞（卵子＞精子）＞體細(xì)胞(分化程度越高,全能性越低，注意：生殖細(xì)胞分化程度高，全能性也高)3）分裂能力越強(qiáng),全能性越高（如分生區(qū)細(xì)胞>成熟區(qū)細(xì)胞）4）幼嫩的細(xì)胞>衰老的細(xì)胞（3）動(dòng)植物細(xì)胞全能性及應(yīng)用=1\*ROMANI、植物組織培養(yǎng)（無(wú)性繁殖）理論基礎(chǔ)：：植物細(xì)胞的全能性。P1201958年，美國(guó)，斯圖爾德植物組織培養(yǎng)概念：在無(wú)菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。條件：1.離體條件2.一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如水、無(wú)機(jī)鹽、糖類等）3、激素，主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素4.適宜的環(huán)境（如pH、溫度、光照等）。要求全程無(wú)菌操作：避免雜菌在上面迅速生長(zhǎng)消耗營(yíng)養(yǎng)，且有些雜菌的代謝產(chǎn)物會(huì)危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。細(xì)胞分裂素=生長(zhǎng)素：促進(jìn)愈傷組織形成生長(zhǎng)細(xì)胞分裂素＞生長(zhǎng)素：誘導(dǎo)芽的形成（先）細(xì)胞分裂素＜生長(zhǎng)素：誘導(dǎo)根的形成（后）（記憶方法：生根分芽中愈傷）過(guò)程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞【外植體】→愈傷組織→胚狀體（或叢芽）→植物體脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞，【無(wú)光條件】進(jìn)而形成愈傷組織的過(guò)程。【在有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。】再分化：愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，分化出幼芽和根，進(jìn)而形成完整小植株的過(guò)程。愈傷組織：（在植物創(chuàng)傷部位幫助傷口愈合）細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。無(wú)特定結(jié)構(gòu)和功能，不能進(jìn)行光合作用，異養(yǎng)需氧型，具全能性。胚狀體：指愈傷組織經(jīng)再分化后形成的具有類似胚芽、胚軸、胚根的結(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步發(fā)育成完整植株。與雜交育種相比，植物組織培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：繁殖植物不受季節(jié)的限制；植物組織培養(yǎng)可縮短育種年限；對(duì)于靠種子進(jìn)行繁殖的農(nóng)作物，可節(jié)約種子成本；解決有些植物產(chǎn)種少，繁殖率低的難題。=2\*ROMANII、動(dòng)物克?。o(wú)性繁殖）：動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)→動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性P120非洲爪蟾的核移植實(shí)驗(yàn)：腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中1996年，克隆羊“多莉”的誕生2017年，我國(guó)，世界首批體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”，體細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中證明:已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性?！镜悄壳盀橹?人們還沒(méi)有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。動(dòng)物細(xì)胞理論上都有全能性】思考：為什么已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性？原因：已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核中含有該動(dòng)物幾乎全部的遺傳物質(zhì)（少數(shù)遺傳物質(zhì)存在于線粒體的DNA中）卵細(xì)胞去核，提供細(xì)胞質(zhì)【原因：卵細(xì)胞體積大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，進(jìn)行核移植時(shí)便于操作，卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中可能存在有利于細(xì)胞核全能性表達(dá)出來(lái)的某種物質(zhì)】注意:種子發(fā)育成植株，壁虎斷尾重生，都沒(méi)體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。3．干細(xì)胞（“干”，起源的意思）(1)概念：動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞。注意：并非所有干細(xì)胞都要發(fā)生分化。干細(xì)胞分裂后一部分細(xì)胞發(fā)生分化，成為具有特定功能的組織細(xì)胞；還有一部分保持分裂能力，用于干細(xì)胞本身的自我更新。(2)類型項(xiàng)目胚胎干細(xì)胞（ES或EK細(xì)胞）成體干細(xì)胞（分多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞）來(lái)源來(lái)自早期胚胎或原始性腺組織來(lái)自各種各樣的組織功能可以分化成各種組織和器官具有發(fā)育的全能性具有分化成特定功能細(xì)胞的能力舉例來(lái)自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞或胎兒的生殖腺細(xì)胞骨髓造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞（3）了解：①胚胎干細(xì)胞：形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或添加抑制因子的培養(yǎng)液上能維持不分化的狀態(tài)。培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。②造血干細(xì)胞：可分化成紅細(xì)胞、各類白細(xì)胞以及血小板。主要存在于骨髓、外周血、臍帶血、胎盤組織中。臨床治療中，骨髓移植就是利用造血干細(xì)胞的替換來(lái)治療血液系統(tǒng)疾病。③神經(jīng)干細(xì)胞可用于治療腦癱等。=4\*GB3④白血病又稱“血癌”：是一類由骨髓造血干細(xì)胞惡性增殖引起的疾病。人體正常紅細(xì)胞壽命120d左右，白細(xì)胞壽命為5~7d，都是失去分裂能力的細(xì)胞。白血病患者