新教材適用2024-2025學(xué)年高中生物第6章細(xì)胞的生命歷程第2節(jié)細(xì)胞的分化學(xué)案新人教版必修1

第2節(jié)細(xì)胞的分化課標(biāo)要求1．說(shuō)明細(xì)胞分化形成各種組織。2．舉例說(shuō)明細(xì)胞的全能性。核心素養(yǎng)1．生命觀念——明確細(xì)胞的生命歷程，形成科學(xué)的自然觀。2．科學(xué)思維——?dú)w納與概括：對(duì)比分析細(xì)胞分化、細(xì)胞全能性，明確相互關(guān)系。3．社會(huì)責(zé)任——了解干細(xì)胞移植，關(guān)注健康的生活方式。學(xué)問(wèn)點(diǎn)一細(xì)胞分化及其意義必備學(xué)問(wèn)·夯實(shí)雙基1．概念2．特征：具有普遍性、_長(zhǎng)久性__、遺傳物質(zhì)不變性、穩(wěn)定性和不行逆性。3．緣由：不同種類的細(xì)胞中_遺傳信息的表達(dá)狀況__不同。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_特地__化，有利于提高各種_生理功能__的效率?；顚W(xué)巧練1.細(xì)胞分化是一種長(zhǎng)久性的變更，一般分化后的細(xì)胞將始終保持分化后的狀態(tài)。(√)2．細(xì)胞分化只發(fā)生于個(gè)體發(fā)育的胚胎時(shí)期。(×)3．細(xì)胞分化后遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生肯定變更。(×)深化探討如圖是人體三種細(xì)胞內(nèi)的部分基因及它們的活動(dòng)狀態(tài)，據(jù)圖分析下列問(wèn)題：(1)上述基因?qū)儆诠芗一?基因產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需)的是_a__，屬于奢侈基因(基因產(chǎn)物給予不同細(xì)胞特異性的生理功能)的是_b、c、d__。(2)這三種細(xì)胞“血紅蛋白基因”均不能表達(dá)，所以這三種細(xì)胞_不是__(填“是”或“不是”)紅細(xì)胞；A細(xì)胞可產(chǎn)生“肌動(dòng)蛋白”，應(yīng)為_肌細(xì)胞__。(3)下列①～④能說(shuō)明某細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生分化的是_③__。①進(jìn)行ATP的合成②進(jìn)行與呼吸相關(guān)的酶的合成③可合成抗體④存在纖維蛋白原基因課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛1．細(xì)胞分化的過(guò)程(1)圖解(2)分析①?gòu)募?xì)胞水平分析：細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生變更。②從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析：細(xì)胞器的數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生變更。③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)生變更。b．基因角度：基因選擇性表達(dá)，即遺傳信息的表達(dá)狀況不同，這是細(xì)胞分化的根本緣由。2．實(shí)質(zhì)——基因的選擇性表達(dá)同一個(gè)體各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳物質(zhì)，但不同的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)狀況不同(基因的選擇性表達(dá))，如圖所示：拓展(1)管家基因：在全部細(xì)胞中都表達(dá)的基因，與細(xì)胞分化無(wú)關(guān)，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。(2)奢侈基因：只在特定細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基因，如胰島素基因、血紅蛋白基因。3．細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的比較細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的區(qū)分和聯(lián)系：項(xiàng)目細(xì)胞分裂細(xì)胞分化細(xì)胞變更細(xì)胞數(shù)量增多細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異。細(xì)胞種類增多發(fā)生時(shí)間從受精卵起先發(fā)生在整個(gè)生命過(guò)程中意義保持了親子代細(xì)胞間遺傳性狀的穩(wěn)定性保證了生物體正常發(fā)育聯(lián)系(1)細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，兩者往往是相伴相隨的；(2)分化程度大，分裂實(shí)力則漸漸下降學(xué)問(wèn)貼士(1)在細(xì)胞分化的過(guò)程中遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變更。(2)細(xì)胞分化是伴隨整個(gè)生命進(jìn)程的，但在胚胎時(shí)期達(dá)到了最大程度。典例剖析典例1下列有關(guān)細(xì)胞分化的敘述，正確的是(D)A．高等動(dòng)物細(xì)胞的分化只發(fā)生在胚胎發(fā)育過(guò)程中B．細(xì)胞分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了變更C．細(xì)胞分化使細(xì)胞數(shù)目和種類增多D．經(jīng)細(xì)胞分化后，細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生變更解析：細(xì)胞分化是細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程，是基因在時(shí)間和空間上選擇性表達(dá)的結(jié)果；細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中，但在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度；經(jīng)分化后，細(xì)胞的種類增多，數(shù)目不變，全能性降低。變式訓(xùn)練?如圖為人體早期胚胎細(xì)胞所經(jīng)驗(yàn)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊表示細(xì)胞，a、b表示生理過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A．過(guò)程a是有絲分裂B．過(guò)程b是細(xì)胞分化C．丁與戊的遺傳物質(zhì)相同D．丙和戊的蛋白質(zhì)組成相同解析：a使細(xì)胞數(shù)目增多，為有絲分裂過(guò)程，A項(xiàng)正確；b使細(xì)胞的形態(tài)出現(xiàn)不同，為細(xì)胞分化，B項(xiàng)正確；一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化不會(huì)使遺傳物質(zhì)發(fā)生變更，C項(xiàng)正確；細(xì)胞分化的根本緣由是基因的選擇性表達(dá)，會(huì)變更細(xì)胞的蛋白質(zhì)組成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二細(xì)胞的全能性必備學(xué)問(wèn)·夯實(shí)雙基1．概念(1)前提：_已經(jīng)分化__的細(xì)胞。(2)本質(zhì)：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。2．基礎(chǔ)：細(xì)胞中含有發(fā)育成完整生物體所須要的_全部遺傳信息__。3．植物細(xì)胞的全能性(1)試驗(yàn)過(guò)程(2)結(jié)論：高度分化的植物細(xì)胞仍舊具有_發(fā)育成完整植株__的實(shí)力。4．動(dòng)物細(xì)胞核的全能性(1)試驗(yàn)過(guò)程(2)結(jié)論：已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的_細(xì)胞核_是具有全能性的。5．干細(xì)胞(1)特點(diǎn)①動(dòng)物和人體內(nèi)，數(shù)量少。②具有_分裂和分化實(shí)力__。(2)舉例：人的骨髓中有很多_造血干細(xì)胞__能通過(guò)增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。名師點(diǎn)撥：植物細(xì)胞(或動(dòng)物體細(xì)胞核)具有全能性的緣由：多細(xì)胞生物的體細(xì)胞一般都是由受精卵通過(guò)有絲分裂增殖而來(lái)的，都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶有相同的DNA分子，即已分化的體細(xì)胞(或細(xì)胞核)含有本物種個(gè)體發(fā)育所須要的全部基因。活學(xué)巧練1.細(xì)胞的分化程度越高，全能性越高。(×)2．植物組織培育過(guò)程中不出現(xiàn)細(xì)胞的分化。(×)3．已分化的動(dòng)物腸上皮細(xì)胞核具有全能性。(√)4．造血干細(xì)胞不斷產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。(×)深化探討通過(guò)下圖比較細(xì)胞全能性大小和分化程度凹凸之間的關(guān)系。(1)正常狀況下，圖中哪些細(xì)胞不再分裂了？提示：皮膚細(xì)胞、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板、神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞，即高度分化的細(xì)胞。(2)分化程度最低的細(xì)胞是_受精卵__。(3)最簡(jiǎn)單表達(dá)全能性的細(xì)胞是_受精卵__。細(xì)胞全能性大小與分化程度之間的關(guān)系為：_一般狀況下，細(xì)胞分化程度越高，細(xì)胞全能性越低__。(4)請(qǐng)說(shuō)明細(xì)胞具有全能性的緣由。提示：細(xì)胞內(nèi)含有生物生長(zhǎng)發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛1．細(xì)胞的全能性(1)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞全能性的三個(gè)條件①離體：細(xì)胞脫離原來(lái)的母體，單獨(dú)培育。②肯定的養(yǎng)分物質(zhì)和激素。③相宜的環(huán)境條件。(2)細(xì)胞全能性與細(xì)胞分化的比較項(xiàng)目細(xì)胞分化細(xì)胞全能性原理細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá)含有本物種全套遺傳物質(zhì)結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能不同的細(xì)胞形成新的個(gè)體或其他各種細(xì)胞大小比較細(xì)胞分化程度有凹凸之分：體細(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵細(xì)胞全能性有大小之分：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞(植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞)關(guān)系①細(xì)胞分化不會(huì)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)變更，已分化的細(xì)胞仍具有全能性；②一般說(shuō)來(lái)，細(xì)胞分化程度越高，全能性越難以實(shí)現(xiàn)，細(xì)胞分化程度越低，全能性就越高特殊提示：細(xì)胞全能性的三點(diǎn)提示(1)細(xì)胞全能性以產(chǎn)生完整個(gè)體或其他各種細(xì)胞為標(biāo)記。胚胎干細(xì)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(dòng)物細(xì)胞也具有該物種全套的遺傳物質(zhì)；盡管沒(méi)有試驗(yàn)勝利，但理論上具有全能性；而動(dòng)物克隆只體現(xiàn)細(xì)胞核的全能性，二者并不沖突。學(xué)問(wèn)貼士證明細(xì)胞具有全能性實(shí)例的推斷eq\x(起點(diǎn)條件)——已分化的細(xì)胞eq\x(中間條件)——離體(體外培育)eq\x(終點(diǎn)條件)——形成完整個(gè)體或其他各種細(xì)胞2．干細(xì)胞的種類(1)依據(jù)干細(xì)胞的分化實(shí)力可分為：全能干細(xì)胞：可以發(fā)育成完整的個(gè)體，如受精卵。多能干細(xì)胞：可發(fā)育成多種組織和器官，如造血干細(xì)胞。專能干細(xì)胞：可發(fā)育成特地的組織和器官，如神經(jīng)干細(xì)胞。(2)依據(jù)干細(xì)胞的來(lái)源可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞兩類。典例剖析典例2(2024·廣東湛江期末)皮膚生發(fā)層細(xì)胞分化成表皮細(xì)胞的過(guò)程中(C)A．細(xì)胞的形態(tài)、數(shù)目不會(huì)發(fā)生變更B．細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)量發(fā)生變更C．細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)不變更D．細(xì)胞全能性上升，分裂實(shí)力增加解析：細(xì)胞分化過(guò)程中細(xì)胞的形態(tài)會(huì)發(fā)生變更，數(shù)目不會(huì)發(fā)生變更，A錯(cuò)誤；細(xì)胞分化過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)量不發(fā)生變更，B錯(cuò)誤；細(xì)胞分化過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)一般不變更，C正確；細(xì)胞分化過(guò)程中細(xì)胞全能性降低，分裂實(shí)力減弱，D錯(cuò)誤。變式訓(xùn)練?(2024·黑龍江大慶試驗(yàn)中學(xué)期末)下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，錯(cuò)誤的是(C)A．受精卵在自然條件下能發(fā)育成完整個(gè)體，因此具有較高的全能性B．由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂的過(guò)程體現(xiàn)了生殖細(xì)胞的全能性C．細(xì)胞全能性的大小關(guān)系為生殖細(xì)胞>受精卵>體細(xì)胞D．胡蘿卜根細(xì)胞的植物組織培育能體現(xiàn)植物細(xì)胞具有全能性解析：受精卵未分化，在自然條件相宜的狀況下能發(fā)育成完整個(gè)體，因此全能性較高，A正確；未受精的卵細(xì)胞能發(fā)育成雄蜂，體現(xiàn)了生殖細(xì)胞的全能性，B正確；細(xì)胞全能性的大小關(guān)系為受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞，C錯(cuò)誤；胡蘿卜根細(xì)胞經(jīng)植物組織培育能獲得完整植株，可體現(xiàn)植物細(xì)胞具有全能性，D正確。細(xì)胞增殖、細(xì)胞生長(zhǎng)及細(xì)胞分化的推斷1．依據(jù)結(jié)果進(jìn)行推斷細(xì)胞增殖的結(jié)果是細(xì)胞數(shù)目增加，細(xì)胞生長(zhǎng)引起細(xì)胞體積增大，而細(xì)胞分化的結(jié)果是引起細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能三個(gè)方面的變更。2．依據(jù)圖解進(jìn)行推斷細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化在題目中往往會(huì)以圖解的形式表示，如圖所示。(1)在過(guò)程①和③中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異，這種變更叫作細(xì)胞分化。細(xì)胞分化的結(jié)果是產(chǎn)生了不同的組織。(2)過(guò)程②表示一個(gè)細(xì)胞分成兩個(gè)細(xì)胞，這是細(xì)胞的分裂。過(guò)程④表示細(xì)胞的體積由小變大，這是細(xì)胞的生長(zhǎng)。典例3依據(jù)下圖，回答問(wèn)題：(1)①→②、①→④的過(guò)程叫作_細(xì)胞的分化__。(2)①→③的過(guò)程叫作_細(xì)胞的分裂__。(3)③→⑤的過(guò)程叫作_細(xì)胞的生長(zhǎng)__。(4)組成②、③、④細(xì)胞的_形態(tài)__、_結(jié)構(gòu)__、_生理功能__不同，因此它們屬于不同的_組織__。(5)①～⑤所示各細(xì)胞群中，具有分裂實(shí)力的是標(biāo)號(hào)_①③⑤__所示細(xì)胞群。解析：分析題圖，可以得出細(xì)胞群②、③、④均是來(lái)自細(xì)胞群①經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞，②、③、④三個(gè)細(xì)胞群的細(xì)胞形態(tài)不同，它們分屬于不同的組織。從①→②、①→④過(guò)程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上產(chǎn)生了穩(wěn)定性差異，這種變更叫細(xì)胞的分化。①→③一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)細(xì)胞，這是細(xì)胞的分裂，③→⑤細(xì)胞的體積由小變大這是細(xì)胞的生長(zhǎng)。③、⑤細(xì)胞和①細(xì)胞群的細(xì)胞均有壁薄、質(zhì)濃、核大、液泡小或無(wú)的特點(diǎn)，均具有分裂實(shí)力。學(xué)霸記憶1.細(xì)胞的分化(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。(2)實(shí)質(zhì)：不同細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)狀況不同。遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變更。(3)特點(diǎn)：長(zhǎng)久性，不行逆性、遺傳物質(zhì)不變性和普遍性。(4)意義：細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向特地化，有利于提高各種生理功能的效率。2．細(xì)胞全能性(1)概念：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。(2)體細(xì)胞具有全能性的緣由：由于體細(xì)胞是通過(guò)有絲分裂增殖而來(lái)的，一般已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，因此，分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個(gè)體或其他各種細(xì)胞的潛能。(3)動(dòng)物細(xì)胞全能性：高度分化的動(dòng)物細(xì)胞，從整個(gè)細(xì)胞來(lái)說(shuō)，全能性受到限制。但是，細(xì)胞核仍舊保持著全能性。(4)植物細(xì)胞全能性：高度分化的植物細(xì)胞仍舊具有全能性。1．(2024·綿陽(yáng)高一檢測(cè))人胰島細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生血紅蛋白，是因?yàn)橐葝u細(xì)胞(B)A．只有胰島素基因B．既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，但基因選擇性表達(dá)C．比人的受精卵基因要少D．有胰島素基因和其他基因，但沒(méi)有血紅蛋白基因解析：胰島細(xì)胞既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，基因選擇性表達(dá)使其只產(chǎn)生胰島素，不產(chǎn)生血紅蛋白。2．以下能體現(xiàn)細(xì)胞具有全能性的試驗(yàn)是(A)A．將一個(gè)棉花細(xì)胞培育成棉花植株B．用小麥種子培育出小麥植株C．去核蛙卵植入體細(xì)胞核后又發(fā)育成正常的蝌蚪D．胚胎干細(xì)胞形成神經(jīng)細(xì)胞解析：將一個(gè)棉花細(xì)胞培育成棉花植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，A正確；種子是新個(gè)體的幼體，用小麥種子培育出小麥植株屬于自然生長(zhǎng)過(guò)程，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，B錯(cuò)誤；給去核蛙卵植入體細(xì)胞核后又發(fā)育成正常的蝌蚪，這說(shuō)明白動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，不能體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞具有全能性，C錯(cuò)誤；胚胎干細(xì)胞形成神經(jīng)細(xì)胞，但沒(méi)有形成個(gè)體，因此不能說(shuō)明細(xì)胞具有全能性，D錯(cuò)誤。故選A。3．請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)①～⑤所示的各細(xì)胞群中，具有分裂實(shí)力的是標(biāo)號(hào)_①③⑤__所示的細(xì)胞群，_分化__程度越高其分裂實(shí)力越低。(2)若從②中取一個(gè)細(xì)胞，在相宜條件下培育，結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新個(gè)體，這體現(xiàn)了_細(xì)胞的全能性__，緣由是_已經(jīng)分化的細(xì)胞含有發(fā)育為完整個(gè)體的全套遺傳信息__。(3)組成②③④的細(xì)胞在_形態(tài)__、_結(jié)構(gòu)