2024-2025學(xué)年高一生物學(xué)必修1（人教版）上課課件 第6章- 第2節(jié) 細(xì)胞的分化

第節(jié)2細(xì)胞的分化第6

章高中生物學(xué)必修11.闡明細(xì)胞的分化。2.舉例說(shuō)明細(xì)胞的全能性。3.說(shuō)出干細(xì)胞的特點(diǎn)，關(guān)注干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)1.細(xì)胞分化的概念。2.細(xì)胞分化的原因。難點(diǎn)細(xì)胞分化的概念。重點(diǎn)難點(diǎn)一細(xì)胞的分化細(xì)胞分化是指在個(gè)體發(fā)育中，由[1]

細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在[2]

s[3]

上發(fā)生[3]

的過(guò)程。分化后的細(xì)胞，其[4]

保持不變，細(xì)胞之yi所以產(chǎn)生了差異是因?yàn)椴煌募?xì)胞中[5]

不同，即基因的選擇性表達(dá)。細(xì)胞分化的意義：一是生物[6]

的基礎(chǔ)，二是多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向[7]

，有利于提高各種[8]

的效率。二細(xì)胞的全能性和干細(xì)胞細(xì)胞的全能性是指[9]細(xì)胞經(jīng)

后，仍具有產(chǎn)生[10]

的潛能和特性。植物組織培養(yǎng)技術(shù)體現(xiàn)了[11]

，克隆羊多利的培育成功，說(shuō)明[12]

。干細(xì)胞是指動(dòng)物和人體內(nèi)少數(shù)具有[13]

能力的細(xì)胞。課前預(yù)習(xí)一個(gè)或一種形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能穩(wěn)定性差異遺傳物質(zhì)遺傳信息的表達(dá)情況個(gè)體發(fā)育專(zhuān)門(mén)化生理功能分裂和分化完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞植物細(xì)胞的全能性分裂和分化動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性判斷題1.造血干細(xì)胞與幼紅細(xì)胞中基因的執(zhí)行情況不同（）2.細(xì)胞分化不會(huì)改變遺傳物質(zhì)，故同一個(gè)體不同細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的數(shù)量一定相等（）3.人體內(nèi)所有的干細(xì)胞都要發(fā)生分化（）4.分化程度高的細(xì)胞其全能性一定低（）5.種子萌發(fā)成幼苗不屬于細(xì)胞的全能性（）√××√×深度思考思考1已經(jīng)分化的細(xì)胞還能再分化成其他組織和細(xì)胞嗎？思考2植物細(xì)胞全能性表達(dá)的標(biāo)志是什么？ 提示：已分化的植物細(xì)胞能表達(dá)形成一個(gè)完整個(gè)體。提示：已分化的細(xì)胞在離體和適當(dāng)條件下可以再分化成其他細(xì)胞和組織。內(nèi)容精解一細(xì)胞分化及其意義概念在個(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，叫作細(xì)胞分化。過(guò)程

①→②表示細(xì)胞增殖；②→③表示細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變，即細(xì)胞分化；③→④表示形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能相同或相似的細(xì)胞有序地集合在一起，形成執(zhí)行某種特定功能的組織。時(shí)間細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中，在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。特點(diǎn)

細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)就一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息，但不同的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況是不同的（基因的選擇性表達(dá)），如圖所示。【思考】為什么說(shuō)同一個(gè)體的各種體細(xì)胞都具有相同的遺傳信息？提示：同一個(gè)體的各種體細(xì)胞都來(lái)自同一受精卵的有絲分裂。意義細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。多細(xì)胞生物體只有通過(guò)細(xì)胞分化才能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的組織和器官。使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化，有利于提高各種生理功能的效率?！咎貏e提醒】

（1）細(xì)胞分化過(guò)程中，遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生改變。（2）一般來(lái)說(shuō)，細(xì)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(xì)胞能夠脫分化。 例1下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化，不同種類(lèi)細(xì)胞的蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量發(fā)生了改變B.經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化，不同種類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)一定發(fā)生了改變C.細(xì)胞分化導(dǎo)致細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性的差異D.細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化，有利于提高生物體各種生理功能的效率【解析】細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化，不同種類(lèi)細(xì)胞的蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量發(fā)生了改變，A項(xiàng)正確；經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化，不同種類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生改變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞分化導(dǎo)致細(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，C項(xiàng)正確；細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT(mén)化，有利于提高生物體各種生理功能的效率，D項(xiàng)正確。【答案】B

例2

下圖表示人體內(nèi)的幾種細(xì)胞，它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能各不相同的根本原因是（）

A.DNA的結(jié)構(gòu)不同 B.基因的選擇性表達(dá)C.遺傳物質(zhì)不同 D.線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)不同 【解析】同一生物體內(nèi)的細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能各不相同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)，B項(xiàng)正確。【答案】B二細(xì)胞的全能性概念細(xì)胞的全能性是指細(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。細(xì)胞具有全能性的原因和理解原因：已分化的體細(xì)胞（或細(xì)胞核）具有本物種個(gè)體發(fā)育所需要的全套基因。理解：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，一般已分化的細(xì)胞都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶有本物種全部的DNA分子，因此已分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。植物細(xì)胞全能性表達(dá)的條件離體：這是細(xì)胞全能性表達(dá)的必要條件。一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：如無(wú)機(jī)鹽、維生素、氨基酸等。植物激素：其中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素對(duì)植物細(xì)胞全能性的表達(dá)至關(guān)重要。

適宜的條件：主要指適宜的溫度、pH等。細(xì)胞全能性的應(yīng)用植物組織培養(yǎng)1.條件：離體，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)（水、無(wú)機(jī)鹽、糖類(lèi)等）和植物激素，提供適宜的溫度、pH等條件。2.理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性。3.過(guò)程：離體的細(xì)胞、組織、器官（外植體）愈傷組織（未分化）胚狀體（已分化）→幼體→新植株。4.意義：快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救珍稀瀕危物種，與基因工程相結(jié)合培育作物新類(lèi)型?？寺?dòng)物的培育1.理論基礎(chǔ)：動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然具有全能性。 2.過(guò)程（如圖）3.意義：拯救瀕危物種，與基因工程相結(jié)合培育新品種。4.缺陷：動(dòng)物克隆雖然易于取材，但克隆動(dòng)物個(gè)體常表現(xiàn)出嚴(yán)重的生理或免疫缺陷，而且這種缺陷多為致命性的。區(qū)分細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的標(biāo)志細(xì)胞分化的標(biāo)志在所有細(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水解酶基因等的表達(dá)不能證明細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生分化；只有在特定細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基因與細(xì)胞分化有關(guān)，如胰島素基因、血紅蛋白基因的表達(dá)可以證明細(xì)胞發(fā)生了分化。判斷體細(xì)胞全能性的標(biāo)志由體細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)完整的有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞能證明體細(xì)胞的全能性。

例

難度★★☆典型★★☆下列關(guān)于細(xì)胞全能性的敘述，錯(cuò)誤的是（）細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)含有發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)B.受精卵在自然條件下能形成完整個(gè)體，其全能性最高C.某些離體的植物細(xì)胞，在適宜條件下能夠表現(xiàn)出全能性D.克隆猴“中中”和“華華”培育成功，證明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞具有全能性【解析】細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)含有發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)，A項(xiàng)正確；受精卵是未分化的細(xì)胞，其全能性最高，B項(xiàng)正確；胡蘿卜組織培養(yǎng)的過(guò)程證明某些離體的植物細(xì)胞，在適宜條件下能夠表現(xiàn)出全能性，C項(xiàng)正確；克隆猴“中中”和“華華”培育成功，證明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿【特別提醒】細(xì)胞全能性大小的比較（1）植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞。（2）受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞。（3）分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞>分裂能力弱的細(xì)胞。（4）體細(xì)胞：分化程度低的體細(xì)胞>分化程度高的體細(xì)胞。 三干細(xì)胞的研究定義動(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)胞叫作干細(xì)胞。分類(lèi)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：可以發(fā)育成多種組織和器官，如胚胎干細(xì)胞。專(zhuān)能干細(xì)胞：可以發(fā)育成專(zhuān)門(mén)的組織和器官，如造血干細(xì)胞。

例1動(dòng)物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱(chēng)為干細(xì)胞。據(jù)右圖判斷，下列敘述中錯(cuò)誤的是（）a過(guò)程表示干細(xì)胞能自我更新，主要通過(guò)有絲分裂實(shí)現(xiàn)B.b、c過(guò)程表示干細(xì)胞具有分化能力，是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果C.a、b、c過(guò)程中形成的三種細(xì)胞具有完全不同的蛋白質(zhì)D.a、b、c過(guò)程中形成的三種細(xì)胞一般都具有相同的遺傳信息【解析】a過(guò)程表示干細(xì)胞通過(guò)有絲分裂的方式進(jìn)行自我更新，A項(xiàng)正確；b、c過(guò)程表示細(xì)胞分化，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，表明干細(xì)胞具有分化能力，B項(xiàng)正確；a、b、c過(guò)程中形成的三種細(xì)胞具有不完全相同的蛋白質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；正常情況下，細(xì)胞的增殖和分化不會(huì)改變細(xì)胞中的遺傳信息，因此，a、b、c過(guò)程中形成的三種細(xì)胞一般都具有相同的遺傳信息，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾

例2 難度★★☆典型★★☆下圖表示人體內(nèi)干細(xì)胞的增殖和分化。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.干細(xì)胞與白細(xì)胞的基因型不同，但合成的mRNA和蛋白質(zhì)的種類(lèi)相同B.血小板和紅細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的流動(dòng)方向是DNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì)C.圖示所有的細(xì)胞中，干細(xì)胞具有細(xì)胞周期，而且其分裂能力較強(qiáng)D.白細(xì)胞能夠穿過(guò)血管壁去吞噬病菌，這是因?yàn)榧?xì)胞膜具有選擇透過(guò)性【答案】C

深度拓展一細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的辨析

項(xiàng)目細(xì)胞分裂細(xì)胞分化原因①細(xì)胞表面積和體積發(fā)展不平衡②細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)發(fā)展不平衡③細(xì)胞增殖的需要基因的選擇性表達(dá)細(xì)胞變化細(xì)胞數(shù)量增多細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異，細(xì)胞種類(lèi)增多發(fā)生時(shí)間從受精卵開(kāi)始，發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中起始于胚胎時(shí)期，發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中結(jié)果生成相同的細(xì)胞生成不同的細(xì)胞項(xiàng)目細(xì)胞分裂細(xì)胞分化特性①局部性（不是所有細(xì)胞都能進(jìn)行）②周期性（進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞具有細(xì)胞周期）①持久性②不可逆性③普遍性?xún)烧叩穆?lián)系①通常高度分化的細(xì)胞，分裂能力較差或暫時(shí)失去分裂能力；有些暫時(shí)失去分裂能力的細(xì)胞（已分化），在特殊情況下可恢復(fù)分裂能力②生物的個(gè)體發(fā)育是通過(guò)細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化過(guò)程共同實(shí)現(xiàn)的二細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長(zhǎng)及細(xì)胞分化的判斷根據(jù)結(jié)果進(jìn)行判斷細(xì)胞分裂的結(jié)果是細(xì)胞數(shù)量增加，細(xì)胞生長(zhǎng)引起細(xì)胞體積增大，而細(xì)胞分化的結(jié)果是細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了改變。根據(jù)圖解進(jìn)行判斷細(xì)胞分裂和細(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，這種變化叫作細(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)胞分裂。過(guò)程④表示細(xì)胞的體積由小變大，這是細(xì)胞生長(zhǎng)。例

難度★★☆

典型★★★下圖表示人體骨髓造血干細(xì)胞的生命歷程。下列敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.a過(guò)程表示細(xì)胞生長(zhǎng)，該過(guò)程中細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的效率逐漸提高B.b過(guò)程是細(xì)胞分裂，該過(guò)程是c過(guò)程的基礎(chǔ)C.c過(guò)程是細(xì)胞分化，該過(guò)程中基因進(jìn)行了選擇性表達(dá)D.三種血細(xì)胞一般不會(huì)再變成細(xì)胞③或④【解析】細(xì)胞經(jīng)a過(guò)程后體積變大，所以該過(guò)程為細(xì)胞生長(zhǎng)。細(xì)胞體積變大后，細(xì)胞表面積與體積的比值變小，細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的效率降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤。b、c過(guò)程分別是細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化，細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，B、C兩項(xiàng)正確。細(xì)胞分化一般是不可逆的，所以三種血細(xì)胞不會(huì)再變成細(xì)胞③或④，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緼走向高考一細(xì)胞的分化例1［高考重組題］下列關(guān)于細(xì)胞生命活動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.高度分化的細(xì)胞執(zhí)行特定的功能，不能再分裂增殖［2020·江蘇卷］B.細(xì)胞分化要通過(guò)基因的選擇性表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)［2019·江蘇卷］C.哺乳動(dòng)物造血干細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞的過(guò)程是不可逆的［2018·全國(guó)Ⅲ卷］D.細(xì)胞分裂能力隨細(xì)胞分化程度的提高而減弱［2017·江蘇卷］【解析】高度分化的細(xì)胞能執(zhí)行特定的功能，但也可能繼續(xù)分裂增殖，如性原細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂，A項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼二細(xì)胞分裂與分化的綜合考查例2［2020·浙江1月選考·第6題改編］胡蘿卜根單個(gè)細(xì)胞經(jīng)體外培養(yǎng)，能發(fā)育成完整的植株。其根本原因是胡蘿卜根細(xì)胞（）A.具有旺盛的分裂能力B.具有該物種的全套遺傳信息C.通過(guò)有絲分裂形成了植株D.能合成胡蘿卜所需的蛋白質(zhì)【解析】胡蘿卜根單個(gè)細(xì)胞經(jīng)體外培養(yǎng)，能發(fā)育成完整植株的根本原因是胡蘿卜根部細(xì)胞具有該物種全套的遺傳信息?！敬鸢浮緽例3［2016·全國(guó)Ⅱ高考］難度★★☆ 典型★★★在細(xì)胞的生命歷程中，會(huì)出現(xiàn)分裂、分化等現(xiàn)象。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.細(xì)胞的有絲分裂對(duì)生物性