2024-2025學(xué)年新教材高中生物第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12

PAGE9-第2節(jié)細(xì)胞的分化課標(biāo)要求核心素養(yǎng)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。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)導(dǎo)圖新知預(yù)習(xí)·雙基夯實(shí)一、細(xì)胞分化及其意義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(lèi)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。二、細(xì)胞的全能性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：eq\x(\a\al(胡蘿卜__韌皮部__細(xì)胞,＋,植物激素、無(wú)機(jī)鹽和,糖類(lèi)等的培育液))eq\o(→,\s\up7(培育發(fā)育))完整的植株(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：eq\x(\a\al(非洲爪蟾的蝌蚪的腸,上皮細(xì)胞的__細(xì)胞核__,＋,__去核__的卵細(xì)胞))eq\o(→,\s\up7(培育發(fā)育))新的個(gè)體(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。┃┃活學(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)胞分化使生物體內(nèi)細(xì)胞種類(lèi)、數(shù)量增多。(×)(4)細(xì)胞分化在生物界普遍存在，是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。(√)(5)玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株(×)(6)克隆猴“中中”“華華”的培育體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞具有全能性。(×)(7)人的骨髓中的造血干細(xì)胞通過(guò)分裂、分化成各種血細(xì)胞體現(xiàn)了全能性。(√)(8)捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞可刺激骨髓加速造血，不會(huì)影響身體健康。(√)思索：1．人是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，有的細(xì)胞構(gòu)成了頭，有的細(xì)胞構(gòu)成了手，受精卵怎么會(huì)有這么多功能，你知道緣由嗎？提示：受精卵在進(jìn)行增殖的過(guò)程中，發(fā)生了細(xì)胞的分化。2．同一受精卵分化的不同細(xì)胞內(nèi)核DNA的數(shù)目及結(jié)構(gòu)“完全”相同嗎？提示：核DNA的數(shù)目及結(jié)構(gòu)相同，只是不同細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)的狀況不同。3．同一個(gè)體的神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)相同嗎？產(chǎn)生不同細(xì)胞的緣由是什么？提示：相同。都是由受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育而來(lái)的，產(chǎn)生不同的細(xì)胞是細(xì)胞分化的結(jié)果。4．全能性最強(qiáng)的細(xì)胞是什么細(xì)胞？有沒(méi)有試驗(yàn)證明動(dòng)物細(xì)胞有全能性？提示：受精卵；只有試驗(yàn)證明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。學(xué)霸記憶·素養(yǎng)積累重點(diǎn)呈現(xiàn)1．細(xì)胞的分化(1)概念：在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，相同細(xì)胞的后代，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：已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍舊具有發(fā)育成完整個(gè)體或其他各種細(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。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛學(xué)問(wèn)點(diǎn)細(xì)胞分化及其意義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(lèi)、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(1)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(lèi)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(lèi)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(lèi)增多，數(shù)目不變，全能性降低。┃┃變式訓(xùn)練__■1．(2024·河北省承德市高一)下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述，不正確的是(B)A．是一種長(zhǎng)久性的變更B．遺傳物質(zhì)發(fā)生變更導(dǎo)致細(xì)胞分化C．結(jié)果是使細(xì)胞趨向特地化D．發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中解析：分化了的細(xì)胞將始終保持分化后的狀態(tài)，直到死亡，可見(jiàn)細(xì)胞分化是一種長(zhǎng)久性的變更，A正確；細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)過(guò)程，分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變更，B錯(cuò)誤；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，C正確；細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中，D正確。學(xué)問(wèn)點(diǎn)細(xì)胞的全能性與干細(xì)胞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(lèi)(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(zhuān)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(lèi)。┃┃典例剖析__■典例2(2024·江蘇省泰州中學(xué)高一)下列細(xì)胞的全能性最簡(jiǎn)單表達(dá)出來(lái)的是(A)A．蛔蟲(chóng)的受精卵細(xì)胞 B．蠶豆的葉肉細(xì)胞C．人的口腔上皮細(xì)胞 D．蛙的神經(jīng)細(xì)胞解析：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)胞全能性大小的比較：受精卵＞卵細(xì)胞(生殖細(xì)胞)＞體細(xì)胞，植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞。因此上述四項(xiàng)中全能性最大的是蛔蟲(chóng)的受精卵細(xì)胞，其次是蠶豆的葉肉細(xì)胞，再次是人的口腔上皮細(xì)胞與蛙的神經(jīng)細(xì)胞，因此A符合題意，B、C、D不符合題意。┃┃變式訓(xùn)練__■2．(2024·北京市西城區(qū)高一)下列生命現(xiàn)象中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是(D)A．精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵B．用馬鈴薯塊莖繁殖出新的植株C．體外培育皮膚細(xì)胞得到皮膚組織D．用植物的花粉組培得到完整植株解析：精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵，屬于正常的受精作用，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，A錯(cuò)誤；用馬鈴薯塊莖繁殖出新的植株，屬于養(yǎng)分繁殖(無(wú)性繁殖)，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，B錯(cuò)誤；體外培育皮膚細(xì)胞得到皮膚組織，沒(méi)有形成完整的個(gè)體，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，C錯(cuò)誤；用植物的花粉組培得到完整植株，為花藥離體培育，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，D正確。指引迷津·撥云見(jiàn)日細(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。解疑答惑問(wèn)題探討?P1181．提示：健康人會(huì)不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞，補(bǔ)充到血液中去。2．提示：骨髓中的造血干細(xì)胞能夠通過(guò)增殖和分化，不斷產(chǎn)生不同類(lèi)型的血細(xì)胞。思索·探討?P1181．提示：細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)功能上皮細(xì)胞排列緊密、細(xì)胞間質(zhì)少愛(ài)護(hù)、汲取、分泌、排泄等骨骼肌細(xì)胞梭形、多核進(jìn)行收縮、舒張，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)軟骨細(xì)胞體積小，橢圓形合成和分泌基質(zhì)與纖維神經(jīng)細(xì)胞由細(xì)胞體和突起構(gòu)成接受刺激、傳導(dǎo)沖動(dòng)2.提示：不能；不會(huì)。因?yàn)榧?xì)胞分化具有不行逆性。思索·探討?P1201．提示：由資料1可知，在相宜的條件下，植物細(xì)胞可以發(fā)育成完整的植物體。2．提示：理論上也是可以的，但高度分化的細(xì)胞表現(xiàn)出全能性難度較大。3．提示：不能。由資料2可知，已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。練習(xí)與應(yīng)用?P122一、概念檢測(cè)1．(1)×提示：受精卵具有全能性。(2)√2.D3.D二、拓展應(yīng)用1．提示：通過(guò)植物組織培育技術(shù)繁殖花卉，保證花木的優(yōu)良品質(zhì)不變，并且繁殖得快。2．提示：干細(xì)胞移植治療是把健康的干細(xì)胞移植到患者體內(nèi)，以達(dá)到修復(fù)或替換受損細(xì)胞或組織，從而達(dá)到治愈的目的。訓(xùn)練鞏固·課堂達(dá)標(biāo)1．(2024·山東省德州市高一)將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞誘導(dǎo)分化為根、莖、葉的過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生的是(C)A．合成葉綠素B．細(xì)胞生理功能的變更C．DNA的種類(lèi)發(fā)生變更D．細(xì)胞器的種類(lèi)和數(shù)量發(fā)生變更解析：將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞誘導(dǎo)分化為根、莖、葉的過(guò)程中，韌皮部細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化形成具有根、莖、葉的幼苗。其中愈傷組織再分化階段須要光照，在此過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)會(huì)合成葉綠素，A不符合題意；在胡蘿卜韌皮部細(xì)胞誘導(dǎo)分化為根、莖、葉的過(guò)程中，經(jīng)驗(yàn)了細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化，其中細(xì)胞分化使細(xì)胞生理功能發(fā)生變更，B不符合題意；細(xì)胞分化過(guò)程中，遺傳物質(zhì)DNA的種類(lèi)不會(huì)發(fā)生變更，C符合題意；在細(xì)胞分化過(guò)程中，細(xì)胞器的種類(lèi)與數(shù)量也會(huì)發(fā)生變更，D不符合題意。2．下列有關(guān)細(xì)胞分化的說(shuō)法，不正確的是(A)A．細(xì)胞分化僅發(fā)生在胚胎時(shí)期B．細(xì)胞分化與生物發(fā)育有親密關(guān)系C．細(xì)胞分化是生物界的一種普遍存在的生命現(xiàn)象D．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)程解析：細(xì)胞分化發(fā)生在多細(xì)胞生物的整個(gè)生命歷程中，A錯(cuò)誤。細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，B正確。動(dòng)植物細(xì)胞都有細(xì)胞分化現(xiàn)象，是生物界普遍存在的，C正確。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)程就是細(xì)胞分化，D正確。3．(不定項(xiàng))關(guān)于細(xì)胞全能性的理解，正確的是(BCD)A．植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)全能性，其緣由是所含基因不同B．細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需的全部基因是細(xì)胞具有全能性的內(nèi)在因素C．經(jīng)植物