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2019-2020年高中生物 課時23 細(xì)胞的分化導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．說明細(xì)胞的分化。 2．舉例說明細(xì)胞的全能性。 3．進(jìn)行有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料搜集和分析。 【自主梳理】 1．細(xì)胞分化的概念： (1)時期：______________________。 (2)起點(diǎn)：______________________。 (3)變化：______________________上發(fā)生穩(wěn)定性差異。 2．細(xì)胞分化的特點(diǎn)： (1)____________性：細(xì)胞分化是一種持久性的變化。 (2)穩(wěn)定性、不可逆性：分化了的細(xì)胞將____________的狀態(tài)。 (3)____________性：細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象。 3．細(xì)胞分化的原因(實(shí)質(zhì))：不同的細(xì)胞中________________________是不同的。 4．細(xì)胞分化的意義：使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向____________，有利于提高各種生理功能的效率，是____________的基礎(chǔ)。 5．細(xì)胞的全能性的概念： (1)細(xì)胞類型：_________________的細(xì)胞。 (2)特點(diǎn)：具有_________________的潛能。 6．植物細(xì)胞實(shí)例——植物組織培養(yǎng)： ①培養(yǎng)液成分_________________、無機(jī)鹽和_________________等。 ②實(shí)驗(yàn)過程 ③結(jié)論：高度分化的植物細(xì)胞仍然具有_________________的能力。 7．動物細(xì)胞實(shí)例： ①克隆羊 a.實(shí)驗(yàn)過程 b.結(jié)論：已分化的動物體細(xì)胞的_____________是具有全能性的。 ②干細(xì)胞 a.概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有_____________能力的細(xì)胞。 b.舉例：_____________能通過增殖和分化產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。 【預(yù)習(xí)小測】 1．判斷正誤：斷尾壁虎長出新尾巴過程中發(fā)生了細(xì)胞分化。 2．判斷正誤：細(xì)胞分化過程中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 3．判斷正誤：由一種細(xì)胞分化形成的不同組織細(xì)胞的遺傳信息相同。 4．判斷正誤：ATP合成酶基因在不同細(xì)胞中選擇性表達(dá)。 5．判斷正誤：由受精卵發(fā)育成新個體體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。 【探究一細(xì)胞分化的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)】 如圖表示某種植物細(xì)胞分裂和分化的過程，結(jié)合圖示探討下列問題。 (1)細(xì)胞b能夠再分化成細(xì)胞c嗎？這說明細(xì)胞分化具有什么特點(diǎn)？ (2)細(xì)胞b能夠回到分化前的細(xì)胞a的狀態(tài)嗎？這說明細(xì)胞分化具有什么特點(diǎn)？ (3)細(xì)胞a、b、c的核遺傳物質(zhì)相同嗎？為什么？ (4)細(xì)胞a、b、c的大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能相同嗎？ (5)由(3) (4)總結(jié)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)。 【典例精析】 下列生命過程中，沒有發(fā)生細(xì)胞分化的是 A.斷尾壁虎長出新尾巴 B.砍伐后的樹樁上長出新枝條 C.根尖分生區(qū)細(xì)胞中DNA周期性復(fù)制 D.某細(xì)胞合成了胰島素 【變式訓(xùn)練】 下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述， 錯誤的是 A.細(xì)胞分化意味著不同細(xì)胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì) B.細(xì)胞分化是動物和植物發(fā)育的基礎(chǔ)，且貫穿于整個生命進(jìn)程中 C.通常體內(nèi)已分化的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡 D.具有分裂能力的細(xì)胞一定會分化，且分化程度越高分裂能力就越低 【探究二細(xì)胞的全能性】 2．探討下列實(shí)例是否體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，并說明理由。 (1)玉米種子萌發(fā)長成植株。 判斷：_________(填"是"或"否")。 理由：_________________________________________________________。 (2)誘導(dǎo)干細(xì)胞發(fā)育成特定的組織或器官。 判斷：________(填"是"或"否")。 理由：_________________________________________________________。 3．為什么植物細(xì)胞以及動物細(xì)胞的細(xì)胞核都具有全能性？ 4．胡蘿卜韌皮部細(xì)胞在胡蘿卜植株上能夠發(fā)育成一個完整的個體嗎？嘗試總結(jié)胡蘿卜韌皮部細(xì)胞發(fā)育成一個完整植株需要哪些條件？ 5．植物組織培養(yǎng)和克隆羊的實(shí)例是否均體現(xiàn)了高度分化的細(xì)胞具有全能性？ 【典例精析】 下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，不正確的是 A.受精卵在自然條件下能形成完整個體，全能性最高 B.在生物體內(nèi)已經(jīng)分化的細(xì)胞不能表達(dá)全能性 C.卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性最高 D.植物細(xì)胞在一定的條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 【變式訓(xùn)練】 下列事實(shí)能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是 A.棉花種子萌發(fā)成幼苗 B.單細(xì)胞的DNA在體外大量擴(kuò)增 C.燒傷患者皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出的大量組織細(xì)胞 D.小鼠體細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培育成小鼠 【隨堂自測】 1．細(xì)胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，下列敘述正確的是 A.細(xì)胞分化只發(fā)生在動物胚胎發(fā)育過程中 B.細(xì)胞分化會使細(xì)胞數(shù)目增多 C.分化的細(xì)胞呈現(xiàn)出相同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 D.細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 2．下圖中甲、乙、丙分別表示某人體的幾種細(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.線粒體的結(jié)構(gòu)不同 3．細(xì)胞的全能性是指 A.已經(jīng)分化的細(xì)胞全部能進(jìn)一步分化 B.已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 C.細(xì)胞既能分化，也能恢復(fù)到分化前的狀態(tài) D.細(xì)胞具有全面的生理功能 4．下列能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)過程是 A.玉米種子萌發(fā)長成新植株 B.小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞 C.小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成植株 D.胡蘿卜韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 5．據(jù)報(bào)道，目前英國科學(xué)家成功將人體皮膚細(xì)胞改造成成熟精子。下列與之相關(guān)的敘述，不正確的是 A.人體皮膚細(xì)胞和精子都是高度分化的細(xì)胞 B.該實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明動物細(xì)胞具有全能性 C.如果該實(shí)驗(yàn)屬實(shí)，可以給不育患者帶來福音 D.皮膚細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體的潛能 【探究歸納】 1．教材提煉： 2．對比分析細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化： 項(xiàng)目 細(xì)胞分裂 細(xì)胞分化 細(xì)胞變化 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)生時間 發(fā)生在整個生命過程中 意義 在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定 保證了生物體正常發(fā)育 聯(lián)系 3．細(xì)胞分化和細(xì)胞全能性： 細(xì)胞分化 細(xì)胞全能性 原因 不同細(xì)胞中遺傳信息的執(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)、生理功能不同的細(xì)胞 形成新的個體 大小或高低比較 細(xì)胞分化程度有高低之分：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 關(guān)系 ①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生改變 ②細(xì)胞分化程度越高，具有的全能性越小 4．【提醒】細(xì)胞分化與細(xì)胞分裂的關(guān)系： (1)細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，二者往往相伴發(fā)生。 (2)細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞的分裂能力越弱。 必修1課時23 細(xì)胞的分化 詳細(xì)答案 課前預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)案 【自主梳理】 1．(1)個體發(fā)育過程中 (2)一個或一種細(xì)胞 (3)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 2．(1)持久 (2)一直保持分化后 (3)普遍 3．遺傳信息的執(zhí)行情況 4．專門化 生物個體發(fā)育 5．(1)已經(jīng)分化 (2)發(fā)育成完整個體 6．①植物激素 糖類 ②韌皮部細(xì)胞 ③發(fā)育成完整植株 7．①a.細(xì)胞核 去細(xì)胞核 b.細(xì)胞核 ②a.分裂和分化 b.造血干細(xì)胞 【預(yù)習(xí)小測】 1．√ 提示：斷尾壁虎長出新尾巴是通過細(xì)胞分裂和分化來實(shí)現(xiàn)的。 2．√ 提示：同一個體中，不同細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，其原因就是不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 3．√ 提示：在細(xì)胞分化的過程中遺傳信息不發(fā)生改變。 4． 提示：ATP合成酶基因在所有活細(xì)胞中都能夠表達(dá)。 5． 提示：受精卵是未分化的細(xì)胞，由其發(fā)育成新個體不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。 知識拓展 探究案 【探究一細(xì)胞分化的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)】 (1)提示：不能，說明細(xì)胞分化具有穩(wěn)定性。 (2)提示：不能，說明細(xì)胞分化具有不可逆性。 (3)提示：相同。因?yàn)榧?xì)胞b、c是由細(xì)胞a經(jīng)過有絲分裂和分化產(chǎn)生的，而經(jīng)有絲分裂和分化后，核遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。 (4)提示：不同。 (5)提示：細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 【典例精析】 C 【解析】A項(xiàng)中斷尾壁虎新尾巴的生成，B項(xiàng)砍伐后樹樁上新枝條形成及D項(xiàng)某細(xì)胞合成了胰島素，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上都發(fā)生了穩(wěn)定性差異，均有細(xì)胞分化發(fā)生。C項(xiàng)根尖分生區(qū)細(xì)胞中DNA周期性復(fù)制，細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂，沒有分化。 【備注】無 【變式訓(xùn)練】 D 【解析】細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，基因的選擇性表達(dá)使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類產(chǎn)生差異；細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進(jìn)程中；細(xì)胞分化是不可逆的，因此體內(nèi)已分化的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡；具有分裂能力的細(xì)胞不一定會發(fā)生分化，如單細(xì)胞生物的細(xì)胞。 【備注】無 【探究二細(xì)胞的全能性】 2．(1)否 細(xì)胞全能性指的是已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個體的能力，而玉米種子是一個器官，由胚、胚乳、種皮等組成，由種子發(fā)育成植株屬于個體發(fā)育的一部分，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 (2)否 細(xì)胞全能性體現(xiàn)的發(fā)育終點(diǎn)是完整的生物個體，而不是某種組織或器官 3．提示：植物細(xì)胞以及動物細(xì)胞的細(xì)胞核都具有控制該生物個體發(fā)育的完整的遺傳信息。 4．提示：不能。需要的條件：①在離體狀態(tài)下；②需要適宜的水、無機(jī)鹽、有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)；③需要植物激素；④需要適宜的溫度、pH等條件。 5．提示：植物組織培養(yǎng)體現(xiàn)了高度分化的植物細(xì)胞具有全能性，克隆羊不能說明高度分化的動物細(xì)胞具有全能性，只能說明動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 【典例精析】 C 【解析】卵細(xì)胞是已分化的細(xì)胞，受精卵是未分化的細(xì)胞，能夠在自然狀態(tài)下形成完整的新個體，全能性最高，A 項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯誤；生物體內(nèi)細(xì)胞高度分化，通常不能表現(xiàn)全能性，但可以在離體的條件下培育成一個完整的個體表現(xiàn)出全能性，B、D項(xiàng)正確。 【備注】細(xì)胞全能性表達(dá)的起點(diǎn)是離體的組織細(xì)胞，終點(diǎn)是一個完整的生物個體；離體的植物細(xì)胞，具有控制該生物個體發(fā)育的完整的遺傳信息，在一定的培養(yǎng)液中可以表達(dá)全能性；離體的動物細(xì)胞雖具有控制該生物個體發(fā)育的完整的遺傳信息，但到目前為止還沒有將單個分化的動物細(xì)胞培養(yǎng)成新個體的實(shí)例。 【變式訓(xùn)練】 D 【解析】本題考查細(xì)胞全能性相關(guān)知識。細(xì)胞全能性的體現(xiàn)具備三點(diǎn)，一是已分化細(xì)胞，二是離體條件下培養(yǎng)，三是發(fā)育成一個完整個體。棉花種子是器官， 由種子萌發(fā)成幼苗沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性；DNA擴(kuò)增沒體現(xiàn)細(xì)胞全能性；皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出的大量組織細(xì)胞沒發(fā)育成一個完整個體。 【備注】無 【隨堂自測】 1．D 【解析】細(xì)胞分化是一種持久性變化，發(fā)生在生物體的整個生命過程中，在胚胎時期達(dá)到最大；細(xì)胞分化的結(jié)果是細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生了穩(wěn)定性差異，但不會改變細(xì)胞數(shù)目；細(xì)胞分化的原因是細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的執(zhí)行情況不同，導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生變化；細(xì)胞分化過程中，遺傳物質(zhì)(基因)并未改變，但基因可選擇性表達(dá)。 【備注】無 2．B 【解析】題圖中甲、乙、丙是同一受精卵經(jīng)過分裂、分化形成的，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基因的選擇性表達(dá)，不同細(xì)胞中表達(dá)的基因不同。 【備注】無 3．B 【解析】已經(jīng)分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體的潛能稱為細(xì)胞的全能性。 【備注】無 4．D 【解析】種子萌發(fā)長成植株，屬于個體發(fā)育的一部分，不能體現(xiàn)出體細(xì)胞的全能性，A項(xiàng)錯誤；骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞，僅僅是細(xì)胞分化的過程，沒有完整個體的形成，體現(xiàn)不出細(xì)胞的全能性，B項(xiàng)錯誤；花粉離體培養(yǎng)發(fā)育成植株， 體現(xiàn)了生殖細(xì)胞的全能性，C項(xiàng)錯誤；胡蘿卜韌皮部細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株，體現(xiàn)了體細(xì)胞的全能性，D項(xiàng)正確。 【備注】無 5．B 【解析】人體皮膚細(xì)胞和精子都是分化程度較高的細(xì)胞，A項(xiàng)正確；科學(xué)家只是成功將人體皮膚細(xì)胞改造成成熟精子， 沒有形成完整個體，不能說明動物細(xì)胞具有全能性，B項(xiàng)錯誤；將皮膚細(xì)胞改造成成熟精子可以給不育患者帶來福音，C項(xiàng)正確；皮膚細(xì)胞具有控制該生物個體發(fā)育的全部的遺傳信息，具有發(fā)育成完整個體的潛能，D項(xiàng)正確。 【備注】無