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第2節(jié)細胞的分化,,一、細胞分化及其意義1.細胞分化:,個體發(fā)育,一個或一種,形態(tài)、結構和生理功能,2.特點:具有普遍性、_______、穩(wěn)定性和不可逆性。3.原因:在個體發(fā)育過程中,不同的細胞中_________的執(zhí)行情況是不同的。4.意義:(1)細胞分化是生物_________的基礎。(2)細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向_______,有利于提高___________________。,持久性,遺傳信息,個體發(fā)育,專門化,各種生理功能的效率,二、細胞的全能性1.概念:(1)前提:_________的細胞。(2)本質:具有發(fā)育成_________的潛能。,已經(jīng)分化,完整個體,2.實例:(1)植物細胞的全能性——植物組織培養(yǎng)。①培養(yǎng)液成分:_________、無機鹽和_____等物質。②結論:_________的植物細胞仍然具有發(fā)育成__________的能力。,植物激素,糖類,高度分化,完整植,株,(2)動物體細胞核的全能性——克隆羊。①實驗過程:②結論:已分化的動物體細胞的_______仍具有全能性。,細胞核,去核,細胞核,3.干細胞:(1)特點:①動物和人體內(nèi),數(shù)量_____。②具有___________能力。(2)舉例:人的骨髓中有許多___________,能通過增殖和分化,不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板等各種血細胞。,很少,分裂和分化,造血干細胞,【預習自測】1.在個體發(fā)育過程中,細胞分化的作用是()A.形成多個細胞B.形成不同組織和器官C.形成同種細胞D.形成后代細胞【解析】選B。細胞分化的作用是形成不同組織和器官。,2.細胞分化的特點不包括()A.持久性B.不可逆性C.普遍性D.隨機性【解析】選D。細胞分化的特點包括持久性、不可逆性、普遍性和穩(wěn)定性等。,3.單細胞生物不能進行下列哪項生理活動()A.細胞分裂B.繁殖C.細胞分化D.呼吸作用【解析】選C。單細胞生物不需要進行細胞分化,因為其一個細胞就能完成各項生命活動。,4.細胞全能性在什么條件下才能體現(xiàn)()A.任何時候B.離體條件下C.在生物個體中D.離體條件下或生物個體中【解析】選B。一般來講,在離體條件下,細胞才能表現(xiàn)出全能性;在生物體中由于受到機體整體調控,單個細胞不能表達其全能性。,5.下列細胞其全能性最低的是()A.動物體細胞B.受精卵細胞C.植物花粉D.植物體細胞【解析】選A。動物體細胞目前還不能誘導其發(fā)育為一個動物個體,其全能性最低。,主題1細胞分化的特點及實質【問題探究】用以下圖示表示某種植物細胞分裂和分化的過程,探討下列問題。,1.細胞分化的特點:(1)判斷圖中①②③分別代表的過程。①_________;②_________;③_________。(2)細胞b能夠再形成細胞a或細胞c嗎?這說明細胞分化具有什么特點?提示:不能。說明細胞分化具有穩(wěn)定性和不可逆性。,細胞分裂,細胞分化,細胞分化,2.細胞分化的實質:(1)細胞a、b、c的核遺傳物質相同嗎?為什么?提示:相同。因為細胞b、c是由細胞a經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生進一步分化得到的,而有絲分裂中遺傳物質沒有變化。,(2)造成細胞a、b、c在形態(tài)、結構和生理功能上出現(xiàn)差異的原因是什么?提示:細胞中的遺傳信息的執(zhí)行情況不同,即基因的選擇性表達。,3.細胞分化與細胞分裂的區(qū)別和聯(lián)系:(1)區(qū)別:細胞分化使_________增加,細胞分裂使__________增加。(2)聯(lián)系:①_________是_________的基礎,兩者往往相伴發(fā)生。②一般來講,細胞分化程度_____,細胞的分裂能力______。,細胞種類,細胞,數(shù)目,細胞分裂,細胞分化,越高,越,低,【拓展延伸】細胞中的管家基因和奢侈基因(1)管家基因:在所有細胞中都表達的基因,與細胞分化無關,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。(2)奢侈基因:只在特定細胞中選擇性表達的基因,控制細胞的分化,如胰島素基因、血紅蛋白基因。,【探究總結】1.細胞分裂與細胞分化的區(qū)別和聯(lián)系:,2.細胞分化和細胞分裂的五個易錯點提醒:(1)細胞分化的過程中一定發(fā)生細胞分裂,但細胞分裂過程中不一定發(fā)生細胞分化。(2)單純的細胞分裂強調的是細胞數(shù)目增多,同時其形態(tài)、結構、功能不發(fā)生變化。,(3)細胞分化強調的是細胞在細胞數(shù)目增多時其形態(tài)、結構、功能也發(fā)生變化。(4)細胞分化和細胞分裂后細胞所含的DNA都不發(fā)生變化。(5)細胞分化過程中遺傳物質并沒有發(fā)生改變,只是基因的選擇性表達。,【探究訓練】1.比較某哺乳動物的胰腺細胞和神經(jīng)細胞,下列說法正確的是()A.細胞核中DNA含量差別較大B.細胞中mRNA、蛋白質種類相同C.細胞中細胞器的種類差別較大D.都具有分解葡萄糖的能力,【解析】選D。同一生物個體不同的體細胞都來源于同一個受精卵的有絲分裂,細胞核中的DNA含量相同,A錯誤;哺乳動物的胰腺細胞、神經(jīng)細胞是細胞分化的結果,細胞中mRNA、蛋白質種類不同,B錯誤;兩者細胞中細胞器的種類相同,數(shù)量差別較大,C錯誤;兩種細胞都可以進行有氧呼吸分解葡萄糖,D正確。,2.(2017石家莊高一檢測)如圖為人體某早期胚胎細胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育階段示意圖,圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞,a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述正確的是(),①a過程是有絲分裂,b過程是細胞分化②乙細胞和丙細胞的染色體組成不同③丁細胞和戊細胞因遺傳物質不同而發(fā)生分化④甲、丁、戊細胞中的蛋白質不完全相同A.①②B.①④C.③④D.②③④,【解題指南】(1)抓準題眼:圖示中甲、乙、丙細胞形態(tài)、大小基本相同,而丁、戊細胞形不同。(2)掃清障礙:細胞分化的實質是基因的選擇性表達。,【解析】選B。a過程是有絲分裂,b過程是細胞分化,細胞分裂和分化的過程中遺傳物質一般不改變,所以題圖中各細胞的遺傳物質均相同,②③錯誤;細胞分化使丁、戊細胞中蛋白質的種類有所不同,故呈現(xiàn)不同的形態(tài)、結構和生理功能,①④正確。,【互動探究】題中“④”,有同學說“甲、丁、戊細胞中的蛋白質完全不同”,這種說法對嗎?為什么?提示:不對。有的基因在所有細胞中都能表達,如呼吸酶基因,有的基因只在特定細胞中表達,如血紅蛋白基因。,【補償訓練】下列關于細胞分化的敘述錯誤的是()A.細胞分化意味著不同細胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質B.細胞分化是動物和植物發(fā)育的基礎,且貫穿于整個生命進程中,C.通常體內(nèi)已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡D.具有分裂能力的細胞一定會分化,且分化程度越高分裂能力就越低【解題指南】解答本題必須明確:(1)細胞分化一般是不可逆的。(2)具有分裂能力的細胞不一定發(fā)生分化過程。,【解析】選D。細胞分化是基因選擇性表達的結果,基因的選擇性表達使細胞內(nèi)蛋白質的種類產(chǎn)生差異;細胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進程中;細胞分化是不可逆的,因此體內(nèi)已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡;具有分裂能力的細胞不一定會發(fā)生分化。,主題2細胞的全能性【問題探究】1.判斷細胞的全能性:探討下列實例是否體現(xiàn)了細胞的全能性,并說明理由。(1)種子萌發(fā)成植株。判斷:___(填“是”或“否”)。理由:____________________________________________________________________________________________________________________。,否,細胞全能性指的是高度分化的組織或細胞發(fā)育成,完整個體的能力,而種子是植物的生殖器官,由它發(fā)育,成植株不能體現(xiàn)細胞的全能性,(2)誘導干細胞發(fā)育成特定的組織或器官。判斷:___(填“是”或“否”)。理由:_______________________________________________________________。,否,細胞全能性體現(xiàn)的發(fā)育終點是完整的生物個體,,而不是某種組織或器官,(3)在蜂群中,未受精的卵發(fā)育成雄蜂。判斷:___(填“是”或“否”)。理由:___________________________________________________。,是,由單個的卵細胞發(fā)育成雄蜂個體,是卵細胞全能,性的體現(xiàn),(4)已分化的胡蘿卜韌皮部細胞等植物細胞在體外培養(yǎng)時可長成植株,這體現(xiàn)了細胞的_______。植物細胞具有該特點的原因是________________________________________________________________。,全能性,植物體內(nèi)的每個細胞都具有該生物,個體生長發(fā)育所需要的全套遺傳信息,(5)克隆羊多利能否說明分化的動物細胞具有全能性?提示:不能。多利的形成不是體細胞直接培育而來,不能說明動物細胞具有全能性,只能說明動物細胞核具有全能性。,2.細胞全能性大小的差異:(1)比較受精卵、生殖細胞和體細胞全能性的大小:________________________。(2)細胞分化與細胞全能性的關系:隨著細胞分化程度的不斷提高,細胞的全能性_________。,受,精卵>生殖細胞>體細胞,逐漸變小,3.細胞全能性實現(xiàn)的條件:(1)胡蘿卜韌皮部細胞在胡蘿卜植株上能夠發(fā)育成一個完整的個體嗎?為什么?提示:不能。在生物的生長發(fā)育過程中,細胞并不會表現(xiàn)出全能性,而是分化成各種組織和器官。,(2)嘗試總結胡蘿卜韌皮部細胞發(fā)育成一個完整植株需要哪些條件。①_____________。②_______________________________。③_____________。④_________________________。,在離體狀態(tài)下,需要適宜的水、無機鹽、有機營養(yǎng),需要植物激素,需要適宜的溫度、pH等條件,【探究總結】1.細胞分化與細胞全能性的比較:,2.細胞分化與細胞全能性易錯辨析:(1)多細胞生物的個體發(fā)育離不開細胞的分化,但細胞分化后的不同細胞中核DNA相同,mRNA和蛋白質一般不同。(2)細胞分化不改變細胞數(shù)目,卻導致細胞種類增多。,(3)細胞全能性的體現(xiàn)以產(chǎn)生個體為標志,若無個體產(chǎn)生,不能體現(xiàn)全能性。(4)細胞全能性表達的條件是離體、一定的營養(yǎng)物質和適宜的環(huán)境條件等。,【探究訓練】1.(2017鄭州高一檢測)下列有關細胞全能性的敘述,正確的是()A.組織培養(yǎng)繁育花卉所利用的原理是細胞具有全能性B.克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞具有全能性,C.用花粉培育成的植株往往高度不育,說明花粉細胞不具有全能性D.愈傷組織的形成說明高度分化的植物細胞具有全能性,【解析】選A。本題考查細胞全能性的概念。細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能,最終發(fā)育成的一定是一個個體,不能是愈傷組織等?？寺⊙虻恼Q生說明動物細胞的細胞核具有全能性。用花粉培育成的植株是單倍體,往往高度不育,這是單倍體的特性,不能說明花粉細胞不具有全能性。,2.下列有關干細胞和細胞全能性的表述,正確的是()A.植物的成熟體細胞比動物的成熟體細胞更容易實現(xiàn)全能性B.動物細胞培養(yǎng)獲得大量骨髓瘤細胞,證明動物體細胞也具有全能性,C.干細胞就是體外培養(yǎng)條件下容易實現(xiàn)全能性的細胞D.在生物體內(nèi),細胞并沒有表現(xiàn)出全能性的原因是細胞核遺傳物質改變【解題指南】解答本題時,需要注意以下兩點:(1)明確全能性的表現(xiàn)必須是離體的細胞。(2)成熟的動物細胞還沒有培育出生物體。,【解析】選A。由于目前科學家們用細胞核移植的辦法證明了動物細胞中細胞核的全能性,而整個細胞的全能性還沒有辦法實現(xiàn),所以植物的成熟體細胞的全能性要比動物的成熟體細胞全能性更易表達;通過細胞培養(yǎng)獲得大量骨髓瘤細胞是利用了細胞增殖的原理;干細胞是保持有持續(xù)分裂、分化能力的細胞;由于生物體內(nèi)的細胞發(fā)生了基因選擇性表達而不能體現(xiàn)全能性。,【規(guī)律方法】判斷細胞全能性是否表現(xiàn)的方法(1)依據(jù):發(fā)育的起點是細胞,終點是形成完整新個體。(2)方法:,【補償訓練】下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學過程是()A.玉米種子萌發(fā)長成新植株B.胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株C.沒有經(jīng)過受精作用的蜜蜂卵細胞直接發(fā)育成雄蜂D.人骨髓中的造血干細胞形成各種血細胞,【解析】選B。細胞全能性是指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。玉米種子本身就是已經(jīng)分化的胚,不能體現(xiàn)體細胞的全能性,A錯誤。胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株,先進行了脫分化后進行再分化,最后發(fā)育成一個個體,B正確;卵細胞直接發(fā)育成雄蜂體現(xiàn)了細胞全能性,但卵細胞不是體細胞,所以不是體細胞全能性的體現(xiàn),C錯誤;骨髓造血干細胞,形成各種血細胞體現(xiàn)了細胞的分化,但沒有發(fā)育成個體,沒有體現(xiàn)出全能性,D錯誤。,【課堂小結】,