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2019-2020年中圖版生物必修1第二節(jié)《 細(xì)胞的分化》word教案 ［背景知識(shí)互動(dòng)］ 1.植物體的各種組織是怎樣形成的？ 2.人的哪種骨髓具有造血功能？ 3.生物體發(fā)育的起點(diǎn)是什么？進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是什么？ 答案:1.它們是經(jīng)過細(xì)胞分化形成的。細(xì)胞分化的過程大致是：細(xì)胞分裂所產(chǎn)生的新細(xì)胞，起初形態(tài)、結(jié)構(gòu)方面都很相似，并且都具有分裂能力。后來，除了一小部分細(xì)胞仍然保持著分裂能力以外，大部分細(xì)胞失去了分裂能力。在生長(zhǎng)過程中，這些細(xì)胞各自具有不同的功能，它們?cè)谛螒B(tài)、結(jié)構(gòu)上也逐漸發(fā)生了變化，結(jié)果就逐漸形成了不同的組織。 2.紅骨髓有造血功能。 3.生物體發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵。進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是有絲分裂。 知識(shí)鏈接 初中生物學(xué)課中，生物的個(gè)體發(fā)育是要經(jīng)過細(xì)胞分裂、組織分化、器官形成而形成一個(gè)完整的性成熟的個(gè)體的過程。 造血的過程本身是一個(gè)細(xì)胞分化的過程。 ［典型例題探究］ 【例1】在細(xì)胞分化的過程中，遺傳物質(zhì)將（　?。? A.發(fā)生改變　　　　　　　　　B.部分改變 C.不改變　　　　　　　　　　D.是隨機(jī)的 解析：由于體細(xì)胞一般都是通過有絲分裂增殖而來的，分化的細(xì)胞中都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)。 答案：C 規(guī)律發(fā)現(xiàn) 此題在于考查學(xué)生對(duì)細(xì)胞分化概念的理解。 【例2】 下列有關(guān)組織培養(yǎng)過程，其中正確的順序是（　　） A.組織細(xì)胞、愈傷組織、試管苗 B.愈傷組織、組織細(xì)胞、試管苗 C.組織細(xì)胞、組織細(xì)胞、試管苗 D.愈傷組織、組織細(xì)胞、試管苗 解析：離體的器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時(shí)間后，會(huì)通過細(xì)胞分裂，形成愈傷組織。愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。由高度分化的器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細(xì)胞的脫分化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官，這個(gè)過程叫再分化。再分化形成的試管苗，移栽到地里，可以發(fā)育成完整的植物體。 答案：A 離體的器官組織或細(xì)胞愈傷組織植物體。 ［教材習(xí)題研討］ 鞏固提高： 1.解析：最新科學(xué)研究表明，干細(xì)胞不僅是生物進(jìn)化和發(fā)展的基本單位,也是組織、器官生長(zhǎng)的基本單位，同時(shí)更是創(chuàng)傷、疾病損傷和衰老時(shí)機(jī)體再生和修復(fù)的基本單位。干細(xì)胞的再生修復(fù)機(jī)制是生物界的普遍規(guī)律。 答案：到目前為止干細(xì)胞最主要的應(yīng)用是治療多種疾病。干細(xì)胞治療疾病較傳統(tǒng)的方法具有很多優(yōu)點(diǎn)，如低毒性，不需要完全了解疾病發(fā)病的確切機(jī)理；若用自身干細(xì)胞移植，則無免疫排斥反應(yīng)。 方法點(diǎn)撥 干細(xì)胞是“萬能細(xì)胞”，干細(xì)胞是“源泉細(xì)胞”，干細(xì)胞是細(xì)胞之母。 理論上講，干細(xì)胞可以治療各種疾病，但其最適合的疾病是組織壞死性疾病（如缺血引起的心肌壞死）進(jìn)行性病變，（如帕金森氏綜合癥）自體免疫疾病（如胰島素依賴型糖尿病等）。 理論上講，干細(xì)胞可以治療各種疾病。 除此之外，干細(xì)胞的醫(yī)學(xué)應(yīng)用還包括體外制造人體器官，然而這比體內(nèi)移植干細(xì)胞要復(fù)雜得多。干細(xì)胞和動(dòng)物工程的結(jié)合將有可能解決這一問題，用干細(xì)胞技術(shù)修復(fù)病損組織；造血干細(xì)胞的移植是治療血液系統(tǒng)疾病、先天性疾病以及多發(fā)性和轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤疾病的最有效方法；隨著基因工程、胚胎工程、細(xì)胞工程等各種生物技術(shù)的發(fā)展，按照一定的目的，在體外人工分離、培養(yǎng)干細(xì)胞已成為可能，利用干細(xì)胞構(gòu)建各種細(xì)胞、組織和器官。 干細(xì)胞的醫(yī)學(xué)應(yīng)用還包括體外制造人體器官。 2.解析：細(xì)胞的全能性是指高度分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能。至今尚無實(shí)驗(yàn)證明分化的動(dòng)物細(xì)胞具有全能性，但許多實(shí)驗(yàn)證明了體細(xì)胞核的全能性。 答案：植物細(xì)胞具有全能性，而動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。細(xì)胞全能性在實(shí)踐中的應(yīng)用是：能夠進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，動(dòng)物組織和器官以及個(gè)體的培養(yǎng)等。 分析討論： 細(xì)胞具有全能性的原因是：細(xì)胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要的全套遺傳物質(zhì)。 1.造血干細(xì)胞可分化成紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、血小板、淋巴細(xì)胞等血細(xì)胞，每種血細(xì)胞都有自己的功能，這樣就為血細(xì)胞完成多種生理功能提供了保障。 2.骨髓移植是從20世紀(jì)50年代逐漸發(fā)展起來的一種醫(yī)療技術(shù)。骨髓移植是指把骨髓細(xì)胞從一個(gè)人體內(nèi)移植（一般是通過靜脈輸入）到另一個(gè)人體內(nèi)。確切地說，“骨髓移植”應(yīng)該叫做“造血干細(xì)胞移植”。造血干細(xì)胞是人體內(nèi)所有血細(xì)胞的“種子”，血液中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞（包括粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞）和血小板等，都是由它經(jīng)過多次分化發(fā)育而來的。造血干細(xì)胞具有自我復(fù)制（即產(chǎn)生新的造血干細(xì)胞），進(jìn)行自我補(bǔ)充。 造血干細(xì)胞是幾種血細(xì)胞的前體細(xì)胞，它先分化為單能干細(xì)胞，再由單能干細(xì)胞分化成不同的血細(xì)胞。 ［教材優(yōu)化全析］ 1.細(xì)胞分化 所有高等生物體都是由同一來源的細(xì)胞即受精卵發(fā)育而成的。受精卵通過細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)目。例如人從受精卵發(fā)育到兒童需進(jìn)行平均約41次有絲分裂，可產(chǎn)生241=2.21012個(gè)細(xì)胞；成年人則可達(dá)21014個(gè)細(xì)胞。這些由受精卵通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中，大多數(shù)為適應(yīng)特定的功能，而合成特異的蛋白質(zhì)，形成特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，因而產(chǎn)生了各種不同類型的細(xì)胞。這種細(xì)胞之間產(chǎn)生穩(wěn)定差異的過程就叫細(xì)胞分化(cell differentiation)。所以，細(xì)胞分化是指一種類型的細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生物化學(xué)特性方面穩(wěn)定地轉(zhuǎn)變成另一類型細(xì)胞的過程(下圖)。 細(xì)胞和組織分化的不同途徑 *內(nèi)胚層：只形成這些器官、系統(tǒng)的上皮 思維拓展 分化的細(xì)胞所呈現(xiàn)出的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，源于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的變化，如級(jí)成結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)和催化化學(xué)反應(yīng)的酶。 探究活動(dòng) 人體造血干細(xì)胞的功能研究 課文圖4－1－8中的各種細(xì)胞功能是： ①紅細(xì)胞：運(yùn)輸氧氣。 ②血小板：參與血液凝固。 ③噬（嗜）堿性粒細(xì)胞：白細(xì)胞的一種，與某些過敏反應(yīng)有關(guān)。 ⑤噬（嗜）酸性粒細(xì)胞：白細(xì)胞的一種，有吞噬較大寄生物或其他外物的能力。 ⑥噬（嗜）中性粒細(xì)胞：白細(xì)胞的一種，壽命很短（只在血液中停留幾個(gè)小時(shí)），可以大量地消滅侵入人體內(nèi)的細(xì)菌。 ⑧單核細(xì)胞：又叫做巨噬細(xì)胞，存在于人體的結(jié)締組織，具有強(qiáng)大吞噬能力。 要點(diǎn)提煉 初中生物課上學(xué)過人體的血液中的血細(xì)胞由紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板組成。 ⑦B淋巴細(xì)胞：參與體液免疫，產(chǎn)生抗體。 ⑧T淋巴細(xì)胞：參與細(xì)胞免疫，可以產(chǎn)生淋巴因子。 原粒細(xì)胞分化成的骨髓造血干細(xì)胞屬于多能干細(xì)胞。造血干細(xì)胞至少具有產(chǎn)生12種類型血細(xì)胞的潛能(圖4－1－8中只有兩種淋巴細(xì)胞，其實(shí)還可以再細(xì)分，一共6種)。 思維拓展 兩種淋巴細(xì)胞可以穿過毛細(xì)血管壁，活動(dòng)于血液、淋巴及血管之外、各組織之間的組織液中。 參考資料：多能干細(xì)胞具有自我增殖和分化兩種功能。多能造血干細(xì)胞增殖、分化而產(chǎn)生定向干細(xì)胞，定向干細(xì)胞再分化產(chǎn)生分化細(xì)胞。定向干細(xì)胞與多能干細(xì)胞不同，是各系的母細(xì)胞，特點(diǎn)如下：①定向干細(xì)胞已有所分化，失去多方向分化的能力，只能向一系或相關(guān)的兩系細(xì)胞分化。②增殖能力不是無限的，只能分裂幾次。③在定向干細(xì)胞上具有對(duì)某種調(diào)節(jié)因子起反應(yīng)的結(jié)構(gòu)。如原紅細(xì)胞上具有促紅細(xì)胞生成素受體，在調(diào)節(jié)因子——促紅細(xì)胞生成素的作用下，可經(jīng)過分化的原始階段、幼稚階段至成熟階段，形成成熟的紅細(xì)胞。其他種類的定向干細(xì)胞不能接受促紅細(xì)胞生成素的作用，因而不能分化為紅細(xì)胞。多能造血干細(xì)胞和定向干細(xì)胞共同組成造血干細(xì)胞庫，以維持體內(nèi)血細(xì)胞的數(shù)量。 2.細(xì)胞的全能性 要點(diǎn)提煉 細(xì)胞的分化具有不可逆性，分裂的有限性等。 干細(xì)胞是一類具有分裂和分化能力的細(xì)胞，多能干細(xì)胞可以分化出多種類型的細(xì)胞，但它不可能分化出足以構(gòu)成完整個(gè)體的所有細(xì)胞，所以多能干細(xì)胞的分化潛能稱為多能性。單能干細(xì)胞來源于多能干細(xì)胞，具有向特定細(xì)胞系分化的能力，也稱為祖細(xì)胞。 受精卵能夠分化出各種細(xì)胞、組織，形成一個(gè)完整的個(gè)體，所以把受精卵的分化潛能稱為全能性。隨著分化發(fā)育的進(jìn)程，細(xì)胞逐漸喪失其分化潛能。從全能性到多能性，再到單能性，最后失去分化潛能成為成熟定型的細(xì)胞。 以上的干細(xì)胞就是具有多能性，而不是全能性。 植物的枝、葉、根都有可能長(zhǎng)成一株完整的植株。細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果也證明單個(gè)分化的植物細(xì)胞也可以培養(yǎng)成一個(gè)完整的植株。細(xì)胞全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育的潛能。大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力。1958年曾有美國(guó)科學(xué)家Steward將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，而最終發(fā)育成完整的新植物，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。 細(xì)胞的全能性是高度分化的細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整生物個(gè)體的潛能。 Steward的實(shí)驗(yàn)表明了整個(gè)植物細(xì)胞具有全能性。 細(xì)胞全能性的原因是，由于體細(xì)胞一般是通過有絲分裂繁殖而來的，一般已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的染色體，攜帶有與本物種相同的DNA分子。因此，分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。在合適的條件下，有些分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。 細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)有與本物種發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)。 成熟動(dòng)物細(xì)胞顯然不具備全能性。其原因并非在細(xì)胞核而在細(xì)胞質(zhì)，如大量的核移植實(shí)驗(yàn)證實(shí)，分化細(xì)胞的核仍保留完整的基因組DNA。我國(guó)發(fā)育生物學(xué)家童第周1978年成功地將黑斑蛙成熟的細(xì)胞核移入去核的受精卵細(xì)胞內(nèi)，培育出了蝌蚪。20世紀(jì)60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移植，90年代末多利羊的誕生都證明了分化細(xì)胞具有完整的DNA。 動(dòng)物細(xì)胞的轉(zhuǎn)向決定，植物細(xì)胞的脫分化都說明細(xì)胞具有全能性。內(nèi)因是根據(jù)，外因是條件。細(xì)胞內(nèi)基因組的結(jié)構(gòu)和編碼程序是根據(jù)，這是各種生物長(zhǎng)期進(jìn)化過程中在自然選擇壓力下篩選積累下來的，而促使胚細(xì)胞發(fā)育成個(gè)體的各種內(nèi)外因素是條件。 動(dòng)物的全能性只體現(xiàn)在細(xì)胞核上，整個(gè)細(xì)胞還沒有得到證明。