第二讲 细胞的分化

1、戴氏教育精品堂学校 2015年必修一 生物李老师第二讲 细胞的分化【课标解读】1.说明细胞分化的概念和意义。 2.举例说明细胞的全能性。 重点提醒1.细胞分化的实质。2.细胞全能性的应用。【基础梳理】一、细胞分化及其意义一个蛙的受精卵能孵化出小蝌蚪，并经过一系列变化最终能发育成一只“五脏俱全”的青蛙，这个过程离不开细胞分化。1概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在_、_和_功能上发生_差异的过程。2特点(1)细胞分化是一种_的变化。一般来说分化了的细胞一直保持_的状态，直到死亡。(2)细胞分化是生物界_存在的生命现象。3原因：在个体发育过程中，不同的细胞_的执行情况不同。4意义

2、：是生物个体_的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向于_，有利于提高各种_的效率。二、细胞的全能性1概念：已经_的细胞，仍然具有发育成_的潜能。2植物组织培养说明植物细胞_具有全能性；多利羊的克隆成功说明高度分化的动物体细胞的_也具有全能性。3干细胞是指动物和人体内仍保留着少数具有_和_能力的细胞，如人骨髓中的造血干细胞。【基础自测】11958年，美国科学家通过培养一种什么植物的什么部位细胞，证明植物细胞具有全能性()A洋葱、鳞片叶肉细胞 B胡萝卜、韧皮部细胞C水稻、叶肉细胞 D小麦、茎的皮层细胞2植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入特定的培养基中培养，获得许多完整的植株，此过程中

3、最重要的是()A细胞分裂 B细胞特化C细胞分化 D细胞增殖3细胞分化不同于细胞增殖的主要区别是()A细胞的数量增多B细胞的遗传物质改变C细胞的膜结构改变D相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异4在下列植物体细胞培养形成完整植株的过程中，属于细胞分化现象的是()A制作植株根的切片B从根部分离出细胞C由单个细胞分裂后形成细胞团D细胞团形成胚状体，最终形成新植株5高度分化的细胞仍有发育的潜能，即保持着细胞的全能性，目前发现只有哪类细胞普遍存在全能性()A动物细胞 B植物细胞C所有生物细胞 D以上都存在 探究点一细胞分化及其意义1回忆教材，如何理解细胞分化的概念？ 2细胞分化具有哪些特点

4、？含义是什么？ 3细胞分化过程中，遗传物质是否发生了变化？细胞分化的实质是什么？ 【名师点睛】细胞分化的实质图示【典例1】下图所示的细胞类型转换过程为()A细胞融合 B细胞生长C细胞分裂 D细胞分化变式训练1下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述，错误的是()A生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果B生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定的差异C细胞分裂是细胞分化的基础D细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化探究点二细胞的全能性结合图611分析有关细胞全能性的问题：1细胞全能性的的概念该怎样表述？其原因是什么？ 2什么是干细胞？它可能有哪些特点？ 3试着比较人体内下列细胞的全能性大小。

5、卵细胞造血干细胞成熟的红细胞受精卵肝脏细胞 4下图是克隆羊的培育过程，分析动物细胞全能性有什么特点？【典例2】骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内()A正常生长 B增殖并分化成多种细胞C分泌抗体 D杀死各种病原菌变式训练2植物细胞表现出全能性的必要条件是()A给予适宜的营养和外界条件B导入其他植物细胞的基因C脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 核心术语锁定细胞分化、稳定性差异、持久性、全能性知识网络构建规律方法归纳细胞分化和细胞全能性的比较项目细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套的

6、遗传物质结果形成了形态、结构和功能都有很大差异的细胞形成了新个体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性也有大小之分，如受精卵生殖细胞体细胞关系(1)二者的遗传物质都不发生变化；(2)细胞的分化程度越高，具有的全能性越小【基础达标】12008年10月日本某实验室科学家用冷冻了16年的已死亡的小鼠的体细胞核克隆出了四只健康的小鼠，使生物体实现了“死而复生”的愿望。有关该实验不正确的是()A该实验体现了动物细胞核的全能性B克隆小鼠的发育过程要经历细胞分裂，细胞分化等过程C四只克隆小鼠核内遗传物质不相同D四只小白鼠的性别完全一样2组织培养和克隆技术应用的原理是()A所有细胞都

7、具有分化的能力B所有细胞都具有分裂的能力C所有细胞的细胞核都具有全能性D所有细胞都具有全能性3细胞正常分化的结果是()A增加细胞总表面积和蛋白质种类B赋予不同种类细胞特异的结构和功能C使细胞球形化并增强代谢D导致水、酶、色素的含量均增多4下列有关细胞分化的叙述，不正确的是()A细胞分化不使细胞数目增加B分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的改变C细胞分化的结果在胚胎发育的早期就已决定，不能逆转D动物不具有发育成完整新个体潜能的体细胞5分析以下事实：胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株。绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于以上事实，下

8、列不正确的选项是()A高度分化的动植物细胞都具有全能性B高度分化的动物细胞核具有全能性C分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中D分化细胞中不表达的基因具有启动表达的潜能6下图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，请仔细观察，回答下列问题：(1)图示的高等生物个体发育是从_开始的。(2)由到，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了_和_的过程。(3)由到，由于细胞_，细胞的_、_和_发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中_的结果。(4)若此过程发生在人体内，则由4种细胞构成的组织，如：小肠中具有吸收作用的_、组成真皮的_、具有收缩特性的_和调节人体各种生命活动的_。【能力提升】

9、7动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右图的相关叙述中，错误的是()Aa过程表示干细胞能自我更新Bb、c过程表示干细胞具有分化能力Ca、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同Db过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用8美国杜克大学医疗中心一个研究小组在科学杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器，成功地在实验室培育出了新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，不正确的是()A以上技术属于“克隆”B这项技术中可能利用了去核卵细胞C这项技术的关键是要激发血管细

10、胞的“全能性”D这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能9在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是()A壁虎断尾后重新长出尾部B蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂C用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D小鼠腺细胞的自我复制10下表为环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)的浓度(M1、M2、M3、M4表示浓度，且M1M2M3M4)对细胞分化的影响情况(“”表示促进分化，“”表示抑制分化)。下列叙述正确的是()浓度M1M2M3M4cAMPcGMPA.cAMP和cGMP的浓度对细胞的分裂和分化具有调控作用BcAMP含量增高时，则促进细胞分裂CcGMP含量增高时，则促

11、进细胞分化DcAMP和cGMP对细胞分裂没有影响111958年美国科学家用胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，最终发育成完整的新植株，请根据下图所示实验过程示意图分析回答下列问题。(1)过程取出的根韧皮部细胞能否进行细胞分裂？为什么？_。(2)由单个细胞形成细胞团需经过_过程。(3)过程由细胞团形成胚状体要经过_过程，其结果是_。(4)该实验的成功证明了_。【个性拓展】12阅读下列材料：干细胞是尚未分化、能再生出各种组织、器官的起源细胞。医学界称之为“万用细胞”，大致可以分为三种类型：胚胎干细胞(全能干细胞)、组织干细胞(多能干细胞)、专能干细胞。胚胎干细胞：是从哺乳动物包括人的早期胚胎囊胚(受精

12、后约57d中未分化的细胞)分离出来的。可以分化成人体的各种细胞，构成人体的各种组织和器官，最终发育成一个完整的人。组织干细胞：胚胎干细胞进一步的分化，可以形成各种组织干细胞，它具有分化成一种器官的多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体。专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞专门分化成各类神经细胞。对干细胞的研究为许多疾病的治疗带来了希望。例如：由于分泌多巴胺的神经细胞死亡而引起的帕金森氏综合症，就可以采用干细胞体外分化，然后移入人体内，使其发育成分泌多巴胺的神经细胞的方法进行治疗；由于胰岛素分泌异常而引起的糖尿病，也可以利用干细胞体外分

13、化出正常胰岛细胞植入人体的方法进行治疗。干细胞还将在基因治疗、新药的药理、毒理实验中发挥重要作用。请根据以上材料回答下列问题：(1)人体的淋巴细胞起源于骨髓中的造血干细胞，此类造血干细胞属于_干细胞。(2)人的胚胎干细胞在细胞分裂的后期有_条染色体、_个DNA分子。(3)人体的各种组织和器官是各种干细胞在一定条件下通过_和_形成的。(4)美国的研究人员用干细胞治疗瘫痪的老鼠获得成功，这说明那些干细胞已经分化成_细胞。(5)通过组织干细胞和专能干细胞的研究，有希望用于患者的组织修复和器官移植，但在进行器官移植时，如果患者细胞表面的蛋白质类物质与移植器官的不相同，则会引起排斥反应。所以，最好选用_

14、(“患者本人”、“父母”或“兄弟姐妹”)的干细胞培育的器官。(6)如果能利用干细胞治疗人的糖尿病，与传统的注射胰岛素治疗做比较，前一种治疗方法的优点是_。答案 基础梳理一、1.形态结构生理稳定性2(1)持久性分化后 (2)普遍3遗传信息4发育专门化生理功能二、1.分化完整个体2整体细胞核3分裂分化基础自测1B2.C3.D4.D5.B探究点一1在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。可以这样理解这个概念：发生时间个体发育中分化起点一个或一种细胞发生的变化形态、结构和生理功能上发生变化变化的特点稳定性2.(1)持久性：细胞分化贯穿于

15、生物体整个生命历程中，在胚胎期达到最大限度。(2稳定性(不可逆性)：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。(3)普遍性：是生物界中普遍存在的一种生命现象，是生物个体发育的基础。3细胞分化不会引起细胞内遗传物质的改变：细胞分化是伴随着细胞分裂进行的，亲代与子代细胞的形态、结构或功能发生改变，但细胞内的遗传物质却不变，只是遗传物质的表达不同。所以细胞分化的实质是基因在特定时间和空间的表达，即基因选择性表达(程序性表达)的结果。典例1D解答此类题目要明确细胞生长、细胞分裂、细胞分化三个概念的关键区别：细胞生长是细胞体积的增加；细胞分裂是细胞数目的增加；细胞分化是细胞种类的增加。细胞

16、的分裂和生长是个体生长的基础，细胞的分化是个体发育的基础。由图示可知是细胞的形态功能发生变化的过程，应为细胞分化。思路导引注意图文转化，图中细胞的形态、结构发生了变化。变式训练1D探究点二1细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质。因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。2干细胞是指动物和人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。具有的特点：a.终生保持未分化或低分化特征。b.在机体中的数目、位置相对恒定。c.具有自我更新能力。d.能无限制的分裂增殖。e.具有多向分化潜能，能分

17、化成不同类型的组织细胞。3全能性由大到小是：。4动物细胞的整体全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性。典例2B考查学生的理解能力。白血病又称血癌，病人产生大量的异常白细胞，而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量减少。移植骨髓中的造血干细胞可以增殖、分化形成各种血细胞和淋巴细胞，因此骨髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。思路导引干细胞是具有很强的分裂和分化能力的一类细胞。变式训练2C答案 1 C细胞分化过程中遗传物质并没有发生变化。2 C绝大多数分化的细胞会永久性地失去分裂的能力，因为细胞的分化一般是稳定的、不可逆的。已经分化的细胞不会再发生新的分化。细胞的全能性与细胞分化程度有关，分化明显

18、的动物细胞会失去全能性，但是细胞分化过程中遗传物质并没有遭到破坏，细胞核内仍然具有该物种应有的全套遗传物质，只是细胞存在的环境使这些遗传信息得不到表达的机会。当细胞核处于适当的环境中时，如将细胞核移入去核的卵细胞中，细胞核的全能性就会得到表现重新发育成一个功能健全的新个体，因此细胞内的细胞核是具有全能性的。组织培养技术和克隆技术就是利用这一原理，采用植物体的组织或动物细胞的细胞核来培养新个体或是生物体某一特定的组织、器官。3 B细胞分化是相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，并不是使细胞的化学成分增加。4 D细胞分化是在遗传物质不发生改变的情况下，细胞内蛋白质的种类发生变

19、化而使细胞呈现出不同的形态、结构和生理功能，细胞的数目并未增加。细胞分化的结果在胚胎发育的早期就已决定，不可逆转。高等动物的体细胞仍具有发育成完整新个体的潜能，只是其全能性受到限制。5 A高度分化的植物细胞具有全能性。高度分化的动物细胞的全能性受到限制，但细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质。6 (1)受精卵(2)生长分裂(3)分化形态结构功能选择性表达(4)上皮组织结缔组织肌肉组织神经组织解析由图示可以看出生物个体发育起源于同一细胞，就是受精卵，受精卵经过一次分裂形成两个相同的细胞，这两个细胞长大后再连续分裂、生长、分化，最后形成各种形态、结构、功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织构成不同的器官，执行不同的功能。7 D干细胞是具有全能性的细胞。动物和人体