高中生物人教版必修1学案6.2细胞的分化Word版含解析

第2节细胞的分化课前自主预习案一、细胞分化及其意义1．细胞分化的概念2．细胞分化的特点持久性、稳定性、不可逆性和普遍性。3．细胞分化的意义和原因(1)意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率，是个体发育的基础。(2)原因：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。二、细胞的全能性1．概念(1)细胞类型：已分化的细胞。(2)实质：具有发育成完整个体的潜能。2．实例(1)植物细胞的全能性：实验过程：(2)动物细胞核的全能性：①实验过程：②结论：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。3．干细胞(1)特点：①具有分裂和分化能力。②在动物和人体内数量很少。(2)举例：人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。1.判断下面有关细胞分化说法的正误(1)细胞分化是个体发育的基础()(2)单细胞生物的细胞分化现象更加明显()(3)细胞分裂是细胞分化的基础()(4)细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化()(5)细胞分化的方向在胚胎早期已经决定，一般不能逆转()(6)生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果()(7)细胞分化导致细胞的数目增加()(8)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转()(9)生物体内所有的细胞都要发生细胞分化()(10)由同一种细胞分化形成的不同组织细胞的遗传信息相同()(11)细胞分化过程中遗传信息的执行情况不同()(12)ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达()(13)细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)×(10)√(11)√(12)×(13)√2．判断下列有关细胞全能性叙述的正误(1)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性()(2)植物组织培养说明高度分化的植物细胞仍然具有全能性()(3)卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高()答案：(1)×(2)√(3)×课堂互动探究案【课程标准】说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体【素养达成】1．从“分化与个体形成间的关系”“遗传物质是否会变化”来阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。(科学思维)2．结合植物的组织培养和克隆羊的培育过程，阐述细胞全能性的概念。(生命观念)3．结合教材图6－12，了解干细胞的概念和研究意义。(社会责任)“小蝌蚪找妈妈”的故事大家都很熟悉，小蝌蚪经过一系列的变化最终形成了能在陆地上生活的青蛙，这个过程中发生了很多的变化：逐渐地长出后腿、前腿，尾部变短最终消失，用腮呼吸变成用肺呼吸。这种变化的细胞学基础就是我们今天学习的内容——细胞的分化。探究点一细胞分化及其意义【师问导学】如图是细胞分化的示意图，请分析：1．据图，A、B基因中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？答案：细胞甲含有的是A和B基因，表达的是A基因；细胞乙含有的是A和B基因，表达的是B基因。2．细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？答案：DNA相同，蛋白质不完全相同。3．通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？答案：基因的选择性表达(程序性表达)。4．细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？答案：细胞分裂使细胞数量增多，是个体生长的基础；细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。个体生长发育是细胞分裂和细胞分化共同作用的结果。5．人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵分裂而来的，但它们的形态、结构和功能不同，其原因是什么？它们核内的遗传信息是否相同？答案：细胞分化的结果。它们核内的遗传信息相同，但执行情况不同。【智涂笔记】从不同的水平分析细胞分化(1)从细胞水平分析：是细胞形态、结构和生理功能改变的结果。(2)从亚显微结构水平分析：是细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。(3)从分子水平分析①蛋白质角度：是蛋白质种类、数量、功能改变的结果。②基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。【师说核心】1．细胞分化的概念和过程(1)据图归纳细胞分化的概念：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。(2)复杂生物体的体细胞是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，因此细胞分化形成的各种细胞细胞核内的遗传物质没有发生变化。2．细胞分化的特点(1)稳定性(不可逆性)；(2)持久性；(3)普遍性。3．细胞分化的实质不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。4．意义(1)是生物个体发育的基础。(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。5．细胞分裂与细胞分化的区别和联系项目细胞分裂细胞分化细胞变化细胞数量增多细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异，细胞种类增多发生时间从受精卵开始发生在生物体的整个生命过程中意义保持了亲子代遗传性状的稳定性保证了生物体正常发育联系细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，一般而言，分化程度越大，分裂能力则逐渐降低6.细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系【检测反馈】1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是()A．高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中B．细胞分化过程中遗传物质发生了改变C．细胞分化使细胞数目和种类增多D．经细胞分化后，细胞的全能性降低解析：细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，是基因在时间和空间上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。答案：D2．图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞，它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是()A．DNA的结构不同B．遗传信息的表达情况不同C．遗传物质不同D．线粒体结构不同解析：题中甲、乙、丙是由同一受精卵经过增殖、分化形成的，它们的遗传物质相同，DNA的结构相同，线粒体的结构也相同，只是含量不同而已。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。答案：B3．骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，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．增殖并分化成多种血细胞C．分泌抗体D．杀死各种病原菌解析：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。答案：B探究点二细胞的全能性【师问导学】1．如图是胡萝卜的组织培养过程，请分析：(1)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？(3)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？答案：(1)植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。(2)植物激素、无机盐和糖类等物质。(3)已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息。2．如图是克隆羊的培育过程，请分析：(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能形成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分的性状应该和哪只羊相同？答案：(1)不能发育成完整个体。这说明和植物细胞相比，动物分化的体细胞的全能性受到限制，但是细胞核仍具有全能性。(2)和B羊相同。【智涂笔记】[易混辨析]“具有”全能性与“体现”全能性(1)理论上活细胞都具有全能性。(2)只有由细胞发育为完整个体，才能“体现”或“实现”细胞的全能性。(3)胚胎干细胞经培育后形成心脏、肝脏等器官不是全能性的体现，原因是并没有形成完整的新个体。[归纳拓展]证明细胞表达全能性的三个条件(1)起点条件：已分化的细胞。(2)中间条件：离体状态(体外培养)。(3)终点条件：形成完整个体。【师说核心】1．细胞的全能性(1)概念：已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)细胞具有全能性的原因：同一生物体的每一个细胞内都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。(3)实现细胞全能性的三个条件：①离体：细胞脱离原来的母体，单独培养。②一定的营养物质和激素。③适宜的环境条件。(4)细胞全能性与细胞分化的比较：项目细胞分化细胞全能性原理细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传物质结果形成形态、结构、生理功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分：体细胞＞生殖细胞＞受精卵细胞全能性有大小之分：受精卵＞生殖细胞＞体细胞(植物细胞＞动物细胞)关系①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞仍具有全能性②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，全能性就越容易实现2.干细胞(1)特点①具有分裂和分化的能力。②在动物和人体内，数量很少。(2)种类：名称特点实例全能干细胞可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体胚胎干细胞多能干细胞可发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体造血干细胞专能干细胞只能分化成某一类型的细胞神经干细胞(3)举例：人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。【检测反馈】1．关于细胞全能性的理解，不确切的是()A．植物体内某些体细胞没有表现全能性，其原因是所含基因不同B．细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素C．经植物组织培养得到的试管苗，是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果D．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性解析：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。同一植物体内所有的体细胞都是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，都具有相同的基因。答案：A2．下列实例中能体现细胞全能性的是()①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②用植物的种子繁殖后代③用烟草的某个组织培育出了可育的完整植株A．①②B．①③C．②③D．①②③解析：细胞的全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育成新个体的过程，所以是由未分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程。答案：B【网络建构】【主干落实】1．细胞分化的实质：基因的选择性表达。2．细胞分化的特点：持久性、普遍性和稳定性。3．细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低。4．植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。5．实现细胞全能性的条件：离体、一定的营养物质、激素和适宜的温度、pH等。►问题探讨·教材P1171．提示：健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2．提示：骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。►旁栏思考题·教材P118～1191．提示：细胞分化的实例：如根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；骨髓造血；皮肤再生等都包含着细胞的分化。2．提示：动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。可是细胞核则不同，它含有保持本物种遗传特性所需要的全套基因，且并没有因细胞分化而失去基因，因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性，这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。►资料搜集和分析·教材P1201．提示：在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞。干细胞