高中生物一轮复习：细胞的分化

第2节细胞的分化高中生物一轮复习：第6章细胞的生命历程内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.说明细胞分化形成各种组织。2.举例说明细胞的全能性。1.生命观念——明确细胞的生命历程，形成科学的自然观。水平一2.科学思维——归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。水平二3.社会责任——了解干细胞移植，关注健康的生活方式。水平一个体发育细胞分化研读教材·梳理探究———————————————知识梳理———————————————1.概念

2.特征具有普遍性、________、稳定性和不可逆性。3.原因不同的细胞中______________________不同。一个或一种细胞稳定性持久性遗传信息的执行情况4.意义

(1)细胞分裂与细胞分化是生物体_________的基础。细胞分裂增加细胞数量属细胞“量变”，而细胞分化增加细胞种类，属细胞“质变”(2)细胞分化使生物体中的细胞功能趋向_________，有利于_________________________。生长发育专门化提高各种生理功能的效率———————————————素养提升—————————————生命观念——细胞分化的特点及实质下图表示某种植物细胞分裂和分化的过程，探讨下列问题。1.细胞分化的特点(1)判断图中①②③分别代表的过程。①_________；②_________；③_________。细胞分裂细胞分化细胞分化(2)细胞b能够再形成细胞a或细胞c吗？这说明细胞分化具有什么特点？提示

一般不可以，说明细胞分化具有不可逆性。2.细胞分化的实质(1)细胞a、b、c的核遗传物质相同吗？为什么？提示

相同，因为它们是同一个受精卵经过有丝分裂形成的，有丝分裂过程中遗传物质保持相对稳定。(2)造成细胞a、b、c在形态、结构和生理功能上出现差异的原因是什么？提示

遗传信息的执行情况不同(或“基因的选择性表达”)。3.从不同水平分析细胞分化的结果(1)细胞水平：细胞的

发生改变。(2)亚显微结构水平：

的数目及细胞质基质成分发生改变。(3)分子水平：①蛋白质角度：

。②基因角度：基因

，即遗传信息的

不同。提示(1)形态、结构和功能(2)细胞器(3)①蛋白质种类、数量、功能发生改变②选择性表达执行情况[典例1]

人体不同细胞中基因的表达是不同的，下表为三种细胞的基因表达情况：

基因存在情况基因表达情况甲乙丙丁甲乙丙丁甲状腺细胞√√√√√

√骨骼肌细胞√√√√

√

√肝细胞√√√√

√√理解细胞分化需要注意的几个问题(1)细胞分化的关键是特异性蛋白质的合成，而特异性蛋白质的合成是基因选择性表达的结果。(2)细胞分化过程中遗传物质并未改变。(3)细胞分化不改变细胞数目，而改变细胞种类。下列有关说法不正确的是(

)A.甲基因可能是控制甲状腺激素合成有关酶的基因B.丁基因可能是控制ATP合成酶的合成有关的基因C.三种细胞基因表达不同的根本原因是遗传信息不同D.三种细胞都有四种核基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵解析由表格可知，丁基因在所有细胞中都表达，应该为维持细胞生命活动的基因，与ATP合成有关酶的基因满足此条件；控制甲状腺激素合成的基因只在甲状腺细胞中表达，甲基因满足此条件，因此可能是与甲状腺激素合成有关酶的基因；由表格可知，甲、乙、丙、丁四种基因存在于这三种细胞中，只是不同细胞中表达的基因不完全相同，这才使细胞出现了形态、结构和功能的差异；这三种细胞均来自受精卵的有丝分裂，而有丝分裂产生子细胞核的遗传物质不变，因此同一个体不同类型的细胞遗传物质相同。答案C[变式训练1]

细胞分化的根本原因是(

)A.细胞核中基因发生突变B.细胞中细胞器的种类发生改变C.细胞核中基因的选择性表达D.细胞中合成的蛋白质发生改变解析细胞分化是指在个体发育中，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，由于同一个生物体内不同的细胞都来自于同一个受精卵，所以不同细胞中遗传物质相同，但是不同的细胞表达的基因不同，所以不同的细胞形态结构和功能不同，即这是基因选择性表达的结果。答案

C联想质疑★细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞。管家基因和奢侈基因管家基因——指所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因。奢侈基因——指不同类型细胞特异性表达的基因，其产物赋予细胞特异的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。★细胞分化的机理判断细胞发生分化的方法(1)细胞形态的改变：变为梭形的肌细胞、圆饼状的红细胞、突起状的神经细胞等。(2)细胞结构的变化：形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。(3)细胞功能的特化：运动功能、运输功能、储存功能、反射功能、免疫功能等。(4)特殊分子的合成：合成了唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白、肌动蛋白等。同一个体的不同体细胞的形态、结构和生理功能不同的直接原因及根本原因是什么？提示：直接原因是所含的蛋白质种类有所不同，根本原因是不同的细胞表达的基因不同。分化细胞的全能性———————————————知识梳理———————————————1.概念指细胞经分裂和_______后，仍具有产生_____________或分化成其他各种细胞的潜能和特性。完整有机体2.实例(1)植物细胞的全能性：细胞实现全能性的前提是具备“细胞核”，故无核的细胞(如哺乳动物成熟红细胞)不能实现全能性。a.胡萝卜经组织培养产生完整植株的过程如图①～⑥表示操作顺序：①____________________

②____________________③____________________

④____________⑤________________

⑥_______b.结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即：细胞的________。取胡萝卜韧皮部组织培养液中的韧皮部组织细胞分裂形成细胞团细胞分化根茎叶的形成移栽全能性(2)动物细胞核的全能性a.非洲爪蟾的核移植过程①_______

②_______

③________结论：高度分化的动物体细胞的________仍具有全能性。去核核移植8细胞胚细胞核3.干细胞(1)特点：①具有_______和_______能力。②在动物和人体内，数量_______。(2)举例：人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能通过___________，不断产生红细胞、白细胞和血小板。造血干细胞是血液组织中的成体干细胞，具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能，是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血、胎盘组织中。在临床治疗中，骨髓移植就是利用造血干细胞的替换来治疗血液方面的疾病。分裂分化很少增殖和分化———————————————素养提升—————————————生命观念——细胞的全能性与“干细胞”1.细胞具有全能性的基础是什么？如何确认实现了全能性？提示细胞具有全能性的基础是细胞拥有发育成完整个体所必需的全部遗传信息(全套基因)；确认全能性实现的标准一是看起点，二是看终点，起点是“离体的细胞”，终点是发育成了“完整有机体”或分化成其他各种细胞。2.人的成熟红细胞是否具有全能性？为什么？提示不具有，因为人的成熟红细胞无细胞核，不具备发育成完整个体的遗传物质。3.判断细胞的全能性探讨下列实例是否体现了细胞的全能性，并说明理由。(1)种子萌发形成植株。判断：____(填“是”或“否”)。理由：_____________________________________________________________________________________________________________。否种子萌发形成植株属于自然生长过程，是种子中胚芽、胚轴、胚根等进一步分裂、分化的结果，不能体现细胞的全能性(2)诱导胚胎干细胞发育成特定的组织或器官。判断：____(填“是”或“否”)。理由：________________________________________________。(3)在蜂群中，未受精的卵发育成雄蜂。判断：____(填“是”或“否”)。理由：____________________________________________。否只形成了特定细胞未形成完整有机体或其他各种细胞是未受精的卵是高度分化的细胞，且形成了新个体[典例2]

下列有关细胞全能性的理解，正确的是(

)A.从理论上讲，生物体的体细胞都具有全能性B.未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能表现全能性C.在个体发育的不同时期，细胞内基因发生变化导致细胞不能表现出全能性D.脱离了植株的芽，一定能表现出全能性解析细胞全能性表现的条件是离体状态、一定的营养物质以及适宜的其他外界条件，B、D错误；细胞具有全能性的原因是已经分化的体细胞具有一套和受精卵相同的染色体，携带相同的DNA分子，因此，从理论上讲，生物体的体细胞都具有全能性，A正确、C错误。答案

A[变式训练2]

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

答案

B联想质疑★细胞具有全能性与细胞全能性的表达不是一个概念，全能性表达是指形成新个体或分化成其他各种细胞。细胞分化与细胞全能性的比较

细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①持久性②稳定性和不可逆性③普遍性①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受