2024-2025学年新教材高中生物第6章细胞的生命历程第2节细胞的分化课堂互动探究案新人教版必修1

PAGEPAGE1第2节细胞的分化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，形成了困难的多细胞生物体。素养达成设疑激趣“小蝌蚪找妈妈”的故事大家都很熟识，小蝌蚪经过一系列的变更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更：渐渐地长出后腿、前腿，尾部变短最终消逝，从用鳃呼吸变成用肺呼吸。这种变更的细胞学基础就是我们要学习的内容——细胞的分化。夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂探究点一细胞分化及其意义一、如图是细胞分化的示意图，请据图分析：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？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？3．通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？4．细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？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，其缘由是什么？它们核内的遗传信息是否相同？二、(教材P121图6－7)下图为骨髓中造血干细胞分化为各种血细胞的过程图解，据图回答有关问题：(1)干细胞是动物和人体内____________________的细胞。(2)人骨髓中的很多造血干细胞能通过增殖和分化不断产生______________________。(3)脐带血干细胞可以培育并分化成人体的____________，可用于治疗血液系统疾病。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、结构和生理功能变更的结果。(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变更的结果。(3)从分子水平分析：①蛋白质角度：是蛋白质种类、数量、功能变更的结果。②基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本缘由。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)困难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更。2．细胞分化的特点(1)稳定性(不行逆性)；(2)长久性；(3)普遍性。3．细胞分化的机制(1)不同细胞中基因“执行状况”不同，即基因“选择性表达”，如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。(2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质“各不相同”，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的“别出心裁”(即分化)。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特地化，有利于提高各种生理功能的效率。5．细胞分裂和细胞分化的比较项目细胞分裂细胞分化起先时间从受精卵起先，发生在整个生命过程中从受精卵分化出多种形态的细胞起先，发生在整个生命过程中缘由细胞增殖的须要基因选择性表达结果细胞数量增多，生成的细胞相同细胞种类增多，生成的细胞不同，形成生物体的组织和器官意义保持了亲代和子代之间遗传的稳定性①生物个体发育的基础；②使多细胞生物体中的细胞趋向特地化，有利于提高各种生理功能的效率特点①局部性；②周期性①长久性；②稳定性；③普遍性关系①细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的②一般来说，分化程度越高，细胞的分裂实力就越弱6.细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系1．(合格考)生物体形成不同的组织是由于()A．细胞分裂的结果B.细胞生长的结果C.细胞分裂和生长的结果D.细胞分裂和分化的结果2．(合格考)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变更C.细胞分化使细胞数目和种类增多D.分化的细胞一般会保持分化后的状态，不行逆转3．(等级考)如图为人体某早期胚胎细胞所经验的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是()①a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化②乙和丙的染色体组成不同③丁与戊因遗传物质不同而发生分化④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同A.②③④B．①②C.①④D．③④4．(等级考)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的缘由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．杀死各种病原菌探究点二细胞的全能性1.如图是胡萝卜的组织培育过程，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须要什么条件？(2)图中试管里的培育液应当含有哪些物质？(3)植物细胞具有全能性的根本缘由是什么？2．如图是克隆羊的培育过程，请分析：(1)假如干脆用B羊的乳腺细胞进行培育，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当和哪只羊相同？[思维拓展](1)愈伤组织：一个没有分化的细胞团块。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，液泡比较大，细胞无固定形态。愈伤组织可经过进一步诱导再分化，长出根、叶、芽、茎，形成完整植株。(2)胚状体：愈伤组织经再分化后形成的具有类似于胚芽、胚轴、胚根的结构，能进一步发育成完整植株。留意：分化程度高的细胞，其全能性不肯定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。1.细胞的全能性(1)概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。(2)细胞具有全能性的缘由：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，单独培育。②肯定的养分物质和激素。③相宜的环境条件。(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缘由细胞中的基因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产生完整有机体或分化成其他各种细胞比较细胞分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵细胞全能性：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变更，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，全能性就越简单实现2.干细胞(1)概念动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化实力的细胞，这些细胞叫作干细胞。(2)实例骨髓中的造血干细胞具有自我更新的实力，并能分化成各种血细胞，如红细胞、白细胞和血小板。(3)应用：如利用脐带血干细胞治疗血液系统疾病。1．(合格考)植物细胞表现出全能性的必要条件是()A.赐予相宜的养分和外界条件B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，赐予相宜的养分和外界条件D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内2．(合格考)关于细胞全能性的理解，不准确的是()A．植物体内某些体细胞没有表现全能性，其缘由是所含基因不同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.经植物组织培育得到的试管苗，是植物细胞在肯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3．(等级考)(不定项)下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述，正确的是()A.高度分化的植物细胞仍旧保持着全能性B.细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础C.利用组织培育的方法快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性D.克隆羊多莉的诞生证明白动物细胞具有全能性4．(不定项)探讨人员从患有罕见的胰岛素依靠型糖尿病的患者皮肤上提取了一部分细胞，并将其诱导成多能干细胞，进一步诱导分化为分泌胰岛素的细胞，然后将这部分细胞输入患者体内进行治疗，下列说法正确的是()A.输入患者体内进行治疗的细胞，将始终存活于人体内B.该患者体内本身就存在干细胞，如骨髓中的造血干细胞C.将患者的皮肤细胞诱导成多能干细胞，说明细胞分化在肯定条件下是可逆的D.多能干细胞在转化为分泌胰岛素的细胞的过程中核酸未发生变更强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构eq\a\vs4\al()主干落实1.细胞分化的实质：基因选择性表达。2．细胞分化的特点：长久性、稳定性和普遍性。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、肯定的养分物质、激素和相宜的温度、pH等。高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈1.细胞分化的实质是()A．基因组的变更B．基因选择性表达C．细胞器数量和种类的变更D．细胞亚显微结构的变更2．下列关于细胞分化的叙述，错误的是()A．植物器官的形成是细胞分化的结果B．造血干细胞属于未分化的细胞C．机体不同的组织细胞中，蛋白质的种类和数量一般不同D．细胞分化一般是不行逆转的3．下列哪种细胞的全能性最简单表达出来()A．青蛙的上皮细胞B．胡萝卜根的韧皮部细胞C．大白鼠的肝脏细胞D．人的皮肤生发层细胞4．对图中人体细胞的分析错误的是()A．图中四种细胞的基本组成元素相同，但所含大分子化合物的种类有差异B．上图充分证明白细胞分化是基因选择性表达C．造血干细胞有增殖、分化的实力D．细胞a是探讨细胞膜的志向材料，细胞a中Fe的含量远高于细胞b5．下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题：(1)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中的基因________________的结果。(2)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将题图中的____________细胞移植到患者体内。(3)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选为供体细胞的是成熟的________，其缘由是____________________________。(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，运用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________(时期)。疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材问题探讨1．提示：健康人骨髓中的造血干细胞可以不断产生新的各种血细胞，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。练习与应用一、概念检测1．(1)×(2)√2.D3.D二、拓展应用1．提示：优势：①保持了亲本的优良性状。②快速繁殖。③在室内进行，不受气候、季节、地域的限制。意愿略。2．提示：略。第2节细胞的分化夯基提能·分层突破探究点一【师问导学】一、1．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．DNA相同，蛋白质不完全相同。3．基因选择性表达的结果。4．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．细胞中的基因选择表达的结果。它们核内的遗传信息相同，但表达状况不同。二、(1)具有分裂和分化实力(2)红细胞、白细胞和血小板(3)各种血细胞【随堂检测】1．解析：分裂使细胞数目增多，分化使细胞种类增多，两者共同形成新组织。答案：D2．解析：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；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；细胞分化只变更细胞种类，不变更数目；分化的细胞将始终保持分化后的状态，直到死亡。答案：D3．解析：由图分析可知，a过程为细胞有丝分裂，b过程为细胞分化，①正确；乙和丙的染色体组成是相同的，②错误；b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，遗传物质不会发生变更，但蛋白质不完全相同，③错误，④正确。答案：C4．解析：白血病又称血癌，病人产生大量的异样白细胞，而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量削减。移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞，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【师问导学】1．(1)植物细胞全能性的表达须要在离体条件下并须要肯定的外界条件。(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须要的全部遗传信息。2．(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。【随堂检测】1．解析：离体的植物细胞、组织、器官，在肯定的养分物质、激素和其他外界条件的作用下，就可以表现出全能性，发育成完整的植株。答案：C2．解析：细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。同一植物体内全部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：A3．解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，植物细胞的分化程度越高，细胞的全能性也就越不简单表达出来，但仍旧保留着全能性，A正确；已分化的细胞能够表达出全能性的根本缘由是细胞内含有全套的遗传物质，B正确；利用植物组织培育技术快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性，C正确；克隆羊多莉的诞生只是证明白动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。答案：ABC4．解析：输入患者体内进行治疗的细胞，一段时间后会苍老、凋亡，A错误；该患者体内本身就存在干细胞，如骨髓中的造血干细胞，B正确；皮肤细胞可诱导成多能干细胞，说明细胞分化在肯定条件下是可逆的，C正确；多能干细胞转化为分泌胰岛素的细胞的过程中，发生了细胞的分化，DNA未发生变更，但mRNA的种类发生了变更，D错误。答案：BC高效课堂·实践运用1．解析：细胞分化的实质是基因选择性表达，从而导致细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异。答案：B2．解析：细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞，进而形成各种组织和器官，A正确；造血干细胞属