2024-2025学年高一生物学必修1（人教版）上课课件 第6章- 第2节 细胞的分化

第节2细胞的分化第6

章高中生物学必修11.阐明细胞的分化。2.举例说明细胞的全能性。3.说出干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。学习目标重点1.细胞分化的概念。2.细胞分化的原因。难点细胞分化的概念。重点难点一细胞的分化细胞分化是指在个体发育中，由[1]

细胞增殖产生的后代，在[2]

s[3]

上发生[3]

的过程。分化后的细胞，其[4]

保持不变，细胞之yi所以产生了差异是因为不同的细胞中[5]

不同，即基因的选择性表达。细胞分化的意义：一是生物[6]

的基础，二是多细胞生物体中的细胞趋向[7]

，有利于提高各种[8]

的效率。二细胞的全能性和干细胞细胞的全能性是指[9]细胞经

后，仍具有产生[10]

的潜能和特性。植物组织培养技术体现了[11]

，克隆羊多利的培育成功，说明[12]

。干细胞是指动物和人体内少数具有[13]

能力的细胞。课前预习一个或一种形态、结构和生理功能稳定性差异遗传物质遗传信息的表达情况个体发育专门化生理功能分裂和分化完整有机体或分化成其他各种细胞植物细胞的全能性分裂和分化动物体细胞的细胞核具有全能性判断题1.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同（）2.细胞分化不会改变遗传物质，故同一个体不同细胞中遗传物质的数量一定相等（）3.人体内所有的干细胞都要发生分化（）4.分化程度高的细胞其全能性一定低（）5.种子萌发成幼苗不属于细胞的全能性（）√××√×深度思考思考1已经分化的细胞还能再分化成其他组织和细胞吗？思考2植物细胞全能性表达的标志是什么？ 提示：已分化的植物细胞能表达形成一个完整个体。提示：已分化的细胞在离体和适当条件下可以再分化成其他细胞和组织。内容精解一细胞分化及其意义概念在个体发育中，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，叫作细胞分化。过程

①→②表示细胞增殖；②→③表示细胞的形态、结构和生理功能发生改变，即细胞分化；③→④表示形态、结构和功能相同或相似的细胞有序地集合在一起，形成执行某种特定功能的组织。时间细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。特点

细胞分化的实质就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但不同的细胞中遗传信息的表达情况是不同的（基因的选择性表达），如图所示。【思考】为什么说同一个体的各种体细胞都具有相同的遗传信息？提示：同一个体的各种体细胞都来自同一受精卵的有丝分裂。意义细胞分化是个体发育的基础。多细胞生物体只有通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和生理功能的组织和器官。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。【特别提醒】

（1）细胞分化过程中，遗传物质并没有发生改变。（2）一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的植物细胞能够脱分化。 例1下列关于细胞分化的叙述，错误的是（）A.经过细胞分化，不同种类细胞的蛋白质种类和数量发生了改变B.经过细胞分化，不同种类细胞的细胞核遗传物质一定发生了改变C.细胞分化导致细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性的差异D.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，经过细胞分化，不同种类细胞的蛋白质种类和数量发生了改变，A项正确；经过细胞分化，不同种类细胞的细胞核遗传物质一般不发生改变，B项错误；细胞分化导致细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，C项正确；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率，D项正确。【答案】B

例2

下图表示人体内的几种细胞，它们的形态、结构和生理功能各不相同的根本原因是（）

A.DNA的结构不同 B.基因的选择性表达C.遗传物质不同 D.线粒体的结构不同 【解析】同一生物体内的细胞形态、结构和生理功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，B项正确。【答案】B二细胞的全能性概念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。细胞具有全能性的原因和理解原因：已分化的体细胞（或细胞核）具有本物种个体发育所需要的全套基因。理解：体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有本物种全部的DNA分子，因此已分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。植物细胞全能性表达的条件离体：这是细胞全能性表达的必要条件。一定的营养物质：如无机盐、维生素、氨基酸等。植物激素：其中生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性的表达至关重要。

适宜的条件：主要指适宜的温度、pH等。细胞全能性的应用植物组织培养1.条件：离体，给予适宜的营养（水、无机盐、糖类等）和植物激素，提供适宜的温度、pH等条件。2.理论基础：植物细胞的全能性。3.过程：离体的细胞、组织、器官（外植体）愈伤组织（未分化）胚状体（已分化）→幼体→新植株。4.意义：快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救珍稀濒危物种，与基因工程相结合培育作物新类型。克隆动物的培育1.理论基础：动物体细胞的细胞核仍然具有全能性。 2.过程（如图）3.意义：拯救濒危物种，与基因工程相结合培育新品种。4.缺陷：动物克隆虽然易于取材，但克隆动物个体常表现出严重的生理或免疫缺陷，而且这种缺陷多为致命性的。区分细胞分化与细胞全能性的标志细胞分化的标志在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等的表达不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因与细胞分化有关，如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。判断体细胞全能性的标志由体细胞发育成一个完整的有机体或分化成其他各种细胞能证明体细胞的全能性。

例

难度★★☆典型★★☆下列关于细胞全能性的叙述，错误的是（）细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质B.受精卵在自然条件下能形成完整个体，其全能性最高C.某些离体的植物细胞，在适宜条件下能够表现出全能性D.克隆猴“中中”和“华华”培育成功，证明高度分化的动物体细胞具有全能性【解析】细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质，A项正确；受精卵是未分化的细胞，其全能性最高，B项正确；胡萝卜组织培养的过程证明某些离体的植物细胞，在适宜条件下能够表现出全能性，C项正确；克隆猴“中中”和“华华”培育成功，证明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D项错误。【答案】D【特别提醒】细胞全能性大小的比较（1）植物细胞>动物细胞。（2）受精卵>生殖细胞>体细胞。（3）分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞。（4）体细胞：分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。 三干细胞的研究定义动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。分类全能干细胞：可以发育成完整的个体，如受精卵。多能干细胞：可以发育成多种组织和器官，如胚胎干细胞。专能干细胞：可以发育成专门的组织和器官，如造血干细胞。

例1动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。据右图判断，下列叙述中错误的是（）a过程表示干细胞能自我更新，主要通过有丝分裂实现B.b、c过程表示干细胞具有分化能力，是基因选择性表达的结果C.a、b、c过程中形成的三种细胞具有完全不同的蛋白质D.a、b、c过程中形成的三种细胞一般都具有相同的遗传信息【解析】a过程表示干细胞通过有丝分裂的方式进行自我更新，A项正确；b、c过程表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，表明干细胞具有分化能力，B项正确；a、b、c过程中形成的三种细胞具有不完全相同的蛋白质，C项错误；正常情况下，细胞的增殖和分化不会改变细胞中的遗传信息，因此，a、b、c过程中形成的三种细胞一般都具有相同的遗传信息，D项正确。【答案】C

例2 难度★★☆典型★★☆下图表示人体内干细胞的增殖和分化。下列有关叙述正确的是（）A.干细胞与白细胞的基因型不同，但合成的mRNA和蛋白质的种类相同B.血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNA→DNA→RNA→蛋白质C.图示所有的细胞中，干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强D.白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有选择透过性【答案】C

深度拓展一细胞分裂与细胞分化的辨析

项目细胞分裂细胞分化原因①细胞表面积和体积发展不平衡②细胞核与细胞质发展不平衡③细胞增殖的需要基因的选择性表达细胞变化细胞数量增多细胞的形态、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，发生在整个生命进程中起始于胚胎时期，发生在整个生命进程中结果生成相同的细胞生成不同的细胞项目细胞分裂细胞分化特性①局部性（不是所有细胞都能进行）②周期性（进行有丝分裂的细胞具有细胞周期）①持久性②不可逆性③普遍性两者的联系①通常高度分化的细胞，分裂能力较差或暂时失去分裂能力；有些暂时失去分裂能力的细胞（已分化），在特殊情况下可恢复分裂能力②生物的个体发育是通过细胞分裂和细胞分化过程共同实现的二细胞分裂、细胞生长及细胞分化的判断根据结果进行判断细胞分裂的结果是细胞数量增加，细胞生长引起细胞体积增大，而细胞分化的结果是细胞在形态、结构和生理功能上发生了改变。根据图解进行判断细胞分裂和细胞分化在题目中往往会以图解的形式表示，如图所示。1.在过程①和③中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫作细胞分化。细胞分化的结果是产生了不同的组织。2.过程②表示一个细胞分成两个细胞，这是细胞分裂。过程④表示细胞的体积由小变大，这是细胞生长。例

难度★★☆

典型★★★下图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。下列叙述中，错误的是（）A.a过程表示细胞生长，该过程中细胞与外界环境进行物质交换的效率逐渐提高B.b过程是细胞分裂，该过程是c过程的基础C.c过程是细胞分化，该过程中基因进行了选择性表达D.三种血细胞一般不会再变成细胞③或④【解析】细胞经a过程后体积变大，所以该过程为细胞生长。细胞体积变大后，细胞表面积与体积的比值变小，细胞与外界环境进行物质交换的效率降低，A项错误。b、c过程分别是细胞分裂与细胞分化，细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分化是基因选择性表达的结果，B、C两项正确。细胞分化一般是不可逆的，所以三种血细胞不会再变成细胞③或④，D项正确。【答案】A走向高考一细胞的分化例1［高考重组题］下列关于细胞生命活动的叙述，错误的是（）A.高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖［2020·江苏卷］B.细胞分化要通过基因的选择性表达来实现［2019·江苏卷］C.哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的［2018·全国Ⅲ卷］D.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱［2017·江苏卷］【解析】高度分化的细胞能执行特定的功能，但也可能继续分裂增殖，如性原细胞能进行有丝分裂和减数分裂，A项错误。【答案】A二细胞分裂与分化的综合考查例2［2020·浙江1月选考·第6题改编］胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞（）A.具有旺盛的分裂能力B.具有该物种的全套遗传信息C.通过有丝分裂形成了植株D.能合成胡萝卜所需的蛋白质【解析】胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整植株的根本原因是胡萝卜根部细胞具有该物种全套的遗传信息。【答案】B例3［2016·全国Ⅱ高考］难度★★☆ 典型★★★在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是（）A.细胞的有丝分裂对生物性