2024-2025学年新教材高中生物第六章细胞的生命历程第2节细胞的分化1教案新人教版必修1

PAGE11-第2节细胞的分化一、细胞分化及其意义1．细胞分化的概念2．细胞分化的特点长久性、稳定性、不行逆性和普遍性。3．细胞分化的意义和缘由(1)意义：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，是个体发育的基础。(2)缘由：不同的细胞中遗传信息的执行状况不同。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：试验过程：(2)动物细胞核的全能性：①试验过程：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具有分裂和分化实力。②在动物和人体内数量很少。(2)举例：人的骨髓中有很多造血干细胞，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.推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更()(5)细胞分化的方向在胚胎早期已经确定，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，不行逆转()(9)生物体内全部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状况不同()(12)ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达()(13)细胞分化是一种长久性的变更，一般分化后的细胞将始终保持分化后的状态()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)×(10)√(11)√(12)×(13)√2．推断下列有关细胞全能性叙述的正误(1)克隆羊培育胜利说明高度分化的动物细胞具有全能性()(2)植物组织培育说明高度分化的植物细胞仍旧具有全能性()(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，形成了困难的多细胞生物体【素养达成】1．从“分化与个体形成间的关系”“遗传物质是否会变更”来阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。(科学思维)2．结合植物的组织培育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6－7，了解干细胞的概念和探讨意义。(社会责任)“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，用腮呼吸变成用肺呼吸。这种变更的细胞学基础就是我们今日学习的内容——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，其缘由是什么？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，但执行状况不同。【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。【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)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．细胞分化的实质不同的细胞中遗传信息的执行状况不同，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特地化，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分和联系项目细胞分裂细胞分化细胞变更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起先发生在生物体的整个生命过程中在胚胎时期最大化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，分裂实力则渐渐降低6.细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系【检测反馈】1．(合格必考)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．(合格必考)细胞分化的实质是()A．基因组的变更B．基因的选择性表达C．细胞器数量和种类的变更D．细胞亚显微结构的变更解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，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：B3．(合格必考)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．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：D4．(等级选考)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缘由是()A．DNA的结构不同B．遗传信息的表达状况不同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缘由是基因的选择性表达，即遗传信息的表达状况不同。答案：B5．(等级选考)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？答案：(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．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？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，缘由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(体外培育)。(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，仍旧具有发育成完整个体的潜能。(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凹凸之分：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，全能性就越简洁实现2.干细胞(1)特点①具有分裂和分化的实力。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．(合格必考)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．(合格必考)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解析：细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍旧具有发育成完整个体的潜能。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．(等级选考)下列实例中能体现细胞全能性的是()①用悬浮培育的胡萝卜单个细胞培育成了可育的植株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，仍旧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育形成可育的植株，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，这是自然发育的过程，不属于细胞的全能性。答案：B4．(等级选考)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A．玉米种子萌发长成新植株B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C．小麦花粉经离体培育发育成单倍体植株D．胡萝卜韧皮部细胞经组织培育发育成完整植株解析：A项，“细胞全能性”是指已经分化的细胞，仍旧具有发育成完整新个体的潜能，选项A所述内容是玉米的胚后发育过程；B项，“全能性”的结果是得到完整新个体，而不是得到细胞；C项，由于题干中要求体现的是“体细胞全能性”，花粉属于生殖细胞，体现生殖细胞的全能性；D项，胡萝卜韧皮部细胞是已分化的体细胞，经组织培育后得到了完整的新植株，故D正确。答案：D【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：长久性、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、肯定的养分物质、激素和相宜的温度、pH等。课后分层检测案23细胞的分化授课提示：对应学生用书181页【合格考全员做】(学业水平一、二)1．下列能说明某细胞已经发生分化的是()A．进行ATP的合成B．进行蛋白质的合成C．存在血红蛋白D．存在呼吸氧化酶解析：特异性蛋白合成的实质在于基因选择性的表达，因此，看某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白质是否合成。血红蛋白是红细胞的特异蛋白，具有运输氧气的作用，故C正确。答案：C2．细胞分化过程中，一般不会出现的是()A．细胞表面结构的变更B．细胞器种类和数量的变更C．蛋白质种类和数量的变更D．细胞核中遗传物质的变更解析：细胞分化的过程即基因选择性表达的过程，细胞核中遗传物质并未发生变更。答案：D3．由细胞形态推断，下列细胞中最可能具有细胞周期的是()解析：由图可知，A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞，三者均是已分化的细胞，丢失了分裂实力。而B所示的细胞从形态上看，仍处于原始状态，没有分化，可连续分裂，具有细胞周期。答案：B4．下列四幅图表示人体内四种生命活动过程，其中能表示细胞分化的是()解析：A表示细胞生长；B表示细胞增殖；C表示受精作用的过程；D表示细胞的分化。答案：D5．细胞分化不同于细胞增殖的主要特点是()A．细胞数量增多B．细胞体积增大C．细胞的化学成分含量的变更D．能形成各种不同的细胞和组织解析：细胞分化会形成各种细胞，进而形成各种不同的组织和器官，而细胞增殖仅是细胞数目增多。答案：D6．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是()A．老年人体内仍旧存在着具有分裂和分化实力的细胞B．分化后的不同组织细胞其蛋白质种类完全不同C．细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率D．造血干细胞分化形成白细胞的过程是不行逆的解析：分化后的不同细胞蛋白质种类部分不同，部分相同。答案：B7．人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，是因为胰岛细胞()A．只有胰岛素基因B．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但基因选择性表达C．比人的受精卵基因要少D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因解析：胰岛细胞既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，基因选择性表达使其只产生胰岛素，不产生血红蛋白。答案：B8．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是()A．植物组织培育繁育花卉所利用的原理是植物细胞具有全能性B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性C．一般状况下花粉不发育成植株，说明花粉细胞不具有全能性D．愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性解析：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能，最终发育成的肯定是一个个体，不能是其他的，如愈伤组织。克隆羊的诞生说明动物的细胞核具有全能性。花粉细胞具有全能性，但由花粉细胞发育为植株需具备肯定条件。答案：A9．如图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变更，请细致视察，回答问题：(1)图示的高等生物个体发育是从________起先的。(2)由①到②，细胞的体积增大、数目增多，细胞经验了________和________的过程。(3)由②到③，由于细胞的________，细胞的________、________和________发生了稳定性的差异，细胞的这种变更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种细胞构成组织，如小肠中具有汲取作用的______________________、组成真皮的______________________、具有收缩特性的____________和调整人体各种生命活动的________________。解析：由图示可以看出，生物个体发育起源于同一个细胞，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生长、分裂、分化，最终形成各种形态、结构、生理功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织再构成不同的器官执行不同的功能。答案：(1)受精卵(2)生长分裂(3)分化形态结构生理功能选择性表达(4)上皮组织结缔组织肌肉组织神经组织【等级考选学做】(学业水平三、四)10．人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同，其根本缘由是()A．遗传信息不同B．遗传信息的执行状况不同C．组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列依次不同D．细胞器的数量不同解析：合成胰岛素和胰岛素酶的两种基因都来自受精卵，其核遗传物质是相同的，之所以表现出不同的功能，是因为基因的选择性表达，即遗传信息的执行状况不同。答案：B11．有人把细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在全部细胞中表达，是维持细胞基本生命活动所必需的，“奢侈基因”在特定组织细胞中表达。下列物质中属于“奢侈基因”表达产物的是()A．ATP水解酶B．血红蛋白C．呼吸酶D．膜载体解析：血红蛋白只存于红细胞中。答案：B12．很多动物具有再生实力，例如，壁虎被天敌追抓紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的留意力，而趁机逃之夭夭，约50天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，错误的是()A．再生是细胞分裂、分化的结果B．再生是基因选择性表达的结果C．再生是自然选择的结果D．再生体现了细胞的全能性解析：上述现象是细胞分裂、分化的结果，由于基因的选择性表达，形成了不同的组织和器官，假如适应环境则保留下来，不适应环境则被淘汰。因为没有形成新个体，所以没有体现细胞的全能性，只是单纯的再生现象。答案：D13．美国纽约伦斯勒的神经干细胞探讨所的探讨人员发觉“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞”。关于下图的叙述中不正确的是()A．a过程中只有部分基因得到表达B．b过程中核酸的种类和含量会发生变更C．c过程形成富含脂肪的细胞时核DNA含量削减D．f过程所形成的子细胞中部分具有细胞周期解析：据图分析，a过程中部分基因得到了表达，形成了具有特定形态结构和功能的细胞，所以A正确；b过程中细胞中部分特定的基因得到了表达形成神经细胞，RNA的种类和含量都会发生变更，所以B正确；c过程形成富含脂肪的细胞时，核DNA含量不变，所以C错误；f过程是细胞通过有丝分裂增殖的过程，其所形成的子细胞中部分仍进行有丝分裂，具有细胞周期，所以D正确。答案：C14．中国科学家提倡的以脐带血作储存的“生命银行”，是利用脐带血中的()A．红细胞B．养分物质C．遗传基因D．干细胞解析：脐带血中的干细胞具有分裂、分化为特定细胞、组织、器官的实力，可用于器官移植。答案：D15．如图为人体某细胞所经验的各个阶段示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述错误的是()A．与①相比，②③④的分化实力减弱B．⑤⑥⑦的核基因不同C．b过程异样，细胞可能发生癌变D．进入c过程的细胞，细胞核体积变大，酶活性降低解析：②③④是①分裂形成的，随着分裂次数的增多，细胞全能性越低，所以与①相比，②③④的分裂增殖，分化实力减弱，A正确；⑤⑥⑦的核基因相同，B错误；b表示细胞分化，分化过程中有可能发生基因突变，C正确；c表示细胞苍老，细胞苍老后，酶活性降低，代谢减慢，细胞体积减小，细胞核体积变大，D正确。答案：B16．对于白血病患者，目前较为胜利的治疗方法主要是骨髓移植。其主要原理是利用正常人的骨髓中的造血干细胞来产生正常的白细胞，从而使病人的生理机能复原正常。那么，在造血干细胞形成白细胞的过程中经过了哪两个过程()A．先细胞分裂，后细胞分化B．先细胞分化，后细胞分裂C．先细胞融合，后细胞分裂D．先细胞融合，后细胞分化解析：由造血干细胞到正常白细胞的过程：首先造血干细胞进行分裂产生众多的子细胞，然后其中一些子细胞进行分化形成正常的白细胞。答案：A17．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培育能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖实力的绵羊。基于以上事实，下列选项错误的是()A．高度分化的动物细胞都具有全能性B．高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消逝D．高度分化的植物细胞具有全能性解析：事实②说明动物细胞的细胞核具有全能性，不能证明高度分化的动物细胞具有全能性，A错误；绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成有生殖实力的绵羊，这说明高度分化的动物细胞核具有全能性，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会使基因丢失，因此分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并没有消逝，C正确；事实①说明高度分化的植物细胞具有全能性，D正确。答案：A18．如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________期。解析：(1)细胞分化是基因选择性表达的结果。(2)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓治疗的实质是将题图的造血干细胞移植到患者体内。(3)克隆某种哺乳动物须要供体供应细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。(4)DNA分子的复制在细胞分裂间期进行。答案：(1)选择性表达(2)造血干(3)红细胞细胞中无细胞核(4)间【素养养成练】19．高度分化的动物细胞分化潜能变窄，它的全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。请利用性成熟的青蛙作为试验材料，设计一个试验方案证明上述说法。(1)试验的大体思路是：先把完整的体细胞单独培育，证明____________________________________________；再将________植入________，看能否表