人教版生物必修一講義：第6章 第2節(jié)　細(xì)胞的分化 Word版含答案

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1、 第2節(jié)　細(xì)胞的分化 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng) 1．說(shuō)明細(xì)胞分化及其意義。(重點(diǎn)) 2．舉例說(shuō)明細(xì)胞的全能性。(重難點(diǎn)) 1．通過(guò)學(xué)習(xí)細(xì)胞分化和細(xì)胞的全能性，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。 2．通過(guò)比較細(xì)胞分化和細(xì)胞的全能性，養(yǎng)成歸納與比較的科學(xué)思維方法。 一、細(xì)胞的分化 1．概念：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。 2．特點(diǎn) (1)細(xì)胞分化是一種持久性的變化。 (2)一般來(lái)說(shuō)，分化了的細(xì)胞一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。 (3)細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象。 3．原因：在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同的細(xì)胞中

2、遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 4．結(jié)果：形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都有很大差別的組織和器官。 5．意義 (1)是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。 (2)使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。 二、細(xì)胞的全能性 1．概念：已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 2．類別 (1)植物細(xì)胞的全能性 ①實(shí)驗(yàn)過(guò)程 胡蘿卜韌皮部細(xì)胞＋植物激素、無(wú)機(jī)鹽和糖類的培養(yǎng)液完整的植株。 ②結(jié)論：高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。 (2)動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞核的全能性 ①實(shí)驗(yàn)過(guò)程 非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核＋去核的卵細(xì)胞非洲爪蟾。 ②結(jié)論：已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞

3、核仍具有全能性。 3．干細(xì)胞 (1)概念：動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。 (2)舉例：人骨髓中的許多造血干細(xì)胞，能通過(guò)增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板，補(bǔ)充到血液中去。 1．細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般分化后的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)。 (　　) 2．細(xì)胞分化只發(fā)生于個(gè)體發(fā)育的胚胎時(shí)期。 (　　) 3．細(xì)胞分化后遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生一定改變。 (　　) 4．細(xì)胞全能性是指已分化的細(xì)胞，仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 (　　) 5．植物組織培養(yǎng)說(shuō)明高度分化的植物細(xì)胞具有全能性。 (　　) 6．干細(xì)胞具有分裂和分化能力。 (　　) 7．誘導(dǎo)干細(xì)胞

4、發(fā)育成特定的組織、器官體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞具有全能性。 (　　) 提示：1．√ 2．×　細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。 3．×　細(xì)胞分化后遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。 4．√　5.√　6.√ 7．×　細(xì)胞的全能性是分化的細(xì)胞發(fā)育成完整的個(gè)體。 細(xì)胞的分化 [問(wèn)題探究] 1．如圖表示某人體內(nèi)的幾種細(xì)胞，它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能各不相同。各細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是否相同？為什么？ 提示：相同，因?yàn)檫@些細(xì)胞是通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生的，有絲分裂的特點(diǎn)是遺傳物質(zhì)平均分配。 2．人體內(nèi)分化形成的神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞能否再恢復(fù)分裂能力？ 提示：　不能恢復(fù)分裂能力。 3．下圖為人體中肌肉細(xì)胞、未成熟紅細(xì)

5、胞和神經(jīng)細(xì)胞的產(chǎn)生過(guò)程，仔細(xì)觀察圖示，探討下列有關(guān)問(wèn)題： (1)細(xì)胞①、②、③含有的蛋白質(zhì)種類一定不相同嗎？ 提示：不完全相同。 (2)細(xì)胞①與細(xì)胞②形成的本質(zhì)區(qū)別是什么？ 提示：遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 [歸納總結(jié)]　 1．細(xì)胞分化的過(guò)程 (1)圖示 |→細(xì)胞分裂←|→細(xì)胞分化←|→分化的結(jié)果←| (2)分析 ①?gòu)募?xì)胞水平分析：細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。 ②從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析：細(xì)胞器的數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變。 ③從分子水平分析： a

6、．蛋白質(zhì)角度：蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變。 b．基因角度：基因選擇性表達(dá)，即遺傳信息的執(zhí)行情況不同，這是細(xì)胞分化的根本原因。 2．細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì) 就一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳物質(zhì)，但不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，控制合成的蛋白質(zhì)不同。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。如圖： 3．細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的比較 項(xiàng)目 細(xì)胞分裂 細(xì)胞分化 發(fā)生 時(shí)間 從受精卵開(kāi)始 發(fā)生在整個(gè)生命過(guò)程中 原因 細(xì)胞增殖需要 基因選擇性表達(dá) 結(jié)果 細(xì)胞數(shù)量增多 細(xì)胞種類增多 意義 保持了親子代間遺傳性狀的穩(wěn)定性 保證了生物體正常發(fā)育 聯(lián)系 細(xì)胞分裂是細(xì)

7、胞分化的基礎(chǔ)，兩者往往是相伴相隨的，隨分化程度加大，分裂能力逐漸下降 易錯(cuò)提醒：有關(guān)細(xì)胞分化的三點(diǎn)提醒 (1)細(xì)胞分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生改變，只是基因選擇性表達(dá)。 (2)同一個(gè)體不同種類的體細(xì)胞中，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白質(zhì)不同。 (3)一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞分化是不可逆的，但在離體人工培養(yǎng)條件下，高度分化的植物細(xì)胞能夠脫分化恢復(fù)全能性。 1．如圖為人體某早期胚胎細(xì)胞所經(jīng)歷的生長(zhǎng)發(fā)育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞，a、b表示細(xì)胞所進(jìn)行的生理過(guò)程。下列敘述不正確的是(　　) A．a(chǎn)過(guò)程是有絲分裂，b是細(xì)胞分化 B．乙和丙的染色體組成相同

8、 C．丁與戊因遺傳物質(zhì)不同而發(fā)生分化 D．甲、丁、戊中的蛋白質(zhì)不完全相同 [解析]　甲、乙、丙三個(gè)細(xì)胞形態(tài)一樣，故a表示有絲分裂，丁、戊與甲比，細(xì)胞形態(tài)發(fā)生了變化，故b表示細(xì)胞分化；乙和丙來(lái)自甲的有絲分裂，有絲分裂前后親子代遺傳物質(zhì)相同，染色體組成相同；乙、丙的遺傳物質(zhì)相同，由細(xì)胞分化形成丁、戊的過(guò)程中基因選擇性表達(dá)；由于甲、丁、戊細(xì)胞形態(tài)不同，故三種細(xì)胞基因選擇性表達(dá)產(chǎn)生的部分蛋白質(zhì)不同。 [答案]　C 2．如圖示人體干細(xì)胞分化形成的各類功能細(xì)胞的過(guò)程，有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．干細(xì)胞分化成為各類功能細(xì)胞只發(fā)生在胚胎時(shí)期 B．細(xì)胞分化的直接原因是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了不同的蛋白質(zhì)

9、 C．圖中細(xì)胞形態(tài)功能出現(xiàn)差異的根本原因是基因不同 D．這些細(xì)胞在人體內(nèi)能夠轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞繼續(xù)增殖分化 B　[細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命的進(jìn)程中，只是在胚胎期達(dá)到最大限度。細(xì)胞分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)，使不同的細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)使細(xì)胞形態(tài)和功能產(chǎn)生差異。細(xì)胞分化是不可逆的，這些細(xì)胞在人體內(nèi)是不能轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞繼續(xù)增殖分化的。] 細(xì)胞的全能性 [問(wèn)題探究] 1．為什么胡蘿卜高度分化的韌皮部細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)能形成與原來(lái)性狀相似的植株，表現(xiàn)出發(fā)育的全能性？ 提示：胡蘿卜韌皮部細(xì)胞內(nèi)含有該物種的全部遺傳信息。 2．?dāng)辔驳男”诨⒃俅伍L(zhǎng)出新的尾巴屬

10、于細(xì)胞的全能性嗎？ 提示：不是。細(xì)胞的全能性是指已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 3．一粒種子萌發(fā)為幼苗，并長(zhǎng)成參天大樹(shù)是否體現(xiàn)了細(xì)胞全能性？ 提示：沒(méi)有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，因?yàn)榉N子是植物的幼體，不是一個(gè)細(xì)胞。 [歸納總結(jié)]　 1．細(xì)胞具有全能性的原因 已分化的細(xì)胞一般都有一套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，因此，分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。 2．細(xì)胞全能性實(shí)現(xiàn)的條件 (1)離體狀態(tài)下。 (2)水、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)及激素等。 (3)適宜的溫度等外界環(huán)境

11、條件。 3．不同細(xì)胞全能性的比較 (1)動(dòng)植物細(xì)胞全能性區(qū)別：植物細(xì)胞的全能性易于表達(dá)，而動(dòng)物細(xì)胞的全能性雖受到極大限制，但動(dòng)物細(xì)胞核的全能性仍可以表達(dá)。 (2)與細(xì)胞分化的關(guān)系：細(xì)胞分化程度不斷提高，細(xì)胞的全能性逐漸變小。 (3)與細(xì)胞分裂能力的關(guān)系：呈正相關(guān)，即分裂能力越強(qiáng)，全能性越大。 4．細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的關(guān)系 項(xiàng)目 細(xì)胞分化 細(xì)胞全能性 原因 不同細(xì)胞中的遺傳信息執(zhí)行情況不同 含有本物種全套遺傳物質(zhì) 結(jié)果 形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞 形成新的個(gè)體 關(guān)系 ①兩者發(fā)生過(guò)程中遺傳物質(zhì)都不發(fā)生改變。 ②細(xì)胞分化程度越高，具有的全能性越小 易錯(cuò)提

12、醒：細(xì)胞全能性的三點(diǎn)提示 (1)細(xì)胞全能性以產(chǎn)生完整個(gè)體為標(biāo)志，若無(wú)完整個(gè)體產(chǎn)生，則不能體現(xiàn)全能性。胚胎干細(xì)胞發(fā)育成各種組織、器官不能體現(xiàn)全能性。 (2)植物種子發(fā)育成植株不能體現(xiàn)全能性。 (3)動(dòng)物細(xì)胞因具有該物種全套的遺傳物質(zhì)，盡管沒(méi)有實(shí)驗(yàn)成功，但理論上具有全能性；而動(dòng)物克隆只體現(xiàn)細(xì)胞核的全能性，二者并不矛盾。 1．下列生物過(guò)程不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是(　　) A．玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株 B．馬鈴薯根尖細(xì)胞培養(yǎng)成脫毒馬鈴薯苗 C．小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株 D．胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 A　[細(xì)胞的全能性是分化的細(xì)胞發(fā)育成為完整生物個(gè)體的能力。玉

13、米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株是植物生殖器官的自然生長(zhǎng)發(fā)育現(xiàn)象，沒(méi)有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株，體現(xiàn)的是生殖細(xì)胞具有全能性。馬鈴薯根尖細(xì)胞培養(yǎng)成脫毒馬鈴薯和胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株都體現(xiàn)了體細(xì)胞的全能性。] 2．下列有關(guān)細(xì)胞的全能性說(shuō)法不正確的是(　　) A．植物組織培養(yǎng)成功表明高度分化的植物細(xì)胞具有全能性 B．動(dòng)物克隆成功表明高度分化的動(dòng)物細(xì)胞具有全能性 C．細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榫哂性撋锏娜走z傳物質(zhì) D．全能性的大小依次為：受精卵>生殖細(xì)胞；植物體細(xì)胞>動(dòng)物體細(xì)胞 B　[細(xì)胞具有全能性的基礎(chǔ)是因?yàn)榧?xì)胞中含有該生物的全套遺傳物質(zhì)。動(dòng)物克隆成功表明

14、高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，因?yàn)樵撨^(guò)程中處理的是動(dòng)物細(xì)胞核。分化程度低的細(xì)胞的全能性更易體現(xiàn)。] [課堂小結(jié)] 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心語(yǔ)句背誦 1．細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是：遺傳信息的執(zhí)行情況不同，遺傳物質(zhì)并未改變。 2．細(xì)胞分化的特點(diǎn)：持久性、普遍性和穩(wěn)定性。 3．細(xì)胞分化的意義：(1)是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)；(2)使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。 4．細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞全能性相對(duì)越低。 5．植物細(xì)胞具有全能性，動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 1．如圖所示的細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換過(guò)程為(　　) A．細(xì)胞融合 B．細(xì)胞生長(zhǎng) C．細(xì)胞分裂

15、D．細(xì)胞分化 D　[由圖可知，全能干細(xì)胞經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)換過(guò)程形成了紅細(xì)胞，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)了穩(wěn)定性差異，屬于細(xì)胞分化。] 2．有關(guān)細(xì)胞分化的敘述，正確的是(　　) A．高等動(dòng)物細(xì)胞的分化只發(fā)生在胚胎發(fā)育過(guò)程中 B．細(xì)胞分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變 C．細(xì)胞分化使細(xì)胞數(shù)目和種類增多 D．經(jīng)細(xì)胞分化后，細(xì)胞的全能性降低 D　[細(xì)胞分化是細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的現(xiàn)象，是基因在時(shí)間和空間上選擇性表達(dá)的結(jié)果；細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命過(guò)程中，但在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度；經(jīng)分化后，細(xì)胞的種類增多，數(shù)目不變，全能性降低。] 3．在下列自然現(xiàn)象或科學(xué)研究成果中，能為“動(dòng)

16、物細(xì)胞具有全能性”這一觀點(diǎn)提供直接證據(jù)的是(　　) A．壁虎斷尾后重新長(zhǎng)出尾部 B．蜜蜂的未受精卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂 C．用體外培養(yǎng)的皮膚治療燒傷病人 D．小鼠腺細(xì)胞的自我復(fù)制 B　[要證明一個(gè)細(xì)胞具有全能性，則這個(gè)細(xì)胞必須能夠在一定條件下發(fā)育為個(gè)體，只有B項(xiàng)符合；A項(xiàng)屬于器官的再生；C項(xiàng)屬于細(xì)胞培養(yǎng)；D項(xiàng)屬于細(xì)胞的增殖。] 4．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，正確的是(　　) A．玉米種子萌發(fā)成長(zhǎng)為植株的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 B．一般情況下，細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞的全能性越低 C．生物體的每一個(gè)細(xì)胞都能完成該個(gè)體各方面的生理功能 D．胡蘿卜韌皮部細(xì)胞在任何條件下都可以表現(xiàn)出全能

17、性 B　[玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株屬于自然生長(zhǎng)過(guò)程，不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性，A錯(cuò)誤；一般情況下，細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞的全能性越低，B正確；多細(xì)胞生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞都不可能完成該個(gè)體的全部功能，C錯(cuò)誤；胡蘿卜韌皮部細(xì)胞在離體條件下才可以表現(xiàn)出其全能性，D錯(cuò)誤。] 5．細(xì)胞的基因可分為管家基因(所有細(xì)胞中均要表達(dá)的基因)和奢侈基因(不同類型細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因)兩類，下表為人體三種不同細(xì)胞中的基因存在及表達(dá)情況。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 基因存在情況 基因表達(dá)情況 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁 胰島B細(xì)胞 √ √ √ √ √ √ 眼晶狀體細(xì) 胞(

18、胚胎中) √ √ √ √ √ √ 神經(jīng)細(xì)胞 √ √ √ √ √ √ (1)四種基因中屬于管家基因的是_________________________。 (2)甲基因________(填“能”或“不能”)表示控制胰島素合成的基因，理由是____________________________________________ ______________________________________________________。 (3)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是________(填“管家基因”或“奢侈基因”)的選擇性表達(dá)。 (4)三種細(xì)胞都有甲、乙

19、、丙、丁四種基因的根本原因是____________________________。三種細(xì)胞形態(tài)、功能表現(xiàn)不同，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)方面分析其原因是_________________________。 [解析]　(1)由題干分析知，管家基因在所有細(xì)胞中均要表達(dá)，因此丁基因?qū)儆诠芗一颉?2)甲基因只在胰島B細(xì)胞中表達(dá)，胰島素基因也只在胰島B細(xì)胞中表達(dá)，因此甲基因能表示控制胰島素合成的基因。(3)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是奢侈基因的選擇性表達(dá)。(4)由于人體的不同細(xì)胞都來(lái)源于同一個(gè)受精卵，因此不同的細(xì)胞都有相同的基因，但由于細(xì)胞中細(xì)胞器的種類和數(shù)量的不同，不同細(xì)胞的形態(tài)、功能也表現(xiàn)不同。 [答案]　(1)丁　(2)能　胰島素基因只在胰島B細(xì)胞中表達(dá) (3)奢侈基因 (4)人體細(xì)胞都來(lái)源于同一個(gè)受精卵　細(xì)胞器的種類和數(shù)量不同