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第2节 细胞的分化,自主学习,凝练素养,自主学习 读教材学基础,一、细胞分化及其意义 请仔细阅读教材第117118页“细胞分化及其意义”,完成下面的问题。 1.概念 在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、 和 上发生 的过程。 2.特点 (1)细胞分化是一种 的变化。 (2)一般来说,分化了的细胞一直保持 的状态,直到死亡。 (3)细胞分化是生物界中普遍存在的 。,形态,结构,生理功能,稳定性差异,持久性,分化后,生命现象,3.意义 (1)是生物 的基础。 (2)使多细胞生物体中的细胞趋向 ,有利于提高各种 的效率。 4.原因 在个体发育过程中,不同的细胞中 的执行情况不同。 判断 (1)同一个体分化后的细胞在结构上有差异,功能上无差异。( ) (2)细胞分化是可逆的。( ) (3)一个受精卵分化成的众多细胞中的遗传物质不发生变化。( ),个体发育,专门化,生理功能,遗传信息,二、细胞的全能性 请仔细阅读教材第118120页“细胞的全能性”,完成下面的问题。 1.概念 的细胞,仍然具有 。 2.植物细胞的全能性 (1)实验过程,已经分化,发育成完整个体的潜能,胡萝卜 细胞 + 含有植物激素、无机盐和糖类等的培养基,完整的植株,韧皮部,(2)结论:高度分化的植物细胞仍然具有 的能力。,发育成完整植株,3.动物细胞核的全能性 (1)实验过程,乳腺细胞的_ + 的卵细胞,克隆羊多利,细胞核,去核,(2)结论:已分化的动物体细胞的 具有全能性。,细胞核,4.干细胞 (1)特点: 具有 和 能力。,分裂,分化,在动物和人体内,数量很少。 (2)举例:人骨髓中的许多 能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。 思考 正常植物体内的细胞能表现出全能性吗? 提示:不能。正常植物体内的细胞进行细胞分化,形成不同组织。,造血干细胞,主题一,凝练素养 解难题提能力,细胞分化与细胞分裂、个体发育的关系,教师参考,问题引领: 1.细胞分化能否导致细胞遗传信息的变化?,2.细胞分裂和细胞分化在个体发育中必不可少,相互配合,它们有什么区别和联系?,1.对细胞分化概念的理解 (1)从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。 (2)从亚显微结构水平分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。 (3)从分子水平分析 蛋白质角度:合成出特定种类、数量、功能的蛋白质。 基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的执行情况不同,这是细胞分化的根本原因。,2.细胞分化与细胞分裂的区别与联系,3.细胞分化与细胞分裂、个体发育的关系 个体发育是细胞分裂、细胞分化的结果:大多数多细胞生物是由受精卵发育而来的,在细胞分裂的基础上,通过细胞分化逐渐发育为成体。其中,细胞分化是生物个体发育的主要过程。,【典例1】 (2017吉林实验月考)下图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞与细胞相比,细胞与外界环境进行物质交换的效率提高 B.c过程的根本原因是基因的选择性表达 C.细胞可能继续进行细胞分裂和分化 D.图中三种血细胞一般不会再变成细胞,解析:a表示细胞生长过程,细胞体积变大,相对表面积减小,故物质交换的效率降低;c表示细胞分化,其根本原因是基因的选择性表达;细胞为造血干细胞,其可能继续进行细胞分裂和分化;自然情况下,细胞分化具有不可逆性,因此图中三种血细胞一般不会再变成细胞。 答案:A,备选例题,(2017山西高平联考)下列对细胞分化的叙述中,错误的是( ) A.从细胞水平分析,细胞的功能趋向专门化 B.从细胞器水平分析,细胞器种类、数目发生改变 C.从分子水平分析,根本原因是蛋白质发生改变 D.从个体水平分析,其是生物个体发育的基础,C,解析:从分子水平分析,细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。,【题组演练】 1.(2017河北张家口月考)下列有关细胞分化的描述,正确的是( ) A.细胞分化是一种临时性的变化,在胚胎时期达到最大限度 B.人的胰岛细胞产生胰岛素,不产生血红蛋白,是因为胰岛细胞中无血红蛋白基因 C.细胞分化过程中遗传物质发生了定向改变 D.细胞分化是一种持久性的变化,其稳定性变化通常是不可逆转的,解析:细胞分化是一种持久性的变化;胰岛细胞中含有血红蛋白基因,但血红蛋白基因在胰岛细胞中不表达;细胞分化过程中遗传物质不发生改变。,D,2.(2017湖南长郡、衡阳联考)下列能说明某细胞已经发生了细胞分化的是( ) A.进行胰岛素的合成和分泌 B. 进行ATP合成 C.存在胰岛素基因 D. 存在呼吸酶,A,解析:胰岛B细胞能合成和分泌胰岛素,说明细胞已经发生了基因的选择性表达,即发生了分化;所有细胞都进行ATP合成,都存在呼吸酶;体细胞都是由受精卵不断通过有丝分裂而产生的,因此人的体细胞都含有一整套相同的基因,都含有胰岛素基因,但只有在胰岛B细胞中表达。,3.(2017江苏海安期末)下列有关多细胞生物体细胞分化的叙述中,错误的是( ) A.分化后的细胞只保留与其功能相关的一些遗传物质 B.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C.高度分化后的细胞一般不具有分裂能力 D.细胞分化与生物的个体发育有密切关系,A,解析:细胞分化只是基因的选择性表达的结果,其遗传物质并不改变。,主题二,细胞全能性问题剖析,教师参考,问题引领: 1.已分化的细胞为什么仍具有全能性?,2.不同细胞的全能性大小相同吗? 3.表现全能性需要什么条件?,1.细胞具有全能性的原因分析 已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传信息,因此,分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。 2.细胞全能性大小比较 (1)植物细胞动物细胞。 (2)受精卵生殖细胞(如精子、卵细胞)体细胞。 (3)分化程度低的细胞分化程度高的细胞。 (4)分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞。 3.细胞在生物体内没有表现全能性的原因 在生物体内细胞不能表现全能性,而是分化为不同的组织、器官,其原因在于基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达。 4.实现细胞全能性的条件 离体(必要条件)具核的活细胞、一定的营养物质(水、无机盐、糖类等)、激素、适宜的外界环境条件(温度等)。,【典例2】 (2017天津静海月考)关于细胞的全能性的叙述,错误的是( ) A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性 B.生物体内细胞没有表现出全能性,是基因在特定时空下选择性表达的结果 C.在生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高 D.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性,解析:处于离体状态的植物细胞,在一定的营养物质、激素和其他外界条件作用下能表现出全能性,而生物体内细胞没有表现出全能性,是基因在特定时空下选择性表达的结果;克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞核具有全能性。 答案:D,备选例题,(2017天津红桥区期中)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.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 C.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂 D.造血干细胞产生红细胞、白细胞和血小板,C,解析:壁虎断尾后重新长出尾部,用体外培养的皮肤治疗烧伤病人,造血干细胞产生各种血细胞,都形成新个体,不能体现动物细胞的全能性;蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂,体现了动物细胞的全能性。,【题组演练】 1.(2017河北定州中学月考)科学家将单个离体胡萝卜根细胞培养成了胡萝卜植株。这说明植物细胞( ) A.具有全能性 B.具有无限生长的能力 C.具有无限分裂的能力 D.遗传物质发生改变,A,解析:全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能,胡萝卜根细胞能发育成完整的胡萝卜植株,体现植物细胞具有全能性。,2.(2017黑龙江牡丹江月考)细胞的全能性是指( ) A.细胞具有全面的生理功能 B.细胞既能分化,也能恢复到分化前的状态 C.已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能 D.已经分化的细胞全部能进一步分化,C,解析:已经分化的细胞一般一直保持分化后的状态,直到死亡,具有持久性;细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能;已分化的细胞不能进一步分化。,3.下列有关细胞全能性的理解,正确的是( ) A.从理论上讲,生物体的每一个细胞都具有全能性 B.未脱离植株的幼叶,在适当的情况下能表现出全能性 C.在个体发育的不同时期,由于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:细胞全能性的表现条件是:离体状态、一定的营养物质和激素以及适宜的外界条件。细胞具有全能性的原因是已分化的细胞具有一套和受精卵相同的遗传信息,因此,从理论上讲,生物体的每一个细胞都具有全能性。,A,图说教材：细胞分化的概念及实质,(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)据图,A、B基因中,细胞甲含有的是A、B基因,表达的是A基因;细胞乙含有的是A、B基因,表达的是B基因。因此,细胞分化的实质是基因选择性表达的结果。 (3)复杂生物体所有体细胞都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化。,【跟踪训练】 如图中A、B、C是某生物体内三种细胞内的部分基因及它们的活动状态(图中糖酵解表示细胞呼吸的第一阶段)。据图得出下列结论中错误的是( ) A.这三种细胞肯定都不是红细胞 B.三种细胞都可能将葡萄糖分解为丙酮酸 C.由于细胞中蛋白质的不同,三种人体细胞有各自不同的形态 D.三种细胞的细胞核具有该生物的全套遗传物质,C,解析:据图不能得出三种细胞形态、功能都不同是蛋白质不同的结果,可以看出的是不同细胞的遗传信息执行情况不同,细胞发生了分化;三种细胞的血红蛋白基因都未表达,说明都不是红细胞;三种细胞的糖酵解酶的基因均表达,说明三种细胞中都能发生葡萄糖分解为丙酮酸的过程;三种细胞的细胞核中都含有该生物的全套遗传物质。,形成学科核心素养,(一)重要生物学概念 1.细胞分化的实质是基因的选择性表达。 2.细胞分化的特点:持久性、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、一定的营养物质、激素和适宜的温度、pH等。 (二)学科核心素养 1.生命观念:形成“细胞分化是生物个体发育的基础”的自然观。 2.理性思维:运用归纳与概括、演绎与推理的方法,概括细胞分化的概念、意义及 实质。 3.社会责任:积极参与到“干细胞研究进展与人类健康”的资料搜集和分析中,关注人类健康。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,
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