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第二节第二节细胞分化、衰老和凋亡细胞分化、衰老和凋亡第第1课时课时细胞分化细胞分化细胞的全能性细胞的全能性第五章细胞增殖、分化、衰老和凋亡第五章细胞增殖、分化、衰老和凋亡学习导航学习导航1掌握细胞分化的概念、实质、意义。掌握细胞分化的概念、实质、意义。重点重点2.知道细胞知道细胞全能性的概念、事例与植物组织培养技术。全能性的概念、事例与植物组织培养技术。重难点重难点第五章细胞增殖、分化、衰老和凋亡第五章细胞增殖、分化、衰老和凋亡形态结构形态结构生理功能生理功能造血干细胞造血干细胞红细胞红细胞3.时期：时期：发生在生物体的整个生命进程中。发生在生物体的整个生命进程中。4.原因：原因：细胞分化是细胞分化是_的结果。的结果。5结果：结果：有序的细胞分化能够增加细胞的有序的细胞分化能够增加细胞的_，进而，进而构成生物体的不同组织和器官。构成生物体的不同组织和器官。基因选择性表达基因选择性表达类型类型二、阅读二、阅读P102最后一段最后一段P104第二段分析细胞的全能性第二段分析细胞的全能性1.细胞的全能性：细胞的全能性：_的细胞仍然具有发育成的细胞仍然具有发育成_的潜能。的潜能。已经分化已经分化完整个体完整个体全能性全能性愈伤组织愈伤组织(3)意义及应用意义及应用通过植物组织培养技术，可以将通过植物组织培养技术，可以将_的植物的植物组织或细胞在适宜的条件下培养成完整的植株。组织或细胞在适宜的条件下培养成完整的植株。采用植物组织培养技术，可以在较短时间内采用植物组织培养技术，可以在较短时间内_大量的苗木，产生较好的经济价值。大量的苗木，产生较好的经济价值。离体离体繁殖繁殖1判断下列各小题说法是否正确判断下列各小题说法是否正确(1)在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变( )(2)细胞分化过程的实质是基因选择性表达的过程细胞分化过程的实质是基因选择性表达的过程( )(3)细胞分化程度的高低与细胞的全能性无关细胞分化程度的高低与细胞的全能性无关( )(4)细胞的全能性是植物组织培养的基础细胞的全能性是植物组织培养的基础( )(5)细胞分化只发生在个体发育的胚胎时期细胞分化只发生在个体发育的胚胎时期( )(6)生物体内的所有细胞都要发生细胞分化生物体内的所有细胞都要发生细胞分化( )2以下能体现植物细胞具有全能性的是以下能体现植物细胞具有全能性的是_。(1)从一粒菜豆种子长成一棵植株从一粒菜豆种子长成一棵植株(2)用一小片土豆叶片，培养成一株完整的植株用一小片土豆叶片，培养成一株完整的植株(3)用茎尖细胞人工培育而成的荷兰郁金香用茎尖细胞人工培育而成的荷兰郁金香(4)用胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株用胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株(2)(3)(4) 1观察细胞分化的示意图观察细胞分化的示意图，完善下列细胞分化过程完善下列细胞分化过程主题一细胞分化主题一细胞分化相同相同相同相同 2观察细胞分化的实质示意图观察细胞分化的实质示意图，分析下列问题分析下列问题 A、B基因中，细胞甲含有的是基因中，细胞甲含有的是_基因基因,表表达达 的是的是_基因。细胞乙含有的是基因。细胞乙含有的是_基基 因，表达的是因，表达的是_基因。由此可见，细胞分基因。由此可见，细胞分化化 的实质是的实质是_。A和和BAA和和BB基因的选择性表达基因的选择性表达3总结分化的特点总结分化的特点(1)细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度，说明细胞分化具有大限度，说明细胞分化具有_性。性。(2)在细胞分化过程中，假如当在细胞分化过程中，假如当A细胞分化形成细胞分化形成B细胞后，一细胞后，一般不会再表现出般不会再表现出B细胞反方向分化形成细胞反方向分化形成A细胞，这说明细胞分细胞，这说明细胞分化化具有具有_性。性。(3)分化后的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其分化后的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞，这说明细胞分化具有他类型的细胞，这说明细胞分化具有_性。性。持久持久不可逆不可逆稳定稳定细胞分裂与细胞分化的区别和联系细胞分裂与细胞分化的区别和联系项目项目细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化细胞细胞变化变化细胞数量增多细胞数量增多细胞形态、结构和生理功细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异能发生稳定性差异，细胞细胞种类增多种类增多发生发生时间时间从受精卵开始从受精卵开始发生在整个生命进程中发生在整个生命进程中意义意义保持了亲、子代间遗保持了亲、子代间遗传性状的稳定性传性状的稳定性保证了生物体正常发育保证了生物体正常发育联系联系细胞分裂是细胞分化的基础细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相两者往往是相伴相随的随的，分化程度大分化程度大，分裂能力则逐渐下降分裂能力则逐渐下降 小组讨论小组讨论 细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变？细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变？ 提示：提示：分化的细胞是通过有丝分裂产生的分化的细胞是通过有丝分裂产生的，其核内遗传物其核内遗传物质质 完全相同完全相同，细胞分化是基因选择性表达的结果细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质遗传物质并并 没有发生改变。没有发生改变。 1下列关于人体内细胞正常分化的叙述下列关于人体内细胞正常分化的叙述,不正确的是不正确的是() A细胞内蛋白质的种类和数量不同细胞内蛋白质的种类和数量不同 B细胞器的数量和种类改变细胞器的数量和种类改变 C细胞形态结构发生改变细胞形态结构发生改变 D细胞核遗传物质已改变细胞核遗传物质已改变 解析：细胞分化是基因选择性表达的结果解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，所以细胞内蛋所以细胞内蛋白白 质的种类和数量不同质的种类和数量不同，细胞器的数量和种类也可能改变细胞器的数量和种类也可能改变，导导 致细胞形态结构发生改变致细胞形态结构发生改变，但是遗传物质不变。但是遗传物质不变。D2下图表示同一生物体内不同体细胞的基因表达状况，据图下图表示同一生物体内不同体细胞的基因表达状况，据图判断下列说法中不正确的是判断下列说法中不正确的是()A图中黑色方框表示表达的基因图中黑色方框表示表达的基因B图中的图中的3种细胞的基因组成具种细胞的基因组成具有特异性差异有特异性差异C图解可说明细胞的分化是基因图解可说明细胞的分化是基因选择性表达的结果选择性表达的结果D图中白色方框表示组织特异性基因图中白色方框表示组织特异性基因B 解析：胰岛解析：胰岛B细胞、眼晶状体细胞和神经细胞由同一个受细胞、眼晶状体细胞和神经细胞由同一个受精精 卵经过有丝分裂、分化得到卵经过有丝分裂、分化得到，遗传物质相同；性状不同是遗传物质相同；性状不同是基基 因选择性表达的结果因选择性表达的结果，眼晶状体细胞中眼晶状体蛋白基因眼晶状体细胞中眼晶状体蛋白基因表表 达了达了，其他体细胞中此基因没有表达；胰岛其他体细胞中此基因没有表达；胰岛B细胞中胰岛细胞中胰岛素素 基因表达了基因表达了，其他体细胞中此基因没有表达其他体细胞中此基因没有表达，呼吸酶基因呼吸酶基因在在 所有活细胞中都表达了。所有活细胞中都表达了。 方法规律方法规律 细胞分化过程的理解分析细胞分化过程的理解分析 (1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。 ( (2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分分 和功能发生改变。和功能发生改变。 (3)从分子水平分析从分子水平分析 蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 基因角度：基因有选择性的表达基因角度：基因有选择性的表达，即遗传信息的执行情即遗传信息的执行情况况 不同不同，这是细胞分化的根本原因。这是细胞分化的根本原因。主题二主题二细胞的全能性细胞的全能性1细胞的全能性细胞的全能性观察胡萝卜根韧皮部的组织块的培养示意图观察胡萝卜根韧皮部的组织块的培养示意图,完成下列问题。完成下列问题。(1)一个高度分化的植物细胞经过细胞一个高度分化的植物细胞经过细胞_和细和细胞胞_，最终形成了完整的植物体，这说明植，最终形成了完整的植物体，这说明植物细胞具有物细胞具有_。(2)植物细胞的全能性是由于已经植物细胞的全能性是由于已经_的植物细的植物细胞具有发育成完整个体的全部胞具有发育成完整个体的全部_，在，在_的条件下能够发育成的条件下能够发育成_的新植株。的新植株。(3)全能性的原因：由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来全能性的原因：由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的的,因此已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的因此已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的_,具有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息。所以，分具有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息。所以，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。分裂分裂分化分化全能性全能性分化分化遗传物质遗传物质适宜适宜完整完整遗传物质遗传物质2全能性的比较全能性的比较一般来说，分化程度越高，细胞表达潜能越窄一般来说，分化程度越高，细胞表达潜能越窄,全能性越低；全能性越低；但是生殖细胞分化程度高，全能性也较高，是个例外。据此但是生殖细胞分化程度高，全能性也较高，是个例外。据此比较下列细胞全能性的大小：比较下列细胞全能性的大小：(1)植物细胞植物细胞_动物细胞。动物细胞。(2)受精卵受精卵_生殖细胞生殖细胞_体细胞。体细胞。(3)叶肉细胞叶肉细胞_形成层细胞。形成层细胞。3植物组织培养技术植物组织培养技术 1细胞在生物体内没有表现全能性的原因：在生物体内细胞在生物体内没有表现全能性的原因：在生物体内细胞不表现全能性细胞不表现全能性，而是分化为不同的组织、器官而是分化为不同的组织、器官，其原其原因在于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。因在于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。 2实现植物细胞全能性的条件实现植物细胞全能性的条件:离体离体(必要条件必要条件)、一定的、一定的营养物质营养物质(水、无机盐、维生素、氨基酸等水、无机盐、维生素、氨基酸等)、激素、激素(细胞分细胞分裂素、生长素裂素、生长素)、适宜的条件、适宜的条件(适宜的温度、适宜的温度、pH)。 小组讨论小组讨论 (1)为什么已分化的细胞仍具有全能性？为什么已分化的细胞仍具有全能性？ (2)诱导干细胞发育成特定的组织或器官是否体现了细胞的诱导干细胞发育成特定的组织或器官是否体现了细胞的全全 能性？核移植技术培育的克隆羊能性？核移植技术培育的克隆羊，说明了什么？说明了什么？ 提示：提示：(1)已分化的细胞都由受精卵经有丝分裂而来已分化的细胞都由受精卵经有丝分裂而来，都具都具有和受精卵相同的全套遗传物质。有和受精卵相同的全套遗传物质。 (2)不能体现出全能性不能体现出全能性，因为只是发育形成组织或器官因为只是发育形成组织或器官，而而没有发育成完整个体。利用核移植技术培育出克隆羊说明没有发育成完整个体。利用核移植技术培育出克隆羊说明了动物细胞核具有全能性。了动物细胞核具有全能性。 1下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是() A受精卵在自然条件下能形成完整个体，因此全能性最受精卵在自然条件下能形成完整个体，因此全能性最高高 B生物体内的细胞由于细胞分化，全能性不能表达生物体内的细胞由于细胞分化，全能性不能表达 C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高 D植物细胞在一定的条件下离体培养能表现出全能性植物细胞在一定的条件下离体培养能表现出全能性 解析：受精卵是未分化细胞解析：受精卵是未分化细胞，全能性最高全能性最高，故故A正确；生正确；生物物 体内的细胞会发生细胞分化体内的细胞会发生细胞分化，全能性不能表达全能性不能表达，故故B正确；正确； 卵细胞是高度分化的细胞卵细胞是高度分化的细胞，不是未分化的细胞不是未分化的细胞，故故C错误；错误； 植物细胞在离体培养时植物细胞在离体培养时，给予适宜的条件给予适宜的条件，可以表现出全可以表现出全能能 性性，故故D正确。正确。C2下列对于细胞全能性的理解，正确的是下列对于细胞全能性的理解，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，由于细胞内的基因发生变化，在个体发育的不同时期，由于细胞内的基因发生变化，细胞不能表现出全能性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脱离了植株的芽，一定能表现出全能性解析解析:生物体的每一个细胞都与受精卵具有相同的遗传物质生物体的每一个细胞都与受精卵具有相同的遗传物质, ,从理论上来说都具有全能性。离体的组织在适宜条件下才能从理论上来说都具有全能性。离体的组织在适宜条件下才能表现出全能性。在个体发育的不同时期表现出全能性。在个体发育的不同时期, ,由于基因的选择性表由于基因的选择性表达达, ,导致细胞不能表现出全能性而形成不同的组织、器官。导致细胞不能表现出全能性而形成不同的组织、器官。A 易错警示易错警示 全能性表现条件全能性表现条件 (1)植物细胞全能性表现的前提条件是细胞脱离植物体植物细胞全能性表现的前提条件是细胞脱离植物体，在在植物体上细胞只能进行基因有选择地表达植物体上细胞只能进行基因有选择地表达分化。分化。 (2)动物细胞不能表现其全能性动物细胞不能表现其全能性，只能培养分裂、分化到某只能培养分裂、分化到某些特定细胞些特定细胞, ,但动物细胞核移植时但动物细胞核移植时,动物细胞核表现其全能动物细胞核表现其全能性。性。核心知识小结核心知识小结网络构建网络构建持久持久基因的选择性表达基因的选择性表达离体离体外界条件外界条件整体整体植物组织培养植物组织培养关键语句关键语句1.细胞分化是生物个体发育的基础细胞分化是生物个体发育的基础,结果形成形态、结构和生结果形成形态、结构和生理功能各异的细胞。细胞分化的实质是基因的选择性表达。理功能各异的细胞。细胞分化的实质是基因的选择性表达。2已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，这是细胞已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，这是细胞的全能性，通过植物组织培养可证明植物细胞具有全能性。的全能性，通过植物组织培养可证明植物细胞具有全能性。
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