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第2节细胞的分化,一、细胞分化及其意义1.细胞分化:,个体发育,一个或一种,形态、结构和生理功能,2.特点:具有普遍性、_、稳定性和不可逆性。3.原因:在个体发育过程中,不同的细胞中_的执行情况是不同的。4.意义:(1)细胞分化是生物_的基础。(2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向_,有利于提高_。,持久性,遗传信息,个体发育,专门化,各种生理功能的效率,二、细胞的全能性1.概念:(1)前提:_的细胞。(2)本质:具有发育成_的潜能。,已经分化,完整个体,2.实例:(1)植物细胞的全能性植物组织培养。培养液成分:_、无机盐和_等物质。结论:_的植物细胞仍然具有发育成_的能力。,植物激素,糖类,高度分化,完整植,株,(2)动物体细胞核的全能性克隆羊。实验过程:结论:已分化的动物体细胞的_仍具有全能性。,细胞核,去核,细胞核,3.干细胞:(1)特点:动物和人体内,数量_。具有_能力。(2)举例:人的骨髓中有许多_,能通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板等各种血细胞。,很少,分裂和分化,造血干细胞,【预习自测】1.在个体发育过程中,细胞分化的作用是()A.形成多个细胞B.形成不同组织和器官C.形成同种细胞D.形成后代细胞【解析】选B。细胞分化的作用是形成不同组织和器官。,2.细胞分化的特点不包括()A.持久性B.不可逆性C.普遍性D.随机性【解析】选D。细胞分化的特点包括持久性、不可逆性、普遍性和稳定性等。,3.单细胞生物不能进行下列哪项生理活动()A.细胞分裂B.繁殖C.细胞分化D.呼吸作用【解析】选C。单细胞生物不需要进行细胞分化,因为其一个细胞就能完成各项生命活动。,4.细胞全能性在什么条件下才能体现()A.任何时候B.离体条件下C.在生物个体中D.离体条件下或生物个体中【解析】选B。一般来讲,在离体条件下,细胞才能表现出全能性;在生物体中由于受到机体整体调控,单个细胞不能表达其全能性。,5.下列细胞其全能性最低的是()A.动物体细胞B.受精卵细胞C.植物花粉D.植物体细胞【解析】选A。动物体细胞目前还不能诱导其发育为一个动物个体,其全能性最低。,主题1细胞分化的特点及实质【问题探究】用以下图示表示某种植物细胞分裂和分化的过程,探讨下列问题。,1.细胞分化的特点:(1)判断图中分别代表的过程。_;_;_。(2)细胞b能够再形成细胞a或细胞c吗?这说明细胞分化具有什么特点?提示:不能。说明细胞分化具有稳定性和不可逆性。,细胞分裂,细胞分化,细胞分化,2.细胞分化的实质:(1)细胞a、b、c的核遗传物质相同吗?为什么?提示:相同。因为细胞b、c是由细胞a经过有丝分裂产生进一步分化得到的,而有丝分裂中遗传物质没有变化。,(2)造成细胞a、b、c在形态、结构和生理功能上出现差异的原因是什么?提示:细胞中的遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达。,3.细胞分化与细胞分裂的区别和联系:(1)区别:细胞分化使_增加,细胞分裂使_增加。(2)联系:_是_的基础,两者往往相伴发生。一般来讲,细胞分化程度_,细胞的分裂能力_。,细胞种类,细胞,数目,细胞分裂,细胞分化,越高,越,低,【拓展延伸】细胞中的管家基因和奢侈基因(1)管家基因: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。(2)奢侈基因:只在特定细胞中选择性表达的基因,控制细胞的分化,如胰岛素基因、血红蛋白基因。,【探究总结】1.细胞分裂与细胞分化的区别和联系:,2.细胞分化和细胞分裂的五个易错点提醒:(1)细胞分化的过程中一定发生细胞分裂,但细胞分裂过程中不一定发生细胞分化。(2)单纯的细胞分裂强调的是细胞数目增多,同时其形态、结构、功能不发生变化。,(3)细胞分化强调的是细胞在细胞数目增多时其形态、结构、功能也发生变化。(4)细胞分化和细胞分裂后细胞所含的DNA都不发生变化。(5)细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变,只是基因的选择性表达。,【探究训练】1.比较某哺乳动物的胰腺细胞和神经细胞,下列说法正确的是()A.细胞核中DNA含量差别较大B.细胞中mRNA、蛋白质种类相同C.细胞中细胞器的种类差别较大D.都具有分解葡萄糖的能力,【解析】选D。同一生物个体不同的体细胞都来源于同一个受精卵的有丝分裂,细胞核中的DNA含量相同,A错误;哺乳动物的胰腺细胞、神经细胞是细胞分化的结果,细胞中mRNA、蛋白质种类不同,B错误;两者细胞中细胞器的种类相同,数量差别较大,C错误;两种细胞都可以进行有氧呼吸分解葡萄糖,D正确。,2.(2017石家庄高一检测)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是(),a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化乙细胞和丙细胞的染色体组成不同丁细胞和戊细胞因遗传物质不同而发生分化甲、丁、戊细胞中的蛋白质不完全相同A.B.C.D.,【解题指南】(1)抓准题眼:图示中甲、乙、丙细胞形态、大小基本相同,而丁、戊细胞形不同。(2)扫清障碍:细胞分化的实质是基因的选择性表达。,【解析】选B。a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化,细胞分裂和分化的过程中遗传物质一般不改变,所以题图中各细胞的遗传物质均相同,错误;细胞分化使丁、戊细胞中蛋白质的种类有所不同,故呈现不同的形态、结构和生理功能,正确。,【互动探究】题中“”,有同学说“甲、丁、戊细胞中的蛋白质完全不同”,这种说法对吗?为什么?提示:不对。有的基因在所有细胞中都能表达,如呼吸酶基因,有的基因只在特定细胞中表达,如血红蛋白基因。,【补偿训练】下列关于细胞分化的叙述错误的是()A.细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质B.细胞分化是动物和植物发育的基础,且贯穿于整个生命进程中,C.通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡D.具有分裂能力的细胞一定会分化,且分化程度越高分裂能力就越低【解题指南】解答本题必须明确:(1)细胞分化一般是不可逆的。(2)具有分裂能力的细胞不一定发生分化过程。,【解析】选D。细胞分化是基因选择性表达的结果,基因的选择性表达使细胞内蛋白质的种类产生差异;细胞分化发生在生物体的整个生命进程中;细胞分化是不可逆的,因此体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡;具有分裂能力的细胞不一定会发生分化。,主题2细胞的全能性【问题探究】1.判断细胞的全能性:探讨下列实例是否体现了细胞的全能性,并说明理由。(1)种子萌发成植株。判断:_(填“是”或“否”)。理由:_。,否,细胞全能性指的是高度分化的组织或细胞发育成,完整个体的能力,而种子是植物的生殖器官,由它发育,成植株不能体现细胞的全能性,(2)诱导干细胞发育成特定的组织或器官。判断:_(填“是”或“否”)。理由:_。,否,细胞全能性体现的发育终点是完整的生物个体,而不是某种组织或器官,(3)在蜂群中,未受精的卵发育成雄蜂。判断:_(填“是”或“否”)。理由:_。,是,由单个的卵细胞发育成雄蜂个体,是卵细胞全能,性的体现,(4)已分化的胡萝卜韧皮部细胞等植物细胞在体外培养时可长成植株,这体现了细胞的_。植物细胞具有该特点的原因是_。,全能性,植物体内的每个细胞都具有该生物,个体生长发育所需要的全套遗传信息,(5)克隆羊多利能否说明分化的动物细胞具有全能性?提示:不能。多利的形成不是体细胞直接培育而来,不能说明动物细胞具有全能性,只能说明动物细胞核具有全能性。,2.细胞全能性大小的差异:(1)比较受精卵、生殖细胞和体细胞全能性的大小:_。(2)细胞分化与细胞全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性_。,受,精卵生殖细胞体细胞,逐渐变小,3.细胞全能性实现的条件:(1)胡萝卜韧皮部细胞在胡萝卜植株上能够发育成一个完整的个体吗?为什么?提示:不能。在生物的生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,而是分化成各种组织和器官。,(2)尝试总结胡萝卜韧皮部细胞发育成一个完整植株需要哪些条件。_。_。_。_。,在离体状态下,需要适宜的水、无机盐、有机营养,需要植物激素,需要适宜的温度、pH等条件,【探究总结】1.细胞分化与细胞全能性的比较:,2.细胞分化与细胞全能性易错辨析:(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化,但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同,mRNA和蛋白质一般不同。(2)细胞分化不改变细胞数目,却导致细胞种类增多。,(3)细胞全能性的体现以产生个体为标志,若无个体产生,不能体现全能性。(4)细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。,【探究训练】1.(2017郑州高一检测)下列有关细胞全能性的叙述,正确的是()A.组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性B.克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性,C.用花粉培育成的植株往往高度不育,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】选A。本题考查细胞全能性的概念。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,最终发育成的一定是一个个体,不能是愈伤组织等。克隆羊的诞生说明动物细胞的细胞核具有全能性。用花粉培育成的植株是单倍体,往往高度不育,这是单倍体的特性,不能说明花粉细胞不具有全能性。,2.下列有关干细胞和细胞全能性的表述,正确的是()A.植物的成熟体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性B.动物细胞培养获得大量骨髓瘤细胞,证明动物体细胞也具有全能性,C.干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞D.在生物体内,细胞并没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变【解题指南】解答本题时,需要注意以下两点:(1)明确全能性的表现必须是离体的细胞。(2)成熟的动物细胞还没有培育出生物体。,【解析】选A。由于目前科学家们用细胞核移植的办法证明了动物细胞中细胞核的全能性,而整个细胞的全能性还没有办法实现,所以植物的成熟体细胞的全能性要比动物的成熟体细胞全能性更易表达;通过细胞培养获得大量骨髓瘤细胞是利用了细胞增殖的原理;干细胞是保持有持续分裂、分化能力的细胞;由于生物体内的细胞发生了基因选择性表达而不能体现全能性。,【规律方法】判断细胞全能性是否表现的方法(1)依据:发育的起点是细胞,终点是形成完整新个体。(2)方法:,【补偿训练】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.胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株C.没有经过受精作用的蜜蜂卵细胞直接发育成雄蜂D.人骨髓中的造血干细胞形成各种血细胞,【解析】选B。细胞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。玉米种子本身就是已经分化的胚,不能体现体细胞的全能性,A错误。胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株,先进行了脱分化后进行再分化,最后发育成一个个体,B正确;卵细胞直接发育成雄蜂体现了细胞全能性,但卵细胞不是体细胞,所以不是体细胞全能性的体现,C错误;骨髓造血干细胞,形成各种血细胞体现了细胞的分化,但没有发育成个体,没有体现出全能性,D错误。,【课堂小结】,
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