1、第2节细胞的分化目标导航1.从“分化与个体形成间的关系”、“遗传物质是否会变化”来阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。2.结合植物的组织培养和克隆羊培育过程，阐述细胞全能性的概念。3.结合教材图612，了解干细胞的概念和研究意义。一、细胞分化的概念(阅读P117118)1.概念2.特点具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。3.细胞分化的原因和意义(1)原因：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。(2)意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率，是生物个体发育的基础。二、细胞的全能性(阅读P118119)1.概念已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。2.基础：细
2、胞中含有发育成完整生物体所需要的全部遗传信息。3.植物细胞的全能性(1)实验过程完整的植株(2)结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。4.动物细胞核的全能性(1)实验过程克隆动物(2)结论：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。5.干细胞(1)概念：是指动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。(2)举例：如人骨髓中的造血干细胞。判断正误：(1)细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。()(2)细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。()(3)细胞分化使生物体内细胞种类、数量增多。()(4)细胞分化后遗传物质会发生一定改变。()(5)细胞全能性
3、是指已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。()(6)植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。()(7)种子萌发成植株体现了细胞的全能性。()(8)干细胞具有分裂和分化能力。()(9)诱导干细胞发育成特定的组织、器官体现了动物细胞具有全能性。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)一、细胞分化及其意义1.细胞分化的实质各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(基因的选择性表达)，如图所示：2.细胞分化的特点(1)持久性：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。(2)不可逆性：一般情况下，分化了的细胞不会再演变成原始的细
4、胞，而是将一直保持分化后的状态，直至死亡。(3)普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。(4)稳定性：细胞分化过程中遗传物质不发生改变。3.细胞分裂、分化与个体发育的关系(1)细胞分裂使细胞数量增多，细胞分化使细胞种类增多。(2)细胞分裂是细胞分化的基础；分化程度大，分裂能力降低。(3)从分子水平看，个体发育是基因选择性表达的结果；从细胞水平看，个体发育是细胞分裂、分化的结果。分析资料在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白(肌细胞中的一种蛋白质)合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。1.红细胞为什么能合成血红蛋白，而不合成肌动蛋白？肌细胞为什么
5、能合成肌动蛋白？答案在红细胞中血红蛋白的基因处于活动状态，控制合成了血红蛋白，而肌动蛋白的基因处于关闭状态。而肌细胞中正好相反。2.同一生物体的红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？答案相同，因为都是由一个受精卵经有丝分裂而来。3.基因相同，合成的蛋白质不同的根本原因是什么？答案基因的选择性表达的结果。1.下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述，错误的是()A.生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果B.生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定性的差异C.细胞分裂是细胞分化的基础D.细胞分化过程中细胞内的遗传物质发生了变化问题导析(1)个体发育首先是细胞经有丝分裂使细胞数目增多，在此基础上，不
6、同细胞选择表达不同的基因，从而实现细胞分化，但分化的细胞内含有相同的遗传物质。(2)分裂是分化的基础，分化是基因选择性表达的结果。答案D一题多变判断正误：(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化()(5)细胞分化的方向在胚胎早期已经决定，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()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)二、细胞的全能性和干细胞1.细胞全能性的原因已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能
7、。2.细胞分化与细胞全能性的关系项目细胞分化细胞全能性原因不同细胞中的遗传信息执行情况不同含有本物种全套遗传物质结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分：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关系两者的遗传物质都不发生改变；细胞分化程度越高，具有的全能性越小1.填空说明胡萝卜的组织培养过程。胡萝卜韧皮部细胞放入含有植物激素、无机盐和糖类的培养液形成细胞团块根、茎、叶植株。以上过程说明植物细胞具有全能性。2.填空说明动物细胞的细胞核的全能性实例。(1)非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新个体。(2)克
8、隆羊多利的培育：将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中。(3)上述过程说明动物细胞的细胞核具有全能性。2.下列关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，由于细胞内的基因发生变化，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问题导析(1)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。(2)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，由于基因的选择性表达，导致细胞不能表现出全能性而形成不同的组织、器官。答案A一题多变判断正误：(1
9、)蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性()(2)壁虎断尾后重新长出尾部证明动物细胞具有全能性()(3)紫色糯性玉米种子培育出植株，证明了植物细胞的全能性()(4)细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性()答案(1)(2)(3)(4)1.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改变C.细胞分化使细胞数目和种类增多D.经细胞分化后，细胞的全能性降低答案D解析细胞分化是细胞在形态、结构和功能上出现稳定性差异的现象，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
10、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。2.下列植物细胞的全能性在提供了适宜条件的情况下，最易表达的是()A.枝条上的一个芽B.柱头上的花粉C.胚珠中的珠被细胞D.根尖分生区细胞答案B解析生殖细胞的全能性体细胞。3.正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外和某些因素的诱导下，却可以分化为神经细胞和肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞()A.有旺盛的分裂能力B.能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质C.还没有分化D.具有与受精卵相同的全套遗传基因答案D解析细胞具有全能性的原因是分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质。4.如图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，请
11、仔细观察，回答问题：(1)图示的高等生物个体发育是从_开始的。(2)由到，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了_和_的过程。(3)由到，由于细胞的_，细胞的_、_和_发生了稳定性的差异，细胞的这种变化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，如小肠中具有吸收作用的_、组成真皮的_、具有收缩特性的_和调节人体各种生命活动的_。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分裂、生长
12、、分化，最后形成各种形态、结构、生理功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织构成不同的器官执行不同的功能。基础巩固1.如图1、图2表示同一人体内的两种细胞，这两种细胞()A.组成元素种类相差很大B.C含量一定相等C.蛋白质的种类和含量相同D.组成染色体的成分均是DNA和蛋白质答案D解析两种细胞均已分化，蛋白质的种类和含量均不同，C含量也不一定相等，但组成元素种类基本相同。2.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化D.能形成各种不同的细胞和组织答案D解析细胞分化会形成各种细胞，进而形成各种不同的细胞和组织。3.细胞分化是生物界普遍存在的一
13、种生命现象，下列叙述不正确的是()A.老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞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可逆的答案B解析分化后的不同细胞蛋白质种类部分不同，部分相同。4.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原因是()A.DNA的结构不同B.遗传信息的执行情况不同C.遗传物质不同D.线粒体结构不同答案B解析细胞形态、结构和功能不同是细胞分化的结果，而细胞分化的根本原因是遗传信息的执行情况不同。5.细胞的全能性是指()A.细胞具有全面的生理功能B.细
14、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答案C6.细胞具有全能性，但在生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，原因是()A.细胞丧失了全能性B.不同的细胞内基因不完全相同C.基因的表达具有选择性D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化答案C解析体内细胞不能表现出全能性是因为体内细胞基因的选择性表达。7.中国科学家倡导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.营养物质C.遗传基因D.干细胞答案D解析脐带血中的干细胞具有分裂、分化为特定细胞、组织、器官的能力，可用于移植。巩固提
15、升8.下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中为各个时期的细胞，ac表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是()A.与细胞相比，细胞的相对表面积增大，物质运输的效率增强B.细胞均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，遗传物质相同，基因表达功能也相同C.细胞发生了细胞分化，这是基因选择性表达的结果D.代表的细胞遗传物质不同答案C解析细胞越大，相对表面积越小；来源相同，基因表达有差异；的遗传物质相同。9.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”在所有细胞中表达，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
16、基因”表达产物的是()A.ATP水解酶 B.血红蛋白C.呼吸酶D.膜载体答案B解析血红蛋白只存于红细胞中。10.科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法正确的是()A.iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性B.iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期C.iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”不能再进行细胞分裂D.iPS细胞可分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因答案B解析iPS细胞分化为神经细胞，没有发育成一个完整的个体，故不体现全能性
17、；iPS细胞能分化成其他细胞，必须具有分裂能力；一个生物体内的各种细胞都具有相同的遗传信息。11.据图回答问题：(1)、的过程叫做_。(2)的过程叫做_。(3)的过程叫做_。(4)、细胞的_、_、_不同，因此它们属于不同的_。(5)所示各细胞群中，具有分裂能力的是_(标号)所示的细胞群。答案(1)细胞分化(2)细胞分裂(3)细胞生长(4)形态结构生理功能组织(5)解析、的过程中，细胞在形态、结构和生理功能上产生了稳定性差异，这种变化叫细胞分化。的过程中，一个细胞分裂成两个细胞，这是细胞分裂。的过程中，细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。细胞群的细胞均有壁薄、质浓、核大、液泡小或无的特点，均具有
18、分裂能力。12.科学家将分离得到的成熟胡萝卜的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的植株，如图所示。请分析并回答下面的问题：(1)科学家所用的技术称为_。(2)分离出来的胡萝卜细胞成为细胞团是通过_来完成的。(3)细胞团中，相同的细胞在发育成胚状体和新植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫做_。(4)该实验说明植物细胞具有_。(5)在整个过程中，细胞必须从培养基中获得_、_、_和_等营养物质。答案(1)植物组织培养(2)有丝分裂(3)细胞分化(4)全能性(5)水无机盐植物激素糖类解析单个细胞发育成完整的新植株要先进行有丝分裂的增殖，再通过细胞分化在个体发育中使相同
19、细胞的后代在形态、结构和生理功能上产生稳定性差异。成熟胡萝卜的韧皮部细胞是已经分化的细胞，仍然具有分化的潜能，称为细胞的全能性。植物细胞在离体培养条件下，需提供适宜的营养和外界条件才能表现其全能性。走进高考13.(2011北京卷，1)下列生命过程中，没有发生细胞分化的是()A.断尾壁虎长出新尾巴B.砍伐后的树桩上长出新枝条C.蝌蚪尾巴消失的过程D.胚胎发育中出现造血干细胞答案C14.(2009上海卷，6)如图所示的细胞类型转换过程为()A.细胞分裂B.细胞生长C.细胞分化 D.细胞融合答案C解析题干图示细胞形态发生稳定性差异，为细胞分化。15.(2008宁夏卷，1)下列过程不属于细胞分化的是()A.B淋巴细胞形成浆细胞B.胚胎干细胞形成神经细胞C.质壁分离植物细胞的复原D.蜥蜴断尾再生答案C