1、第6章 细胞的生命历程第2节 细胞的分化学习目标核心素养1.说出细胞分化的概念和特点。2.简述细胞分化在个体发育和生命活动中的重要意义。3.举例说明细胞的全能性。1.生命观念结构与功能观：说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。2.科学思维归纳与概括：从分子、细胞等不同水平理解细胞分化的实质，以及细胞分化在个体发育和生命活动中的重要意义。读教材、抓双基自 主 预 习一、细胞分化及其意义二、细胞的全能性1细胞的全能性2干细胞动物和人体内仍保留着少数具有 10和 11能力的细胞，如人的骨髓中的 12能增殖分化产生红细胞、白细胞和血小板。分裂分化造
2、血干细胞1正误判断(1)造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同。()(2)细胞分化不会改变遗传物质，故同一个体不同细胞中遗传物质的数量一定相等。()(3)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。()(4)骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。()(5)细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率。()(6)多细胞生物通过细胞分化形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。()(7)同一植物体的叶肉细胞和贮藏细胞来自一群彼此相似的早期胚胎细胞。()(8)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。()(9)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全
3、能性。()(10)动物体内所有的干细胞经培养后都能发育为一个成熟的个体。()2细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是()A分化是一种持久性的变化，是生物个体发育的基础B分化后的不同细胞中遗传信息的执行情况不同C未离体的植物体细胞给以适当的条件会表现出全能性D分化有利于提高生物体内各种生理功能的效率解析：选 C 离体的植物体细胞给以适当的条件才会表现出全能性。3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
4、定能表现出全能性解析：选 A 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，因此 B、D 错误；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染色体，携带相同的 DNA 分子，因此，从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性，A 正确，C 错误。解疑难、提能力课 堂 探 究探究点一|细胞的分化过程及特点|核心探究|1细胞分化的过程(1)图解(2)分析从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。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。从分子水平分析a蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。b基因角度：基因选择性表达，即遗
5、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，在胚胎时期达到最大限度。(2)稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。(3)不变性：分化后的细胞内遗传物质并未发生变化。3细胞分化的原因(1)分化的基础：高等生物的发育是从一个受精卵开始的，通过有丝分裂形成多个细胞，每个细胞都应含有一套与受精卵完全相同的染色体，含有本物种的全部遗传信息。(2)分化的实质细胞分化是基因选择性表达的结果，如图所示。不同细胞中不同基因的活性是有差别的。不同基因在不同时间、不同条件下处于不同的活动状态，从而控制合成不同结构的
6、蛋白质，进而形成具有特定形态、结构和生理功能的细胞，即细胞分化。4细胞分化的结果：形成形态、结构和功能都有很大差异的组织和器官。5细胞分裂与细胞分化的区别和联系细胞分裂细胞分化原因细胞表面积和体积发展不平衡；细胞核与细胞质发展不平衡；增殖的需要基因的选择性表达结果 形成相同的细胞形成不同的细胞意义多细胞个体生长和发育的基础；单细胞生物形成新个体组织、器官的形成；组织、器官的修复发生时间从受精卵开始，发生在整个生命进程中起始于胚胎时期，发生在整个生命进程中细胞变化细胞数量增多细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，细胞种类增多特征局部性；周期性持久性；不可逆性；普遍性；差异性联系细胞分裂是细胞
7、分化的基础，细胞分裂产生了相同的细胞后代，细胞分化使相同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果；细胞分裂只是增加了细胞数量，细胞分化形成了具有特定形态、结构和生理功能的组织和器官，没有细胞的分化，多细胞生物不可能正常发育知 识 拓 展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，与细胞的分化有关，如胰岛素基因、血红蛋白基因。易 错 易 混细胞分化的三点提醒(
8、1)细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变，只是基因选择性表达。(2)同一个体不同种类的体细胞中，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白质不完全相同。(3)一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的植物细胞能够脱分化恢复全能性。|探究思考|为什么说同一个体的各种体细胞都具有相同的遗传信息？提示 同一个体的各种体细胞都来自同一受精卵的有丝分裂。|探究演练|1下列对细胞分化的分析中，不正确的是()A从细胞水平分析，细胞分化是由于细胞形态、结构和功能发生改变B从细胞亚显微结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的数目、形态结构、功能及细胞质基质成分和功能发生改变C从蛋白质分子水平分析，细胞
9、分化是由于蛋白质的种类、数量、功能发生改变，这是细胞分化的根本原因D从核酸分子水平分析，细胞分化是由于遗传信息的执行情况不同解析：选 C 从蛋白质分子水平分析，细胞分化是由于蛋白质的种类、数量、功能发生改变，这是细胞分化的直接原因；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，C 项错误。2(2019成都高一检测)下列有关细胞分化的叙述中，错误的是()A细胞分化发生在生物体的整个生命进程中B细胞分化是一种持久性变化，在生物体内往往是不可逆的C分化后的细胞一般不具有分裂能力D分化后的细胞中只保留与其功能相关的一些遗传物质解析：选 D 细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细
10、胞中的遗传物质。3(2019浙江金华十校期末)下列关于细胞分化的叙述，错误的是()A经细胞分化后，细胞的全能性降低B细胞的功能差异与细胞中蛋白质的种类和数量有关C细胞的形态差异与基因的选择性表达有关D通常情况下，人体内神经细胞的分化是可逆的解析：选 D 经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低，A 项正确；细胞的功能主要是由蛋白质体现出来的，因此，细胞功能差异的直接原因是细胞内蛋白质的种类和数量不同，B 项正确；细胞形态的差异是细胞分化的结果，即基因的选择性表达，C 项正确；细胞分化一般是不可逆的，D 项错误。探究点二|细胞的全能性|核心探究|1细胞全能性的原因已分化的细胞一般都有一套和
11、受精卵相同的遗传物质，因此，已分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。2细胞全能性的表达(1)条件：在离体状态下，需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等，还需要适宜的温度等条件。(2)差异植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。同一生物体内细胞表达全能性的容易程度：受精卵生殖细胞体细胞。一般地，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。细胞的全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。3细胞分化与细胞全能性的关系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
12、的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度从高到低为：体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性从大到小为：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；一般地，细胞分化程度越高，具有的全能性越小易 错 易 混(1)全能性表达的标志：已分化的细胞能形成完整的个体。(2)胚胎干细胞经培育后形成心脏、肝脏等器官不是全能性的体现，原因是没有形成完整的新个体。4.干细胞的种类：依据干细胞的分化能力划分名称特点实例全能干细胞可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体胚胎干细胞多能干细胞可分化成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体造血干细胞专能干细胞只能分化成某一类型的细胞神经干细胞|探究思考|
13、判断体细胞全能性的标志是什么？提示 由体细胞发育成一个完整个体能证明体细胞具有全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是“完整的个体”。|探究演练|4(2019辽宁大连期末)在生物体的个体发育中，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官，其原因是 ()A细胞丧失了全能性B不同细胞中遗传信息不完全相同C不同细胞中遗传信息的执行情况不同D个体发育过程中，细胞内的遗传物质发生了变化解析：选 C 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，叫做细胞分化。细胞分化是一种持久性变化，分化导致的稳定性差异一般是
14、不可逆转的，其实质是基因的选择性表达。所以在生物体内，细胞没有表现出全能性而是分化为不同的器官，其原因是不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。5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”这一观点提供直接证据的是()A壁虎断尾后重新长出尾部B蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂C用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D小鼠腺细胞的自我复制解析：选 B 要证明一个细胞具有全能性，则这个细胞必须能够在一定条件下发育为个体，只有 B 项符合；A 项属于器官的再生；C 项属于细胞培养；D 项属于细胞的增殖。6下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是()A克隆羊的诞生证明了已分化的动物体细胞的细
15、胞核仍具有全能性B生物体内的细胞由于细胞分化而不能表现全能性C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性较高D植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性解析：选 C 生物体内的细胞由于细胞分化而不能表现全能性，但植物细胞在离体和一定的营养和植物激素等条件下能表现出全能性。对于动物细胞而言，由于技术条件不够成熟，在体外培养条件下其全能性不能表达，而克隆羊的培育成功只能说明动物体细胞的细胞核具有全能性。卵细胞是高度分化的细胞，但其全能性很高，C 项错误。课 堂 小 结|网络构建|巩固基础|1细胞分化的实质是：遗传信息的执行情况不同，遗传物质并未改变。2细胞分化的特点：持久性、普遍性和稳定性。3细胞分化
16、的意义：(1)是个体发育的基础；(2)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。4细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低。5植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。6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。基础练、达标练课 堂 演 练1关于细胞分化的说法正确的是()分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定的方向分化，便不会再回到原来的状态 细胞分化后，细胞中合成的蛋白质不同 分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能 一般不会出现细胞核遗传物质的改变 细胞分化的实质是基因的选择性表达ABCD解析：选 D 细胞分化是基因选
17、择性表达的结果，形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态、结构和生理功能不同，细胞分化具有稳定性和持久性以及不可逆性，在分化时遗传物质一般不会出现变化。2下列关于细胞全能性的叙述，正确的是()A酵母菌的出芽生殖体现了细胞的全能性B植物组织培养没体现细胞的全能性C植物细胞均可表现出全能性D多细胞动物体细胞的细胞核具有全能性解析：选 D 酵母菌通过出芽生殖产生后代，不是细胞全能性的体现。通过植物组织培养可得到完整植株，体现了细胞的全能性。植物细胞需在离体条件下，给予适宜的营养和激素等条件，才能表现出全能性。将多细胞动物体细胞的细胞核移植到去核卵细胞内培养可得到克隆个体，这说明已分化的动物体细胞的细胞核
18、具有全能性。3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小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C小麦花粉经离体培养发育成植株D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株解析：选 D 玉米种子不是一个植物细胞，而是由受精卵发育形成的植物幼体，所以 A 项所述过程发生了细胞分化，但不能体现体细胞的全能性；B 项所述过程虽然发生了细胞分化，但最终未形成完整个体，所以不能体现体细胞的全能性；小麦的花粉不是体细胞，C 项所述不符合题干要求；D 项所述过程的起点是植物的体细胞，终点是完整植株，所以能体现体细胞的全能性，且培养过程发生了细胞分化。4如图为人体某早期胚胎细胞所经
19、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 乙和丙的染色体组成不同 丁与戊因遗传物质不同而发生分化 甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同A BCD解析：选 B 由于题目中指出这些细胞处于早期胚胎细胞生长发育的各阶段，所以其进行的应该是有丝分裂及细胞分化的过程。图中 a 过程是细胞分裂，b 为分化；甲经有丝分裂得到的乙、丙两个细胞的遗传物质相同；经细胞分化得到的丁、戊两种细胞，遗传物质相同，蛋白质有差异。5下图是将某植物的韧皮部的一些细胞培养成新植株的过程，请据图回答：(1)4是由3中单个
20、细胞经过_形成细胞团，再进一步发育成5_。(2)这 一 事 实 说 明 高 度 分 化 的 植 物 细 胞 仍 保 持 着_，即_。(3)据此实验可以推断，高度分化的动物细胞，也能培养成与该动物类似的个体，原因是_。(4)若该植物的体细胞中的染色体数为 20 条，则图中的 4细胞在分裂后期的染色体数目为_条。解析：(1)细胞通过有丝分裂增加数目，形成细胞团，再进一步形成组织，发育成器官、植物体。(2)题中图形体现了组织培养的过程，说明已分化的细胞仍然能够恢复分裂能力，再重新分裂分化，产生完整个体，说明离体的植物细胞具有全能性。(3)动物细胞的细胞核也具有全能性。(4)细胞在有丝分裂的后期染色体数目暂时加倍，染色体数目为 40 条。答案：(1)有丝分裂 胚状体(2)细胞全能性 已经分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能(3)动物细胞核内含有保持本物种遗传性所需的全套遗传物质(4)40word部分：请做：课 下 提 能查缺失、补漏点点此进入该word板块