1、第2节细胞的分化课标内容要求核心素养对接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。1.生命观念基于教材示意图，理解细胞分化的概念和生物学意义；基于教材实例，理解动物体细胞的细胞核具有全能性。2科学思维归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。3社会责任了解干细胞移植，关注健康的生活方式。一、细胞的分化1概念2特点(1)细胞分化是一种持久性的变化。(2)一般来说，分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，即具有不可逆性。(3)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。3原因：细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的
2、细胞中遗传信息的表达情况不同。4结果：形成形态、结构和功能都有很大差别的组织和器官。5意义(1)是生物个体发育的基础。(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。二、细胞的全能性1概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2类别(1)植物细胞的全能性实例：植物组织培养。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。植物组织培养的应用：a.快速繁殖花卉和蔬菜；b培养微型观赏植株；c拯救濒危物种。(2)动物细胞细胞核的全能性实例：非洲爪蟾、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”。结论：已分化的动物体细胞的细胞核是
3、具有全能性的。3干细胞(1)概念：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：人骨髓中的许多造血干细胞，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)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细胞分化后遗传物质会发生一定改变。()4植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。()5干细胞具有分裂和分化能力。()6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。()提示：1.2细胞分化发生在整个生命进程中。3细胞分化后遗传物质不发生
4、改变。45.6细胞的全能性是细胞经过分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。细胞分化1细胞分化的过程(1)图示|细胞分裂|细胞分化|分化的结果|(2)三个水平层次上解读细胞分化细胞水平细胞的形态、结构和生理功能发生改变亚显微结构水平细胞器的数目及细胞质基质成分发生改变分子水平蛋白质角度蛋白质种类、数量、功能发生改变基因角度基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因2.细胞分化的实质就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成的蛋白质不同。细胞分化的实质就是基因的选择性表达。如图：3细胞分裂和细胞分
5、化的比较项目细胞分裂细胞分化开始时间从受精卵开始，发生在整个生命过程中从受精卵分化出多种形态的细胞开始，发生在整个生命过程中原因细胞增殖的需要基因选择性表达结果细胞数量增多，生成的细胞相同细胞种类增多，生成的细胞不同，形成生物体的组织和器官意义多细胞生物个体形成、生长、发育的需要；单细胞生物形成新个体的需要；保持了亲代和子代之间遗传物质的稳定性生物个体发育的基础；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；生物组织、器官的形成，以及生物组织、器官的修复特点局部性；周期性持久性；不可逆性；普遍性；差异性关系生物的个体发育是细胞分裂与分化共同作用的结果，细胞的分化并不是单个或少
6、数细胞的孤立变化，其必须以细胞增殖生成一定数量的细胞为基础；也就是说，细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的。分化程度越高，细胞的分裂能力就越弱；如分化程度为体细胞生殖细胞受精卵，分裂能力为体细胞生殖细胞生殖细胞体细胞。随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表达能力逐渐变小。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关系两者发生过程中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)分化程度高的细胞，其全能性
7、不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。(2)“具有”全能性与“体现”全能性：理论上活细胞都具有全能性。只有由细胞发育为完整个体或分化成其他各种细胞，才能“体现”或“实现”细胞的全能性。3下列生物过程不能体现细胞全能性的是()A玉米种子萌发长成新植株B马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯苗C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株A细胞的全能性是分化的细胞发育成为完整生物个体的能力。玉米种子萌发长成新植株是植物生殖器官的自然生长发育现象，没有体现细胞的全能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，体现的是生殖细
8、胞具有全能性。马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯和胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株都体现了体细胞的全能性。(1)用种子繁衍后代不能体现细胞的全能性，因为种子是植物的幼体，不是一个细胞。(2)体现细胞全能性的起点是细胞，终点不只是形成完整的个体，分化成其他各种细胞也可体现细胞全能性。英国科学家约翰格登和日本医学教授山中伸弥因在细胞核重新编程研究领域作出了杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。他们把多种组织(包括肝、胃和大脑)的细胞转变成了诱导多功能干细胞，并让诱导多功能干细胞分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经细胞以及可以同步搏动的心脏细胞。由材料分析知，细胞核重新编程过程把多种组织的细胞转变成了诱
9、导多功能干细胞，并使多功能干细胞分化成不同细胞、组织、器官，由此形成了科学思维的学科思想。(1)成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度如何变化？(科学思维)提示：成熟细胞被重新编程后成为诱导多功能干细胞，诱导多功能干细胞的分化程度比成熟细胞低。(2)诱导多功能干细胞与成熟细胞相比，细胞核内的DNA含量一样吗？(科学思维)提示：两种细胞都是由一个受精卵发育而来的，细胞核内的DNA含量一样。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 背 诵1.细胞分化的实质：细胞中的基因选择性表达的结果，即不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，遗传物质并未改变。2细胞分化的特点：持久性、普遍性和不可逆性。3
10、细胞分化的意义：(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。1造血干细胞分化为血细胞的实质是()A蛋白质种类和数目的改变B细胞的形态、结构和功能发生改变C基因的选择性表达D细胞亚显微结构的改变C细胞分化并不改变细胞原有的基因组成，表观上看是蛋白质的种类、数量，细胞器种类等发生变化，实质上是基因的选择性表达。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老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞B细胞分化过程中遗传物质发生了改变C细
11、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B细胞分化过程中遗传物质没有变化。3下列有关细胞全能性的叙述，正确的是()A植物成熟的体细胞比动物成熟的体细胞更容易表达全能性B卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高C克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性D愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性A植物细胞全能性比动物细胞高，A正确；卵细胞分化程度较高，B错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；愈伤组织的形成不能说明高度分化的植物细胞具有全能性，必须发育成完整个体才能说明高度分化的植物细胞具有全能性，D错误。4下列
12、有关细胞分化和细胞全能性的描述中正确的是()A细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率B细胞分化使细胞类型和细胞数目增多C上皮细胞与早期胚胎细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同D水稻种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性A细胞分化是细胞内基因的选择性表达，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率，A正确；细胞分化使细胞类型增多，细胞数目没有增多，B错误；上皮细胞与早期胚胎细胞遗传物质相同，但是早期胚胎细胞的全能性高于上皮细胞，C错误；水稻种子萌发长成新植株属于自然生长过程，不能体现植物细胞的全能性，D错误。5如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其
13、分化的示意图。请回答下列问题。(1)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。(2)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将图中的_细胞移植到患者体内。(3)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，其原因是_。(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的_期。解析(1)细胞分化是基因选择性表达的结果。(2)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓治疗的实质是将题图的造血干细胞移植到患者体内。(3)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。(4)DNA分子的复制在细胞分裂间期进行。答案(1)选择性表达(2)造血干(3)红细胞成熟的红细胞中无细胞核(4)间