1、第2节 细胞的分化学习导航重点1.简述细胞分化的概念、意义、原因.2举例说明细胞的全能性.新知初探思维启动 一、细胞分化 1概念: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_上发生_的过程.2特点:细胞分化是一种_的变化,而且是生物界中_的生命现象.生理功能稳定性差异持久性普遍存在3原因:在个体发育过程中,不同的细胞中_的执行情况不同.4意义(1)是生物界中_的生命现象,是生物_的基础.遗传信息普遍存在个体发育(2)使多细胞生物体的细胞趋向_,有利于提高_.5结果:形成形态、结构和功能都有很大差异的_.专门化各种生理功能的效率组织和器官想一想同一个体的神经细胞和肌细胞中的遗传
2、物质相同吗？产生不同细胞的原因是什么？【提示】相同,基因的选择性表达.二、细胞的全能性 1概念:_的细胞,仍然具有发育成_的潜能.2实例 已经分化完整个体植物细胞全能性 分化程度 高度分化的_仍具有全能性 技术手段 植物组织培养 植物细胞植物细胞全能性 应用举例 花卉繁殖、拯救珍稀濒危物种,还与_结合培育作物新类型 动物细胞全能性 分化程度 已分化的动物体细胞的_具有全能性 不足 目前,不能将分化的动物细胞培育成新个体 基因工程细胞核判一判(1)精子、卵细胞只含有生物体细胞内一半的遗传物质,所以没有全能性.()(2)植物细胞在其体内没有全能性,只有在离体的条件下才具有全能性.()(3)动物克隆
3、技术的成功,证明了高度分化的动物细胞的全能性.()(4)随着细胞分化程度的提高,细胞的全能性会逐渐丧失.()三、干细胞 1概念:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和_能力的细胞.2举例:人骨髓中的许多_,能通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板.分化造血干细胞要点突破讲练互动 要点一 细胞分化1概念剖析(1)发生时间:个体发育过程中.(2)细胞的来源:一个或一种细胞.(3)结果:形成形态、结构和生理功能上有稳定性差异的细胞.要点突破 2过程个体发育是细胞分裂、细胞分化的结果:大多数多细胞生物是由受精卵发育而来的,在细胞分裂的基础上,通过细胞分化逐渐发育为成体.其中,细胞分化是生物个体发育
4、的主要过程.3细胞分化的原因各种细胞具有完全相同的遗传信息,但不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的(基因选择性表达的结果).如图:4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:一般来说,分化了的细胞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.(4)遗传物质未发生变化:因为有丝分裂时,遗传物质是先复制,然后精确地平均分配.故细胞发生分化,但遗传物质并没有发生改变.例1动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞.对如图的相关叙述中,错误的是()Aa过程表示干细胞能自我更新Bb、c过程表示干细胞具有分化能力Ca、b
5、、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同Db过程形成的细胞直接组成器官,可供器官移植使用【解析】干细胞经a过程形成的细胞,从形态上与它自身相同,该过程实现了干细胞的自我更新.干细胞经b、c两过程形成的细胞与干细胞形态不同,是细胞分化的结果,表明干细胞具有分化能力.经a、b、c三个过程形成的三种细胞内,蛋白质等不同,这表明它们的遗传信息表达情况不同.b过程形成的细胞先形成组织,再进一步形成器官.【答案】D互动探究(1)题中a过程干细胞自我更新的方式是什么？(2)题中b、c过程中,细胞内发生改变的蛋白质主要有哪些？【提示】(1)有丝分裂.(2)组成细胞结构的蛋白质和催化化学反应的酶.【归纳总结】细胞分
6、裂与细胞分化细胞分裂 细胞变化 细胞数量增多 发生时间 从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的细胞发育到一定时期停止分裂 意义 保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性 细胞分化 细胞变化 细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异,细胞种类增多 发生时间 发生在整个生命进程中,在胚胎期达到最大限度 意义 没有细胞分化,生物体不能正常生长发育 细胞分裂 细胞分化 联系 细胞的分裂是细胞分化的基础.细胞的分裂与分化往往是相伴随的,随着细胞分化程度的增进,细胞的分裂能力逐渐下降 要点二 细胞的全能性剖析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
7、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.同一生物体内细胞全能性的高低为:受精卵生殖细胞体细胞.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典型实例展示(1)说明植物细胞具有发育成完整植株的能力.(2)说明动物细胞的全能性受到限制,但“细胞核”仍具有全能性.特别提醒(1)全能性表达的标志:已分化的细胞能形成完整的个体.(2)一粒种子萌发
8、为幼苗,并长成参天大树不是细胞全能性的体现,原因是一粒种子中已含有植物的幼体即胚.(3)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,原因是并没有形成完整的新个体.(2012湖北孝感高中高一检测)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科学家们已经证实动物的成熟体细胞具有全能性例2C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关键点【思路点拨】本题主要考查了不同细胞全能性的表现难易程度,分析时应从以下几个方面入手:明确全能性的含义及不同生物细胞全能性的表现难易程度
9、.,理解干细胞的含义及应用.知道生物体内细胞全能性不易表现的原因.【解析】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,所以植物成熟细胞的全能性要比动物细胞全能性更易表达;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【答案】A【探规寻律】(1)细胞全能性的物质基础:细胞中含有本物种的全部遗传物质.(2)植物细胞的全能性可以通过植物组织培养来实现,动物细胞通过核移植表现其细胞核的全能性.变式训练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动物细胞的细胞核仍具有全能性B生物
10、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基因的选择性表达,而不能表现全能性,在离体和一定的营养条件下能体现其全能性.对于动物而言,由于条件技术不够成熟,所以细胞全能性不能表达,而克隆羊的成功只能说明动物细胞核的全能性.卵细胞属于已高度分化的细胞.对细胞全能性的判断不准确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 易错警示 例1【常见错误】错选A项或D项.【错因分析】错选的原因主要是:对细胞的全能
11、性大小的判断掌握不牢固,错误地认为分裂能力越强,细胞的全能性就越大.枝条上的一个芽、胚珠中的珠被细胞、根尖分生区细胞都属于体细胞,而柱头上的花粉(精子)属于生殖细胞,在适宜条件下,生殖细胞的全能性应该是大于体细胞的全能性,细胞全能性大小顺序依次是受精卵精子(卵细胞)体细胞.【正确答案】B 对细胞分化概念的理解不透彻细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果.下列属于奢侈基因的是()A血红蛋白基因 BATP合成酶基因 CDNA解旋酶基因D核糖体蛋白基因【正确答案】A 例2【纠错总结】奢侈基因属于能选择性表达的基因.(1)只有在红细胞中,控制血红蛋白合成的基因才能选择性地表达.(2)ATP合成酶基因、DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有生命活动的细胞中都要表达的,合成相应的ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白.