高中生物 細(xì)胞的分化知識梳理與疑難導(dǎo)析 新人教版必修1

1、第2節(jié) 細(xì)胞的分化高中生物知識梳理與疑難導(dǎo)析知識梳理1.細(xì)胞分化及其意義 在個體發(fā)育中，由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、_上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細(xì)胞分化。它是一種_的變化，是生物_的基礎(chǔ)；它使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向_，有待于提高各種生理功能的效率。細(xì)胞分化的本質(zhì)是在個體發(fā)育過程中，不同的細(xì)胞中_的執(zhí)行情況是不同的。2.細(xì)胞的全能性 已經(jīng)分化的細(xì)胞，由于都具有相同的全套遺傳物質(zhì)，在合適的條件下，重新具有分裂能力，并進(jìn)一步分化形成新個體，即仍然具有_。植物細(xì)胞的全能性容易表達(dá)，動物和人體的體細(xì)胞的全能性較難表達(dá)，但其細(xì)胞核仍具有全能性。動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)

2、胞，這些細(xì)胞叫做_。疑難突破1.人體內(nèi)的胃腺細(xì)胞能產(chǎn)生胃蛋白酶，腸腺細(xì)胞能產(chǎn)生腸蛋白酶。試想，這兩種功能不同的細(xì)胞，它們的遺傳物質(zhì)也不相同嗎？ 剖析：這是個容易混淆的問題。本題應(yīng)從分析胃腺細(xì)胞和腸腺細(xì)胞的發(fā)育起點(diǎn)入手，結(jié)合細(xì)胞分化的原理解答。從起源上看，兩種細(xì)胞都由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂和細(xì)胞分化而來。據(jù)有絲分裂的過程分析，經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞均含有與受精卵相同的DNA(基因)，它們的遺傳物質(zhì)是完全相同的，只是在個體發(fā)育過程中，不同細(xì)胞中處于活動狀態(tài)的基因不同，于是就產(chǎn)生了與不同細(xì)胞功能相適應(yīng)的蛋白質(zhì)。2.細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。這里為什么強(qiáng)調(diào)“潛能”二

3、字？ 剖析：細(xì)胞分化的機(jī)理告訴我們：分化后的細(xì)胞盡管形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生了變化，但仍保留著保持本物種遺傳性的全套基因，并未因分化而丟失或改變，所以高度分化的細(xì)胞或其細(xì)胞核仍具有發(fā)育成完整個體的能力。這是理論上的推斷，要真正實(shí)現(xiàn)全能性的表達(dá)，往往需要給予一定的條件。如通常是離體的細(xì)胞或組織器官，植物細(xì)胞需要一定量的激素、無機(jī)鹽、糖類等物質(zhì)，動物細(xì)胞的細(xì)胞核目前還需要移植到去核的卵細(xì)胞中等等?？傊?，細(xì)胞的全能性是一種潛在的能力，在滿足了諸多條件的前提下方可實(shí)現(xiàn)表達(dá)。3.多細(xì)胞生物體從小長大，不僅有細(xì)胞數(shù)目的增加，還有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上的分化。即從細(xì)胞水平上講，細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化在生物的個體發(fā)育過程

4、中發(fā)揮了重要的作用。那么，這二者有何區(qū)別和聯(lián)系? 剖析：細(xì)胞分裂保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性；沒有細(xì)胞分化，生物體不能正常發(fā)育。 細(xì)胞在分裂過程中也有分化，在有些分化過程中也能繼續(xù)分裂。通常分化程度高的細(xì)胞，分裂能力較差或失去分裂能力。如神經(jīng)細(xì)胞，而且像神經(jīng)細(xì)胞這種分化是不可逆的。有些細(xì)胞終生保持較旺盛的細(xì)胞分裂能力，如各種干細(xì)胞。有些分化的細(xì)胞在特殊情況下可暫時恢復(fù)分裂能力。問題探究 問題：什么是干細(xì)胞？干細(xì)胞的研究和應(yīng)用能為人類解決哪些難題？ 探究：干細(xì)胞是目前科學(xué)家研究重點(diǎn)熱點(diǎn)問題之一，干細(xì)胞應(yīng)用是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。干細(xì)胞指具有無限制分裂能力，同時亦可分化成特定組織的細(xì)

5、胞，是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞，是機(jī)體的起源細(xì)胞，在細(xì)胞生物發(fā)育階段屬于較原始階段。按分化潛能的大小，干細(xì)胞可分為三種類型：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞具有形成機(jī)體的任何組織或器官直至形成完整個體的潛能。多能干細(xì)胞具有分化成多種組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體，如骨髓造血干細(xì)胞可以分化出至少12種血細(xì)胞。專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞，如神經(jīng)干細(xì)胞只可分化為各類神經(jīng)細(xì)胞。 干細(xì)胞的應(yīng)用可分成三大類：一是產(chǎn)生特定細(xì)胞或組織，作為細(xì)胞再生或組織移植和部分更新；二是對藥物開發(fā)和研究產(chǎn)生新的理念，藥物的安全性和有效性可以對特定干細(xì)胞進(jìn)行分析和篩選；三是基因表達(dá)、人類

6、發(fā)育、疾病發(fā)生、癌癥研究等。典題精講例1花藥離體培養(yǎng)是指把分裂旺盛的花藥細(xì)胞用人工的方法在培養(yǎng)基上培育成單倍體植株。這一成果是利用了細(xì)胞的（ ）A.應(yīng)激性 B.全能性 C.變異性 D.適應(yīng)性思路解析：本題考查的知識點(diǎn)是細(xì)胞的全能性，設(shè)問的角度較新穎，能夠考查學(xué)生運(yùn)用知識的能力?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是組織培養(yǎng)的新技術(shù)，對研究生物的遺傳起重要作用。與植物的其他細(xì)胞一樣，花藥細(xì)胞也具有全能性。答案：B例2用甲母羊的乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核，與乙母羊的卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)組成一個細(xì)胞，培育成功了“多利”羊，下列說法錯誤的是（ ）A.高度特化的細(xì)胞有全能性B.這個乳腺細(xì)胞核內(nèi)含有該物種所需要的全套遺傳物質(zhì)C.“多利”羊的特征

7、與乙母羊幾乎相同D.“多利”羊的特征與甲母羊幾乎相同思路解析：乳腺細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，一般認(rèn)為這種細(xì)胞不能再繼續(xù)分裂，而現(xiàn)在能繼續(xù)分裂、分化形成一個動物體，表明細(xì)胞具有全能性。這個細(xì)胞能發(fā)育成一個動物體，也說明乳腺細(xì)胞核內(nèi)含有該物種所需要的全套遺傳物質(zhì)。所獲得的“多利”羊的特征與甲母羊幾乎相同，因?yàn)樗倪z傳物質(zhì)主要來自母羊的細(xì)胞核。答案：C知識導(dǎo)學(xué) 注意觀察已經(jīng)分化的動物和植物細(xì)胞的圖片，通過“想象空間”加深對細(xì)胞分化的理解：（1）細(xì)胞分化在生物界普遍存在的生命現(xiàn)象。（2）細(xì)胞在外觀尚未出現(xiàn)明顯變化之前，細(xì)胞分化的前途就已經(jīng)由遺傳信息的執(zhí)行情況決定了。（3）受精卵只有經(jīng)過細(xì)胞分化才能形成胚胎

8、、幼體，并發(fā)育成成體，細(xì)胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。 在學(xué)習(xí)細(xì)胞的全能性時，要結(jié)合以下三個實(shí)例理解：（1）1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德首先通過植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整的胡蘿卜植株。（2）1997年，英國胚胎學(xué)家維爾穆特領(lǐng)導(dǎo)首次用體細(xì)胞克隆出一只雌性綿羊，取名“多利”。（3）干細(xì)胞移植是目前治療某些癌癥的有效手段。疑難導(dǎo)析 細(xì)胞分化的結(jié)果是細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生了穩(wěn)定性差異，但來自同一個體的細(xì)胞，不同的是遺傳信息的執(zhí)行情況有所不同，分化的細(xì)胞所呈現(xiàn)出的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，首先源于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的變化，如結(jié)構(gòu)蛋白和催化化學(xué)反應(yīng)的酶，以后依次漸變，不能逆轉(zhuǎn)，因此，分化是一種持久的、穩(wěn)定

9、的漸變過程。 關(guān)于細(xì)胞的全能性，可以從細(xì)胞有絲分裂結(jié)果、染色體和DNA數(shù)目不變來分析。由于體細(xì)胞一般是受精卵通過有絲分裂繁殖而來的，已分化的細(xì)胞都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶具有本物種特征的DNA分子。因此，分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整新個體的潛能。在合適的條件下，有些分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個體的能力。 細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化是兩個重要的概念，也是具有密切聯(lián)系的兩個生理過程。細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)目增多，屬于發(fā)育過程中的量變；細(xì)胞分化導(dǎo)致細(xì)胞種類多樣化，是發(fā)育過程中的質(zhì)變。個體發(fā)育是通過細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化過程共同來實(shí)現(xiàn)的。問題導(dǎo)思 你可以從以下實(shí)例得到啟發(fā)。肝臟是人體一個重要的消

10、化器官，因其在損傷的情況下有強(qiáng)大的再生修復(fù)能力而一直受到醫(yī)學(xué)家們的普遍關(guān)注。目前認(rèn)為參與肝臟修復(fù)的細(xì)胞可能有三個來源：一是通過肝細(xì)胞自身的有絲分裂來彌補(bǔ)死亡的肝細(xì)胞，這些肝細(xì)胞是干細(xì)胞嗎？二是在比較嚴(yán)重的肝損傷情況下，肝臟的干細(xì)胞被激活并向肝細(xì)胞分化以修復(fù)肝臟，這些干細(xì)胞屬于哪種類型？最近的研究顯示骨髓中的造血干細(xì)胞也具有向肝細(xì)胞分化的能力，造血干細(xì)胞屬于哪種類型？典題導(dǎo)考綠色通道：通過此題可總結(jié)如下內(nèi)容：生物體內(nèi)細(xì)胞的全能性。細(xì)胞在離體條件下，提供適宜條件才能表現(xiàn)其全能性。細(xì)胞全能性種類?？煞譃轶w細(xì)胞全能性及生殖細(xì)胞全能性。細(xì)胞全能性差異。植物的體細(xì)胞全能性易于表現(xiàn)，動物細(xì)胞全能性受到極大限制。典題變式：植物組織培養(yǎng)利用了細(xì)胞的（ ）A.遺傳性 B.變異性 C.全能性 D.多能性答案：C黑色陷阱：這是聯(lián)系生物科技新成就、新進(jìn)展，培養(yǎng)運(yùn)用生物學(xué)基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題的能力。若視野不夠開闊，對一些科技新進(jìn)展、新成就不能給予關(guān)注，沒有養(yǎng)成運(yùn)用所掌握的基本原理