2022-2023學年 人教版 必修1細胞的分化 教案

1、第2節(jié)細胞的分化核 心 素 養(yǎng) 解 讀1.生命觀念運用結(jié)構(gòu)與功能觀的觀念，闡明個體發(fā)育是通過細胞分化實現(xiàn)的。2科學思維采用演繹與推理的方法，說明細胞分化的實質(zhì)。3科學探究體驗胡蘿卜組織培養(yǎng)的過程，理解植物細胞的全能性。4社會責任關(guān)注干細胞的特點和應用，認同科學技術(shù)推動社會進步。知 識 網(wǎng) 絡晨讀必背1.在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫作細胞分化。2細胞分化是細胞中的基因選擇性表達的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同。3細胞的全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特

2、性。41996年誕生的克隆羊“多莉”，我國科學家于2017年獲得的世界上首批體細胞克隆猴“中中”和“華華”，就是將體細胞移植到去核的卵細胞中培育成的，這說明已分化的動物體細胞的細胞核是具有全能性的。5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胞，這些細胞叫作干細胞，如人的骨髓中的造血干細胞和臍帶血干細胞等。一、細胞分化及其意義1概念2特點連一連：基于對細胞分化特點的理解，完成下列連線答案：cab3意義（1）是生物個體發(fā)育的基礎。（2）使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。4實質(zhì)細胞中基因選擇性表達的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況

3、不同。二、細胞的全能性1概念：細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整的有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。2干細胞（1）概念：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胞。（2）舉例：人骨髓中的許多造血干細胞，能通過增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液中去。（1）蛙的紅細胞和人的紅細胞形態(tài)不同的原因是基因選擇性表達的結(jié)果。（）（2）成熟個體體內(nèi)的所有細胞都已經(jīng)高度分化。（）（3）種子發(fā)育成完整個體體現(xiàn)了細胞的全能性。（）（4）壁虎斷尾后重新長出尾巴體現(xiàn)了細胞的全能性。（）（5）造血干細胞分化出各種血細胞體現(xiàn)了細胞的全能性。（）（6）細胞分化程度越高，其全能性一定越低。（）

4、（7）當某細胞中的基因發(fā)生選擇性表達時，則該細胞必在發(fā)生細胞分化。（）（8）細胞分化過程中未發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變。（） 請結(jié)合下面細胞增殖和細胞分化的示意圖進行探究：1如圖表示某人體內(nèi)的幾種細胞，它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能各不相同。各細胞的遺傳物質(zhì)是否相同？為什么？提示：相同，因為這些細胞是通過同一個受精卵有絲分裂產(chǎn)生的，有絲分裂的特點是遺傳物質(zhì)的平均分配。2圖示中的不同細胞中蛋白質(zhì)的種類是否有差異？為什么？提示：蛋白質(zhì)種類有差異，因為發(fā)生了基因的選擇性表達。3圖示中的神經(jīng)細胞、肌細胞是否可以恢復分裂能力？提示：不可以。1細胞分裂與細胞分化的區(qū)別項目細胞分裂細胞分化原因細胞表面積和體積發(fā)展不平衡；細胞

5、核與細胞質(zhì)發(fā)展不平衡；增殖的需要基因的選擇性表達（或基因的差異性表達）結(jié)果生成相同的細胞生成不同的細胞意義促進多細胞個體形成、生長和發(fā)育；單細胞生物形成新個體組織、器官的形成與完善；組織、器官的修復特性局部性（不是所有細胞都進行的）；周期性（有絲分裂具有細胞周期）穩(wěn)定性；普遍性；持久性二者的聯(lián)系通常高度分化的細胞，分裂能力較差或暫時失去分裂能力，有些暫時失去分裂能力的細胞（已分化），在特殊情況下可恢復其分裂能力；生物的個體發(fā)育是通過細胞分裂和細胞分化過程共同實現(xiàn)的2.細胞分化的實質(zhì)細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。3細胞分裂、分化與個體發(fā)育的關(guān)系個體發(fā)育是細胞分裂、分化的結(jié)果。大多數(shù)多細胞生物

6、是由受精卵發(fā)育而來的，在細胞分裂的基礎上，通過細胞分化逐漸發(fā)育為成體。其中，細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎。精典例題1下列對細胞分化理解不正確的是（）A具有分裂、分化能力的動物造血干細胞是未經(jīng)分化的細胞B根尖分生區(qū)細胞分裂后形成根冠細胞經(jīng)歷了細胞分化過程C細胞分化是受信號分子調(diào)控，基因進行選擇性表達的結(jié)果D在分化方向不同的組織細胞中，也有一些mRNA是相同的【解析】具有分裂、分化能力的動物造血干細胞是已經(jīng)分化的細胞，只是其分化程度較低，A錯誤；根尖分生區(qū)細胞分裂后經(jīng)過分化形成根冠細胞，B正確；細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達，基因選擇性表達是受信號分子調(diào)控的，C正確；在分化方向不同的組織細胞中，也

7、有一些mRNA是相同的，如細胞呼吸酶基因表達產(chǎn)生的mRNA幾乎存在于所有細胞中，D正確。故選A?！敬鸢浮緼 1一粒種子萌發(fā)為幼苗，并長成參天大樹，有沒有體現(xiàn)細胞的全能性？提示：沒有，因為種子是植物體的幼體，不是一個細胞。2正常植物體內(nèi)的細胞能表現(xiàn)出全能性嗎？提示：不能。正常植物體內(nèi)的細胞進行細胞分化，形成不同組織。3為什么胡蘿卜高度分化的韌皮部細胞，經(jīng)培養(yǎng)能形成與原來性狀相似的植株，表現(xiàn)出發(fā)育的全能性？提示：胡蘿卜韌皮部細胞內(nèi)含有該物種的全部遺傳信息。1細胞具有全能性的原因已分化的細胞一般都有一套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，因此，分化的細胞仍具有發(fā)育成完整新個體的潛能。2細胞全能性實現(xiàn)的條件（1）

8、離體狀態(tài)下。（2）水、無機鹽、有機營養(yǎng)等。（3）適宜的溫度等外界環(huán)境條件。3細胞分化與細胞的全能性的比較項目細胞分化細胞的全能性原理細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點持久性；穩(wěn)定性；普遍性高度分化的植物體細胞具有全能性；動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細胞細胞全能性的表達有難易之分，由易到難：受精卵生殖細胞體細胞比較細胞分化程度有高低之分：體細胞生殖細胞受精卵形成新的個體關(guān)系細胞分化一般不會導致遺傳物質(zhì)改變，除某些特殊情況下，已分化的細胞都含有保持物種遺傳特性所需要的全套遺傳精典例題2下列有關(guān)細胞全能性的敘述，正確的是（）A克隆

9、羊的誕生說明高度分化的動物細胞具有全能性B玉米種子萌發(fā)長成新植株體現(xiàn)了細胞具有全能性C用花粉培育成的植株往往高度不育，說明花粉細胞不具有全能性D雄蜂由卵細胞發(fā)育而來體現(xiàn)了動物細胞具有全能性【解析】克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性，A錯誤；玉米種子萌發(fā)長成新植株不能體現(xiàn)細胞具有全能性，B錯誤；用花粉能培育成植株，說明花粉細胞具有全能性，C錯誤；卵細胞發(fā)育成一個個體，體現(xiàn)了卵細胞具有全能性，D正確。故選D。【答案】D 1下列關(guān)于細胞分化的敘述，錯誤的是（B）A有些基因在不同的細胞中都需要表達B細胞分化就是一些細胞中特有的基因進行表達的過程C細胞分化會使細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能

10、均發(fā)生改變D某些基因只在某類細胞中表達解析：有些基因在不同的細胞中都需要表達，如細胞呼吸酶基因，A正確；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，被選擇表達的基因在該個體的其他細胞當中也存在，B錯誤；細胞分化的結(jié)果是細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能均發(fā)生改變，這是細胞中含有的蛋白質(zhì)種類出現(xiàn)差異導致的，C正確；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，可描述為某些基因只在某類細胞中表達，D正確。故選B。2關(guān)于細胞分化的說法正確的是（D）分化是穩(wěn)定的，而且一般是不可逆的，一旦細胞沿一定方向分化，便不會再脫分化到原先的狀態(tài) 細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達 分化的結(jié)果是賦予不同種類的細胞特異的結(jié)構(gòu)和功能 一般不會出現(xiàn)細胞核

11、遺傳物質(zhì)的改變A BC D解析：細胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡，所以，分化是穩(wěn)定的，而且一般是不可逆的，一旦細胞沿一定方向分化，便不會再回到原先的狀態(tài)，正確；細胞分化的實質(zhì)是在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同，即基因的選擇性表達，正確；不同細胞在不同時間和空間，其遺傳信息的表達情況不同，于是就產(chǎn)生了不同的蛋白質(zhì)，行使不同的功能，所以分化的結(jié)果是賦予不同種類的細胞特異的結(jié)構(gòu)和生理功能，正確；在細胞分化過程中，遺傳物質(zhì)一般不會發(fā)生改變，正確。正確，故選D。3比較胚胎干細胞和胰腺腺泡細胞，其相同之處是（A）A線粒體的功能B膜蛋白

12、的種類和數(shù)量C內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體數(shù)量D發(fā)育的全能性解析：胚胎干細胞和胰腺腺泡細胞中均含有線粒體，而線粒體的功能是有氧呼吸的主要場所，A正確；細胞在分化過程中發(fā)生的基因的選擇性表達，導致胚胎干細胞和胰腺腺泡細胞的膜蛋白的種類和數(shù)量存在差異，B錯誤；與胚胎干細胞相比，胰腺腺泡細胞能分泌多種消化酶，而消化酶屬于分泌蛋白，分泌蛋白由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成，所以胰腺腺泡細胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體數(shù)量多，C錯誤；由分析可知，胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，而胰腺腺泡細胞不具有發(fā)育的全能性，D錯誤。故選A。4細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，下列敘述不正確的是（D）A分化在胚胎時期達到最大限度，生物體的整個生命進

13、程中都會發(fā)生B分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果C.未離體的體細胞不會表現(xiàn)出全能性D分化過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變解析：細胞分化具有持久性，發(fā)生在生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度，A正確；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，即在個體發(fā)育過程中，不同細胞中的遺傳信息的執(zhí)行情況不同，B正確；只有離體的體細胞才會表現(xiàn)出全能性，C正確；細胞分化過程中遺傳物質(zhì)不會發(fā)生改變，D錯誤。故選D。5動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。下圖所示的相關(guān)敘述中，錯誤的是（C）Aa過程表示干細胞能自我更新，主要通過有絲分裂實現(xiàn)Bb、c過程表示干細胞具有分化能力，是遺傳信息執(zhí)行情況不

14、同的結(jié)果C通過b、c過程形成的兩種細胞中不可能含有相同的蛋白質(zhì)D通過a、b、c過程形成的三種細胞一般都具有相同的遺傳信息解析：a過程表示干細胞能自我更新，主要通過有絲分裂實現(xiàn)，A正確；由題圖可看出通過b、c產(chǎn)生不同的細胞，說明b、c過程表示干細胞具有分化能力，是遺傳信息執(zhí)行情況不同的結(jié)果，B正確；通過b、c過程形成的兩種細胞也可能含有相同的蛋白質(zhì)，如呼吸酶，C錯誤；細胞增殖和細胞分化不會改變細胞中的遺傳信息，因此a、b、c過程中形成的三種細胞一般都具有相同的遺傳信息，D正確。故選C。6在人體絕大多數(shù)體細胞中都能表達的基因是（B）ATP合成酶基因 胰島素基因核糖體蛋白基因 卵清蛋白基因A BC

15、D解析：ATP合成酶基因在人體絕大多數(shù)體細胞（除成熟紅細胞外）中都能表達，正確；胰島素基因在胰島B細胞中表達，錯誤；核糖體在絕大多數(shù)體細胞中都有，核糖體蛋白基因在人體絕大多數(shù)體細胞中都能表達，正確；卵清蛋白基因只在輸卵管細胞中表達，不能在人體絕大多數(shù)體細胞中都表達，錯誤。綜上所述，正確。故選B。7下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：（1）在機體內(nèi)，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因選擇性表達的結(jié)果。（2）某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質(zhì)是將圖中的造血干細胞移植到患者體內(nèi)。（3）若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，成熟的

16、紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經(jīng)細胞中不能選為供核細胞的是成熟的紅細胞，其原因是哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核。解析：（1）皮膚干細胞分化成皮膚細胞屬于細胞分化，細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。（2）骨髓是人體的造血組織，存在造血干細胞，骨髓移植的實質(zhì)是將題圖中的造血干細胞移植到患者體內(nèi)，使其分裂分化形成正常的白細胞。（3）動物細胞核具有全能性，克隆某種哺乳動物需要供體提供細胞核，而哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，所以不能作為供核細胞。 8利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，針對這一實例的解釋錯誤的是（D）A組成花瓣的細胞具有全能性B因為花瓣細胞中有個體發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)C利用花瓣培育出完整

17、的植株涉及細胞分裂和細胞分化D在生物的生長發(fā)育過程中，細胞也能表現(xiàn)出全能性解析：花瓣屬于植物的體細胞，因其細胞中具有個體發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)，所以花瓣細胞具有全能性，A、B正確；細胞分裂增加細胞的數(shù)量，細胞分化增加細胞的種類，利用花瓣培育出完整的植株需要增加細胞的數(shù)量和種類，故肯定涉及細胞分裂和分化，C正確；因為在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會有選擇性地表達出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官，所以在生物的生長發(fā)育過程中，不能表現(xiàn)出全能性，D錯誤。故選D。91958年，斯圖爾德取胡蘿卜韌皮部一些細胞，放入合適的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，最終長成了一株新的植株。這一現(xiàn)象說明（A）A韌皮部的

18、細胞具有全能性B細胞分化使細胞數(shù)量不斷增多C分化不會使細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D用胡蘿卜的葉片不能培養(yǎng)出新植株解析：細胞全能性是指細胞分裂和分化后仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。胡蘿卜韌皮部細胞發(fā)育成一個完整的植株個體，說明韌皮部細胞具有全能性，A正確。故選A。10將胡蘿卜根細胞培育成植株示意圖如下。下列敘述正確的是（C）A題圖所示過程不涉及細胞的分化B將圖中新長成的植株移植至土壤中，不能正常生長C該過程說明高度分化的植物細胞具有發(fā)育成完整個體的能力D分離的單個細胞發(fā)育成胚狀體細胞的過程中，細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)逐漸增加解析：題圖中多個細胞分化成胚狀體并長成植株的過程體現(xiàn)了細胞分

19、化，A錯誤；題圖中新長成的植株由于具有完整的植物結(jié)構(gòu)，移植至土壤中可以正常生長，B錯誤；題圖中由單個根細胞發(fā)育為完整植株的過程，說明高度分化的植物細胞具有發(fā)育成完整個體的能力，C正確；分離的單個細胞發(fā)育成胚狀體細胞的過程中，細胞是通過有絲分裂進行增殖，細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)不會逐漸增加，D錯誤。故選C。11科學家利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養(yǎng)，由單個細胞可以發(fā)育成完整的新植株，培育過程如圖所示。下列說法錯誤的是（C）A.該實驗證明了高度分化的植物細胞具有全能性B培育出的試管植物與原胡蘿卜植株性狀基本相同C細胞團分化為胚狀體的過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變D以葉片作為材料進行組織培養(yǎng)也能形成

20、新的植株解析：本實驗將韌皮部細胞培養(yǎng)成植株，說明高度分化的植物細胞具有全能性，A正確；培育出的試管植物屬于無性繁殖，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，與原胡蘿卜植株性狀基本相同，B正確；細胞分化并不改變細胞的遺傳物質(zhì)，C錯誤；植物細胞具有全能性，以葉片作為材料進行組織培養(yǎng)也能形成新的植株，D正確。故選C。12下列關(guān)于細胞分化和細胞全能性的敘述，錯誤的是（A）A細胞分化是可逆的，難以保持分化后的狀態(tài)B細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎，使細胞趨向?qū)ｉT化C一般來說，細胞的分化程度越高，其全能性越低D已分化的動物細胞的細胞核具有全能性解析：細胞分化形成的細胞一般會保持分化后的狀態(tài)，不可逆轉(zhuǎn)，A錯誤；細胞分化使多細胞生

21、物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，提高了生理功能的效率，是生物個體發(fā)育的基礎，B正確；一般來說，細胞的分化程度越高，細胞的分裂能力越低，細胞的全能性越低，C正確；高度分化的動物細胞的全能性受到限制，但已分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性，如“多莉”羊的成功培育，D正確。故選A。干細胞的類型及應用1干細胞的類型2干細胞的應用臍帶血是胎兒出生后殘留在胎盤和臍帶中的血液，臍帶血與骨髓一樣，其中含有可以重建人體造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的造血干細胞，可用于造血干細胞移植，治療白血病、再生障礙性貧血等血液系統(tǒng)疾病，腫瘤、代謝性疾病和免疫系統(tǒng)疾病等。干細胞移植現(xiàn)已成為治療糖尿病的一種臨床技術(shù)。自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是（）A骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同，基因表達產(chǎn)物不同B胰腺組織微環(huán)境造成骨髓干細胞基因丟失，分化成為胰島樣細胞C骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同，基因選擇性表達形成的蛋白質(zhì)有區(qū)別D胰腺組織微環(huán)境對骨髓干細胞分化無影響，分化是由基因決定的【解析】根據(jù)題意可知，胰島樣細胞是由骨髓干細胞分化產(chǎn)生的，因此骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同，但是由于基因的選擇性表達，基因表達產(chǎn)物不同，