2024-2025學年新教材高中生物第6章細胞的生命歷程第2節(jié)細胞的分化學案新人教版必修13

PAGE7-第2節(jié)細胞的分化課標內容要求核心素養(yǎng)對接說明在個體發(fā)育過程中，細胞在形態(tài)、結構和功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了困難的多細胞生物體。1.生命觀念——明確細胞的生命歷程，形成科學的自然觀。2．科學思維——歸納與概括：對比分析細胞分化、細胞全能性，明確相互關系。3．社會責任——了解干細胞移植，關注健康的生活方式。一、細胞的分化1．概念2．特點(1)細胞分化是一種長久性的變更。(2)一般來說，分化了的細胞始終保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。(3)細胞分化是生物界中普遍存在的生命現象。3．緣由：細胞中的基因選擇性表達的結果，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狀況不同。4．結果：形成形態(tài)、結構和功能都有很大差別的組織和器官。5．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特地化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。二、細胞的全能性1．概念：細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。2．類別(1)植物細胞的全能性①試驗過程胡蘿卜韌皮部細胞＋植物激素、無機鹽和糖類的培育液eq\o(→,\s\up9(培育發(fā)育))完整的植株。②結論：高度分化的植物細胞仍舊具有發(fā)育成完整植株的實力。③應用：a.快速繁殖花卉和蔬菜；b．培育微型欣賞植株；c．挽救瀕危物種。(2)動物細胞細胞核的全能性①實例：非洲爪蟾、克隆羊“多莉”、體細胞克隆猴“中中”和“華華”。②結論：已分化的動物體細胞的細胞核是具有全能性的。3．干細胞(1)概念：動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化實力的細胞。(2)舉例：人骨髓中的很多造血干細胞，能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液中去。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．細胞分化是一種長久性的變更，一般分化后的細胞將始終保持分化后的狀態(tài)。 ()2．細胞分化只發(fā)生于個體發(fā)育的胚胎時期。 ()3．細胞分化后遺傳物質會發(fā)生肯定變更。 ()4．植物組織培育說明高度分化的植物細胞具有全能性。 ()5．干細胞具有分裂和分化實力。 ()6．誘導干細胞發(fā)育成特定的組織、器官，體現了動物細胞具有全能性。 ()提示：1.√2．×細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。3．×細胞分化后遺傳物質不發(fā)生變更。4．√5.√6．×細胞的全能性是細胞經過分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。細胞的分化1．細胞分化的過程(1)圖示|←細胞分裂→|←細胞分化→|←分化的結果→|(2)分析①從細胞水平分析：細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變更。②從亞顯微結構水平分析：細胞器的數目及細胞質基質成分和功能發(fā)生變更。③從分子水平分析a．蛋白質角度：蛋白質種類、數量、功能發(fā)生變更。b．基因角度：基因選擇性表達，即在個體發(fā)育中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達狀況不同，這是細胞分化的根本緣由。2．細胞分化的實質就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳物質，但不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行狀況不同，限制合成的蛋白質不同。細胞分化的實質就是基因的選擇性表達。如圖：3．細胞分裂和細胞分化的比較項目細胞分裂細胞分化起先時間從受精卵起先，發(fā)生在整個生命過程中從受精卵分化出多種形態(tài)的細胞起先，發(fā)生在整個生命過程中緣由細胞增殖的須要基因選擇性表達結果細胞數量增多，生成的細胞相同細胞種類增多，生成的細胞不同，形成生物體的組織和器官意義①多細胞生物個體形成、生長、發(fā)育的須要；②單細胞生物形成新個體的須要；③保持了親代和子代之間遺傳物質的穩(wěn)定性①生物個體發(fā)育的基礎；②使多細胞生物體中的細胞趨向特地化，有利于提高各種生理功能的效率；③生物組織、器官的形成，以及生物組織、器官的修復特點①局部性；②周期性①長久性；②不行逆性；③普遍性；④差異性關系①生物的個體發(fā)育是細胞分裂與分化共同作用的結果，細胞的分化并不是單個或少數細胞的孤立變更，其必需以細胞增殖生成肯定數量的細胞為基礎；也就是說，細胞分裂是細胞分化的基礎，兩者往往是相伴相隨的。②分化程度越高，細胞的分裂實力就越弱；如分化程度為體細胞>生殖細胞>受精卵，分裂實力為體細胞<生殖細胞<受精卵1．下列關于細胞分化的敘述，不正確的是()A.細胞分化可使細胞內合成特異性蛋白質B.細胞分化使細胞的全能性漸漸增加C.細胞分化是細胞固有基因的正常表達過程D.細胞分化使細胞的形態(tài)、結構和生理功能向專一性狀態(tài)轉變B[細胞分化的實質是基因的選擇性表達，所以細胞分化可使細胞內合成特異性蛋白質，A項正確。細胞的全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性，細胞分化使細胞的全能性漸漸減弱，B項錯誤。細胞分化是細胞固有基因的正常表達過程，而且是選擇性表達，C項正確。細胞分化是細胞由非專一性狀態(tài)向形態(tài)、結構和生理功能的專一性狀態(tài)轉變的過程，D項正確。]2．下列有關細胞分化的敘述，正確的是()A.細胞分化使細胞數量和細胞種類均增多B.一般來說，細胞經分化后，其分裂實力降低、全能性提高C.細胞分化是基因選擇性表達的結果，如呼吸酶基因的表達D.細胞分化使細胞的化學組成趨向差異化，功能趨向特地化D[細胞分化不能使細胞數量增多，A項錯誤。一般來說，細胞經分化后其分裂實力和全能性均降低，B項錯誤。呼吸酶基因在全部活細胞中均能表達，C項錯誤。細胞分化是基因的選擇性表達，導致不同細胞內物質種類(即細胞的化學組成)出現差異，從而使細胞的功能趨向特地化，有利于提高各種生理功能的效率，D項正確。]解答細胞分化類題目時，要留意以下三個關鍵點(1)細胞分化的標記①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細胞水平：形成了不同種類的細胞。(2)分化細胞表達的基因①管家基因：全部細胞均表達的一類基因，其表達產物是維持細胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。②奢侈基因：不同類型細胞特異性表達的一類基因，其表達產物給予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因等。(3)細胞分化的“變”與“不變”①不變：DNA、細胞的數目等。②變更：蛋白質的種類，細胞的形態(tài)、結構和生理功能等。細胞的全能性1．細胞全能性的概念(1)表達的標記：細胞發(fā)育成完整有機體或分化成其他各種細胞。(2)表達的緣由：①細胞具有本物種個體發(fā)育所須要的全套遺傳物質。②分化細胞的遺傳物質相同，具有發(fā)育成完整個體的潛能。2．植物組織培育的過程(1)材料：離體的細胞、組織或器官。(2)條件：①脫離母體。②肯定的養(yǎng)分物質(水、無機鹽、糖類等物質)。③激素，主要是生長素和細胞分裂素。④相宜的環(huán)境(溫度、pH等)。(3)理論基礎：植物細胞的全能性。(4)過程：離體的細胞、組織或器官eq\o(→,\s\up9(脫分化))愈傷組織(未分化)eq\o(→,\s\up9(再分化))胚狀體(已分化)→幼苗→新植株。(1)愈傷組織：一個沒有分化的細胞團塊。愈傷組織的細胞排列疏松而無規(guī)則，液泡比較大，細胞無固定形態(tài)。愈傷組織可經過進一步誘導再分化，長出根、葉、芽、莖，形成完整植株。(2)胚狀體：愈傷組織經再分化后形成的具有類似于胚芽、胚軸、胚根的結構，能進一步發(fā)育成完整植株。3．細胞全能性凹凸的比較(1)一般來說，細胞分化程度越高，全能性越低。(2)植物細胞>動物細胞受精卵>生殖細胞>體細胞。未分化或分化程度低的體細胞>分化程度高的體細胞。留意：分化程度高的細胞，其全能性不肯定低。一般來說，細胞分化程度越高，全能性越難以表達，但卵細胞的分化程度較高，其全能性也較高。4．細胞分化與細胞全能性的關系項目細胞分化細胞全能性緣由不同細胞中的遺傳信息執(zhí)行狀況不同含有本物種全套遺傳物質結果形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞形成新的個體關系①兩者發(fā)生過程中遺傳物質都不發(fā)生變更。②細胞分化程度越高，具有的全能性越小下列有關細胞全能性的敘述，正確的是()A.植物成熟的體細胞比動物成熟的體細胞更簡單表達全能性B.卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性最高C.克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞具有全能性D.愈傷組織的形成說明高度分化的植物細胞具有全能性A[植物細胞全能性比動物細胞高，A正確；卵細胞分化程度較高，B錯誤；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，C錯誤；愈傷組織的形成不能說明高度分化的植物細胞具有全能性，必需發(fā)育成完整個體才能說明高度分化的植物細胞具有全能性，D錯誤。][課堂小結]知識網絡構建核心語句歸納1.細胞分化的實質：細胞中的基因選擇性表達的結果，即不同種類的細胞中遺傳信息的表達狀況不同，遺傳物質并未變更。2．細胞分化的特點：長久性、普遍性和不行逆性。3．細胞分化的意義：(1)是個體發(fā)育的基礎；(2)使多細胞生物體中的細胞趨向特地化，有利于提高各種生理功能的效率。4．細胞的分化程度越高，細胞全能性相對越低。5．植物細胞具有全能性，動物細胞的細胞核具有全能性。1．造血干細胞分化為血細胞的實質是()A.蛋白質種類和數目的變更B.細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變更C.基因的選擇性表達D.細胞亞顯微結構的變更C[細胞分化并不變更細胞原有的基因組成，表觀上看是蛋白質的種類、數量，細胞器種類等發(fā)生變更，實質上是基因的選擇性表達。]2．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象，下列敘述不正確的是()A.老年人體內仍舊存在著具有分裂和分化實力的細胞B.細胞分化過程中遺傳物質發(fā)生了變更C.細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率D.造血干細胞分化形成白細胞的過程是不行逆的B[細胞分化過程中遺傳物質沒有變更。]3．下列生物過程不能體現細胞全能性的是()A.玉米種子萌發(fā)長成新植株B.馬鈴薯根尖細胞培育成脫毒馬鈴薯苗C.小麥花粉經離體培育發(fā)育成單倍體植株D.胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培育發(fā)育成新植株A[細胞的全能性是分化的細胞發(fā)育成為完整生物個體的實力。玉米種子萌發(fā)長成新植株是植物生殖器官的自然生長發(fā)育現象，沒有體現細胞的全能性。小麥花粉經離體培育發(fā)育成單倍體植株，體現的是生殖細胞具有全能性。馬鈴薯根尖細胞培育成脫毒馬鈴薯和胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培育發(fā)育成新植株都體現了體細胞的全能性。]4．下列有關細胞分化和細胞全能性的描述中正確的是()A.細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向特地化，有利于提高生理功能的效率B.細胞分化使細胞類型和細胞數目增多C.上皮細胞與早期胚胎細胞遺傳物質相同，因此它們的全能性凹凸應當相同D.水稻種子萌發(fā)長成新植株體現了植物細胞的全能性A[細胞分化是細胞內基因的選擇性表達，使多細胞生物體中的細胞趨向特地化，有利于提高生理功能的效率，A正確；細胞分化使細胞類型增多，細胞數目沒有增多，B錯誤；上皮細胞與早期胚胎細胞遺傳物質相同，但是早期胚胎細胞的全能性高于上皮細胞，C錯誤；水稻種子萌發(fā)長成新植株屬于自然生長過程，不能體現植物細胞的全能性，D錯誤。]5．如圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請回答下列問題。(1)在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因____________的結果。(2)某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質是將圖中的______細胞移植到患者體內。(3)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的____________，其緣由