人教版生物必修一第六章 细胞的生命历程 第2节 细胞的分化 Word版含答案.docx

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人教版生物必修一第六章细胞的生命历程第2节细胞的分化Word版含答案

第2节　细胞的分化

学习目标

1．说出细胞分化的概念及特点。

（重点）

2．阐述细胞分化的实质。

3．举例说明细胞的全能性。

（难点）

核心概念

细胞分化　细胞的全能性　干细胞

一、细胞分化及其意义

二、细胞的全能性

1．概念：

（1）前提：

已经分化的细胞。

（2）本质：

具有发育成完整个体的潜能。

2．基础：

细胞中含有发育成完整个体所需要的全部遗传信息。

3．植物细胞的全能性：

（1）实验过程：

韧皮部细胞

＋　　　

完整的植株

含有植物激素、无机盐和糖类等的培养液

（2）实验结论：

高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。

4．动物细胞核的全能性：

（1）实验过程：

乳腺细胞的细胞核＋去核的卵细胞

克隆动物

（2）结论：

已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。

5．干细胞：

（1）概念：

是指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：

如人骨髓中的造血干细胞。

？

思考

1．人是由受精卵发育而来的，有的细胞构成了头，有的细胞构成了手，受精卵怎么会有这么多功能，你知道原因吗？

提示：

受精卵在进行增殖的过程中，产生了细胞的分化。

2．同一受精卵分化的不同细胞内核DNA的数目及结构“完全”相同吗？

提示：

核DNA的数目及结构相同，只是不同细胞内基因表达的情况不同。

3．全能性最强的细胞是什么细胞？

动物细胞有没有全能性？

提示：

受精卵；动物细胞核具有全能性。

4．同一个体的神经细胞和肌细胞中的遗传物质相同吗？

产生不同细胞的原因是什么？

提示：

相同。

都是由受精卵经有丝分裂发育而来的，产生不同的细胞是细胞分化的结果。

H

判断题

1．细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率。

（√）

2．不同分化细胞的遗传信息相同。

（√）

3．玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。

（×）

4．骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。

（×）

5．同一植物体的叶肉细胞和贮藏细胞来自一群彼此相似的早期胚胎细胞。

（√）

6．细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。

（√）

7．干细胞是指动物和人体内无分裂、有分化能力的细胞。

（×）

知识点1　细胞分化的过程及实质

Z

1．细胞分化的过程

（1）图解

（2）分析

①从细胞水平分析：

细胞的形态、结构和生理功能发生改变。

②从亚显微结构水平分析：

细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。

③从分子水平分析

a．蛋白质角度：

蛋白质种类、数量、功能发生改变。

b．基因角度：

基因选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。

2．实质——基因的选择性表达

同一个体各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同（基因的选择性表达），如图所示：

3．细胞分裂与细胞分化的比较

（1）细胞分裂与细胞分化的区别和联系：

项目

细胞分裂

细胞分化

细胞变化

细胞数量增多

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

从受精卵开始

发生在整个生命过程中

意义

保持了亲子代细胞间遗传性状的稳定性

保证了生物体正常发育

联系

（1）细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的；

（2）分化程度大，分裂能力则逐渐下降

知识贴士

①在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变。

②细胞分化是伴随整个生命过程的，但在胚胎时期达到了最大程度。

D

典例1　关于细胞分化的说法正确的是（D）

①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定的方向分化，便不会再回到原来的状态

②细胞分化后，细胞中合成的蛋白质不同

③分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能

④一般不会出现细胞核遗传物质的改变

⑤细胞分化的实质是基因的选择性表达

A．②③④⑤B．①②④⑤

C．①②③⑤D．①②③④⑤

[解析]细胞分化是基因选择性表达的结果，形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态、结构和生理功能不同，细胞分化具有稳定性和持久性以及不可逆性，在分化时遗传物质一般不会出现变化。

〔变式训练1〕　关于细胞分化的叙述，下列说法错误的是（C）

A．细胞分化与生物发育有密切关系

B．细胞分化是生物界普遍存在的生命现象

C．细胞分化仅发生在胚胎时期

D．细胞分化是细胞形态、结构和功能上发生稳定差异的过程

[解析]细胞分化是一种持久性的变化，它不仅发生在胚胎时期，也发生在生物体的其他生命过程中，但在胚胎时期分化程度达到最大。

知识点2　细胞的全能性与干细胞

Z

1．细胞的全能性

（1）概念

细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

（2）实现细胞全能性的三个条件

①离体：

细胞脱离原来的母体，单独培养。

②一定的营养物质和激素。

③适宜的环境条件。

（3）细胞全能性与细胞分化的比较

项目

细胞分化

细胞全能性

原理

细胞内基因的选择性表达

含有本物种全套遗传物质

结果

形成形态、结构、生理功能不同的细胞

形成新的个体

大小

比较

细胞分化程度有高低之分：

体细胞>生殖细胞>受精卵

细胞全能性有大小之分：

受精卵>生殖细胞>体细胞（植物细胞>动物细胞）

关系

①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞仍具有全能性；

②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高

Y

细胞全能性的三点提示

（1）细胞全能性以产生完整个体为标志，若无完整个体产生，则不能体现全能性。

胚胎干细胞发育成各种组织、器官不能体现全能性。

（2）植物种子发育成植株不能体现全能性。

（3）动物细胞因具有该物种全套的遗传物质；尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。

2．干细胞

（1）概念：

动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。

（2）种类：

①根据干细胞的分化能力可分为：

全能干细胞：

可以发育成完整的个体，如受精卵。

多能干细胞：

可发育成多种组织和器官，如造血干细胞。

专能干细胞：

可发育成专门的组织和器官，如神经干细胞。

②根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。

知识贴士

证明细胞具有全能性实例的判断

——已分化的细胞

——离体（体外培养）

——形成完整个体　

D

典例2　下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（B）

A．青蛙的上皮细胞　　　　B．胡萝卜根的韧皮部细胞

C．大白鼠的肝脏细胞　D．人的皮肤生发层细胞

[解析]细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

从理论上讲，每一个分化的细胞中都含有一整套控制该生物个体形成的遗传物质（基因），在合适的条件下，它们都有可能重新被激活并开始表达，即重新分裂和分化。

就目前的研究成果看，受精卵的全能性最高，其次是生殖细胞，再次是体细胞；动物细胞的全能性受到限制，不如植物细胞的全能性容易表达出来。

方法点拨：

细胞全能性的比较

植物细胞>动物细胞；

受精卵>生殖细胞>体细胞；

分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞；

体细胞：

分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。

〔变式训练2〕　下列有关细胞全能性的叙述错误的是（A）

A．克隆绵羊“多利”的诞生证明了动物细胞具有全能性

B．细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息

C．斯图尔德的组织培养成功表明植物细胞具有全能性

D．细胞分化程度越高，它的全能性就越低

[解析]克隆绵羊“多利”的诞生仅表明了生物细胞核的全能性，不能说明整个动物细胞具有全能性。

植物细胞具有全能性，分化程度越高，全能性也就越低。

细胞具有全能性的根本原因是细胞核内有本物种发育的全套遗传信息。

细胞增殖、细胞生长及细胞分化的判断

1．根据结果进行判断

细胞增殖的结果是细胞数目增加，细胞生长引起细胞体积增大，而细胞分化的结果是引起细胞在形态、结构和生理功能三个方面的改变。

2．根据图解进行判断

细胞增殖和细胞分化在题目中往往会以图解的形式表示，如图所示。

（1）在过程①和③中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫作细胞分化。

细胞分化的结果是产生了不同的组织。

（2）过程②表示一个细胞分成两个细胞，这是细胞的分裂。

过程④表示细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。

典例3　如图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。

下列叙述中，错误的是（A）

A．a过程表示细胞生长，该过程中细胞与外界环境进行物质交换的效率逐渐提高

B．b过程是细胞增殖，该过程是c过程的基础

C．c过程是细胞分化，该过程中基因进行了选择性表达

D．三种血细胞一般不会再变成细胞③或④

[解析]细胞经a过程后体积变大，所以该过程为细胞生长，细胞体积变大后，细胞表面积与体积的比值变小，细胞与外界环境进行物质交换的效率降低，A项错误。

b、c过程分别是细胞增殖与细胞分化，细胞增殖是细胞分化的基础，细胞分化是基因选择性表达的结果，B、C两项正确。

细胞分化一般是不可逆的，所以三种血细胞不会再变成细胞③或④，D项正确。

典例4动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。

下列针对图的叙述中，错误的是（D）

A．a过程表示干细胞能自我更新

B．b、c过程表示干细胞具有分化能力

C．a、b、c过程中，细胞的遗传信息表达情况不同

D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用

[解析]a过程表示干细胞通过分裂生成干细胞，即干细胞的自我更新；干细胞通过b、c过程形成了不同形态、结构的细胞，故b、c过程为细胞的分化过程；细胞分化的原因是遗传物质（基因）的选择性表达，故三条途径遗传信息的表达是不同的；细胞分化形成的是各种细胞，各种细胞构成多种组织，由不同组织再构成器官。

1．细胞的分化

（1）概念：

在个体发育过程中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

（2）实质：

不同细胞中遗传信息的执行情况不同。

遗传物质没有发生变化。

（3）特点：

持久性，不可逆性。

（4）意义：

细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

2．细胞全能性

（1）概念：

已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

（2）体细胞具有全能性的原因：

由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。

（3）动物细胞全能性：

高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。

但是，细胞核仍然保持着全能性。

（4）植物细胞全能性：

高度分化的植物细胞仍然具有全能性。

细胞的

分化