第二節(jié)

第四章

細(xì)胞的生命歷程浙科版高中生物必修1細(xì)胞通過(guò)分化產(chǎn)生不同類型的細(xì)胞

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說(shuō)出細(xì)胞分化的概念、特點(diǎn)和意義。2.概述細(xì)胞的全能性。

資料：成年人細(xì)胞總數(shù)約1012-14個(gè)，種類有200多種。有四大組織、八大系統(tǒng)。這些細(xì)胞均來(lái)自于同一個(gè)受精卵。思考：像人這樣的多細(xì)胞生物，如果在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中只有細(xì)胞分裂，能否由一個(gè)受精卵發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體？細(xì)胞能產(chǎn)生特異性變化一細(xì)胞具有全能性二目錄細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生持久的、差異性變化的過(guò)程。分化的對(duì)象：

一個(gè)或一種細(xì)胞。分化的結(jié)果：

產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、

功能不同的細(xì)胞。細(xì)胞數(shù)目增多細(xì)胞種類增多概念1細(xì)胞分化分析細(xì)胞分化的原因任務(wù)一分析胰島β細(xì)胞和紅細(xì)胞(未成熟)中的基因和蛋白質(zhì)(注：“＋”表示有，“－”表示無(wú))，回答下列問題：項(xiàng)目紅細(xì)胞胰島β細(xì)胞細(xì)胞中的基因血紅蛋白基因＋＋胰島素基因＋＋角蛋白基因＋＋ATP合成酶基因＋＋呼吸酶基因＋＋分析細(xì)胞分化的原因任務(wù)一細(xì)胞中的蛋白質(zhì)血紅蛋白＋－胰島素－＋角蛋白－－ATP合成酶＋＋呼吸酶＋＋(1)胰島β細(xì)胞和紅細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)(基因)有沒有差別，為什么？遺傳物質(zhì)沒有差別，因?yàn)閮煞N細(xì)胞都來(lái)自同一個(gè)受精卵，經(jīng)過(guò)有絲分裂產(chǎn)生，與親代細(xì)胞的遺傳物質(zhì)相同。(2)在紅細(xì)胞和胰島β細(xì)胞中都發(fā)揮作用的基因：

和___________；僅在紅細(xì)胞中發(fā)揮作用的基因：

；僅在胰島β細(xì)胞中發(fā)揮作用的基因：

。(3)由此說(shuō)明細(xì)胞分化的根本原因：

。ATP合成酶基因呼吸酶基因血紅蛋白基因胰島素基因細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用原因（實(shí)質(zhì)）2細(xì)胞分化在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。EDBACEDCABEDCAB遺傳信息沒變ABCDEEDCAB基因—遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用ATP合成酶基因呼吸酶基因核糖體合成酶基因

胰島素基因血紅蛋白基因抗體基因①細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，有些是維持細(xì)胞生存所必需的，在各類細(xì)胞中都處于活動(dòng)狀態(tài)。②有些遺傳物質(zhì)則在不同的組織細(xì)胞中表現(xiàn)不同的活動(dòng)狀態(tài)，從而使具有相同遺傳物質(zhì)的細(xì)胞在不同的組織中呈現(xiàn)出形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能的特異性變化。根據(jù)下列事實(shí)分別說(shuō)出細(xì)胞分化的特點(diǎn)是什么？事實(shí)1：細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。事實(shí)2：分化后的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，不能再回到分化前的狀態(tài)，直到死亡；事實(shí)3：細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。事實(shí)4：細(xì)胞分化后，細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生變化。持久性穩(wěn)定性和不可逆性普遍性特點(diǎn)3遺傳物質(zhì)不變性細(xì)胞分化生物的個(gè)體發(fā)育是通過(guò)細(xì)胞的分化過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。意義4細(xì)胞分化多能干細(xì)胞全能干細(xì)胞是一類可以分化成為各種細(xì)胞的未分化細(xì)胞。不同干細(xì)胞的分化潛能是不同的。按分化潛能分干細(xì)胞特點(diǎn)1類型2如受精卵，能產(chǎn)生生物體所需要的所有類型的細(xì)胞。如胚胎干細(xì)胞，分化能力僅次于受精卵，雖不能發(fā)育成完整的個(gè)體，但可以發(fā)育成為除部分胎盤以外的所有成體組織。骨髓移植的方法治療白血病利用胚胎干細(xì)胞修復(fù)病人損傷組織干細(xì)胞領(lǐng)域依然面臨著很多問題，也存在很多爭(zhēng)議，有興趣的同學(xué)可以查閱相關(guān)資料，了解干細(xì)胞的研究進(jìn)展，思考科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系。應(yīng)用3干細(xì)胞核心歸納細(xì)胞分化的“變”與“不變”(1)“變”①?gòu)募?xì)胞水平分析：細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。②從細(xì)胞器水平分析：細(xì)胞器的種類和數(shù)目及細(xì)胞溶膠的成分和功能發(fā)生改變。③從分子水平分析a.蛋白質(zhì)角度：蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變。b.基因角度：細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用，即遺傳信息的表達(dá)情況不同，這是細(xì)胞分化的根本原因。(2)“不變”：細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)不變。跟蹤訓(xùn)練1.(2023·嘉興高一月考)人體胚胎干細(xì)胞可分化成形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能不同的神經(jīng)細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，有些都處于活動(dòng)狀態(tài)，有些則表現(xiàn)不同的活動(dòng)狀態(tài)。由此推測(cè)，細(xì)胞分化的根本原因是A.細(xì)胞數(shù)量不斷增多B.位于生物體的不同部位C.基因的結(jié)構(gòu)不同D.遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用√跟蹤訓(xùn)練2.如圖表示人體內(nèi)干細(xì)胞的增殖和分化。下列有關(guān)敘述中正確的是A.造血干細(xì)胞與白細(xì)胞的DNA不同，

因此合成的蛋白質(zhì)種類也不同B.造血干細(xì)胞增殖分化形成白細(xì)胞

的過(guò)程中，遺傳物質(zhì)發(fā)生了不可

逆的轉(zhuǎn)變C.生物個(gè)體的發(fā)育都是通過(guò)細(xì)胞分裂和分化實(shí)現(xiàn)的D.細(xì)胞分化持續(xù)存在于整個(gè)人體發(fā)育過(guò)程中√跟蹤訓(xùn)練白細(xì)胞由造血干細(xì)胞增殖分化而來(lái)，故造血干細(xì)胞和白細(xì)胞中包含的DNA是相同的，但由于遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用，二者合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同，A錯(cuò)誤；造血干細(xì)胞增殖分化形成白細(xì)胞的過(guò)程中，遺傳物質(zhì)一般沒有發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；跟蹤訓(xùn)練單細(xì)胞生物不發(fā)生細(xì)胞分化；對(duì)多細(xì)胞生物而言，細(xì)胞分裂能增加細(xì)胞數(shù)目，而細(xì)胞分化能增加細(xì)胞種類，因此細(xì)胞分裂、分化是多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，C錯(cuò)誤；細(xì)胞分化持續(xù)存在于整個(gè)人體發(fā)育過(guò)程中，以保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，D正確。？

從古至今，我國(guó)人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養(yǎng)蘭花。但是，蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長(zhǎng)、繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價(jià)格可想而知了。如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？細(xì)胞能產(chǎn)生特異性變化一細(xì)胞具有全能性二目錄分析細(xì)胞具有全能性任務(wù)二1.如圖是胡蘿卜的組織培養(yǎng)過(guò)程，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)植物體上的細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成了不同的組織和器官，這說(shuō)明植物細(xì)胞全能性的表達(dá)需要什么條件？植物細(xì)胞全能性的表達(dá)需要在離體條件下并需要一定的外界條件。分析細(xì)胞具有全能性任務(wù)二1.如圖是胡蘿卜的組織培養(yǎng)過(guò)程，請(qǐng)分析回答下列問題：(2)植物細(xì)胞具有全能性的根本原因是什么？已分化的植物細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，具有發(fā)育成一個(gè)完整有機(jī)體所需要的全套遺傳信息。分析細(xì)胞具有全能性任務(wù)二2.如圖是克隆羊的培育過(guò)程，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)如果直接用B羊的乳腺細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，能不能發(fā)育成完整的個(gè)體？和植物細(xì)胞相比，有什么不同？不能發(fā)育成完整個(gè)體。和植物細(xì)胞相比，動(dòng)物高度分化的體細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，但是動(dòng)物細(xì)胞核仍具有全能性。分析細(xì)胞具有全能性任務(wù)二2.如圖是克隆羊的培育過(guò)程，請(qǐng)分析回答下列問題：(2)得到的克隆羊的性別等絕大部分的性狀應(yīng)該和哪只羊相同？和提供細(xì)胞核的B羊相同。指細(xì)胞具有分化出各種細(xì)胞或發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。概念1細(xì)胞內(nèi)含有生物生長(zhǎng)發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)（1）離體（必要條件）；（2）一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（無(wú)機(jī)鹽、維生素、氨基酸等）和植物激素；（3）適宜的外界條件（適宜的溫度、pH等）、無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境。想一想為什么高度分化的體細(xì)胞具有全能性呢?想一想植物體上的細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成了不同的組織和器官，為什么呢？原因2條件3動(dòng)、植物細(xì)胞的全能性4(1)高度分化的植物組織仍具有發(fā)育成完整植株的潛能，保持著發(fā)育的全能性。(2)動(dòng)物細(xì)胞隨著分化程度提高，細(xì)胞分化潛能越來(lái)越小，不表現(xiàn)出全能性，但動(dòng)物細(xì)胞核仍具有全能性。(3)多莉羊的成功克隆證明了動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。分析細(xì)胞具有全能性任務(wù)二3.通過(guò)圖示比較細(xì)胞全能性大小和分化程度高低之間的關(guān)系。（1）正常情況下，圖中哪些細(xì)胞不再分裂了？皮膚細(xì)胞、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板、神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞，即高度分化的細(xì)胞不再分裂。（2）分化程度最低的細(xì)胞是

。（3）最容易表達(dá)全能性的細(xì)胞是

。細(xì)胞全能性大小與分化程度之間的關(guān)系：

。受精卵受精卵一般情況下，細(xì)胞分化程度越高，細(xì)胞全能性越低植物體細(xì)胞動(dòng)物體細(xì)胞受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞＞（1）不同生物：（2）同一生物：細(xì)胞分化程度越高，細(xì)胞的全能性越低。判斷：①雌蜂未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂證明了動(dòng)物生殖細(xì)胞具有全能性。（）√②分化程度高的細(xì)胞全能性一定低（）如生殖細(xì)胞由性原細(xì)胞分化而來(lái)，屬于高度分化的細(xì)胞，但全能性依然很高?！立鄯只募?xì)胞一定不再進(jìn)行分裂（）如B淋巴細(xì)胞，接受抗原刺激后仍可再分裂?！良?xì)胞全能性的高低5跟蹤訓(xùn)練3.細(xì)胞全能性是指細(xì)胞分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。下列關(guān)于細(xì)胞全能性的敘述，錯(cuò)誤的是A.細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件包括離體、適宜的營(yíng)養(yǎng)條件、適宜的環(huán)境

條件等B.紫色糯性玉米種子培育成植株，這反映植物種子具有全能性C.體細(xì)胞克隆羊的成功培育，體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性D.細(xì)胞全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)是細(xì)胞具有該生物全套遺傳信息√種子由受精卵發(fā)育而來(lái)，是新個(gè)體的幼體，種子發(fā)育成植株不能體現(xiàn)全能性，B錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練4.下列有關(guān)細(xì)胞分化與全能性的關(guān)系的表述，錯(cuò)誤的是A.受精卵沒有分化，所以沒有全能性B.一般情況下，細(xì)胞分化程度越高，其全能性越弱C.生殖細(xì)胞雖高度分化，但也可能有全能性D.分化形成的哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞沒有全能性√受精卵沒有分化，其全能性最高，A錯(cuò)誤。夯基礎(chǔ)查落實(shí)1.細(xì)胞分化是指細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生持久的、差異性變化的過(guò)程。2.細(xì)胞分化的原因(實(shí)質(zhì))：遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用。3.細(xì)胞分化的特點(diǎn)：普遍性、持久性、穩(wěn)定性和不可逆性、遺傳物質(zhì)不變性。4.細(xì)胞分化的意義：生物的個(gè)體發(fā)育是通過(guò)細(xì)胞的分化過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。5.干細(xì)胞是一類可以分化成為各種細(xì)胞的未分化細(xì)胞，包括全能干細(xì)胞(受精卵)、多能干細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)、專能干細(xì)胞(造血干細(xì)胞)。6.細(xì)胞全能性是指細(xì)胞具有分化出各種細(xì)胞或發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。要語(yǔ)必背7.動(dòng)物細(xì)胞隨著分化程度提高，細(xì)胞分化潛能越來(lái)越小，不表現(xiàn)出全能性，但動(dòng)物細(xì)胞核仍具有全能性。8.細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞的全能性相對(duì)越低。1.肌肉細(xì)胞、骨細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞等形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的根本原因是

。2.植物細(xì)胞具有全能性的根本原因是_______________________________

。長(zhǎng)句表達(dá)遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用已分化的植物細(xì)胞都有該植物一整套的遺傳物質(zhì)1.細(xì)胞分化(1)概念：細(xì)胞在

、結(jié)構(gòu)和

上發(fā)生

、差異性變化的過(guò)程。(2)原因(實(shí)質(zhì))：遺傳物質(zhì)

發(fā)揮作用。①細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，有些是維持細(xì)胞生存所

的，在各類細(xì)胞中都處于

狀態(tài)。②有些遺傳物質(zhì)則在不同的組織細(xì)胞中表現(xiàn)

的活動(dòng)狀態(tài)，從而使具有

遺傳物質(zhì)的細(xì)胞在不同的組織中呈現(xiàn)出形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能的

變化。導(dǎo)學(xué)形態(tài)功能持久的有選擇地必需活動(dòng)不同相同特異性(3)特點(diǎn)①普遍性：細(xì)胞分化是多細(xì)胞生物普遍具有的。②持久性：細(xì)胞的分化伴隨著生物體整個(gè)生命進(jìn)程。③穩(wěn)定性和不可逆性：正常情況下，細(xì)胞分化是

，一旦沿著一定方向分化，便不會(huì)返回原來(lái)的狀態(tài)。④遺傳物質(zhì)不變性：細(xì)胞分化后，細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生變化。(4