第二節(jié)細(xì)胞分化、衰老和凋亡第1課時細(xì)胞分化和全能性[學(xué)習(xí)導(dǎo)航]1.結(jié)合教材P100～102，概述細(xì)胞分化的概念、特點和實質(zhì)。2.結(jié)合教材P103～104，舉例說明細(xì)胞全能性的概念。[重難點擊]1.細(xì)胞分化的概念、過程、特點和實質(zhì)。2.細(xì)胞全能性的概念。一、細(xì)胞分化的概念及特點1．概念2．舉例造血干細(xì)胞分化為________________________、血小板、白細(xì)胞等。3．特點(1)細(xì)胞分化是一種________的變化。(2)細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象。4．結(jié)果：能夠增加________，不同類型的細(xì)胞構(gòu)成了生物體的____________，執(zhí)行不同的生理功能。5．意義：細(xì)胞分化是生物________的基礎(chǔ)。6．實質(zhì)：細(xì)胞分化與________________有關(guān)。如圖是細(xì)胞分化的示意圖，請分析：1．A、B基因中，細(xì)胞甲、乙含有的基因和表達的基因分別是哪種？2．細(xì)胞甲、乙都要進行呼吸作用，都要合成相關(guān)的酶，據(jù)此推斷細(xì)胞甲、乙中DNA和蛋白質(zhì)的種類是否相同？3．通過以上推理可知，細(xì)胞分化的實質(zhì)是什么？4．細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化與個體的生長發(fā)育有什么關(guān)系？知識整合細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，也就是在不同的細(xì)胞中表達的基因不完全相同，但是細(xì)胞分化過程中遺傳物質(zhì)DNA是不變的。細(xì)胞分化使細(xì)胞種類增多，是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。1．圖中甲、乙、丙分別表示某人體內(nèi)的幾種細(xì)胞，它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能各不相同的根本原因是()A．DNA的結(jié)構(gòu)不同B．遺傳信息的表達情況不同C．遺傳物質(zhì)不同D．線粒體結(jié)構(gòu)不同2．下列關(guān)于細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的敘述，錯誤的是()A．生物體的生長發(fā)育是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的結(jié)果B．生物體通過細(xì)胞分化，細(xì)胞之間逐漸發(fā)生了穩(wěn)定性的差異C．細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)D．細(xì)胞分化過程中細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化題后歸納從不同的水平分析細(xì)胞分化(1)從細(xì)胞水平分析：是細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能改變的結(jié)果。(2)從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析：是細(xì)胞器的數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能改變的結(jié)果。(3)從分子水平分析①蛋白質(zhì)角度：是蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能改變的結(jié)果。②基因角度：基因選擇性表達的結(jié)果，這是細(xì)胞分化的根本原因。二、細(xì)胞的全能性1．概念：________的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成________的潛能。2．斯圖爾德實驗(1)過程：胡蘿卜根韌皮部的組織塊eq\o(→,\s\up7(離體),\s\do5(誘導(dǎo)))______________→擴大培養(yǎng)→________eq\o(→,\s\up7(移栽大田))胡蘿卜植株。(2)結(jié)論：________的植物細(xì)胞能夠發(fā)育成________。3．植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)原理：植物細(xì)胞的________。(2)過程：將________的植物組織或細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)成________。(3)意義：在較短的時間內(nèi)繁殖大量的苗木，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟價值。1．下圖是胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程，請分析：(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，這說明植物細(xì)胞全能性的表達需要什么條件？(2)圖中試管里的培養(yǎng)液應(yīng)該含有哪些物質(zhì)？(3)植物細(xì)胞具有全能性的根本原因是什么？2．下圖是克隆羊的培育過程，請分析：(1)如果直接用B羊的乳腺細(xì)胞進行培養(yǎng)，能不能形成完整的個體？和植物細(xì)胞相比，有什么不同？(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？知識整合植物細(xì)胞全能性的表達需要在離體條件下并需要一定的外界條件，其中植物激素起著重要的作用；克隆動物的大部分性狀和提供細(xì)胞核的個體相同。3．下列關(guān)于細(xì)胞全能性的理解，正確的是()A．從理論上講，生物體的每一個細(xì)胞都具有全能性B．未脫離植株的幼葉，在適當(dāng)?shù)那闆r下能表現(xiàn)出全能性C．在個體發(fā)育的不同時期，由于細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生變化，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性D．脫離了植株的芽，一定能表現(xiàn)出全能性4．下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)過程是()A．玉米種子萌發(fā)長成新植株B．小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞C．小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D．胡蘿卜韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成完整植株易混辨析“具有”全能性與“體現(xiàn)”全能性(1)理論上活細(xì)胞都具有全能性。(2)只有由細(xì)胞發(fā)育為完整個體，才能“體現(xiàn)”或“實現(xiàn)”細(xì)胞的全能性。(3)胚胎干細(xì)胞經(jīng)培育后形成心臟、肝臟等器官不是全能性的體現(xiàn)，原因是并沒有形成完整的新個體。1．下列四幅圖表示人體細(xì)胞的生命現(xiàn)象，其中一定屬于細(xì)胞分化的是()2．下列有關(guān)細(xì)胞分化的敘述，正確的是()A．高等動物細(xì)胞的分化只發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中B．細(xì)胞分化過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變C．細(xì)胞分化使細(xì)胞數(shù)目和種類增多D．經(jīng)細(xì)胞分化后，細(xì)胞的全能性降低3．人胰島細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生血紅蛋白，是因為胰島細(xì)胞()A．只有胰島素基因B．既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，但基因選擇性表達C．比人的受精卵基因要少D．有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因4．正常人體內(nèi)的造血干細(xì)胞能分裂產(chǎn)生各種血細(xì)胞，在體外和某些因素的誘導(dǎo)下，卻可以分化為神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞，其根本原因是這些造血干細(xì)胞()A．有旺盛的分裂能力B．能合成神經(jīng)細(xì)胞或肝細(xì)胞需要的蛋白質(zhì)C．還沒有分化D．具有與受精卵相同的全套遺傳基因5．如圖是高等生物個體發(fā)育過程中發(fā)生的細(xì)胞變化，請仔細(xì)觀察，回答問題：(1)圖示的高等生物個體發(fā)育是從__________開始的。(2)由①到②，細(xì)胞的體積增大、數(shù)目增多，細(xì)胞經(jīng)歷了________和________的過程。(3)由②到③，由于細(xì)胞的__________，細(xì)胞的________________和________發(fā)生了穩(wěn)定性的差異，細(xì)胞的這種變化是基因在機體發(fā)育過程中______________________的結(jié)果。(4)若此過程發(fā)生在人體內(nèi)，則由4種細(xì)胞構(gòu)成組織，如小腸中具有吸收作用的__________________、組成真皮的______________________、具有收縮特性的________________和調(diào)節(jié)人體各種生命活動的______________。

答案精析一、基礎(chǔ)梳理1．個體發(fā)育形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能2．紅細(xì)胞3．(1)持久性4．細(xì)胞的類型組織和器官5．個體發(fā)育6．基因選擇性的表達問題探究1．細(xì)胞甲含有的是A和B基因，表達的是A基因；細(xì)胞乙含有的是A和B基因，表達的是B基因。2．DNA相同，蛋白質(zhì)不完全相同。3．基因的選擇性表達(程序性表達)。4．細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)量增多，是個體生長的基礎(chǔ)；細(xì)胞分化使細(xì)胞種類增多，是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。個體生長發(fā)育是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化共同作用的結(jié)果。拓展應(yīng)用1．B[題中甲、乙、丙是由同一個受精卵經(jīng)過增殖、分化形成的，它們的遺傳物質(zhì)相同，DNA的結(jié)構(gòu)相同，線粒體的結(jié)構(gòu)也相同，只是含量不同而已。它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能各不相同的根本原因是基因的選擇性表達，即遺傳信息的表達情況不同。]2．D[個體發(fā)育首先是細(xì)胞經(jīng)有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增多，在此基礎(chǔ)上，不同細(xì)胞選擇表達不同的基因，從而實現(xiàn)細(xì)胞分化，但分化的細(xì)胞內(nèi)含有相同的遺傳物質(zhì)；細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，細(xì)胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。]二、基礎(chǔ)梳理1．已經(jīng)分化完整個體2．(1)愈傷組織試管苗(2)離體完整的植株3．(1)全能性(2)離體完整植株問題探究1．(1)植物細(xì)胞全能性的表達需要在離體條件下并需要一定的外界條件。(2)植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)。(3)已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，具有發(fā)育成一個完整個體所需要的全部遺傳信息。2．(1)不能發(fā)育成完整個體。這說明和植物細(xì)胞相比，動物分化的體細(xì)胞的全能性受到限制，但是細(xì)胞核仍具有全能性。(2)和B羊相同。拓展應(yīng)用3．A[生物體的每一個細(xì)胞都與受精卵具有相同的遺傳物質(zhì)，從理論上來說都具有全能性；離體的組織在適宜條件下才能表現(xiàn)出全能性；在個體發(fā)育的不同時期，由于基因的選擇性表達，導(dǎo)致細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性而形成不同的組織、器官。]4．D[A項，“細(xì)胞全能性”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，選項A所述內(nèi)容是玉米的胚后發(fā)育過程；B項，“全能性”的結(jié)果是得到完整新個體，而不是得到細(xì)胞；C項，由于題干中要求體現(xiàn)的是“體細(xì)胞全能性”，花粉屬于生殖細(xì)胞；D項，胡蘿卜韌皮部細(xì)胞是已分化的體細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)后得到了完整的新植株，故D正確。]課堂小結(jié)持久穩(wěn)定不可逆基因選擇性的表達離體組織培養(yǎng)當(dāng)堂檢測1．D[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)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程叫細(xì)胞分化，其結(jié)果是細(xì)胞的種類增加。圖中A屬于細(xì)胞生長，B屬于細(xì)胞分裂，C屬于受精作用，D屬于細(xì)胞分化。]2．D[細(xì)胞分化是細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，是基因在時間和空間上選擇性表達的結(jié)果；細(xì)胞分化發(fā)生在整個生命過程中，但在胚胎時期達到最大限度；經(jīng)分化后，細(xì)胞的種類增多，數(shù)目不變，全能性降低。]3．B[胰島細(xì)胞既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，基因選擇性表達使其只產(chǎn)生胰島素，不產(chǎn)生血紅蛋白。]4．D[細(xì)胞具有全能性的根本原因是分化