第2節(jié)細胞的分化教師參考新課導入導入1:同學們,我們都是由一個受精卵不斷地分裂而來的,細胞不斷地增多,我們的身體也不斷地長大。但是同學們試想一下,我們的身體發(fā)育僅僅是由細胞的分裂來完成的嗎?我們知道,經(jīng)過有絲分裂之后,形成的兩個細胞是完全相同的,如果,我們從受精卵一路走來真的只是發(fā)生了細胞分裂的話,我們身體上每個地方的細胞應該都是一樣的,這說明其中必然還發(fā)生了其他生理過程,這就是我們今天要學習的內(nèi)容——細胞的分化。導入2:同學們,你們中間可能有獻過血的,可是否有同學捐獻過骨髓呢?你們知道為什么有人需要別人捐獻的骨髓而不是血液嗎?骨髓到底有什么作用呢?我們這節(jié)課就來弄明白這些問題?！窘虒W目標】1.通過對動、植物體胚胎發(fā)育的具體事例分析,運用歸納與概括的方法,使學生能歸納出細胞分化的概念。[生命觀念、科學思維]2.通過對教材“想像空間”問題的探討,運用演繹與推理的方法,使學生能理解細胞分化的意義和細胞分化的實質(zhì)。[科學思維]3.通過對胡蘿卜組織培養(yǎng)實驗的分析,運用歸納與概括的方法,使學生能理解細胞的全能性。[科學思維]4.通過對干細胞研究進展的資料的收集,能使學生關(guān)注人體健康。[社會責任]形成學科核心素養(yǎng)凝練素養(yǎng)自主學習圖說教材自主學習讀教材·學基礎(chǔ)一、細胞分化及其意義請仔細閱讀教材第117~118頁“細胞分化及其意義”,完成下面的問題。1.概念在個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代,在

、

和

上發(fā)生

的過程。2.特點(1)細胞分化是一種

的變化。(2)一般來說,分化了的細胞一直保持

的狀態(tài),直到死亡。(3)細胞分化是生物界中普遍存在的

。形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定性差異持久性分化后生命現(xiàn)象3.意義(1)是生物

的基礎(chǔ)。(2)使多細胞生物體中的細胞趨向

,有利于提高各種

的效率。4.原因在個體發(fā)育過程中,不同的細胞中

的執(zhí)行情況不同。?判斷?(1)同一個體分化后的細胞在結(jié)構(gòu)上有差異,功能上無差異。(

)(2)細胞分化是可逆的。(

)(3)一個受精卵分化成的眾多細胞中的遺傳物質(zhì)不發(fā)生變化。(

)個體發(fā)育專門化生理功能遺傳信息××√二、細胞的全能性請仔細閱讀教材第118~120頁“細胞的全能性”,完成下面的問題。1.概念

的細胞,仍然具有

。2.植物細胞的全能性(1)實驗過程(2)結(jié)論:高度分化的植物細胞仍然具有

的能力。已經(jīng)分化發(fā)育成完整個體的潛能韌皮部發(fā)育成完整植株3.動物細胞核的全能性(1)實驗過程(2)結(jié)論:已分化的動物體細胞的

具有全能性。4.干細胞(1)特點:①具有

和

能力。②在動物和人體內(nèi),數(shù)量很少。(2)舉例:人骨髓中的許多

能通過增殖和分化不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板。細胞核去核細胞核分裂分化造血干細胞?思考?

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。凝練素養(yǎng)解疑難·提能力主題一細胞分化與細胞分裂、個體發(fā)育的關(guān)系教師參考問題引領(lǐng):1.細胞分化能否導致細胞遺傳信息的變化?2.細胞分裂和細胞分化在個體發(fā)育中必不可少,相互配合,它們有什么區(qū)別和聯(lián)系?1.對細胞分化概念的理解(1)從細胞水平分析:細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變。(2)從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析:細胞器的數(shù)目及細胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變。(3)從分子水平分析①蛋白質(zhì)角度:合成出特定種類、數(shù)量、功能的蛋白質(zhì)。②基因角度:基因選擇性表達,即遺傳信息的執(zhí)行情況不同,這是細胞分化的根本原因。2.細胞分化與細胞分裂的區(qū)別與聯(lián)系細胞分化細胞分裂細胞變化細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異,細胞種類增多細胞數(shù)量增多發(fā)生時間發(fā)生在整個生命進程中,在胚胎期達到最大限度從受精卵開始,有些部位的細胞終生保持分裂能力,有的細胞發(fā)育到一定時期停止分裂意義生物體正常生長發(fā)育的基礎(chǔ)保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性聯(lián)系細胞的分裂是細胞分化的基礎(chǔ)。細胞的分裂與分化往往是相伴隨的,隨著細胞分化程度的增進,細胞的分裂能力逐漸下降3.細胞分化與細胞分裂、個體發(fā)育的關(guān)系個體發(fā)育是細胞分裂、細胞分化的結(jié)果:大多數(shù)多細胞生物是由受精卵發(fā)育而來的,在細胞分裂的基礎(chǔ)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)育的主要過程。【典例1】下圖表示人體骨髓造血干細胞的生命歷程。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.細胞②與細胞①相比,細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的效率提高B.c過程的根本原因是基因的選擇性表達C.④細胞可能繼續(xù)進行細胞分裂和分化D.圖中三種血細胞一般不會再變成細胞③解析:a表示細胞生長過程,細胞體積變大,相對表面積減小,故物質(zhì)交換的效率降低;c表示細胞分化,其根本原因是基因的選擇性表達;④細胞為造血干細胞,其可能繼續(xù)進行細胞分裂和分化;自然情況下,細胞分化具有不可逆性,因此圖中三種血細胞一般不會再變成細胞③。答案:A備選例題下列對細胞分化的敘述中,錯誤的是(

)A.從細胞水平分析,細胞的功能趨向?qū)ｉT化B.從細胞器水平分析,細胞器種類、數(shù)目發(fā)生改變C.從分子水平分析,根本原因是蛋白質(zhì)發(fā)生改變D.從個體水平分析,其是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)解析:從分子水平分析,細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達。C【題組演練】1.下列有關(guān)細胞分化的描述,正確的是(

)A.細胞分化是一種臨時性的變化,在胚胎時期達到最大限度B.人的胰島細胞產(chǎn)生胰島素,不產(chǎn)生血紅蛋白,是因為胰島細胞中無血紅蛋白基因C.細胞分化過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了定向改變D.細胞分化是一種持久性的變化,其穩(wěn)定性變化通常是不可逆轉(zhuǎn)的解析:細胞分化是一種持久性的變化;胰島細胞中含有血紅蛋白基因,但血紅蛋白基因在胰島細胞中不表達;細胞分化過程中遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。D2.下列能說明某細胞已經(jīng)發(fā)生了細胞分化的是(

)A.進行胰島素的合成和分泌B.進行ATP合成C.存在胰島素基因D.存在呼吸酶解析:胰島B細胞能合成和分泌胰島素,說明細胞已經(jīng)發(fā)生了基因的選擇性表達,即發(fā)生了分化;所有細胞都進行ATP合成,都存在呼吸酶;體細胞都是由受精卵不斷通過有絲分裂而產(chǎn)生的,因此人的體細胞都含有一整套相同的基因,都含有胰島素基因,但只有在胰島B細胞中表達。A3.下列有關(guān)多細胞生物體細胞分化的敘述中,錯誤的是(

)A.分化后的細胞只保留與其功能相關(guān)的一些遺傳物質(zhì)B.細胞分化是生物界的一種普遍存在的生命現(xiàn)象C.高度分化后的細胞一般不具有分裂能力D.細胞分化與生物的個體發(fā)育有密切關(guān)系解析:細胞分化只是基因的選擇性表達的結(jié)果,其遺傳物質(zhì)并不改變。A主題二細胞全能性問題剖析教師參考問題引領(lǐng):1.已分化的細胞為什么仍具有全能性?2.不同細胞的全能性大小相同嗎?3.表現(xiàn)全能性需要什么條件?1.細胞具有全能性的原因分析已分化的細胞一般都有一套和受精卵相同的遺傳信息,因此,分化的細胞仍具有發(fā)育成完整新個體的潛能。2.細胞全能性大小比較(1)植物細胞>動物細胞。(2)受精卵>生殖細胞(如精子、卵細胞)>體細胞。(3)分化程度低的細胞>分化程度高的細胞。(4)分裂能力強的細胞>分裂能力弱的細胞。3.細胞在生物體內(nèi)沒有表現(xiàn)全能性的原因在生物體內(nèi)細胞不能表現(xiàn)全能性,而是分化為不同的組織、器官,其原因在于基因在特定的時間和空間條件下的選擇性表達。4.實現(xiàn)細胞全能性的條件離體(必要條件)具核的活細胞、一定的營養(yǎng)物質(zhì)(水、無機鹽、糖類等)、激素、適宜的外界環(huán)境條件(溫度等)?！镜淅?】關(guān)于細胞的全能性的敘述,錯誤的是(

)A.離體的植物細胞在一定條件下培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性B.生物體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性,是基因在特定時空下選擇性表達的結(jié)果C.在生物體所有的細胞中,受精卵的全能性最高D.克隆羊的誕生證明了高度分化的動物細胞具有全能性解析:處于離體狀態(tài)的植物細胞,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件作用下能表現(xiàn)出全能性,而生物體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性,是基因在特定時空下選擇性表達的結(jié)果;克隆羊的誕生證明了高度分化的動物細胞核具有全能性。答案:D備選例題在下列自然現(xiàn)象或科學研究成果中,能為“動物細胞具有全能性”觀點提供直接證據(jù)的是(

)A.壁虎斷尾后重新長出尾部B.用體外培養(yǎng)的皮膚治療燒傷病人C.蜜蜂的未受精卵細胞發(fā)育成雄蜂D.造血干細胞產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板解析:壁虎斷尾后重新長出尾部,用體外培養(yǎng)的皮膚治療燒傷病人,造血干細胞產(chǎn)生各種血細胞,都形成新個體,不能體現(xiàn)動物細胞的全能性;蜜蜂的未受精卵細胞發(fā)育成雄蜂,體現(xiàn)了動物細胞的全能性。C【題組演練】1.科學家將單個離體胡蘿卜根細胞培養(yǎng)成了胡蘿卜植株。這說明植物細胞(

)A.具有全能性 B.具有無限生長的能力C.具有無限分裂的能力 D.遺傳物質(zhì)發(fā)生改變解析:全能性是指已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能,胡蘿卜根細胞能發(fā)育成完整的胡蘿卜植株,體現(xiàn)植物細胞具有全能性。A2.細胞的全能性是指(

)A.細胞具有全面的生理功能B.細胞既能分化,也能恢復到分化前的狀態(tài)C.已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能D.已經(jīng)分化的細胞全部能進一步分化解析:已經(jīng)分化的細胞一般一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡,具有持久性;細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能;已分化的細胞不能進一步分化。C3.下列有關(guān)細胞全能性的理解,正確的是(

)A.從理論上講,生物體的每一個細胞都具有全能性B.未脫離植株的幼葉,在適當?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,由于細胞內(nèi)基因發(fā)生變化,導致細胞不能表現(xiàn)出全能性D.脫離了植株的芽,一定能表現(xiàn)出全能性解析:細胞全能性的表現(xiàn)條件是:離體狀態(tài)、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素以及適宜的外界條件。細胞具有全能性的原因是已分化的細胞具有一套和受精卵相同的遺傳信息,因此,從理論上講,生物體的每一個細胞都具有全能性。A(1)據(jù)圖歸納細胞分化的概念: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。(2)據(jù)圖,A、B基因中,細胞甲含有的是A、B基因,表達的是A基因;細胞乙含有的是A、B基因,表達的是B基因。因此,細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果。(3)復雜生物體所有體細胞都是由一個受精卵經(jīng)過有絲分裂形成的,因此細胞分化形成的各種細胞細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。圖說教材:細胞分化的概念及性質(zhì)【跟蹤訓練】如圖中A、B、C是某生物體內(nèi)三種細胞內(nèi)的部分基因及它們的活動狀態(tài)(圖中糖酵解表示細胞呼吸的第一階段)。據(jù)圖得出下列結(jié)論中錯誤的是(