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2018-2019生物新课堂同步(课件+讲义+习题)中图必修1全国通用版第4单元 第1章 第2节 细胞的分化

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高中生物审核员

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                  第二节 细胞的分化


    1.掌握细胞分化的概念、特点。(重点)
    2.简述细胞的全能性。(重点)
    3.理解细胞的全能性及其应用。(难点)


                                         细  胞  分  化


                   时期:个体发育过程中
    1.概念{变化:形态、结构和生理功能上发生稳定性差异)
    2.细胞分化的特点:普遍性。


    [合作探讨]
    探讨1:如图表示某人体内的几种细胞,它们的形态结构和功能各不相同。


    (1)各细胞的遗传物质是否相同?为什么?
    提示:相同,因为这些细胞是通过有丝分裂产生的,有丝分裂的特点是遗
传物质平均分配。

    (2)各细胞形态、结构和功能各不相同的原因是什么?
    提示:遗传信息执行的情况不同。

    探讨2:人体内分化形成的神经细胞和心肌细胞能否再恢复分裂能力?
    提示:不能恢复分裂能力。

    探讨3:下图为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞的产生过程,仔
细观察图示,探讨下列有关问题:
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    (1)细胞①、②、③含有的蛋白质种类一定不相同吗?
    提示:不完全相同。

    (2)细胞①与细胞②形成的本质区别是什么?
    提示:遗传信息的执行情况不同。

    [思维升华]
    1.细胞分化的过程图示


    2.细胞分化的实质
    就一个个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传物质,但不同细胞中遗传
信息的执行情况不同,控制合成的蛋白质不同。细胞分化的实质就是基因的选
择性表达。如图:


    3.对细胞分化过程的理解
    (1)从细胞水平分析:细胞的形态、结构和功能发生改变。
    (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:
    ①蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能发生改变。
    ②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。
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    4.细胞分裂和细胞分化的关系
    (1)细胞分裂主要增加细胞的数目,细胞的种类不变,细胞分化主要增加细
胞的种类,细胞数目不变。

    (2)细胞分裂是细胞分化的基础。


    1.细胞分化过程中,一般不会出现的是(  )
                                                 【导学号:60150226】

    A.细胞表面结构的改变
    B.细胞器种类和数量的改变
    C.蛋白质种类和数量的改变
    D.细胞核中遗传物质的改变
    【解析】 细胞分化的过程即基因选择性表达的过程,细胞核中遗传物质
并未发生改变。

    【答案】 D
    2.如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、
丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b               表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正
确的是(  )


    ①a 过程是有丝分裂,b        是细胞分化
    ②乙和丙的染色体组成不同
    ③丁与戊因遗传物质不同而发生分化
    ④甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同

    A.①②                          B.①④

    C.③④                          D.②③④
    【解析】 甲、乙、丙三个细胞形态一样,故                    a 表示有丝分裂,丁、戊与

甲比,细胞形态发生了变化,故              b 表示细胞分化;乙和丙来自甲的有丝分裂,
有丝分裂前后亲子代遗传物质相同,染色体组成相同;乙、丙的遗传物质相同,
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由细胞分化形成丁、戊的过程中基因选择性表达;由于甲、丁、戊细胞形态不

同,故三种细胞基因选择性表达产生的部分蛋白质不同。

    【答案】 B

                                      细  胞  的  全  能  性


    1.概念
    (1)细胞类型:高度分化的植物细胞。
    (2)实质:具有发育成完整植株的潜能。
    2.实例
    (1)植物细胞的全能性:
    ①实验过程:
    植物离体组织或细胞(脱分化)愈伤组织               即分裂成多个细胞        (再分化)胚状体
                      ――→           (                ) ――→
→植株。
    ②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。

    (2)动物细胞核的全能性:
    ①实验过程:
    黑、斑蛙成体红细胞的细胞核
             +
          去核卵细胞          培养发育正常蝌蚪
    ②实验结论:               ――→
    已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
    ③干细胞:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,如骨
髓中的造血干细胞能增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板。


    [合作探讨]
    探讨1:高度分化的细胞,只要给予适当的条件,仍然可能发育成一个完整
的个体,这种潜能就是细胞的全能性。请结合下列材料,探究细胞全能性的原
理和应用。
    胡萝卜的组织培养过程:
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    (1)为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞,经培养能形成与原来性状相似的
植株,表现出发育的全能性?
    提示:胡萝卜韧皮部细胞内含有该物种的全部遗传信息。

    (2)在整个培养过程中,细胞需要从培养基中获得哪些物质?
    提示:水、无机盐、植物激素、糖类等。

    探讨2:某园艺工作者偶然得到一棵稀有花卉植株,他想在较短时间内繁殖
大量该花卉品种,你能想出什么办法吗?
    提示:取该花卉叶片或其他活组织细胞进行组织培养。

    探讨3:断尾的小壁虎再次长出新的尾巴属于细胞的全能性吗?
    提示:不是。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的
潜能。

    探讨4:一粒种子萌发为幼苗,并长成参天大树是否体现了细胞的全能性?
    提示:没有体现细胞的全能性,因为种子是植物的幼体,不是一个细胞。

    [思维升华]
    1.细胞具有全能性的原因
    已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质,因此,分化的细胞
仍具有发育成完整新个体的潜能。

    2.细胞全能性实现的条件
    (1)离体状态下。
    (2)水、无机盐、有机营养及激素等。
    (3)适宜的温度等外界环境条件。
    3.不同细胞全能性的比较
    (1)动植物细胞全能性区别:植物细胞的全能性易于表达,而动物细胞的全
能性虽受到极大限制,但动物细胞核的全能性仍可以表达。

    (2)与细胞分化的关系:细胞分化程度不断提高,细胞的全能性逐渐变小。
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    (3)与细胞分裂能力的关系:呈正相关,即分裂能力越强,全能性越大。
    4.动物体细胞核的全能性典例


    说明动物细胞的全能性虽受到限制,但“细胞核”仍具全能性。


    1.下列有关细胞的全能性说法不正确的是(  )
    A.植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性
    B.动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性
    C.细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质
    D.全能性的大小依次为:受精卵>生殖细胞;植物体细胞>动物体细胞
    【解析】 细胞具有全能性的基础是因为细胞中含有该生物的全套遗传物
质。动物克隆成功表明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,因为该过程
中处理的是动物细胞核。分化程度低的细胞的全能性更易体现。

    【答案】 B
    2.下列生物过程不能体现细胞全能性的是(  )
    A.玉米种子萌发长成新植株
    B.马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯苗
    C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
    D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
    【解析】 细胞的全能性是分化的细胞发育成为完整生物个体的能力。玉

米种子萌发长成新植株是植物生殖器官的自然生长发育现象,没有体现细胞的

全能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株,体现的是生殖细胞具有全能
性。马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯和胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育
成新植株都体现了体细胞的全能性。

    【答案】 A
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     1.如图所示的细胞类型转换过程为(  )
                                                  【导学号:60150227】


     A.细胞融合                        B.细胞生长
     C.细胞分裂                        D.细胞分化
     【解析】 由图可知,全能干细胞经过一系列转换过程形成了红细胞,细
胞在形态、结构和生理功能上出现了稳定性差异,属于细胞分化。

     【答案】 D
     2.有关细胞分化的叙述,正确的是(  )
     A.高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中
     B.细胞分化过程中遗传物质发生了改变
     C.细胞分化使细胞数目和种类增多
     D.经细胞分化后,细胞的全能性降低
     【解析】 细胞分化是细胞在形态、结构和功能上出现稳定性差异的现象,

 是基因在时间和空间上选择性表达的结果;细胞分化发生在整个生命过程中,

 但在胚胎时期达到最大限度;经分化后,细胞的种类增多,数目不变,全能性
 降低。

     【答案】 D
     3.在下列自然现象或科学研究成果中,能为“动物细胞具有全能性”这一
 观点提供直接证据的是(  )
                                                  【导学号:60150228】

     A.壁虎断尾后重新长出尾部
     B.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
     C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
     D.小鼠腺细胞的自我复制
     【解析】 要证明一个细胞具有全能性,则这个细胞必须能够在一定条件

 下发育为个体,只有         B 项符合;A     项属于器官的再生;C          项属于细胞培养;
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D 项属于细胞的增殖。

    【答案】 B
    4.如图是高等生物个体发育过程中细胞发生的变化,请仔细观察,回答问
题。


    (1)图示的高等生物个体发育是从    开始的。
    (2)由①到②,细胞的体积增大、数目增多,细胞经历了    和    
过程。

    (3)由②到③,由于细胞    ,细胞的    、    和    
发生了稳定性的差异,细胞的这种变化是基因在机体发育过程中    的结
果。
    【解析】 高等生物个体发育的起点是受精卵。经细胞分裂、细胞分化形
成不同的组织、器官和系统,进而发育成完整的生物体。

    【答案】 (1)受精卵 (2)生长 分裂 (3)分化 形态 结构 生理功能 
选择性表达
    课堂小结:
                   网络构建                            核心回扣

                                            1.细胞分化是指后代细
                                            胞在形态、结构和生理
                                            功能上发生稳定性差异
                                            的过程。

                                            2.细胞分化的特点是:
                                            普遍性。

                                            3.已分化的植物细胞具
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                                          有全能性。

                                          4.已分化的动物细胞核
                                          具有全能性。
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