高中生物第6章细胞的生命历程第节细胞的分化学案1 (3)

第2节细胞的分化
知识点一细胞分化
[新知导学］
1．概念
2．特征
具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性. 3．原因
不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。

4．意义
（1)生物个体发育的基础。

（2）有利于提高各种生理功能的效率.
1．细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变？
提示：细胞分化中遗传物质并未发生改变。

2．为什么分化的细胞，遗传信息并没有改变?
提示：细胞是以有丝分裂的方式进行增殖,有丝分裂的特点是遗传物质维持稳定;而分化是基因的选择性表达，细胞内的遗传信息并没有改变。

[重难探究]
1．过程
2．特点
（1）持久性:细胞分化是一种持久性的变化。

(2)稳定性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。

(3）不可逆性：已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态.
(4)普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。

3．实质
基因的选择性表达，如图:
4。

细胞分裂和细胞分化的比较
项目细胞分裂细胞分化
发生
时间
从受精卵开始发生在整个生命过程中原因细胞增殖需要基因选择性表达
结果细胞数量增多细胞种类增多
意义保持了亲子代间遗传性状的
稳定性
保证了生物体正常发育
联系细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降
细胞分化的三点提醒
(1）细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变，只是基因的选择性表达。

（2）细胞分化伴随个体的整个生命过程,在胚胎时期达到最大程度。

（3）一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下,高度分化的植物细胞能够脱分化恢复全能性。

[典题演练］
1．下列关于细胞分化的叙述错误的是（D）
A．细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．细胞分化是动物和植物发育的基础，且贯穿于其整个生命进程中
C．通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡
D．具有分裂能力的细胞一定会分化，且分化程度越高分裂能力就越低
解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，基因的选择性表达使细胞内蛋白质的种类产生差异;细胞分化发生在生物体的整个生命进程中；细胞分化一般是不可逆的,因此体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡；具有分裂能力的细胞不一定会发生分化。

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（B）
①a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化
②乙和丙的染色体组成不同
③丁和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．①②B．①④
C．③④ D．②③④
解析：a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化，细胞分裂和分化的过程中遗传物质一般不改变，所以图中各细胞的遗传物质均相同，②③错误；细胞分化使甲、丁、戊细胞中蛋白质的种类有所不同，故呈现不同的形态、结构和生理功能，①④正确。

（1）在个体发育过程中细胞通过有丝分裂增加细胞数量,通过细胞分化增加细胞种类。

（2)细胞分化发生在个体发育的整个生命历程中，在胚胎时期分化程度最大，实质是基因的选择性表达。

知识点二细胞的全能性
［新知导学]
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:
!错误!
（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.
4．动物细胞核的全能性
(1）实验过程：
!错误!
（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)特点：
①动物和人体内，数量少。

②具有分裂和分化能力。

(2)举例:人的骨髓中有许多造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。

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。

4．利用动物的体细胞，经核移植技术获得了新个体，说明了什么问题？
提示：说明了动物细胞的细胞核具有全能性.
[重难探究］
1．细胞全能性的原因
(1)原因:已分化的体细胞（或细胞核）具有本物种个体发育所需要的全部基因。

（2)理解：体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的核DNA分子。

2．植物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．细胞全能性大小的差异
（1）同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵〉生殖细胞〉体细胞。

(2)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。

(3）与细胞分裂能力呈正相关,即分裂能力越强，全能性越大.
4．干细胞
(1)种类：
错误!
(2)干细胞的研究意义:
①人工诱导胚胎干细胞定向分化,培育出特定的组织和器官，用于医学治疗。

②为癌症和某些遗传病的治疗带来新的希望。

(1）植物细胞具有全能性,动物细胞的全能性受到限制，但细胞核仍然具有全能性.
(2）细胞全能性是植物组织培养的理论基础，动物早期胚胎细胞和干细胞都具有明显的全能性。

[典题演练]
3．下列有关干细胞和细胞全能性的表述，正确的是（A）A．植物的成熟体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性
B．科学家们已经证实动物的成熟体细胞具有全能性
C．干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞
D．在生物体内,细胞并没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变
解析：本题主要考查了不同细胞全能性的表现难易程度，分析时应从以下几个方面入手:
①明确全能性的含义及不同生物细胞全能性的表现难易程度。

②理解干细胞的含义及应用。

③知道生物体内细胞全能性不易表现的原因。

由于目前科学家们用细胞核移植的办法证明了动物细胞中细胞核的全能性，而整个细胞的全能性还没有办法实现，所以植物成熟细胞的全能性要比动物细胞全能性更易表达，干细胞是保持有持续分裂、分化能力的细胞，由于生物体内的细胞发生了基因选择性表达而不能体现全能性.
4．植物细胞表现出全能性的必要条件是（C）
A．给予植物适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
解析：从细胞全能性实现的条件可以看出,必须在离体的前提下,植物细胞才能表达出全能性而发育成完整的植株。

课题调研：表格类题目-—细胞分化的原因［典范例题］细胞的基因可分为管家基因（所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因（不同类型细胞中特异性表达的基因)两类，下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。

请回答：
（1)四种基因中属于管家基因的是________。

(2)甲基因________(填“能”或“不能”）表示控制胰岛素合成的基因，理由是______________________________。

(3)细胞分化的实质是________________（填“管家基因"或“奢
侈基因”）的选择性表达。

（4）三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是_______________________。

三种细胞形态、功能表现不同，从细胞结构方面分析其原因是___________________.
［解题技巧］表格题是以表格的单元格为表现形式,通过内容的变化，揭示生命现象与某些因素之间的内在联系,或反映某项生理指标随某些因素的变化而发生的规律性变化。

解答表格题的一般方法步骤为：
（1）“识表"——识表是基础：需要关注表格名称、材料用途、题干的文字说明、行标题与列标题各表示什么，明确每个单元格所表示的具体内容，并提取关键的数据或文字信息.
(2）“析表”—-析表是关键：对表中的数据进行整理，主要是理顺行、列间的相关性，分析行标题、列标题的生物学含义，找准两者之间的联系。

(3)“说表”——总结表格中“横向信息”或“纵向信息"走向的规
律,分析每一行（列)对下一行（列)的影响，明确是正影响（增强、促进、加快等)，还是负影响(减弱、阻碍、减慢等)。

一、选择题
1．细胞分化达到最大限度的时期是(B)
A．受精卵时期B．胚胎时期
C．有丝分裂时期D．细胞的增殖时期
解析：细胞分化是一种持久性的变化。

与细胞分裂不同，细胞分化不具有周期性，是不可逆转的。

一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵)，细胞分裂只能产生许多相同的细胞，只有经过细胞的分化才能形成胚胎和幼体，并发育成成体。

因此，胚胎时期是细胞分化达到最大限度的时期。

2．细胞正常分化的结果是(B)
A．增加细胞中蛋白质的种类
B．赋予不同种类细胞特异的结构和功能
C．使细胞代谢增强
D．使细胞的全能性更易表现
解析：细胞分化的结果是形成具有特定形态、结构和功能的
组织和器官，即赋予不同种类细胞特异的结构和功能。

3．下列能说明某细胞已经发生分化的是(C)
A．进行ATP的合成B．进行DNA复制
C．存在血红蛋白D．存在纤维蛋白原基因
解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化后的细胞能产生某些独特的蛋白质,血红蛋白只有在红细胞中才能产生，因此存在血红蛋白的细胞一定发生了细胞分化。

未分化的细胞能合成ATP用于各种新陈代谢活动，也能在细胞分裂时进行DNA 复制。

生物体的细胞都存在该生物体的全套遗传信息，因此，存在纤维蛋白原基因的细胞不一定发生了分化。

4．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是（C）
A．克隆羊的诞生证明了已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性
B．生物体内的细胞由于细胞分化全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高
D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
解析：生物体内的细胞由于分化不能表现全能性，但在离体和一定的营养条件下就能表现其全能性。

对于动物细胞而言，由于技术条件不够成熟，所以全能性不能表达，而克隆羊的成
功只能说明动物细胞核的全能性。

卵细胞是高度分化的细胞，但全能性仍很高，因此C项错误.
5．下列对于细胞分化不同水平的分析，不正确的是（C) A．从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果
B．从细胞的亚显微结构水平分析，细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果C．从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因
D．从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
解析：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化.从核酸的角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。

故选C。

二、非选择题
6．根据下图,回答问题：
（1)①→②、①→④的过程叫做细胞的分化。

(2)①→③的过程叫做细胞的分裂。

(3）③→⑤的过程叫做细胞的生长。

(4)组成②、③、④细胞的形态、结构、生理功能不同，因此它们属于不同的组织。

(5)①～⑤所示各细胞群中,具有分裂能力的是标号
①③⑤所示细胞群。

解析:分析题图，可以得出细胞群②、③、④均是来自于细胞群①经有丝分裂产生的子细胞，②、③、④三个细胞群的细胞形态不同，结构基本相同（都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核)，但发生了特化,如②的细胞壁较厚,④的液泡较大.依据形态、结构与其功能相适应的原理，②、③、④的细胞功能不同,它们分属于不同的组织。

从①→②、①→④过程中，细胞在形态、结构和生理功能上产生了稳定性差异，这种变化叫
细胞的分化。

①→③一个细胞分裂成两个细胞,这是细胞的分裂，③→⑤细胞的体积由小变大这是细胞的生长。

③、⑤细胞和①细胞群的细胞均有壁薄、质浓、核大、液泡小或无的特点，均具有分裂能力.
7.美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜韧皮部细胞进行培养，由单个细胞培育成完整的新植株，如图所示。

请分析并回答下列问题。

(1）细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中，其形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫做细胞分化.
(2)该实验说明植物细胞具有全能性。

(3)在整个实验过程中,细胞必须从培养基中获得无机盐、水和小分子有机物等营养物质。

（4)根据该实验推测，利用一个动物细胞理论上是否能培育成一个完整的个体？为什么?能，动物细胞的细胞核也含有保持
本物种遗传特性所需要的全套遗传物质.
解析：图片展示的过程是：从胡萝卜根切片中分离出的单个细胞，经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成完整的植株，这体现了植物细胞的全能性.在植物的个体发育过程中，细胞需要从外界吸收水和无机盐以及其他营养物质，因此培养基中应添加无机盐和水以及其他营养物质.植物细胞具有全能性，高度分化的动物细胞核也具有全能性，因为动物细胞的细胞核含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质。