浙科版高中生物必修一第四章第2节 细胞的分化

第二节细胞的分化,思考：1.都是我的后代，为什么细胞形状各异呢？2.什么是细胞的分化？,细胞分裂、分化的结果,一、细胞的分化1.概念：细胞的后代在_上发生差异的过程。2.意义：个体发育是细胞分裂、_的结果。细胞增殖使细胞的增多，细胞分化可使细胞的增多。3.特点：正常情况下，细胞分化是_的。4.结果：正常发育的细胞在通过_后，即有秩序地发生分化，形成具有_的细胞。细胞分化形成的各种细胞内的遗传物质发生变化。,形态、结构和功能,细胞分化,不可逆,有丝分裂,特定功能,没有,数目,种类,答案细胞甲含有的是A和B基因，表达的是A基因；细胞乙含有的是A和B基因，表达的是B基因。,问题探究,答案,下图是细胞分化的示意图，请分析：,1.据图，A、B基因中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？,答案DNA相同，蛋白质不完全相同。,2.细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？,答案基因的选择性表达(程序性表达)。,3.通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？,答案细胞分裂使细胞数量增多，是个体生长的基础；细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。个体生长发育是细胞分裂和细胞分化共同的结果。,4.细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？,细胞分化的实质是基因的选择性表达，也就是在不同的细胞中表达的基因不完全相同，但是细胞分化过程中遗传物质DNA是不变的。细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。,知识整合,(2)细胞分化的特点。持久性：细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度。稳定性和不可逆性：一般地说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。普遍性：细胞分化在生物界中普遍存在，是多细胞生物个体发育的基础。,不变性：分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。,细胞分裂与细胞分化的比较,增加,相同,出现差异,遗传信息都不变,细胞分裂是细胞分化的基础，没有细胞分化，多细胞生物不可能正常发育,不变,【例1】关于细胞分化的说法正确的是()分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态细胞分化后，细胞中蛋白质不同，DNA相同分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的形态、结构和功能一般不会出现细胞核遗传物质的改变细胞分化的实质是基因的选择性表达A.B.C.D.,D,【解题关键】,【解析】从分化的特点上看，细胞分化一般是不可逆的，且不改变遗传物质，故正确；细胞分化的实质就在于基因选择性表达，故正确；从分化的结果上看，形成了具有不同形态、结构和功能的各类细胞，蛋白质是细胞的结构物质，结构不同蛋白质也就不同，各类细胞由同一受精卵经有丝分裂而来，细胞内的遗传物质相同，即DNA相同，故正确。,二、细胞癌变(1)癌细胞：在某些的作用下，有的细胞会变得不受控制而_，这种细胞就是癌细胞，癌细胞可看做是细胞的结果。,基础梳理,致癌因素,无限增殖,异常分化,(2)癌细胞的特点:：人的细胞一般能分裂5060次，癌细胞的分裂次数是无限的。如海拉细胞能够一代一代地传下去，存活至今。容易转移：癌细胞表面很少或缺失，所以癌细胞容易在组织间转移。,无限增殖,粘连蛋白,(3)细胞癌变(1)概念：正常细胞发生_而成为_的过程。(2)引起癌变的因素。外因：物理致癌因素，如各种_。化学致癌因素，如许多种_。生物致癌因素，如许多种_等。内因：正常细胞在分裂过程中发生基因突变，从而导致细胞无限增殖。(3)结果：细胞的遗传物质发生变化，即细胞发生突变，细胞不受机体的控制而无限增殖。,突变,癌细胞,射线,无机或有机化合物,病毒,(4)癌症的防治(加试)预防措施：远离。诊断手段：病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。治疗手段：手术切除、化疗、放疗等。,致癌因素,化疗和放疗的原理不同：化疗是抑制DNA的复制，使细胞分裂停留在分裂间期。放疗是利用射线的高能量杀死癌细胞。,知识拓展,1.细胞分化与细胞癌变的比较,不改变,改变,降低,无限增殖,具不同结构功能的各类细胞,癌细胞,基因选择性表达,致癌因素作用使正常细胞发生突变,2.细胞癌变与细胞分裂、分化的联系：,【典题训练】癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，下列有关描述正确的是（）A.长期接触癌症患者的人细胞癌变几率增加B.癌变是致癌因素引发的，患病几率与年龄无关C.艾滋病患者与正常人相比患癌症的几率相同D.亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌【解题指南】解答本题的关键应明确以下几点：癌症的发生与环境、饮食有关，也与人的年龄、身体状况、精神状态有关，但癌症不能传染，与是否接触无关。,D,【解析】选D。一般情况下，长期接触各种致癌因素、具有不良生活习惯、免疫能力弱、心理状态不好的人患癌症的几率增加。亚硝酸盐转化为亚硝胺可诱发基因结构改变而致癌。艾滋病是艾滋病病毒进入人体攻击人体免疫细胞，造成人体免疫系统崩溃不能抵抗病原体而发病，是一种传染病，发病原理与癌症不同。,1.写出以上过程名称_,_,_。2.含义(1)从图中看出,经过程后,细胞在形态、结构和功能上发生了稳定性差异,其结果是增加了_。,细胞增殖,细胞分化,癌变,细胞类型,(2)细胞的名称是_,它是不受控制的_细胞。3.过程特点(1)一旦发生分化就不会回到原来的状态,具有_性。(2)贯穿于整个生物体的生命进程中,具有_性。,癌细胞,无限增殖,不可逆,持久,4.细胞的特征(1)有_能力。(2)能_。5.写出几种导致细胞出现的因素_、许多种无机或有机化合物、_。,无限增殖,在体内转移,各种射线,许多种病毒,三、细胞的全能性1.含义：受精卵具有分化出_的潜能，这种潜能称为细胞的全能性。2.植物细胞的全能性：(1)实例：胡萝卜根分离的_多个细胞_长成的胡萝卜植株。,各种细胞,单个细胞,胚状体,试管,植株,(3)已经分化的植物细胞表现出全能性的条件。离体状态。一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件。,(2)结论：_的植物组织细胞仍具有全能性。,高度分化,【方法规律】判断细胞全能性是否表现的方法,3.动物细胞的全能性：,体细胞,细胞内物质,体细胞核,该物种的全套基因,(1)蛙核移植实验,(2)克隆羊培育过程,(2)细胞全能性的高低和分化程度之间的关系：细胞全能性的高低和分化程度呈负相关，即分化程度越低，全能性越高，反之越低。(3)同一生物体内细胞的全能性是不同的。例如，受精卵生殖细胞能够增殖的体细胞停止增殖的体细胞。,【微点拨】细胞分化与全能性的再认识(1)在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变。(2)细胞分化是伴随整个生命过程的，但在胚胎时期达到了最大程度。(3)植物细胞具有全能性；动物细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性。,【拓展深化】(1)管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。(2)奢侈基因：只在特定细胞中选择性表达的基因，控制细胞的分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因。,例.将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株，如图所示。请分析：,(1)分离出来的胡萝卜根的韧皮部细胞成为多个细胞是通过_分裂方式来完成的。(2)多个相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中，形态、结构和功能逐渐向不同方向变化，这种现象称为。(3)该试管苗的形成经历了_等几个过程。,有丝,细胞分化,组织和器官的形成、新个体的形成,细胞分裂、细胞分化,(4)实现图中过程的原理是什么？提示：植物细胞具有全能性。,【互动探究】(1)从图中多个细胞形成胚状体的过程中，细胞中的遗传物质是否会发生变化？为什么？提示：否。细胞分裂与分化不改变细胞中的遗传物质。(2)图中单个细胞发育成试管苗的过程能说明什么问题？提示：植物体细胞中含有控制该物种生长、发育的全套基因。,【思考辨析】1.辨析下列说法的正误：(1)生物的个体发育是通过细胞分化过程实现的。()(2)正常情况下，细胞的分化是可逆的。()【分析】正常情况下，细胞分化是不可逆的。(3)动植物细胞都具有全能性。()【分析】植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。(4)癌细胞由于能够无限增殖而不能在体内转移。()【分析】癌细胞能够无限增殖，癌细胞表面粘连蛋白很少或缺失而易在体内转移。,2.下列能说明某细胞已经发生分化的是()A.进行ATP的合成B.进行酶的合成C.存在血红蛋白D.存在纤维蛋白基因【解析】选C。特异性蛋白合成的实质在于基因选择性表达，因此，看某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白是否合成。血红蛋白是红细胞的特异性蛋白，纤维蛋白基因在细胞中普遍存在，不能作为细胞分化的依据。细胞分裂时也要进行酶和ATP的合成。,3.细胞的全能性是指()A.细胞具有全面的生理功能B.细胞既能分化，也能恢复到分化前的状态C.已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能D.已经分化的细胞全部能进一步分化【解析】选C。细胞的全能性是指细胞(如受精卵)具有分化出各种细胞的潜能，而这种潜能的体现是最终发育成一个完整的个体，故选项C正确。,【补偿训练】1.奢侈基因是在特定细胞中选择性表达的基因，细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢侈基因的是()A.血红蛋白基因B.ATP合成酶基因C.呼吸酶基因D.核糖体蛋白基因【解析】选A。奢侈基因既然是选择性表达，说明它只在特定细胞内表达。血红蛋白基因只在红细胞内表达，因此血红蛋白基因是奢侈基因。而ATP合成酶、呼吸酶、核糖体蛋白广泛存在于多种细胞中，其基因的表达不具有选择性，因此这些基因不是奢侈基因。,2.细胞具有全能性的原因是()A.生物体细胞基因能选择性表达B.生物体的每一个细胞都具有全能性C.生物体的每一个细胞都含有该个体发育的全部基因D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的【解析】选C。生物体的每一个细胞都含有该个体发育的全部基因，已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。,【拓展深化】细胞癌变的机理(1)癌变过程和本质：正常细胞在外界致癌因素的作用下，在分裂过程中发生基因突变，从而导致细胞癌变，过程如下：,(2)致癌因素引起癌变的机理。物理致癌因素是导致DNA链断裂，在修复过程中可能出错。化学致癌因素导致突变的途径较多：a.碱基代替从而破坏配对原则。b.修饰作用，导致复制时出错。c.错误引起DNA修复机制和错误激活基因。病毒致癌因素通常是转入异常基因。,2.广东省中山市质监局查获中山市东升镇某豆腐加工厂使用非食用原料碱性橙浸染豆腐皮。碱性橙是一种偶氮类碱性染料，为致癌物，过量摄取、吸入，以及皮肤接触该物质均会导致癌症的发生，此致癌因素是()A.物理致癌因素B.化学致癌因素C.病毒致癌因素D.生活习惯【解析】选B。碱性橙是一种偶氮类碱性染料，为化学致癌因素，过量摄取、吸入以及皮肤接触该物质均会导致癌症的发生。,【方法规律】有关致癌因素的总结分类(1)物理致癌因素：主要是辐射致癌。长期接触放射性物质，使身体受到辐射的损伤，可以引起细胞癌变。例如，X射线、紫外线等都可以致癌。(2)化学致癌因素：如砷、苯、煤焦油等。(3)病毒致癌因素：能引起细胞发生癌变的病毒，叫做肿瘤病毒或致癌病毒，现在已经发现有150多种病毒可以引起动物或植物产生肿瘤。,【题组过关】1.(2015嘉兴高二检测)有关癌细胞的特征及原因描述，不正确的是()A.细胞周期变短，因为分裂旺盛B.易扩散转移，因为粘连蛋白减少或缺失C.细胞DNA持续增多，因为分裂旺盛D.核糖体增多，因为分裂时合成蛋白质的需要,【解析】选C。癌细胞无限增殖，引起细胞周期变短，间期DNA分子复制和合成有关蛋白质，使DNA数量加倍，末期恢复体细胞DNA数，细胞DNA不会持续增多，合成蛋白质所需的核糖体数目增多；由于细胞表面粘连蛋白减少，使癌细胞易扩散转移。,【补偿训练】癌症是癌细胞在机体内恶性增殖形成恶性肿瘤及相关症状的一种疾病，下列关于癌症的叙述，哪一项是不正确的()A.经常食用烟熏制品易导致细胞癌变B.由于癌细胞易在组织间转移，所以手术摘除肿瘤的患者仍有复发的可能C.对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了除去患者体内残余的癌细胞D.从媒体上的广告来看，有的治癌药物的药效在95%以上，因而癌症的治疗并不困难,【解析】选D。烟熏制品中含有化学致癌因素，会提高癌变几率；癌细胞表面的粘连蛋白很少或缺失，所以易在组织间转移，手术摘除肿瘤后仍有可能复发；放疗和化疗都是为了除去癌细胞；目前还没有治疗癌症的特效药。,【变式训练】运用生物学术语准确回答下图表述的相关过程：（1）图中a过程表示，结果是。（2）图中b过程表示，结