新教材适用2024-2025学年高中生物第6章细胞的生命历程第2节细胞的分化学案新人教版必修1

第2节细胞的分化课标要求1．说明细胞分化形成各种组织。2．举例说明细胞的全能性。核心素养1．生命观念——明确细胞的生命历程，形成科学的自然观。2．科学思维——归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。3．社会责任——了解干细胞移植，关注健康的生活方式。学问点一细胞分化及其意义必备学问·夯实双基1．概念2．特征：具有普遍性、_长久性__、遗传物质不变性、稳定性和不行逆性。3．缘由：不同种类的细胞中_遗传信息的表达状况__不同。4．意义(1)生物_个体发育__的基础。(2)使多细胞生物体中的细胞趋向_特地__化，有利于提高各种_生理功能__的效率。活学巧练1.细胞分化是一种长久性的变更，一般分化后的细胞将始终保持分化后的状态。(√)2．细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。(×)3．细胞分化后遗传物质会发生肯定变更。(×)深化探讨如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，据图分析下列问题：(1)上述基因属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是_a__，属于奢侈基因(基因产物给予不同细胞特异性的生理功能)的是_b、c、d__。(2)这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，所以这三种细胞_不是__(填“是”或“不是”)红细胞；A细胞可产生“肌动蛋白”，应为_肌细胞__。(3)下列①～④能说明某细胞已经发生分化的是_③__。①进行ATP的合成②进行与呼吸相关的酶的合成③可合成抗体④存在纤维蛋白原基因课内探究·名师点睛1．细胞分化的过程(1)图解(2)分析①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生变更。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变更。③从分子水平分析a．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生变更。b．基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的表达状况不同，这是细胞分化的根本缘由。2．实质——基因的选择性表达同一个体各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的表达状况不同(基因的选择性表达)，如图所示：拓展(1)管家基因：在全部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，如胰岛素基因、血红蛋白基因。3．细胞分裂与细胞分化的比较细胞分裂与细胞分化的区分和联系：项目细胞分裂细胞分化细胞变更细胞数量增多细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异。细胞种类增多发生时间从受精卵起先发生在整个生命过程中意义保持了亲子代细胞间遗传性状的稳定性保证了生物体正常发育联系(1)细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的；(2)分化程度大，分裂实力则渐渐下降学问贴士(1)在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生变更。(2)细胞分化是伴随整个生命进程的，但在胚胎时期达到了最大程度。典例剖析典例1下列有关细胞分化的叙述，正确的是(D)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变更C．细胞分化使细胞数目和种类增多D．经细胞分化后，细胞的形态结构和生理功能发生变更解析：细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，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进程中，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。变式训练❶如图为人体早期胚胎细胞所经验的生长发育过程示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊表示细胞，a、b表示生理过程，下列叙述错误的是(D)A．过程a是有丝分裂B．过程b是细胞分化C．丁与戊的遗传物质相同D．丙和戊的蛋白质组成相同解析：a使细胞数目增多，为有丝分裂过程，A项正确；b使细胞的形态出现不同，为细胞分化，B项正确；一般来说，细胞分裂和细胞分化不会使遗传物质发生变更，C项正确；细胞分化的根本缘由是基因的选择性表达，会变更细胞的蛋白质组成，D项错误。学问点二细胞的全能性必备学问·夯实双基1．概念(1)前提：_已经分化__的细胞。(2)本质：具有_产生完整有机体或分化成其他各种细胞__的潜能和特性。2．基础：细胞中含有发育成完整生物体所须要的_全部遗传信息__。3．植物细胞的全能性(1)试验过程(2)结论：高度分化的植物细胞仍旧具有_发育成完整植株__的实力。4．动物细胞核的全能性(1)试验过程(2)结论：已分化的动物体细胞的_细胞核_是具有全能性的。5．干细胞(1)特点①动物和人体内，数量少。②具有_分裂和分化实力__。(2)举例：人的骨髓中有很多_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。名师点拨：植物细胞(或动物体细胞核)具有全能性的缘由：多细胞生物的体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的DNA分子，即已分化的体细胞(或细胞核)含有本物种个体发育所须要的全部基因。活学巧练1.细胞的分化程度越高，全能性越高。(×)2．植物组织培育过程中不出现细胞的分化。(×)3．已分化的动物肠上皮细胞核具有全能性。(√)4．造血干细胞不断产生红细胞、白细胞和血小板，体现了细胞的全能性。(×)深化探讨通过下图比较细胞全能性大小和分化程度凹凸之间的关系。(1)正常状况下，图中哪些细胞不再分裂了？提示：皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞。(2)分化程度最低的细胞是_受精卵__。(3)最简单表达全能性的细胞是_受精卵__。细胞全能性大小与分化程度之间的关系为：_一般状况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低__。(4)请说明细胞具有全能性的缘由。提示：细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质。课内探究·名师点睛1．细胞的全能性(1)实现细胞全能性的三个条件①离体：细胞脱离原来的母体，单独培育。②肯定的养分物质和激素。③相宜的环境条件。(2)细胞全能性与细胞分化的比较项目细胞分化细胞全能性原理细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传物质结果形成形态、结构、生理功能不同的细胞形成新的个体或其他各种细胞大小比较细胞分化程度有凹凸之分：体细胞>生殖细胞>受精卵细胞全能性有大小之分：受精卵>生殖细胞>体细胞(植物细胞>动物细胞)关系①细胞分化不会导致遗传物质变更，已分化的细胞仍具有全能性；②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高特殊提示：细胞全能性的三点提示(1)细胞全能性以产生完整个体或其他各种细胞为标记。胚胎干细胞发育成各种组织、器官不能体现全能性。(2)植物种子发育成植株不能体现全能性。(3)动物细胞也具有该物种全套的遗传物质；尽管没有试验胜利，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不冲突。学问贴士证明细胞具有全能性实例的推断eq\x(起点条件)——已分化的细胞eq\x(中间条件)——离体(体外培育)eq\x(终点条件)——形成完整个体或其他各种细胞2．干细胞的种类(1)依据干细胞的分化实力可分为：全能干细胞：可以发育成完整的个体，如受精卵。多能干细胞：可发育成多种组织和器官，如造血干细胞。专能干细胞：可发育成特地的组织和器官，如神经干细胞。(2)依据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。典例剖析典例2(2024·广东湛江期末)皮肤生发层细胞分化成表皮细胞的过程中(C)A．细胞的形态、数目不会发生变更B．细胞内染色体数量发生变更C．细胞内的遗传物质不变更D．细胞全能性上升，分裂实力增加解析：细胞分化过程中细胞的形态会发生变更，数目不会发生变更，A错误；细胞分化过程中细胞内染色体数量不发生变更，B错误；细胞分化过程中细胞内的遗传物质一般不变更，C正确；细胞分化过程中细胞全能性降低，分裂实力减弱，D错误。变式训练❷(2024·黑龙江大庆试验中学期末)下列有关细胞全能性的叙述，错误的是(C)A．受精卵在自然条件下能发育成完整个体，因此具有较高的全能性B．由未受精的卵细胞发育成雄蜂的过程体现了生殖细胞的全能性C．细胞全能性的大小关系为生殖细胞>受精卵>体细胞D．胡萝卜根细胞的植物组织培育能体现植物细胞具有全能性解析：受精卵未分化，在自然条件相宜的状况下能发育成完整个体，因此全能性较高，A正确；未受精的卵细胞能发育成雄蜂，体现了生殖细胞的全能性，B正确；细胞全能性的大小关系为受精卵>生殖细胞>体细胞，C错误；胡萝卜根细胞经植物组织培育能获得完整植株，可体现植物细胞具有全能性，D正确。细胞增殖、细胞生长及细胞分化的推断1．依据结果进行推断细胞增殖的结果是细胞数目增加，细胞生长引起细胞体积增大，而细胞分化的结果是引起细胞在形态、结构和生理功能三个方面的变更。2．依据图解进行推断细胞增殖和细胞分化在题目中往往会以图解的形式表示，如图所示。(1)在过程①和③中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变更叫作细胞分化。细胞分化的结果是产生了不同的组织。(2)过程②表示一个细胞分成两个细胞，这是细胞的分裂。过程④表示细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。典例3依据下图，回答问题：(1)①→②、①→④的过程叫作_细胞的分化__。(2)①→③的过程叫作_细胞的分裂__。(3)③→⑤的过程叫作_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，具有分裂实力的是标号_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，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，这种变更叫细胞的分化。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，均具有分裂实力。学霸记忆1.细胞的分化(1)概念：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。(2)实质：不同细胞中遗传信息的表达状况不同。遗传物质没有发生变更。(3)特点：长久性，不行逆性、遗传物质不变性和普遍性。(4)意义：细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向特地化，有利于提高各种生理功能的效率。2．细胞全能性(1)概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。(2)体细胞具有全能性的缘由：由于体细胞是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞具有发育成完整新个体或其他各种细胞的潜能。(3)动物细胞全能性：高度分化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍旧保持着全能性。(4)植物细胞全能性：高度分化的植物细胞仍旧具有全能性。1．(2024·绵阳高一检测)人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，是因为胰岛细胞(B)A．只有胰岛素基因B．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但基因选择性表达C．比人的受精卵基因要少D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因解析：胰岛细胞既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，基因选择性表达使其只产生胰岛素，不产生血红蛋白。2．以下能体现细胞具有全能性的试验是(A)A．将一个棉花细胞培育成棉花植株B．用小麦种子培育出小麦植株C．去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪D．胚胎干细胞形成神经细胞解析：将一个棉花细胞培育成棉花植株，体现了细胞的全能性，A正确；种子是新个体的幼体，用小麦种子培育出小麦植株属于自然生长过程，不能体现细胞的全能性，B错误；给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪，这说明白动物细胞的细胞核具有全能性，不能体现动物细胞具有全能性，C错误；胚胎干细胞形成神经细胞，但没有形成个体，因此不能说明细胞具有全能性，D错误。故选A。3．请据图回答：(1)①～⑤所示的各细胞群中，具有分裂实力的是标号_①③⑤__所示的细胞群，_分化__程度越高其分裂实力越低。(2)若从②中取一个细胞，在相宜条件下培育，结果产生了一个新个体，这体现了_细胞的全能性__，缘由是_已经分化的细胞含有发育为完整个体的全套遗传信息__。(3)组成②③④的细胞在_形态__、_结构