《高中备考指南-生物必修1》课件-第6章 细胞的生命历程-第2节 细胞的分化

第6章

细胞的生命历程第2节

细胞的分化课前篇

自主预习课堂篇

分点突破课后篇

课时分层训练课前篇

自主预习一、细胞分化及其意义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________、________和____________上发生______________的过程。形态结构生理功能稳定性差异2.特点：特点解释①________性在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础②________性细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度③__________性（相对稳定性）一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡④________________性一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变普遍持久不可逆遗传物质不变3.实质：在个体发育过程中，不同种类的细胞中____________的表达情况不同（即基因的选择性表达）。4.结果：形成形态、结构、功能不同的细胞，不同类型细胞进而形成________和________。5.意义：（1）是生物____________的基础。（2）使多细胞生物体中的细胞趋向__________，有利于提高生物体各种____________的效率。遗传信息组织器官个体发育专门化生理功能二、细胞全能性1.概念:指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整__________或分化成其他____________的______________。2.实例：（1）植物细胞的全能性。①实例：取胡萝卜的__________细胞，放入含有____________、__________和________等物质的培养基培养，这些细胞能进行旺盛的______________，最终长成新植株。②结论：高度分化的____________仍然具有__________________的能力。有机体各种细胞潜能和特性韧皮部植物激素无机盐糖类分裂和生长植物细胞发育成完整植株

核去核细胞核3.细胞全能性的原因。（1）原因：__________的体细胞（或细胞核）具有本物种个体发育所需要的__________________。（2）理解：体细胞一般都是由__________通过____________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DNA分子。动植物

全套的遗传物质受精卵有丝分裂4.干细胞。（1）特点：①具有________和________能力；②在动物和人体内，数量________。（2）举例：人骨髓中的许多______________，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。（3）应用：脐带血中的干细胞用于治疗________________。分裂分化较少造血干细胞血液系统疾病预习反馈下列有关说法中，正确的有________________________________。（1）细胞分化导致细胞数目和种类增加。（2）细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不可逆转。（3）细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。（4）分化后的细胞遗传物质会发生一定改变。（5）植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。（6）玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。（7）诱导干细胞发育成特定的组织、器官，体现了动物细胞具有全能性。（8）受精卵没有分化，因此没有全能性。（9）细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就一定越弱。（10）骨髓干细胞和胰岛细胞储存的遗传信息相同，但遗传信息的执行情况不同。（11）某种多细胞生物，个体内存在形态、结构和生理功能不同的细胞的原因是不同细胞的基因不同。（12）在生物体内，细胞由于分化，其全能性不能表达。（13）已分化的细胞，能表现其全能性的主要条件是离体培养并在一定的营养条件下。（14）细胞分化导致基因的选择性表达。（15）卵细胞和受精卵细胞一样，细胞未分化，全能性较高。【答案】（2）（5）（10）（12）（13）课堂篇

分点突破考点一

细胞的分化1.概念：2.特点：（1）普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。（2）持久性：细胞分化发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度。（3）不可逆性（相对稳定性）：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。例如：造血干细胞→原红细胞→成熟红细胞→死亡;黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。（4）遗传物质不变性：一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。

4.分裂、分化与个体发育的关系：比较细胞分裂与细胞分化细胞分裂细胞分化不同点发生时期从受精卵开始在个体发育的整个过程细胞数量细胞数目增多细胞种类增多结果生成相同的细胞，细胞形态、结构、功能不变生成不同形态、结构、生理功能的细胞，进而形成组织、器官意义生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础生物个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率细胞分裂细胞分化关系①细胞分裂是细胞分化的基础，在个体发育过程中，两者往往相伴随；②一般来说细胞分化程度越高，其细胞分裂能力就越低；③在细胞分裂或分化过程中，细胞内的遗传物质一般都不发生改变续表【跟踪练习】如图①②分别是什么生命现象？（填在下图中）细胞（有丝）分裂细胞分化【典例1】

下列关于细胞分化的叙述中，错误的是(

)①植物器官的形成是细胞分化的结果

②造血干细胞属于未分化的细胞

③细胞分化一般是不可逆转的

④细胞分化使细胞表面的结构改变

⑤细胞分化导致细胞器种类和数量的改变

⑥细胞分化导致细胞内蛋白质种类和数量的改变

⑦细胞分化会出现细胞核中遗传物质的改变A.两项

B.三项

C.四项

D.五项A[解析]

细胞分化的结果是形成组织或器官，①正确；造血干细胞是已分化的细胞，但仍保留旺盛分裂能力，②错误；细胞分化一般具有不可逆转性，③正确；细胞分化的原因是特定基因选择性表达，会产生不同类型蛋白质，细胞形态、结构、功能等方面改变，其细胞内的细胞器种类、数量也会改变，但是细胞核内的遗传物质没有改变，故④⑤⑥均正确，⑦错误；因此错误的有②⑦。

C

归纳总结从不同水平理解细胞分化1.从细胞水平看：细胞形态、结构和功能发生改变；但不改变细胞数目。2.从细胞器水平看（从亚显微水平）：细胞器的数目、种类和细胞质基质成分等发生改变。3.从分子水平看：①从核酸角度：细胞内的遗传物质DNA不发生改变，只是基因选择性表达，RNA的种类和数量发生改变；②从蛋白质角度：蛋白质种类和数量发生改变。因此，在细胞分化过程中，细胞的遗传物质DNA和细胞数目均不改变，发生改变的是细胞内的RNA、蛋白质分子、细胞的形态、结构、功能（细胞种类）及细胞器种类和数目。考点二

细胞的全能性一、细胞全能性的概念1.表达的标志：细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞。2.表达的原因：（1）细胞具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质。（2）分化细胞的遗传物质相同，具有发育成完整个体的潜能。二、植物组织培养的过程1.材料：离体的细胞、组织或器官。

3.理论基础：植物细胞的全能性。

知识拓展1.愈伤组织：一个没有分化的细胞团块。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，液泡比较大，细胞无固定形状。愈伤组织可经过进一步诱导再分化，长出根、叶、芽、茎，形成完整植株。2.胚状体：愈伤组织经再分化后形成的具有类似于胚芽、胚轴、胚根的结构，能进一步发育成完整植株。3.细胞全能性高低的判断及比较。（1）全能性表达的标志：细胞形成了完整的个体。（2）不同细胞全能性比较：①受精卵（全能性最高）＞生殖细胞（具有较高的全能性）＞干细胞＞体细胞（全能性较低）。②未分化或分化程度低的体细胞＞分化程度高的体细胞。③植物细胞的全能性大于动物细胞的全能性。（3）细胞全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。注意：分化程度高的细胞，其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。4.细胞全能性的应用：（1）快速繁殖花卉和蔬菜；（2）培养微型观赏植株；（3）拯救濒危物种。5.干细胞概念、种类及应用。（1）概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。（2）种类及应用：①全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的，可分化成人体的各种细胞，构成人体的各种组织和器官，最终发育成一个完整的个体。如受精卵、胚胎干细胞。②多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体。骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十二种血细胞。③专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞专门分化成各类神经细胞。【典例3】

下列有关细胞全能性的叙述中，正确的是(

)A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性B[解析]

植物体内体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全套基因，A错误；高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性，B正确；植物体内某些体细胞没有表现出全能性的原因是由于基因的选择性表达，不是所含基因不同，C错误；紫色糯性玉米种子培育成植株，这是个体发育过程，种子已经是新个体的幼体，所以该过程不是全能性表现，D错误。【典例4】

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”观点提供直接证据的是(

)A.壁虎断尾后重新长出尾部

B.蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂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B[解析]

细胞全能性是指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，即判定全能性的标志是能否发育成完整生物体或各种类型细胞。蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂，体现了动物细胞具有全能性，A、C、D均未表现出发育成完整生物体或各种类型细胞，B正确。甄别比较细胞分化与细胞全能性比较项目细胞分化细胞全能性原因细胞内基因的选择性表达已分化的细胞仍含有本物种全套的遗传物质特点普遍性、持久性、不可逆性（相对稳定性）、遗传物质不变性高度分化的植物细胞具有全能性；已分化的动物细胞的全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞，即组织或器官形成新个体比较项目细胞分化细胞全能性大小比较细胞分化程度有高低之分：高度分化的体细胞＞生殖细胞＞受精卵细胞全能性高低顺序：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞两者关系①二者的遗传物质都未发生改变；②已分化的细胞仍具有全能性；③一般情况下，分化程度越高，全能性越难以表达，即全能性越低续表课后篇

课时分层训练【基础通关练】单选题1.一个受精卵能发育成一个多细胞的生物体，这主要是通过下列哪两种生命现象实现的(

)A.细胞分裂和细胞生长

B.细胞生长和细胞分化C.细胞分裂和细胞分化

D.细胞的无丝分裂和有丝分裂C[解析]

细胞分裂导致细胞数目增多，使生物体的体积增大，生长加快。细胞分化形成不同的组织和器官。两者共同作用完成了生物体的生长发育过程。故选C。2.下列有关细胞分化的叙述错误的是(

)A.细胞分化发生在生物体的整个生命过程中B.生物体内含各种不同的细胞和组织是细胞分化的结果C.细胞分化是一种持久性的变化D.通过细胞分化，使细胞的数量和种类越来越多D[解析]

细胞分化是指在个体发育过程中，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，发生在生物体的整个生命过程中，是一种持久性的变化，A、C项正确；同一个体的各种细胞具有相同的遗传信息，在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，使各种细胞的形态结构和功能出现很大差异，这是细胞分化的结果，B项正确；通过细胞增殖，细胞数量才会增多，D项错误。3.细胞分化前后不会发生改变的是(

)A.细胞核基因

B.形态结构

C.生理功能

D.基因的活动状态A[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，细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不发生改变；因此细胞分化前后细胞的形态结构、生理功能、基因的活动状态都会发生改变，细胞核基因不发生改变。故选A。4.人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同，其根本原因是(

)A.遗传信息不同B.遗传信息的执行情况不同C.组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同D.细胞器的数量不同B[解析]

合成胰岛素和胰岛素酶的两种基因都来自受精卵，细胞的核遗传物质是相同的，之所以表现出不同的功能，是因为基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同。故选B。5.如图表示某生物体细胞发生的一系列变化过程，有关分析正确的是(

)A.过程①表示细胞生长

B.过程②表示细胞分化C.过程③表示细胞分裂

D.过程②染色体数目会减半A[解析]

①表示细胞体积由小到大，为细胞生长；②表示细胞一分为二，细胞数目增加，为细胞分裂；③表示细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，为细胞分化；体细胞分裂的方式为有丝分裂，子细胞和母细胞染色体数目一致。故选A。6.细胞的全能性是指(

)A.细胞具有各项生理功能B.已分化的细胞能恢复到分化前的状态C.已分化的细胞全部能再进一步分化D.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D[解析]

多细胞生物体的细胞分化使细胞趋向专门化，不同的细胞具有特定的结构和功能，A项错误；已分化的细胞能恢复到分化前的状态，这是脱分化不是细胞的全能性，B项错误；某些已分化细胞能再进一步分化，但不是细胞的全能性，C项错误；细胞的全能性是指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，D项正确。7.蝴蝶兰幼叶的叶肉细胞经离体组织培养能培育成蝴蝶兰幼苗，这说明植物细胞具有(

)A.专一性

B.全能性

C.恢复原状态的能力

D.进一步分化的能力B[解析]

根据题意可知，蝴蝶兰幼叶的叶肉细胞经离体组织培养能培育成蝴蝶兰幼苗，这说明已经分化的植物细胞具有全能性。故选B。【素养提升练】单选题8.人的造血干细胞能增殖、分化产生各种血细胞，此过程(

)A.体现了细胞的全能性

B.细胞的形态、结构和生理功能不变C.细胞中基因选择性表达

D.细胞中不会出现染色体和纺锤丝的变化C[解析]

造血干细胞增殖分化产生各种血细胞未体现细胞的全能性；细胞分化过程中细胞的形态、结构和生理功能均发生改变；细胞分化是基因选择性表达的结果；细胞增殖过程中会出现染色体和纺锤丝的变化。故选C。9.下列实例中能体现细胞全能性的是(

)①用胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株

②植物用种子繁殖后代

③用烟草某种组织培养出了可育的完整植株A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③B[解析]

细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都是由已分化的细胞经过培养形成可育的植株，均体现了细胞的全能性。植物种子繁殖后代不能体现细胞的全能性。故选B。10.“细胞核重编程”是指将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是(

)A.人类成熟的体细胞能重新诱导回干细胞状态体现了细胞的全能性B.细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关C.干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞D.细胞分化是一种持久性的变化，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A[解析]

将体细胞诱导回干细胞没有体现细胞的全能性，A项错误；细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关，B项正确；干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞，C项正确；细胞分化是一种持久的、稳定的过程，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，D项正确。非选择题11.据图回答问题：（1）

①→②、①→④的过程叫做____________。细胞分化[解析]

①→②、①→④的过程中，细胞在形态、结构和生理功能上产生了差异，这种变化叫做细胞分化。（2）

①→③的过程叫做____________。细胞分裂[解析]

①→③的过程中，一个细胞分裂成两个细胞，这是细胞分裂。（3）

③→⑤的过程叫做____________。细胞生长[解析]

③→⑤的过程中，细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。（4）

②、③、④细胞的________、________、____________不同，因此它们属于不同的________。形态结构生理功能组织[解析]

略。（5）

①→⑤所示各细胞群中，具有分裂能力的是__________（标号）所示的细胞群。①③⑤[解析]

①③⑤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。12.如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。据图回答下列问题：（1）

在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因______________的结果。选择性表达[解析]

细胞分化是基因选择性表达的结果。（2）

某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将题图中的__________细胞移植到患者