高中生物苏教版必修一学案5.2.1细胞分化和全能性

第二节细胞分化、衰老和凋亡第1课时细胞分化和全能性[学习导航]1.结合教材P100～102，概述细胞分化的概念、特点和实质。2.结合教材P103～104，举例说明细胞全能性的概念。[重难点击]1.细胞分化的概念、过程、特点和实质。2.细胞全能性的概念。一、细胞分化的概念及特点1．概念2．举例造血干细胞分化为________________________、血小板、白细胞等。3．特点(1)细胞分化是一种________的变化。(2)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。4．结果：能够增加________，不同类型的细胞构成了生物体的____________，执行不同的生理功能。5．意义：细胞分化是生物________的基础。6．实质：细胞分化与________________有关。如图是细胞分化的示意图，请分析：1．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？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？3．通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？4．细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？知识整合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。1．图中甲、乙、丙分别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的根本原因是()A．DNA的结构不同B．遗传信息的表达情况不同C．遗传物质不同D．线粒体结构不同2．下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述，错误的是()A．生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果B．生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定性的差异C．细胞分裂是细胞分化的基础D．细胞分化过程中细胞内的遗传物质发生了变化题后归纳从不同的水平分析细胞分化(1)从细胞水平分析：是细胞形态结构和生理功能改变的结果。(2)从亚显微结构水平分析：是细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。(3)从分子水平分析①蛋白质角度：是蛋白质种类、数量、功能改变的结果。②基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。二、细胞的全能性1．概念：________的细胞仍然具有发育成________的潜能。2．斯图尔德实验(1)过程：胡萝卜根韧皮部的组织块eq\o(→,\s\up7(离体),\s\do5(诱导))______________→扩大培养→________eq\o(→,\s\up7(移栽大田))胡萝卜植株。(2)结论：________的植物细胞能够发育成________。3．植物组织培养技术(1)原理：植物细胞的________。(2)过程：将________的植物组织或细胞在适宜的条件下培养成________。(3)意义：在较短的时间内繁殖大量的苗木，产生较好的经济价值。1．下图是胡萝卜的组织培养过程，请分析：(1)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？(3)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？2．下图是克隆羊的培育过程，请分析：(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能形成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分的性状应该和哪只羊相同？知识整合植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件，其中植物激素起着重要的作用；克隆动物的大部分性状和提供细胞核的个体相同。3．下列关于细胞全能性的理解，正确的是()A．从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性B．未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性C．在个体发育的不同时期，由于细胞内的基因发生变化，细胞不能表现出全能性D．脱离了植株的芽，一定能表现出全能性4．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A．玉米种子萌发长成新植株B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D．胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株易混辨析“具有”全能性与“体现”全能性(1)理论上活细胞都具有全能性。(2)只有由细胞发育为完整个体，才能“体现”或“实现”细胞的全能性。(3)胚胎干细胞经培育后形成心脏、肝脏等器官不是全能性的体现，原因是并没有形成完整的新个体。1．下列四幅图表示人体细胞的生命现象，其中一定属于细胞分化的是()2．下列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3．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()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4．正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外和某些因素的诱导下，却可以分化为神经细胞和肝细胞，其根本原因是这些造血干细胞()A．有旺盛的分裂能力B．能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质C．还没有分化D．具有与受精卵相同的全套遗传基因5．如图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，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________的过程。(3)由②到③，由于细胞的__________，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。(4)若此过程发生在人体内，则由4种细胞构成组织，如小肠中具有吸收作用的__________________、组成真皮的______________________、具有收缩特性的________________和调节人体各种生命活动的______________。

答案精析一、基础梳理1．个体发育形态结构生理功能2．红细胞3．(1)持久性4．细胞的类型组织和器官5．个体发育6．基因选择性的表达问题探究1．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。2．DNA相同，蛋白质不完全相同。3．基因的选择性表达(程序性表达)。4．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作用的结果。拓展应用1．B[题中甲、乙、丙是由同一个受精卵经过增殖、分化形成的，它们的遗传物质相同，DNA的结构相同，线粒体的结构也相同，只是含量不同而已。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。]2．D[个体发育首先是细胞经有丝分裂使细胞数目增多，在此基础上，不同细胞选择表达不同的基因，从而实现细胞分化，但分化的细胞内含有相同的遗传物质；细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分化是基因选择性表达的结果。]二、基础梳理1．已经分化完整个体2．(1)愈伤组织试管苗(2)离体完整的植株3．(1)全能性(2)离体完整植株问题探究1．(1)植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。(2)植物激素、无机盐和糖类等物质。(3)已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息。2．(1)不能发育成完整个体。这说明和植物细胞相比，动物分化的体细胞的全能性受到限制，但是细胞核仍具有全能性。(2)和B羊相同。拓展应用3．A[生物体的每一个细胞都与受精卵具有相同的遗传物质，从理论上来说都具有全能性；离体的组织在适宜条件下才能表现出全能性；在个体发育的不同时期，由于基因的选择性表达，导致细胞不能表现出全能性而形成不同的组织、器官。]4．D[A项，“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，选项A所述内容是玉米的胚后发育过程；B项，“全能性”的结果是得到完整新个体，而不是得到细胞；C项，由于题干中要求体现的是“体细胞全能性”，花粉属于生殖细胞；D项，胡萝卜韧皮部细胞是已分化的体细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，故D正确。]课堂小结持久稳定不可逆基因选择性的表达离体组织培养当堂检测1．D[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细胞分化，其结果是细胞的种类增加。图中A属于细胞生长，B属于细胞分裂，C属于受精作用，D属于细胞分化。]2．D[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。]3．B[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。]4．D[细胞具有全能性的根本原因是分化