高中生物《细胞的分化》学案1 中图版必修2

1、细胞的分化背景知识互动1.植物体的各种组织是怎样形成的？2.人的哪种骨髓具有造血功能？3.生物体发育的起点是什么？进行的细胞分裂方式是什么？答案:1.它们是经过细胞分化形成的。细胞分化的过程大致是：细胞分裂所产生的新细胞，起初形态、结构方面都很相似，并且都具有分裂能力。后来，除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外，大部分细胞失去了分裂能力。在生长过程中，这些细胞各自具有不同的功能，它们在形态、结构上也逐渐发生了变化，结果就逐渐形成了不同的组织。2.红骨髓有造血功能。3.生物体发育的起点是受精卵。进行的细胞分裂方式是有丝分裂。知识链接初中生物学课中，生物的个体发育是要经过细胞分裂、组织分化、器官

2、形成而形成一个完整的性成熟的个体的过程。造血的过程本身是一个细胞分化的过程。典型例题探究【例1】在细胞分化的过程中，遗传物质将（）A.发生改变B.部分改变C.不改变D.是随机的解析：由于体细胞一般都是通过有丝分裂增殖而来的，分化的细胞中都有一整套和受精卵相同的遗传物质。答案：C规律发现此题在于考查学生对细胞分化概念的理解。【例2】 下列有关组织培养过程，其中正确的顺序是（）A.组织细胞、愈伤组织、试管苗B.愈伤组织、组织细胞、试管苗C.组织细胞、组织细胞、试管苗D.愈伤组织、组织细胞、试管苗解析：离体的器官、组织或细胞，在培养了一段时间后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而

3、无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。答案：A离体的器官组织或细胞愈伤组织植物体。教材习题研讨巩固提高：1.解析：最新科学研究表明，干细胞不仅是生物进化和发展的基本单位,也是组织、器官生长的基本单位，同时更是创伤、疾病损伤和衰老时机体再生和修复的基本单位。干细胞的再生修复机制是生物界的普遍规律。答案：到目前为止干细胞最主要的应用是治疗多种疾病。干细胞治疗疾病较传统的方法具有很多优点

4、，如低毒性，不需要完全了解疾病发病的确切机理；若用自身干细胞移植，则无免疫排斥反应。方法点拨干细胞是“万能细胞”，干细胞是“源泉细胞”，干细胞是细胞之母。理论上讲，干细胞可以治疗各种疾病，但其最适合的疾病是组织坏死性疾病（如缺血引起的心肌坏死）进行性病变，（如帕金森氏综合症）自体免疫疾病（如胰岛素依赖型糖尿病等）。理论上讲，干细胞可以治疗各种疾病。除此之外，干细胞的医学应用还包括体外制造人体器官，然而这比体内移植干细胞要复杂得多。干细胞和动物工程的结合将有可能解决这一问题，用干细胞技术修复病损组织；造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法；随着基

5、因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的发展，按照一定的目的，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织和器官。干细胞的医学应用还包括体外制造人体器官。2.解析：细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能。至今尚无实验证明分化的动物细胞具有全能性，但许多实验证明了体细胞核的全能性。答案：植物细胞具有全能性，而动物细胞的细胞核具有全能性。细胞全能性在实践中的应用是：能够进行植物组织培养，动物组织和器官以及个体的培养等。分析讨论：细胞具有全能性的原因是：细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。1.造血干细胞可分化成红细胞、粒细胞、血小板、淋巴细胞等

6、血细胞，每种血细胞都有自己的功能，这样就为血细胞完成多种生理功能提供了保障。2.骨髓移植是从20世纪50年代逐渐发展起来的一种医疗技术。骨髓移植是指把骨髓细胞从一个人体内移植（一般是通过静脉输入）到另一个人体内。确切地说，“骨髓移植”应该叫做“造血干细胞移植”。造血干细胞是人体内所有血细胞的“种子”，血液中的红细胞、白细胞（包括粒细胞、单核细胞、淋巴细胞）和血小板等，都是由它经过多次分化发育而来的。造血干细胞具有自我复制（即产生新的造血干细胞），进行自我补充。造血干细胞是几种血细胞的前体细胞，它先分化为单能干细胞，再由单能干细胞分化成不同的血细胞。教材优化全析1.细胞分化所有高等生物体都是由同

7、一来源的细胞即受精卵发育而成的。受精卵通过细胞分裂增加细胞数目。例如人从受精卵发育到儿童需进行平均约41次有丝分裂，可产生241=2.21012个细胞；成年人则可达21014个细胞。这些由受精卵通过细胞分裂产生的子细胞中，大多数为适应特定的功能，而合成特异的蛋白质，形成特殊的形态结构，因而产生了各种不同类型的细胞。这种细胞之间产生稳定差异的过程就叫细胞分化(cell differentiation)。所以，细胞分化是指一种类型的细胞在形态结构、生理功能和生物化学特性方面稳定地转变成另一类型细胞的过程(下图)。细胞和组织分化的不同途径*内胚层：只形成这些器官、系统的上皮思维拓展分化的细胞所呈现出

8、的形态结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的变化，如级成结构蛋白质和催化化学反应的酶。探究活动人体造血干细胞的功能研究课文图418中的各种细胞功能是：红细胞：运输氧气。血小板：参与血液凝固。噬（嗜）碱性粒细胞：白细胞的一种，与某些过敏反应有关。噬（嗜）酸性粒细胞：白细胞的一种，有吞噬较大寄生物或其他外物的能力。噬（嗜）中性粒细胞：白细胞的一种，寿命很短（只在血液中停留几个小时），可以大量地消灭侵入人体内的细菌。单核细胞：又叫做巨噬细胞，存在于人体的结缔组织，具有强大吞噬能力。要点提炼初中生物课上学过人体的血液中的血细胞由红细胞、白细胞、血小板组成。B淋巴细胞：参与体液免疫，产生抗体。T淋巴

9、细胞：参与细胞免疫，可以产生淋巴因子。原粒细胞分化成的骨髓造血干细胞属于多能干细胞。造血干细胞至少具有产生12种类型血细胞的潜能(图418中只有两种淋巴细胞，其实还可以再细分，一共6种)。思维拓展两种淋巴细胞可以穿过毛细血管壁，活动于血液、淋巴及血管之外、各组织之间的组织液中。参考资料：多能干细胞具有自我增殖和分化两种功能。多能造血干细胞增殖、分化而产生定向干细胞，定向干细胞再分化产生分化细胞。定向干细胞与多能干细胞不同，是各系的母细胞，特点如下：定向干细胞已有所分化，失去多方向分化的能力，只能向一系或相关的两系细胞分化。增殖能力不是无限的，只能分裂几次。在定向干细胞上具有对某种调节因子起反应

10、的结构。如原红细胞上具有促红细胞生成素受体，在调节因子促红细胞生成素的作用下，可经过分化的原始阶段、幼稚阶段至成熟阶段，形成成熟的红细胞。其他种类的定向干细胞不能接受促红细胞生成素的作用，因而不能分化为红细胞。多能造血干细胞和定向干细胞共同组成造血干细胞库，以维持体内血细胞的数量。2.细胞的全能性要点提炼细胞的分化具有不可逆性，分裂的有限性等。干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞，多能干细胞可以分化出多种类型的细胞，但它不可能分化出足以构成完整个体的所有细胞，所以多能干细胞的分化潜能称为多能性。单能干细胞来源于多能干细胞，具有向特定细胞系分化的能力，也称为祖细胞。受精卵能够分化出各种细胞、组织

11、，形成一个完整的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性。随着分化发育的进程，细胞逐渐丧失其分化潜能。从全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定型的细胞。以上的干细胞就是具有多能性，而不是全能性。植物的枝、叶、根都有可能长成一株完整的植株。细胞培养的结果也证明单个分化的植物细胞也可以培养成一个完整的植株。细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能。大量科学实验证明，高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力。1958年曾有美国科学家Steward将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，而最终发育成完整的新植物，体现了细胞的全能性。细胞的全能性是高度分化的细胞仍然有发育成完整生物个

12、体的潜能。Steward的实验表明了整个植物细胞具有全能性。细胞全能性的原因是，由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，携带有与本物种相同的DNA分子。因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。细胞具有全能性是因为细胞内有与本物种发育所需的全套遗传物质。成熟动物细胞显然不具备全能性。其原因并非在细胞核而在细胞质，如大量的核移植实验证实，分化细胞的核仍保留完整的基因组DNA。我国发育生物学家童第周1978年成功地将黑斑蛙成熟的细胞核移入去核的受精卵细胞内，培育出了蝌蚪。20世纪60年代的爪蟾和80年代小