2020_2021学年新教材高中生物第6章细胞的生命历程第2节细胞的分化课件新人教版必修1 46页

第2节　细胞的分化 课标要求 核心素养 1. 说明细胞分化形成各种组织。 2. 举例说明细胞的全能性。 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。 新知预习 · 双基夯实 一、细胞分化及其意义 1 ． 概念： 2 ． 特征： 具有普遍性、 __________ 、遗传物质不变性、稳定性和不可逆性。 3 ． 原因： 不同种类的细胞中 ______________________ 不同。 4 ． 意义： (1) 生物 ____________ 的基础。 (2) 使多细胞生物体中的细胞趋向 ________ 化，有利于提高各种 ____________ 的效率。 持久性 遗传信息的表达情况 个体发育 专门 生理功能 二、细胞的全能性 1 ． 概念： (1) 前提： ____________ 的细胞。 (2) 本质：具有 ______________________________________ 的潜能和特性。 2 ． 基础： 细胞中含有发育成完整生物体所需要的 ______________ 。 已经分化 产生完整有机体或分化成其他各种细胞 全部遗传信息 韧皮部 发育成完整植株 细胞核 去核 细胞核 5 ． 干细胞： (1) 特点： ①动物和人体内，数量少。 ②具有 __________________ 。 (2) 举例：人的骨髓中有许多 ______________ 能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。 分裂和分化能力 造血干细胞 (1) 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。 ( 　　 ) (2) 细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。 ( 　　 ) (3) 细胞分化使生物体内细胞种类、数量增多。 ( 　　 ) (4) 细胞分化在生物界普遍存在，是个体发育的基础。 ( 　　 ) (5) 玉米种子萌发长成新植株 ( 　　 ) √ × × √ × (6) 克隆猴 “ 中中 ”“ 华华 ” 的培育体现了动物细胞具有全能性。 ( 　　 ) (7) 人的骨髓中的造血干细胞通过分裂、分化成各种血细胞体现了全能性。 ( 　　 ) (8) 捐献造血干细胞可刺激骨髓加速造血，不会影响身体健康。 ( 　　 ) × √ √ 思考： 1 ．人是由受精卵发育而来的，有的细胞构成了头，有的细胞构成了手，受精卵怎么会有这么多功能，你知道原因吗？ 提示： 受精卵在进行增殖的过程中，发生了细胞的分化。 2 ． 同一受精卵分化的不同细胞内核 DNA 的数目及结构 “ 完全 ” 相同吗？ 提示： 核 DNA 的数目及结构相同，只是不同细胞内基因表达的情况不同。 3 ． 同一个体的神经细胞和肌细胞中的遗传物质相同吗？产生不同细胞的原因是什么？ 提示： 相同。都是由受精卵经有丝分裂发育而来的，产生不同的细胞是细胞分化的结果。 4 ． 全能性最强的细胞是什么细胞？有没有实验证明动物细胞有全能性？ 提示： 受精卵；只有实验证明动物细胞核具有全能性。 学霸记忆 · 素养积累 1 ．细胞的分化 (1) 概念：在个体发育过程中，相同细胞的后代，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情况不同。遗传物质没有发生变化。 (3) 特点：持久性，不可逆性、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专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 2 ．细胞全能性 (1) 概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体或其他各种细胞的潜能和特性。 (2) 体细胞具有全能性的原因：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，细胞核仍然保持着全能性。 (4) 植物细胞全能性：高度分化的植物细胞仍然具有全能性。 课内探究 · 名师点睛 1 ． 细胞分化的过程 (1) 图解 一 细胞分化及其意义 (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改变。 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改变。 ③从分子水平分析 a ．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 b ．基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。 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情况不同 ( 基因的选择性表达 ) ，如图所示： 拓展 (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，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 (1) 细胞分裂与细胞分化的区别和联系： 项目 细胞分裂 细胞分化 细胞变化 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 从受精卵开始 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，分裂能力则逐渐下降 知识贴士 (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进程的，但在胚胎时期达到了最大程度。 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，细胞的形态结构和生理功能发生改变 典例剖析 典例 1 D 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。 1 ． (2019 · 河北省承德市高一 ) 下列关于细胞分化的叙述，不正确的是 ( 　　 ) A ．是一种持久性的变化　　　 B ．遗传物质发生改变导致细胞分化 C ．结果是使细胞趋向专门化 D ．发生在生物体的整个生命进程中 变式训练 B 解析： 分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，可见细胞分化是一种持久性的变化， A 正确；细胞分化是基因选择性表达过程，分化过程中遗传物质没有发生改变， B 错误；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率， C 正确；细胞分化发生在生物体的整个生命进程中， D 正确。 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，单独培养。 ②一定的营养物质和激素。 ③适宜的环境条件。 二 细胞的全能性与干细胞 (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 细胞分化程度有高低之分：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改变，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 特别提醒 ： 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志。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；尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。 2 ． 干细胞的种类 (1) 根据干细胞的分化能力可分为： 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：可发育成专门的组织和器官，如神经干细胞。 (2) 根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。 (2019 · 江苏省泰州中学高一 ) 下列细胞的全能性最容易表达出来的是 ( 　　 ) A ．蛔虫的受精卵细胞　 B ．蚕豆的叶肉细胞 C ．人的口腔上皮细胞 D ．蛙的神经细胞 典例剖析 典例 2 A 解析： 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。细胞全能性大小的比较：受精卵＞卵细胞 ( 生殖细胞 ) ＞体细胞，植物细胞＞动物细胞。因此上述四项中全能性最大的是蛔虫的受精卵细胞，其次是蚕豆的叶肉细胞，再次是人的口腔上皮细胞与蛙的神经细胞，因此 A 符合题意， B 、 C 、 D 不符合题意。 2 ． (2020 · 北京市西城区高一 ) 下列生命现象中能体现细胞全能性的是 ( 　　 ) A ．精子和卵细胞结合形成受精卵 B ．用马铃薯块茎繁殖出新的植株 C ．体外培养皮肤细胞得到皮肤组织 D ．用植物的花粉组培得到完整植株 变式训练 D 解析： 精子和卵细胞结合形成受精卵，属于正常的受精作用，不能体现细胞的全能性， A 错误；用马铃薯块茎繁殖出新的植株，属于营养繁殖 ( 无性繁殖 ) ，不能体现细胞的全能性， B 错误；体外培养皮肤细胞得到皮肤组织，没有形成完整的个体，不能体现细胞的全能性， C 错误；用植物的花粉组培得到完整植株，为花药离体培养，体现了植物细胞的全能性， D 正确。 指点迷津 · 拨云见日 细胞增殖、细胞生长及细胞分化的判断 1 ． 根据结果进行判断 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改变。 2 ． 根据图解进行判断 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，这种变化叫作细胞分化。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。 根据下图，回答问题： (1)①→② 、①→④的过程叫作 ______________ 。 (2)①→③ 的过程叫作 ______________ 。 (3)③→⑤ 的过程叫作 ______________ 。 典例 3 细胞的分化 (4) 组成②、③、④细胞的 ________ 、 ________ 、 ____________ 不同，因此它们属于不同的 ________ 。 (5)① ～⑤所示各细胞群中，具有分裂能力的是标号 __________ 所示细胞群。 细胞的分裂 细胞的生长 形态 结构 生理功能 组织 ①③⑤ 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，这种变化叫细胞的分化。 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，均具有分裂能力。  问题探讨 ⇨ P118 1 ． 提示： 健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。 2 ． 提示： 骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同类型的血细胞。  思考 · 讨论 ⇨ P118 1 ． 提示： 2. 提示： 不能；不会。因为细胞分化具有不可逆性。 细胞 形态、结构 功能 上皮细胞 排列紧密、细胞间质少 保护、吸收、分泌、排泄等 骨骼肌细胞 梭形、多核 进行收缩、舒张，产生运动 软骨细胞 体积小，椭圆形 合成和分泌基质与纤维 神经细胞 由细胞体和突起构成 接受刺激、传导冲动  思考 · 讨论 ⇨ P120 1 ． 提示： 由资料 1 可知，在适宜的条件下，植物细胞可以发育成完整的植物体。 2 ． 提示： 理论上也是可以的，但高度分化的细胞表现出全能性难度较大。 3 ． 提示： 不能。由资料 2 可知，已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。  练习与应用 ⇨ P122 一、概念检测 1 ． (1)× 　 提示： 受精卵具有全能性。 (2)√ 　 2.D 　 3.D 二、拓展应用 1 ． 提示： 通过植物组织培养技术繁殖花卉，保证花木的优良品质不变，并且繁殖得快。 2 ． 提示： 干细胞移植治疗是把健康的干细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞或组织，从而达到治愈的目的。