【生物】2018届人教版一轮复习专题7-2细胞的分化学案 14页

‎【学案导航】---明方向！‎ ‎【课程学习目标】‎ ‎1.说出细胞分化的概念。‎ ‎2.举例说出细胞分化在生物界普遍存在的实例。‎ ‎3.简述细胞分化的特点和意义。‎ ‎4.描述细胞分化的过程及原因。‎ 第一层级：预学区.不看不讲 ‎【知识体系梳理】‎ 一、细胞的分化及其意义 ‎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①、②　结构　和③　功能　上发生④　稳定性差异　的过程。 ‎ ‎2.特点 ‎(1)细胞分化是一种⑤　持久性　的变化。 ‎ ‎(2)一般来说,分化了的细胞一直保持⑥　分化后　的状态,直到死亡。 ‎ ‎(3)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。‎ ‎3.意义 ‎(1)是生物⑦　个体发育　的基础。 ‎ ‎(2)使多细胞生物体中的细胞趋向⑧　专门化　,有利于提高各种⑨　生理功能　的效率。 ‎ ‎4.原因:在个体发育过程中,不同的细胞中⑩　遗传物质　的执行情况不同。 ‎ 二、细胞的全能性 ‎1.概念:已经　分化　的细胞,仍然具有　发育成完整个体　的潜能。 ‎ ‎2.植物细胞的全能性 ‎　高度分化　的植物细胞仍具有发育成　完整植株　的能力。 ‎ ‎3.动物细胞的　细胞核　具有全能性。如: ‎ ‎(1)非洲爪蟾的核移植实验:将肠上皮细胞的　细胞核　移植到　去核的卵细胞　中,结果获得了新个体。 ‎ ‎(2)克隆羊多利的培育:将　乳腺　细胞的　细胞核　移植到　去核的卵细胞　中。 ‎ ‎4.干细胞:动物和人体内仍保留着少数具有　分裂　和　分化　能力的细胞。 ‎ ‎【基础学习交流】‎ ‎1.在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程叫细胞的分化。细胞分化的基础是什么?细胞分化后,细胞中的遗传物质是否发生了改变?‎ ‎2.如何从细胞水平、细胞亚显微结构水平、蛋白质分子角度和核酸分子的角度对细胞分化进行分析?‎ ‎3.细胞分化的结果是什么?人体发育过程中,原肠胚后期的细胞,其分化程度达到最大,老年人体内的细胞是否全部发生了分化?‎ ‎4.高度分化的植物细胞和动物细胞的细胞核都具有全能性,全能性的实现需要哪些条件?植物组织培养的理论基础是什么?‎ 第二层级：导学区.不议不讲 ‎【重点难点探究】‎ 知识点一:细胞分裂和细胞分化的比较 ‎1.请列表从细胞变化、发生时间和在个体发育中的意义三个方面区别细胞分裂和细胞分化。‎ ‎2.细胞分裂和细胞分化之间有何联系?‎ ‎3.细胞分化过程中,遗传物质是否发生了改变?为什么?‎ ‎4.同一生物体不同细胞的遗传物质都相同,为什么不同组织器官中细胞的形态、结构和功能差异很大?‎ 知识点二:理解细胞分化与细胞全能性的关系 ‎1.请将细胞分化与细胞全能性的关系填写在下表中。‎ 细胞分化 细胞全能性 结果 大小 比较 关系 ‎　2.请将下表中说明细胞全能性的实例补充完整。‎ 实例 全能性说明 ‎①　　　　　　　 ‎ 说明高度分化的植物细胞具有发育成完整个体的能力 克隆绵羊 说明高度分化的动物细胞的②　　　　具有全能性 ‎ 花药离体培养 说明生殖细胞(③　　　)具有全能性 ‎ 雄蜂的发育 说明生殖细胞(④　　　　)具有全能性 ‎ ‎　　3.以下是细胞全能性大小比较,请将“>”或“<”填入相应空白处。‎ ‎(1)植物细胞①　　　动物细胞; ‎ ‎(2)受精卵②　　　生殖细胞③　　　体细胞; ‎ ‎(3)细胞分裂能力强的④　　　细胞分裂能力弱的; ‎ ‎(4)分化程度低的体细胞⑤　　　分化程度高的体细胞; ‎ ‎(5)幼嫩细胞⑥　　　　成熟细胞⑦　　　　衰老细胞。 ‎ ‎4.细胞分化一定不可逆吗?分化的植物细胞在什么条件下能表现出全能性?‎ ‎【思维拓展应用】‎ 例1　下列关于细胞分化与细胞分裂的叙述,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.细胞分化是基因选择性表达的结果 C.细胞分裂是细胞分化的基础 D.细胞分化过程中遗传物质逐渐减少 ‎　　例2　下列与体细胞的全能性无关的叙述是(　　)。‎ A.克隆绵羊“多利”的产生 B.用胡萝卜的韧皮部细胞培养胡萝卜植株 C.试管婴儿的培育 D.利用甘蔗幼芽细胞大量繁殖甘蔗幼苗 第三层级：固学区.不练不讲 ‎【基础智能检测】‎ ‎1.下列关于细胞分化的说法中,错误的是(　　)。‎ A.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 B.细胞分化与生物发育有密切关系 C.细胞分化仅发生在胚胎时期 D.细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程 ‎2.植物细胞表现出全能性的必要条件是(　　)。‎ A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟植物的细胞核移植到去核的卵细胞中 ‎3.下列过程中,没有发生细胞分化的是(　　)。‎ A.同一群胚胎细胞,有的发育成红细胞,有的发育成心肌细胞 ‎ B.愈伤组织发育出根和芽 C.离体的植物细胞在培养液中形成愈伤组织 D.蜜蜂的卵细胞发育成雄蜂 ‎4.下列关于细胞全能性的理解不正确的是(　　)。‎ A.高度分化的植物体细胞仍具有全能性 B.细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在条件 C.通过植物组织培养得到试管苗,是植物细胞具有全能性的有力证据 D.通过动物细胞培养可获得大量细胞,证明了动物体细胞也具有全能性 ‎【全新视角拓展】‎ ‎5.下图是某细胞增殖和分化的概念图,据图回答下列问题:‎ ‎(1)图A表示的是　　　　过程,图B表示的是　　　　过程。 ‎ ‎(2)图中的b、c、d、e四类细胞中具有相同的　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)若a为植物细胞,而d能在体外条件下培养成一个植物体,说明d具有　　　性。 ‎ 第四层级：思学区.不思不复 ‎【思维导图构建】‎ ‎【答案】‎ ‎【知识体系梳理】‎ ‎①形态　②结构　③功能　④稳定性差异　⑤持久性　⑥分化后　⑦个体发育　⑧专门化　⑨生理功能　⑩遗传物质　分化　发育成完整个体　高度分化　完整植株 细胞核　细胞核　去核的卵细胞　乳腺　细胞核 去核的卵细胞　分裂　分化 ‎【基础学习交流】‎ ‎1.细胞分化的基础是细胞分裂。细胞分化后,细胞中的遗传物质没有发生改变。‎ ‎2.从细胞水平分析,细胞分化是细胞形态、结构和功能改变的结果;从细胞亚显微结构水平分析,细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果;从蛋白质分子角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量和功能改变的结果,这是细胞分化的直接原因;从核酸分子角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果,这是细胞分化的根本原因。学科*网 ‎3.细胞分化的结果是形成了形态、结构、功能具有稳定性差异的组织、器官。老年人体内还存在具有分裂能力的细胞,如生发层细胞、骨髓干细胞等,所以其体内的细胞并没有全部发生分化。‎ ‎4.全能性的实现需要离体状态、水、无机盐、有机营养及激素、适宜的温度等条件;植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性。‎ ‎【重点难点探究】‎ 知识点一:细胞分裂和细胞分化的比较 ‎1.‎ 细胞分裂 细胞分化 比较项目 细胞变化 细胞数量增多 细胞形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,且这种变化不可逆转 发生时间 从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的细胞发育到一定时期停止分裂 在整个生命历程中 在个体发 育中的意义 保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性 没有细胞分化,生物体就不能进行正常发育 ‎2.细胞分裂是细胞分化的基础,通过细胞的分裂和分化,生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。‎ ‎3.没有发生改变,因为细胞分裂是细胞分化的基础,有丝分裂保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性,细胞分化是细胞形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,是基因选择性表达的结果,发生分化的细胞,遗传物质并未改变。‎ ‎4.细胞分化是在特定时间和空间条件下基因选择性表达的结果。同一生物体内不同细胞的核基因都是相同的,但在个体发育不同的时期和机体不同的部位,细胞内表达的基因是不相同的,从而形成的组织器官中细胞形态、结构和功能差异很大。‎ 知识点二:理解细胞分化与细胞全能性的关系 ‎1.‎ 细胞分化 细胞全能性 结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体 大小 比较 细胞全能性有大小之分,如受精卵>生殖细胞>体细胞 细胞分化程度有高低之分,如体细胞>生殖细胞>受精卵 关系 ‎①两者的遗传物质都不发生变化;②细胞的分化程度越高,具有的全能性越小 ‎2.①植物组织培养　②细胞核　③精子　④卵细胞 ‎3.①>　②>　③>　④>　⑤>　⑥>　⑦>‎ ‎4.不一定。细胞分化在自然条件下是不可逆的,但在人工条件下可以去除分化回到未分化状态;已经分化的植物细胞在离体、充分的营养物质、植物激素以及适宜的条件下全能性可以得到表达。‎ ‎【思维拓展应用】‎ 例1　D ‎【解析】在细胞分化过程中,遗传物质并没有发生变化,细胞中仍含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质,正因为如此,一个细胞能培养成一个生物体。‎ 例2　C ‎【解析】试管婴儿的培育涉及的生殖方式是有性生殖。‎ ‎【基础智能检测】‎ ‎1.C　2.C　3.C　4.D ‎【全新视角拓展】‎ ‎5.(1)细胞增殖　细胞分化　(2)遗传信息或染色体数 ‎(3)全能 ‎【思维导图构建】‎ ‎①形态、结构和生理功能　②遗传物质　③基因选择性　④全部基因 ‎【典例指津】---授技法！‎ 热点题型一 细胞的分化与细胞全能性 例1、下列对于细胞分化不同水平的分析，不正确的是 (　　)‎ A．从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果 B．从细胞的亚显微结构水平分析，细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果 C．从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因 D．从核酸分子的角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果 ‎ ‎【答案】　C ‎【解析】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。细胞分化是基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。学科*网 ‎【提分秘籍】‎ ‎(1)关于干细胞的2点提醒 ‎①干细胞就是“什么都能干、干什么都可以”的细胞，能增殖、能分化。‎ ‎②干细胞的应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，因为自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应；另外，干细胞的研究为癌症、癫痫，糖尿病等疾病的根治带来了希望。‎ ‎(2)细胞全能性表达的4个条件 ‎①离体(必要条件)；‎ ‎②一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)；‎ ‎③激素，尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要；‎ ‎④适宜的条件(适宜的温度、pH等)。‎ ‎【举一反三】 ‎ 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．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 ‎【答案】　D ‎【方法技巧】细胞分化与全能性的标志 ‎ ‎(1)细胞分化的标志 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 水解酶基因等不能证明细胞发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。‎ ‎(2)判断细胞全能性的标志 由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性；由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。‎ ‎【真题回眸】---知难易！‎ ‎1.（2016海南卷.9）下列关于植物细胞的叙述，错误的是 ‎ A.高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能 ‎ B.植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同 ‎ C.种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的 ‎ D.叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果 ‎【答案】A ‎2.（2016新课标2卷.1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是 A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献 B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞 C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果 D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株 ‎【答案】B ‎【解析】细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A项正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞，B项错误；细胞分化的实质是在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C项正确；借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D项正确。‎ ‎【能力提升】---长士气！ ‎ 一、选择题（8小题）‎ ‎1．一个受精卵能发育形成复杂的生物体，主要是下列哪项生理过程起作用 （ ）‎ A．细胞分裂 B．细胞生长 C．细胞成熟 D．细胞分裂和分化 ‎【答案】D ‎【解析】一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体。‎ ‎2．在细胞分化过程中，一般不会出现的是 （ ）‎ A．细胞形态的改变 B．细胞结构的改变 C．细胞生理功能的改变 D．细胞核遗传物质发生改变 ‎【答案】D ‎【解析】细胞分化的实质是基因选择性表达，细胞分化后会在形态、结构和生理功能上发生改变，而细胞核中的遗传物质不会发生改变。学科*网 ‎3．图中甲、乙、丙、丁分别表示某人体内的几种细胞，形成这些不同细胞的过程叫 （ ）‎ A．细胞分裂 B．细胞生长 C．细胞分化 D．细胞增殖 ‎【答案】C ‎4．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过组织培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中，重组细胞能发育成有生殖能力的绵羊。下列叙述不正确的是（ ）‎ A．高度分化的动植物细胞都能表现全能性 B．未离体的体细胞一般不会表现出全能性 C．已分化细胞中不表达的基因仍可存在于细胞核中，并没有消失 D．细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 ‎【答案】A ‎【解析】该事实体现了植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；在生物体内，由于基因选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官，B正确；细胞分化的实质是基因选择性表达，不表达的基因仍存在于细胞核中，C正确；细胞分化是基因选择性表达的结果，D正确。‎ ‎5．下列实验中不能体现细胞全能性的有 （ ）‎ A．用转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株 ‎ B．用烧伤病人的健康细胞培养出皮肤 ‎ C．蜜蜂的未受精的卵细胞发育成雄蜂 ‎ D．用单个胡萝卜细胞培养成可育的植株 ‎【答案】B ‎【解析】将转基因向日葵细胞培育成植株体现了植物细胞的全能性；用烧伤病人的健康细胞虽然培养出了皮肤，但没有形成完整个体，因此不能说明细胞的全能性；蜜蜂的未受精的卵细胞发育成雄蜂体现了细胞的全能性；用单个胡萝卜细胞培养出胡萝卜植株，体现了植物体细胞具有全能性。‎ ‎6．下列关于细胞的全能性的叙述，不正确的是 （ ）‎ A．具有全部遗传信息是细胞的全能性的基础 B．是指细胞具有分裂分化成完整个体的潜能 C．细胞的全能性随着细胞分化程度增高而降低 D．种子萌发长成幼苗体现了植物细胞的全能性 ‎【答案】D ‎7．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．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 C．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂 D．用胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 ‎【答案】C ‎【解析】壁虎断尾后重新长出尾部，没有形成新个体，不能体现动物细胞的全能性，A错误；用体外培养的皮肤治疗烧伤病人属于自体移植，也没有形成新个体，不能体现动物细胞的全能性，B错误；蜜蜂的未受精的卵细胞发育成雄蜂，体现了动物细胞的全能性，C正确；用胡萝卜韧皮部细胞培育出植株体现了植物细胞的全能性，D错误。‎ ‎8．在生物体内，细胞不表现出全能性，这是因为 （ ）‎ A．细胞丧失了全能性 B．基因选择性表达 C．不同的细胞内基因不完全相同 D．在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化 ‎【答案】B 二、非选择题（2小题）‎ ‎9.如图甲为人体的部分细胞分化示意图，图乙为人体细胞结构示意图。请据图回答： ‎ ‎（1）图甲中细胞的全能性最高的是 （填字母）细胞，骨髓移植实质上是将图甲中的 ‎ ‎ （填字母）细胞移植到患者体内。‎ ‎（2）图甲中的皮肤细胞、肝细胞、白细胞结构和功能不同的原因是 。‎ ‎（3）图乙中不具有膜结构的细胞器是 （填序号）。遗传物质存在的场所是 （填序号)。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）a c ‎ ‎（2）基因选择性表达 ‎ ‎（3）②⑧ ⑥⑩‎ ‎【解析】‎ ‎（1）细胞分化程度越低，全能性越高，则图甲中细胞的全能性最高的是a细胞；因为造血干细胞可以分化成各种血细胞，骨髓移植实质上是将图甲中的造血干细胞移植到患者体内。‎ ‎（2）图甲中的皮肤细胞、肝细胞、白细胞结构和功能不同是细胞分化的结果，根本原因是基因选择性表达。‎ ‎（3）不具有膜结构的细胞器为核糖体和中心体，为图乙中的⑧和②；人体细胞中遗传物质存在的场所有细胞核、线粒体，为图中的⑥和⑩。学科*网 ‎10.如图表示人体内部分结缔组织细胞的形成过程。其中，成纤维细胞的形成过程未经人为调控。A细胞到单核细胞、血红细胞的几种途径中部分属于人为调控过程，PU、GATA为两种蛋白质，是细胞内的调控因子。‎ ‎（1）在上图所示成纤维细胞增殖过程②中，中心体和染色体数的倍增分别发生在有丝分裂的 期和 期。 （2）下表比较了过程①和②的特点，用“√”表示“发生”，用“×”表示“不发生”，完成下表：‎ 事件 过程①‎ 过程②‎ 遗传物质改变 ‎1‎ ‎5‎ 细胞功能改变 ‎2‎ ‎6‎ 伴随蛋白质合成 ‎3‎ ‎7‎ 细胞数量增加 ‎4‎ ‎8‎ 则表中应该“√”表示的序号有 。 （3）图中A、B、C、D四类细胞，分化能力最接近胚胎干细胞的是 。A细胞到单核细胞、血红细胞的过程被称为 ，两种细胞不同的根本原因是 。 （4）若要使血红细胞前体直接转变成单核细胞，可行的人为调控措施是 。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）间 后 ‎（2）2、3、7、8‎ ‎（3）A 分化 基因选择性表达 （4）降低GATA的浓度、增加PU的浓度 ‎【解析】‎ ‎（1）人体成纤维细胞是体细胞，其增殖方式为有丝分裂，在有丝分裂的间期DNA复制后，中心体也完成了复制。有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，使染色体数目加倍。 （2）图示①为细胞分化过程，在此过程中DNA的序列不会发生改变，但由于基因选择性表达，形成了与其功能相适应的蛋白质，此过程中不会使细胞数目增加；②是细胞有丝分裂过程，正常情况下，细胞内的DNA也不会发生改变，其功能就是增加细胞数目，因此该过程中伴随相应蛋白质的合成，如相应酶的合成。 （4）分析图示可知，A细胞到单核细胞、血红细胞的几种途径中部分属于人为调控过程，当GATA的浓度大于PU浓度时，血红细胞前体可自然发育为血红细胞，因此，人为调控二者的含量，如降低GATA的浓度（或增加PU的浓度）可抑制血红细胞的形成，并可直接使血红细胞前体形成单核细胞。 ‎