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第六章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
在个体发育过程中，细胞究竟出现了什么样的变化呢？
课程学习目标
1.通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面的特异性变化，归纳细胞分化的概念，进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。
2.通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例，阐明细胞的全能性。
3.通过了解干细胞的特点，关注干细胞在生物医学上的应用，提升社会责任意识。
1.由受精卵发育为小鸡个体，通过什么样的方式增加了细胞数目？
2.细胞的种类是否发生了变化，你是如何判断的？
有丝分裂
是;组成不同组织器官的细胞不相同
比较构成人体组织的细胞（P118）
上皮细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
1.比较以上细胞的相同点与不同点
相同点：都有细胞膜、细胞质和细胞核构成
不同点：形态、结构、功能上各不相同。
2.细胞的遗传物质有没有发生变化？为什么？
因为这些细胞都是由同一个受精卵经过有丝分裂得来的，遗传物质没有发生变化。
1
概念：
在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
分化的对象：
一个或一种细胞。
分化的结果：
产生形态、结构、
功能不同的细胞。
细胞数目增多
细胞种类增多
2
分化的特点
根据下列事实分别说出细胞分化的特点是什么？
事实1：细胞分化发生在整个生命进程中。
事实2：分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；
事实3：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
持久性
不可逆性、稳定性
普遍性
1.请比较来自同一哺乳动物的红细胞和B细胞，并回答下列问题：
(1)由同一个受精卵通过有丝分裂产生的两个子代细胞的遗传物质—DNA（基因）相同，为什么分化后却合成不同的蛋白质？请提出你的假设。
假设一：分化是细胞内的部分基因丢失，所以分化后合成不同的蛋白质。
任务一
探究细胞分化的原因和结果
3
分化的原因
假设二：分化是细胞内有的基因表达了，有的基因没有表达，所以分化后合成不同的蛋白质。
2.科学家利用技术检测到来自同一哺乳动物的红细胞和肌细胞及浆细胞内含有的基因和蛋白质的情况如下表所示：
注：“＋”表示有，“－”表示无。
(1)请结合经典实验结果，得出细胞分化的根本原因。
基因的选择性表达。
细胞中基因 细胞中蛋白质
抗体基因 血红蛋白基因 抗体 血红蛋白
B细胞 ＋ ＋ ＋ －
红细胞 ＋ ＋ － ＋
细胞中基因 细胞中蛋白质
抗体基因 血红蛋白基因 呼吸酶基因 抗体 血红蛋白 呼吸酶
B细胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
红细胞 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋
(2)检测到细胞内含有呼吸酶，能说明细胞发了分化吗？
不能，呼吸酶基因在所有的细胞中均表达
管家基因
奢侈基因
ATP合成酶基因
呼吸酶基因
核糖体合成酶基因
胰岛素基因
血红蛋白基因
抗体基因
管家基因：所有细胞均表达，维持生命活动所必需的。
奢侈基因：指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
E
D
B
A
C
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
遗传物质不变
A B C D E
E
D
C
A
B
基因
： 基因选择性表达的结果
3
分化的原因（实质）
分化
连线：细胞分化中的变与不变。
形态、结构和生理功能
细胞器的种类和数量
蛋白质的种类
细胞数量
细胞内的遗传物质
变
不变
（1）细胞分化是生物个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。
（2）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。
4
分化的意义
职业分工
细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞数量
形态、结 构、功能
相同点
联系
增加
相同
不变
有差异
遗传物质（遗传信息）都不变
小结：比较细胞分裂与细胞分化
在个体发育中，细胞先分裂，后分化，细胞分裂是细胞分化的基础，两者共同完成生物个体发育过程。细胞分化程度越大，分裂能力越弱。
核心归纳
细胞分裂和细胞分化的关系
项目 细胞分裂 细胞分化
发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命进程中
原因 细胞增殖需要 基因的选择性表达
结果 细胞数目增多 细胞种类增多
意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体的正常发育
联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降
1.(2023·云南昆明高一期末)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.细胞分化使细胞趋向全能化
D.细胞分化使细胞结构和功能发生改变
√
2.如图是胚胎干细胞分化形成多种细胞的示意图。下列相关叙述错误的是
A.细胞分化是基因选择性表达的结果
B.胚胎干细胞和骨骼肌细胞中酶的种类相同
C.血细胞和神经细胞蛋白质的种类差异明显
D.心肌细胞和肝细胞的遗传物质没有很大差异
√
？
从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。
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如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
1.如图是胡萝卜的组织培养过程，请分析回答下列问题：
(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在 条件下并需要 。
离体
一定的外界条件
(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？
植物激素、无机盐和糖类等物质。
(3)本实验的结论是什么？
高度分化的植物细胞离体培养下也能发育成完整植株。
任务二
分析细胞的全能性
2.如图是非洲爪蟾的核移植过程，请分析回答下列问题：
（2）如果直接将蝌蚪的肠上皮细胞进行培养，能不能形成完整的个体？与第1题中的植物细胞实验相比，你能从该实验得出什么结论？
不能形成完整的个体；
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
（1）蝌蚪的性状主要与供卵的蛙相同还是与供核的蛙相同，为什么？
供核的蛙；
细胞核是遗传和代谢的控制中心。
1
概念：
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。
细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质
（1）离体（必要条件）；
（2）一定的营养物质（无机盐、糖类等）和植物激素；
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。
2
原因：
3
条件：
想一想
为什么高度分化的体细胞具有全能性呢
想一想
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，为什么呢？
3.通过下图比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。
（1）图中分化程度最高和最低的细胞？他们还能分裂分化吗？
皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞；
一般不能分裂分化。
（2）细胞全能性大小与分化程度之间的关系：
。
受精卵，可以分裂分化。
一般来说，细胞分化程度越高，全能性越低
植物体细胞 动物体细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
＞
＞
（1）不同生物：
（2）同一生物：
一般来说，细胞分化程度越高，全能性越低。
判断：
①雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。（ ）
√
②分化程度高的细胞全能性一定低（ ）
如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然很高。
×
③分化的细胞一定不再进行分裂（ ）
如B淋巴细胞，接受抗原刺激后仍可再分裂。
×
4
细胞全能性的高低
多能干细胞
全能干细胞
干细胞
概念：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
按分化潜能分
专能干细胞
类型：
骨髓移植的方法治疗白血病
利用胚胎干细胞修复病人损伤组织
干细胞领域依然面临着很多问题，也存在很多争议，有兴趣的同学可以查阅相关资料，了解干细胞的研究进展，思考科学、技术和社会的关系。
应用：
知识点 归纳与结论
细胞 分化 a.概念：
b.特点：
c.实质：
d.意义：
细胞的全能性
普遍性、持久性、稳定性，遗传物质没有改变
基因的选择性表达
是个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率
a.概念：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。
课堂小结
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
b.高度分化的植物细胞具有全能性
c.已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
3.(2023·广东湛江高一期末)2022年中科院宣布一项研究成果，首次真正意义上将人体多能干细胞“转化”为全能性的胚胎细胞。下列叙述错误的是
A.受精卵和人体早期胚胎细胞都具有全能性
B.细胞具有全能性的原因是细胞内含有个体发育所需的全套基因
C.若某种干细胞可分化为各种组织细胞，也可体现其全能性
D.造血干细胞发育成血细胞，充分体现动物细胞的全能性
造血干细胞发育成血细胞，是细胞分化的结果，不能体现动物细胞的全能性，D错误。
√
4.高度分化的体细胞可被诱导成类似胚胎干细胞的iPS细胞。科学家培养iPS细胞获得角膜组织，将其移植到一位几乎失明的女性左眼上，患者术后视力恢复到可阅读书籍的程度。下列叙述错误的是
A.iPS细胞的全能性高于高度分化的体细胞
B.获取iPS细胞的过程中细胞的遗传物质发生改变
C.获得角膜组织是基因选择性表达的过程
D.iPS细胞有望解决器官移植供体短缺等问题
获取iPS细胞的过程中细胞的遗传物质没有发生改变，B错误。
√

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