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6.2细胞的分化学案
【学习目标】
知识目标：
（1）掌握细胞分化的概念
（2）说出细胞分化的意义
能力目标：例举细胞分化的其他实例
情感、态度和价值观：了解生命的丰富性，珍惜生命
【学习重难点】
教学重点
1.细胞分化的概念和意义。
2.细胞全能性的概念。
3.细胞分化与细胞分裂的关系。
教学难点
1.细胞分化的概念。
2.细胞全能性的概念及实例。
【预习新知】
细胞分化及其意义
1．概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2．特点
3．实质：在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同(即基因的选择性表达)。
4．表现
细胞水平：产生特定的细胞。
分子水平：合成特定的蛋白质。
5．实例：构成人体四种组织的细胞，如上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等；植物的叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞等。
6．意义
(1)是生物个体发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
细胞的全能性
1.概念
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。
2.实例
(1)植物细胞的全能性：
细胞实现全能性的前提是具备“细胞核”，故无核的细胞(如哺乳动物成熟红细胞)不能实现全能性。
a.胡萝卜经组织培养产生完整植株的过程
如图①～⑥表示操作顺序：
①取胡萝卜韧皮部组织　②培养液中的韧皮部组织
③细胞分裂形成细胞团　④细胞分化
⑤根茎叶的形成　⑥移栽
b.结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即：细胞的全能性。
(2)动物细胞核的全能性
a.非洲爪蟾的核移植过程
①去核　②核移植　③8细胞胚
结论：高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
3.干细胞
(1)特点：
①具有分裂和分化能力。
②在动物和人体内，数量很少。
(2)举例：人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
【易错提示】
细胞全能性的三点提示
细胞全能性以产生完整个体为标志，若无完整个体产生，则不能体现全能性。胚胎干细胞发育成各种组织、器官不能体现全能性。
植物种子发育成植株不能体现全能性。
动物细胞因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。
【巩固训练】
1.下列实例可以说明细胞具有全能性的是( )
A.皮肤被划破后，伤口重新愈合
B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部
C.胚胎干细胞形成神经细胞
D.胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株
2.下列有关细胞全能性的叙述，错误的是( )
A.克隆羊“多莉”的诞生证明了动物细胞具有全能性
B.细胞全能性的根本原因是细胞内有能发育成完整个体的全套遗传信息
C.植物组织培养的成功表明植物细胞具有全能性
D.一般细胞分化程度越高，它的全能性就越低
3.下面关于细胞分化的叙述，错误的是( )
A.细胞分化一般是不可逆的
B.细胞分化过程中遗传物质发生改变
C.植物器官的形成是细胞分化的结果
D.机体不同的组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同
4.角膜缘干细胞缺乏症（LSCD）会造成患者严重视力障碍甚至失明。某研究团队将来自捐献者的皮肤细胞编辑为iPS细胞，诱导其分化为所需的角膜细胞并制成细胞薄膜。把细胞薄膜移植给LSCD患者后，细胞薄膜持续不断地生成角膜细胞，患者视力得到恢复且没有出现排斥反应。下列分析错误的是( )
A.iPS细胞的分裂、分化潜能比角膜上皮干细胞低
B.iPS细胞与角膜细胞的基因组成和细胞功能没有区别
C.iPS细胞诱导生成角膜细胞的过程体现了细胞的全能性
D.若移植的新角膜产生其他类型的细胞可导致移植失败
5.姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是( )
A.SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达
B.SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C.APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D.SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
6.细胞分化是生物个体发育的基础，其实质是( )
A.细胞形态结构的变化 B.细胞数目和种类的增多
C.基因的选择性表达 D.细胞种类的增加
参考答案
1.答案：D
解析：A、皮肤被划破后，伤口重新愈合属于细胞的分裂和分化，A错误;B、蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部说明细胞的增殖和分化，B错误;C、胚胎干细胞形成神经细胞，并没有形成完整的个体，不体现细胞的全能性，C错误;D、胡萝卜组织块经过植物组织培养产生完整植物，体现植物细胞的全能性，D正确故选:D。
2.答案：A
解析：A、克隆羊是通过核移植技术产生的，其诞生证明了动物细胞细胞核具有全能性，A错误；B、细胞全能性的根本原因是细胞内有能发育成完整个体的全套遗传信息，B正确；C、植物组织培养的成功表明植物细胞具有全能性，C正确；D、一般情况下，细胞分化程度越高，它的全能性就越低，D正确。
3.答案：B
解析：细胞分化过程中细胞中的遗传物质不发生改变, B错误。
4.答案：ABC
解析：A、iPS细胞属于多能干细胞，而角膜上皮干细胞属于专能干细胞，所以IPS细胞的分裂、分化潜能比角膜上皮干细胞高，A错误;
B、IPS细胞与角膜细胞的基因组成相同，都来源于同一个受精卵的分裂和分化，但由于基因的选择性表达，使得它们在功能上出现差异，B错误;
C、细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能，IPS细胞诱导生成角膜细胞的过程并未体现了细胞的全能性，C错误;
D、若移植的新角膜没有产生角膜细胞，而是产生其他类型的细胞，患者视力无法恢复，导致移植失败，D正确;
5.答案：D
解析：A、由题意可知，SCR蛋白基因和APC蛋白基因在分裂间期表达，A正确;B、由题意可知，SEP的功能异常，粘连蛋白不能被水解，导致子细胞染色体数目异常，B正确;C、由题意可知，APC蛋白失活，SCR蛋白不能被水解，姐妹染色单体不能正常分离，C正确;D、SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分裂，D错误。
6.答案：C
解析：细胞分化是生物在个体发育中，由一个或多个细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生一系列稳定性差异的过程，其实质是基因的选择性表达。
故选C。

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