资源简介

6.2细胞的分化学案
【学习目标】
知识目标：
1.阐明细胞分化的概念；
2.举例说出细胞分化的应用；
3.解释细胞分化的实质及在生物个体发育中的意义；
4.举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用；
5.说出细胞全能性的内因及植物细胞和动物细胞全能性的不同点。
能力目标：
1.培养搜集、分析、归纳的信息能力和自主学习的能力；
2.探究细胞分化的特点，细胞全能性的概念，培养科学探究方法和生物学素养；
3.了解克隆技术。
情感态度价值观目标：
1.通过细胞分化的学习，确立辩证唯物主义的自然观，逐步树立科学的世界观；
2.通过细胞全能性的学习，进行有关干细胞研究进展资料的搜集和分析，养成关注生物科学发展、关注生命健康、关注社会热点等问题。
【学习重难点】
1、说明探究实验的基本方法和一般过程。
2、让学生知道细胞与外界溶液一起可以构成一个渗透系统。
3、举例说出细胞膜是选择透过性膜。
4、如何设计探究实验过程（材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测等）。
5、理解细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜。
【预习新知】
细胞的全能性
1.概念P119
(1)前提：已经分化的细胞。(2)本质：具有发育成完整个体的潜能（理论上遗传物质完整的细胞都具有全能性）。→由细胞发育成完整个体作为判断依据
2.基础（原因）：细胞中含有本物种全套遗传信息。
3.表现（实现）全能性的条件：①离体，②一定的营养物质（植物激素、糖类、无机盐等），③适宜的外界条件（PH、温度、光照、无菌等）。
4.全能性的大小顺序（实现的难易程度不同）：
受精卵>生殖细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞
5.全能性的实例（应用）
（1）植物组织培养
①理论基础：植物细胞具有全能性。
②条件：a离体.;b一定的营养物质（植物激素、无机盐、糖类等）.;c. 适宜的外界条件（光照、PH、温度等）。
③实验过程：完整的植株
④实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力（仍具有全能性）。
⑤植物组织培养技术的应用：
a.快速繁殖；b.生产无病毒植株；c.拯救珍稀濒危物种；d.和基因工程结合培育作物新类型。
(2)动物克隆
①理论基础：动物细胞核具有全能性。
②实验过程：乳腺细胞的细胞核＋去核的卵细胞克隆动物
③结论：已分化的动物体细胞的仍具有全能性。（克隆羊的培育属于有性生殖吗？不是，是无性生殖）
（3）干细胞：①概念：是指动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
②种类：全能干细胞；多能干细胞；专能干细胞。
③举例：如人骨髓中的造血干细胞。
细胞分化与细胞全能性的比较
细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性 ②稳定性和不可逆性 ③普遍性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性 ②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性
结果 形成形态、结构和生理功能不同的细胞群 形成新的个体
大小比较 细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞
联系 ①两者的遗传物质都不发生改变 ②已分化的细胞(动物细胞核)仍然保持全能性 ③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
【易错提示】
细胞分化的三点提醒
(1)细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变，只是基因的选择性表达。
(2)细胞分化伴随个体的整个生命过程，在胚胎时期达到最大程度。
(3)一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的植物细胞能够脱分化恢复全能性。
【巩固训练】
1.骨骼肌受到损伤时，卫星细胞（成肌干细胞）可增殖、分化为新的肌细胞，并与原有的肌细胞融合，重建肌纤维，使骨骼肌得到修复。下列叙述错误的是( )
A.卫星细胞是未发生分化的细胞
B.同一个体的肌细胞和卫星细胞的基因组成相同
C.外力导致的肌细胞死亡不受基因的控制
D.肌细胞和卫星细胞基因表达情况不同
2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，以代替损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列说法正确的是( )
A.骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况也不同
B.骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明骨髓干细胞具有全能性
C.可通过检测糖尿病患者的胰岛素含量判断植入的骨髓干细胞是否成功分化出“胰岛样”细胞
D.若将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，会恢复成骨髓干细胞
3.下列有关细胞分化的叙述，正确的是( )
A.不会导致细胞中蛋白质种类发生变化
B.使细胞的数目和种类增多
C.选择性表达是选择性的表达了不同的基因
D.会导致细胞中遗传物质改变
4.下图表示人体内的四种细胞，它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是( )
A.基因的表达不同 B.含有的遗传物质不同
C.所处的位置不同 D.DNA的结构不同
5.下列有关细胞分化的分析，错误的是( )
A.在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B.从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D.从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
6.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.动物皮肤细胞经培养发育成心脏
D.小麦根部细胞经组织培养发育成新植株
参考答案
1.答案：A
解析：A、卫星细胞（成肌干细胞）是分化程度较低的细胞，不是未分化的细胞，A错误；
B、同一个体的肌细胞和卫星细胞由同一个受精卵有丝分裂得到，基因组成相同，B正确；
C、外力直接导致的肌细胞死亡属于坏死，不受基因的控制，C正确；
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，肌细胞和卫星细胞基因表达情况不同，D正确。
故选A。
2.答案：C
解析：A、自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，故骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成一样，但不同细胞选择表达的基因不同，因此这两种细胞中的基因表达产物不完全相同，A错误；
B、骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明胰腺组织的环境造成骨髓干细胞基因选择性表达，没有体现出全能性，B错误；
C、判断植入的骨髓干细胞是否成功分化出“胰岛样”细胞可通过检测糖尿病患者的胰岛素含量，“胰岛样”细胞可以代替损伤的胰岛B细胞，产生胰岛素，C正确；
D、自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，一般而言，细胞分化过程在生物体内是不可逆的，故将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，不会恢复成骨髓干细胞，D错误。
故选C。
3.答案：C
解析：A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，会导致细胞中蛋白质种类发生变化，A错误;
B、细胞分化是指在个体发育中，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，故细胞分化使细胞的种类增多，细胞的数目不变，B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达，选择性表达是选择性的表达了不同的基因，C正确;
D、细胞分化过程细胞中遗传物质不发生改变，D错误。
4.答案：A
解析：图中四种细胞均由人体内的受精卵发育而来但它们的形态，结构和功能各不相同，说明这四种细胞是经细胞分化而成的，其根本原因是基因的选择性表达，A正确，BCD错误。故选A。
5.答案：C
解析：A.在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，A正确；
B.从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果，B正确；
C.细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细胞中的遗传物质，C错误；
D.从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因，D正确。
6.答案：D
解析：A、玉米种子包含新个体的幼体，不是一个单细胞，萌发长成新植株过程中发生了细胞分化，但没有体现细胞的全能性，A错误;B、小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞是细胞分化形成的，但该过程没有体现细胞的全能性，B错误;C、目前还不能将动物皮肤细胞培养发育成完整个体，目前只是证明了动物细胞核具有全能性，C错误;D、小麦根部细胞经组织培养发育成新植株的过程中发生了细胞分化，该过程也体现了体细胞的全能性，D正确。

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