资源简介

6.2 细胞的分化学案
【学习目标】
1.结合课本中实例，理解细胞分化的过程、特点及意义。
2.结合植物组织培养和克隆羊的培育过程，阐述细胞全能性的概念。
3.搜集资料，了解干细胞的概念和研究意义。
【学习重难点】
1、教学重点
细胞分化的概念
2、教学难点
1.细胞分化的概念
2.细胞的全能性比较
【预习新知】
（一）细胞分化及其意义
1.概念:
2.特点:
连一连:基于对细胞分化特点的理解,完成下列连线
3.意义:
(1)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,有利于提高各种生理功能的效率。
4.实质:基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同(填“相同”或“不同”)。
细胞分化过程中,细胞中的遗传信息不变,即:基因的种类不变。
（二）细胞的全能性
细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，它是生物个体发育的基础。请结合下面材料，探究细胞分化的特点和实质。
1．细胞分化的概念：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．细胞分化的特点
(1)将蛙的原肠胚时期将来发育成后肢的部分细胞移植到将来发育成背部的细胞中，这部分细胞不会随着周围细胞发育成背部，而是继续沿着原有的分化方向发育成一条后肢。这种现象说明细胞分化具有稳定性(不可逆性)。
(2)细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度，说明细胞分化具有持久性。
(3)细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础，说明细胞分化具有普遍性。
3．细胞分化的实质(原因)
据图分析，A、B基因中，细胞甲含有的是A和B基因，表达的是A基因；细胞乙含有的是A和B基因，表达的是B基因。因此，细胞分化的实质是基因的选择性表达。
[思考探究]
(1)一个生物体内各种体细胞的遗传信息相同吗？为什么？
提示：相同，因为复杂生物体的所有体细胞都是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，即细胞分化形成的各种细胞的细胞核内遗传物质没有发生变化。
(2)人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵分裂而来的，但它们的形态、结构和功能不同，其原因是什么？它们核内的遗传信息是否相同？
提示：细胞分化的结果。它们核内的遗传信息相同，但执行情况不同，即基因的选择性表达的结果。
1．分化的细胞仍具有全能性的原因：已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
2．全能性大小的比较 (填“＞”或“＜”)：
①植物细胞动物细胞。
②受精卵生殖细胞体细胞。
③幼嫩的细胞衰老的细胞。
④分化程度低的体细胞分化程度高的体细胞。
⑤细胞分裂能力强的体细胞细胞分裂能力弱的体细胞。
3．植物细胞表达全能性的条件
①离体条件(必要条件)。
②一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)。
③适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
【巩固训练】
1.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。下列过程不发生细胞分化的是( )
A.胚细胞形成叶肉细胞 B.胚胎干细胞形成软骨细胞
C.植物细胞质壁分离 D.造血干细胞形成红细胞
2.蛙的下列细胞中，全能性最高的是( )
A.神经细胞 B.受精卵细胞 C.口腔上皮细胞 D.肌肉细胞
3.下列有关细胞全能性的叙述正确的是( )
A.克隆羊“多利”的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性
B.卵细胞是高度分化的细胞，因此卵细胞的全能性很低
C.植物组织培养会改变细胞内的遗传物质，培育出新的作物
D.细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息
4.肌卫星细胞是骨骼肌中除肌细胞外的一种干细胞。力量训练时肌细胞受损会激活肌卫星细胞进行增殖分化，产生新的肌细胞与现有的肌细胞融合来修复肌肉损伤。下列叙述正确的( )
A.肌细胞和肌卫星细胞的细胞核都具有全能性
B.力量训练造成的肌细胞损伤会使肌肉萎缩，危害人体健康
C.肌细胞与肌卫星细胞的功能不同是因为它们含有的基因不同
D.肌卫星细胞可进行增殖分化产生新的肌细胞，体现了细胞的全能性
5.在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为( )
A. 细胞发生了变异 B. 不同细胞的基因不同
C. 某些细胞失去了全能性 D. 不同细胞中的基因选择性地表达
6.下图是一个人三种细胞中部分基因和有关蛋白合成的情况（+表示有，-表示无），以下说法错误的是( )
细胞总DNA 蛋白质
淀粉酶基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 ATP合成酶基因 淀粉酶 血红蛋白 胰岛素 ATP合成酶
唾液腺细胞 + + + + + - - +
红细胞 + + + + - + - +
胰岛B细胞 + + + + - - + +
A.三种细胞中所含的遗传信息相同
B.三种细胞结构和功能的差异的根本原因是合成蛋白质的不同造成的
C.三种细胞功能专门化，有利于提高生物体各种功能的效率
D.有些蛋白质是所有细胞都需要合成的
7.下列有关细胞全能性的说法，错误的是( )
A.体细胞通常具有发育成完整个体所必需的全套基因
B.克隆羊多莉的培育体现了高度分化的动物细胞具有全能性
C.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
D.花药离体培养获得单倍体植株体现了植物配子的全能性
8.下列关于细胞全能性的叙述，正确的是( )
A.判断细胞是否具有全能性的标准是看其能否发育成一个完整的个体
B.人的受精卵和早期胚胎细胞都是没有分化的细胞，因此都不具有全能性
C.壁虎断尾再生、克隆羊“多莉”的诞生，都体现了动物细胞的全能性
D.利用植物细胞的全能性，人们可以通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物
9.下列关于细胞分化的叙述，错误的是( )
A.白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的
B.细胞在分化的过程中可能会伴随着细胞分裂
C.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同
D.同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的高
10.离体的胡萝卜韧皮部细胞经过组织培养发育成完整植株，这说明植物细胞具有( )
A.全能性 B.变异性 C.特异性 D.专一性
参考答案
1.答案：C
解析：A、在植物的生长发育过程中，胚细胞通过细胞分化形成叶肉细胞等各种细胞，A错误；
B、在动物的生长发育过程中，胚胎干细胞通过细胞分化形成软骨细胞等各种细胞，B错误；
C、植物细胞质壁分离后的复原是细胞吸水的原因，不属于细胞分化，C正确；
D、造血干细胞形成红细胞是经过细胞分化过程的，D错误。
故选C。
2.答案：B
解析：一般细胞分化程度越低，其全能性越高，所以全能性大小：受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞：植物细胞>动物细胞，故蛙的上述细胞中全能性最高的是受精卵细胞。故选B。
3.答案：D
解析：D、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, D正确。
4.答案：A
解析：A、已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，由此可知，肌细胞和肌卫星细胞的细胞核都具有全能性，A正确；
B、力量训练造成的肌细胞损伤，会激活肌卫星细胞进行增殖分化，产生新的肌细胞与现有的肌细胞融合来修复肌肉损伤，B错误；
C、肌卫星细胞进行增殖分化可产生新的肌细胞，肌卫星细胞与肌细胞基因组成相同，基因表达的情况不相同，C错误；
D、肌卫星细胞可进行增殖分化产生新的肌细胞，体现了细胞核的全能性，D错误。
故选A。
5.答案：D
解析：A、形成多种细胞是细胞分化的结果而不是变异的结果，A错误；B、不同体细胞的基因相同，B错误；C、细胞分化的过程中全能性会下降，但不会消失，C错误；D、不同细胞中的基因选择性地表达，故形成了形态、结构和功能上有差异的细胞，D正确。故选D。
6.答案：B
解析：A、三种细胞来自同一个体，是由同一受精卵分裂和分化形成的，表中不同细胞内的总DNA相同，因此三种细胞中所含的遗传信息相同，A正确；
B、三种细胞结构和功能的差异的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是合成蛋白质的不同造成的，B错误；
C、由于细胞分化使三种细胞功能专门化，有利于提高生物体各种功能的效率，C正确；
D、有些蛋白质是所有细胞都需要合成的，如表中的ATP合成酶，D正确。
故选B。
7.答案：B
解析：A、细胞具有全能性的原因是含有该种生物发育成完整个体的全套遗传物质，所以一般具有发育成完整个体所必需的全套基因，A正确;B、克隆羊多莉的培育利用了核移植技术，培育过程体现了高度分化的动物细胞核具有全能性，B错误;C、高度分化的细胞的全能性受到抑制，只有离体情况下经过诱导才能表现出全能性，C正确;D、花药离体培养获得单倍体植株过程中涉及到脱分化和再分化两个过程，最终培育成完整植株体现了植物配子的全能性，D正确。
8.答案：D
解析：A、细胞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。判断细胞是否具有全能性的标准有两个：如果能发育为一个完整个体，或者可以分化为其他各种细胞，都说明该细胞具有全能性，A错误；
B、人的受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞，B错误；
C、壁虎断尾再生不是一（种）个细胞而是多（种）个细胞分裂分化完成的，且此过程仅体现了器官的再生，并没有产生完整个体或其他各种细胞，因此没有体现动物细胞的全能性，克隆羊“多莉”的诞生，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；
D、植物组织培养是用离体的细胞、组织或器官，最后培养出一个植物个体，利用植物细胞的全能性，D正确。
故选D。
9.答案：C
解析：
10.答案：A
解析：胡萝卜根细胞能发育成完整的胡萝卜植株属于植物组织培养，体现了植物细胞具有全能性。故选A。

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