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6.2 细胞的分化学案
【预习新知】
细胞分化及其意义
(1)概念:在个体发育中,由　　　　　　　　　　细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生　　　　　　　　　　的过程。
(2)特点
①　　　　　　:一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
②　　　　　　:是生物界普遍存在的生命现象。
(3)实质
在个体发育过程中,不同种类的细胞中　　　　　　　　的表达情况不同,即基因的　　　　　　　　　　。
(4)意义
①是生物　　　　　　　　的基础。
②使多细胞生物体中的细胞趋向　　　　　　,有利于提高生物体各种　　　　　　　　的效率。
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.美国《Science》杂志曾发表研究报告称:已把人体皮肤细胞成功改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”。下列与之有关的叙述,不正确的是( )
A.人体皮肤细胞是高度分化的细胞
B.动物早期胚胎细胞是具有全能性的细胞
C.该科研成果说明了高度分化的动物体细胞具有全能性将成为可能
D.改造前后的人体皮肤细胞的遗传信息及遗传信息的执行情况都是相同的
2.成肌细胞是在成人骨骼肌组织中发现的在创伤后重建肌肉组织的前体细胞，下列有关成肌细胞重建肌肉组织的过程叙述错误的是( )
A.有新的蛋白质的合成 B.基因发生选择性表达
C.遗传物质发生改变 D.细胞核仍具有全能性
3.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是( )
A.卵细胞 B.受精卵 C.胚胎细胞 D.植物花粉
4.下列有关细胞分化和全能性的叙述，正确的是( )
A.细胞分化的实质是基因的选择性表达
B.马铃薯块茎长出大量的不定根体现了细胞的全能性
C.造血干细胞分化成各种血细胞时，遗传物质会发生改变
D.具有分裂能力的细胞一定会分化，且分化程度越高分裂能力也就越高
5.关于细胞的全能性正确的是( )
A.克隆技术体现了动物细胞具有全能性
B.细胞分化在生物内可逆
C.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
D.分化程度越高，分裂能力越强
6.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. 胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株
C. 蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部 D. 造血干细胞增殖分化产生各种血细胞
7.骨髓中的造血干细胞分化后可产生红细胞、白细胞和血小板。下列相关叙述正确的是( )
A.造血干细胞分化为白细胞的过程中，遗传信息发生了改变
B.造血干细胞分化成红细胞的过程体现了细胞的全能性
C.造血干细胞分化成血细胞的过程中，某些基因处于关闭状态
D.细胞的分化程度越高，表现出的全能性就越高
8.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
9.毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞，人的毛发都由毛囊中的细胞分化而来；毛囊干细胞也可以分化为皮脂腺，产生皮肤所需要的油脂。毛囊干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态的能力。下列叙述正确的是( )
A.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变
B.毛囊干细胞的增殖具有周期性，且绝大多数毛囊干细胞处于分裂期
C.休眠状态的毛囊干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态
D.由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不发生改变
10.人体内存在形态、结构和生理功能上差异较大的多种正常细胞，如神经细胞和肌细胞等，根本原因是( )
A.不同细胞中基因选择性表达
B.细胞中的遗传物质发生了改变
C.不同细胞的细胞全能性丧失
D.不同细胞的基本结构完全不同
参考答案
1.答案：D
解析：改造前的皮肤细胞是高度分化的细胞，动物早期胚胎细胞是具有全能性的细胞；该成果表明高度分化的细胞有可能成为全能性细胞，但改造后的具有全能性的细胞再分化时由于基因选择性表达，其遗传信息的执行情况与改造前可能不同。
2.答案：C
解析：ABC、成肌细胞重建肌肉组织的过程中，发生了细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，基因的选择性表达过程中会合成新的蛋白质，但是遗传物质不会发生改变，AB正确、C错误；
D、分析题意可知，成肌细胞的细胞核仍具有全能性，D正确。
故选C。
3.答案：B
解析：细胞全能性大小的比较：受精卵>全能干细胞(胚胎干细胞)>多能干细胞(如造血干细胞)>专能干细胞(如生发层细胞)>生殖细胞(卵细胞、精子)>体细胞，因此受精卵的全能性最高。故选：B。
4.答案：A
解析：A、细胞分化时不同细胞遗传信息执行情况不同，即发生基因的选择性表达，A正确;B、细胞全能性是指已分化的细胞仍具有发育为完整个体和分化为其他各种细胞的潜能和特性，马铃薯块茎长出大量的不定根，不能体现细胞的全能性，B错误;C、细胞的分化实质是基因的选择性表达，造血干细胞分化成各种血细胞时，遗传物质不会发生改变，C错误;D、具有分裂能力的细胞不一定会分化，且分化程度越高分裂能力也就越弱，D错误。
5.答案：C
解析：A、克隆技术说明动物细胞的细胞核具有全能性，A错误;B、在生物体内，细胞分化是不可逆的，B错误;C、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，C正确;D、一般情况下，分化程度越高，分裂能力越弱，D错误。
6.答案：B
解析：A.皮肤被划破后,细胞分裂产生新细胞，伤口重新愈合，但没有发育成个体，没有体现全能性，A错误;
B、胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株体现了胡萝卜细胞的全能性, B正确;
C、蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部，属于细胞分裂和分化,没有体现全能性，C错误;
D、造血干细胞增殖分化产生各种血细胞，只是到细胞层面，没有产生个体，D错误。
故选B。
7.答案：C
解析：A、造血干细胞分化为白细胞的过程中，只是发生了基因的选择性表达，细胞中的遗传信息没有发生改变，A错误;
B、细胞的全能性指的是高度分化的细胞仍然具有分化成各种组织细胞和完整个体的潜能，因此，分化成各种血细胞没有体现造血干细胞的全能性，B错误;
C、造血干细胞分化成血细胞的过程中发生了细胞分化，由于细胞分化的本质是基因的选择性表达，因此该过程中某些基因处于关闭状态，C正确;
D、细胞的分化程度与其全能性的大小呈负相关，即分化程度越高，表现出的全能性就越低，D错误。
8.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。
9.答案：D
解析：A、毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质不变，细胞分化是基因选择性表达的结果，A错误；
B、毛囊干细胞的增殖具有周期性，绝大多数毛囊干细胞处于分裂间期，因为在细胞周期中，分裂间期的时间最长，B错误；
C、休眠状态的毛囊干细胞为维持正常的生命活动，细胞内物质的合成与分解仍然在进行，C错误；
D、由毛囊干细胞分化来的不同细胞内，细胞器的功能一般不变，D正确。
故选D。
10.答案：A
解析：生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，这些细胞都是细胞分化形成的，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。A符合题意。
故选A。

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