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第六章 第2节 细胞分化
【学习目标】
1.说出细胞的分化的定义。
2.举例说明细胞的全能性。
【学习重点】
1.细胞分化的概念和意义。
2.细胞全能性的概念。
【学习难点】
细胞全能性的概念及实例。
【课型】新课
【学习过程】
问题探讨中白血病患儿牵动着大家的心，老师问：
（1）为什么健康的人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？
（2）骨髓与血细胞的形成有什么关系？
学生思考后，了解到多细胞生物体从小长大，不仅仅数量的增加，还有细胞在结构及功能上的分化。即使在成熟的个体中，仍有一些细胞具有差生不同种类的新细胞的能力。
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，叫做细胞分化。
细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡（即一般是不可逆的，分化的细胞不能再分裂）。
学生观察图6-10,分化的细胞可形成不同的组织和器官。
老师问：如果没有细胞分化，结果是怎么样的？
分化的意义：一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体，细胞分化是生物个体发育的基础。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。
细胞分化的实质：
老师问：一个人体全身的遗传物质一样吗？为什么？ 不同的细胞有一样的遗传物质，为什么会形态、结构、功能却有很大差异？ 早期的胚胎细胞，已经分化发育成各种组织细胞，如果给它一定的条件，这些高度分化的细胞，还能再分化成其他的细胞吗？引出细胞的全能性问题。
细胞的全能性：是指已分化的细胞，仍然肯有发育成完整个体的潜能。
老师问：高度分化的动物体细胞的细胞具有全能性吗？
动物实验说明：高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
老师问：分化的细胞，为什么会有全能性？ 为什么动物只有细胞核有全能性？
【典型例题】
1．下列有关细胞分化的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞的分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
B．细胞分化是一个持久性的变化过程
C．细胞分化在任何条件下都是不可逆的
D．细胞分化在一定条件下是一个可逆的过程
答案　C
解析　细胞分化是一种持久性的变化，它伴随在生物体的整个生命过程中；在生物体内，细胞的分化是不可逆的，但细胞脱离母体后，在一定的营养物质和其他外界条件的作用下，就可脱分化，恢复到未分化的状态，并且可以再分化发育成完整个体，如胡萝卜的组织培养。
2．细胞分化不同于细胞增殖的主要区别是(　　)
A．细胞的数量增多
B．细胞的遗传物质改变
C．细胞的膜结构改变
D．相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异
答案　D
3．对于细胞全能性的理解，正确的是(　　)
A．从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性
B．未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性
C．在个体发育的不同时期，由于细胞内的基因发生变化，细胞不能表现出全能性
D．脱离了植株的芽，一定能表现出全能性
答案　A
解析　生物体的每一个细胞都与受精卵具有相同的遗传物质，从理论上来说都具有全能性。离体的组织在适宜条件下才能表现出全能性。在个体发育的不同时期，由于基因的选择性表达，导致细胞不能表现出全能性而形成不同的组织、器官。《第六章第2节 细胞的分化》问题训练—评价单
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一、选择题
1．细胞正常分化的结果是(　　)
A．增加细胞总表面积和蛋白质种类
B．赋予不同种类细胞特异的结构和功能
C．使细胞球形化并增强代谢
D．导致水、酶、色素的含量均增多
2．下列有关细胞分化的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞分化不使细胞数目增加
B．分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的改变
C．细胞分化的结果在胚胎发育的早期就已决定，不能逆转
D．动物不具有发育成完整新个体潜能的体细胞
3．植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入特定的培养基中培养，获得许多完整的植株，此过程中最重要的是(　　)
A．细胞分裂 B．细胞特化
C．细胞分化 D．细胞增殖
4．动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是(　　)
A．a过程表示干细胞能自我更新
B．b、c过程表示干细胞具有分化能力
C．a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
5．下列有关细胞分化的叙述，正确的是(　　)
A．种子形成幼苗与细胞的分裂和分化直接相关
B．红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关
C．胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不再具有全能性
D．癌细胞的产生与细胞的畸形分化无直接关系
6．下表为环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)的浓度(M1、M2、M3、M4表示浓度，且M1浓度 M1 M2 M3 M4
cAMP － ＋ ＋＋ ＋＋＋
cGMP ＋＋ ＋ － －－
A.cAMP和cGMP的浓度对细胞的分裂和分化具有调控作用
B．cAMP含量增高时，则促进细胞分裂
C．cGMP含量增高时，则促进细胞分化
D．cAMP和cGMP对细胞分裂没有影响
7．在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是(　　)
A．壁虎断尾后重新长出尾部
B．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D．小鼠腺细胞的自我复制
8．乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。乳腺细胞能够合成乳蛋白，不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释是(　　)
①唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因　②乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因　③两种细胞都有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因　④两种细胞中相关基因选择性地表达
A．①② B．①④ C．③④ D．②③
9．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。关于以上事实，下列叙述错误的是(　　)
A．高度分化的动植物细胞都具有全能性
B．高度分化的动物细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．高度分化的植物细胞具有全能性
10．下列具有分化能力的细胞是(　　)
A．心肌细胞 B．红细胞
C．肠上皮细胞 D．神经干细胞
二、非选择题
11．美国科学家斯图尔德将分离得到的成熟胡萝卜的韧皮部细胞进行培养，使其由单个细胞发育成完整的新植株，如图所示，请分析：
(1)科学家所用的技术称为______________________________________________。
(2)分离出来的胡萝卜细胞成为细胞团是通过　　　　来完成的。
(3)细胞团中，相同的细胞在发育成胚状体和新植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫做　　　　　　　　。
(4)该实验说明植物细胞具有　　　　。
(5)在整个过程中，细胞必须从培养基中获得　　　　　、　　　　、　　　　和　　　　
等营养物质。
(6)在试管苗形成的过程中要给予一定的光照，其目的是
________________________________________________________________________。
参考答案
1-10BDCDAABCAD
12.　(1)植物组织培养　(2)有丝分裂　(3)细胞分化
(4)全能性　(5)水　无机盐　植物激素　糖类
(6)试管苗形成后要进行光合作用制造有机物
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【学习目标】
1.说出细胞的分化的定义。
2.举例说明细胞的全能性。
【学习重点】
1.细胞分化的概念和意义。
2.细胞全能性的概念。
【学习难点】
细胞全能性的概念
【课型】新课
【导读过程】
一、细胞的分化
1、细胞分化的概念？
2、细胞分化的特点？
特点 解释 举例
持久性 骨髓内的造血干细胞不断地分化成红细胞、血小板等血细胞和淋巴细胞，补充衰老和死亡的细胞
普遍性 单能造血干细胞→单能造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→红细胞
遗传物质未发生变化 人体的细胞多达200余种，都是由一个受精卵通过细胞分裂和分化发育而来的
3．细胞分化的原因（实质） ；分化后的细胞，遗传物质是否发生了变化？ 。
4、细胞分化的结果：产生不同的 。
5、细胞分化的意义？
二、细胞的全能性
1．细胞全能性的概念： 。
2．细胞的全能性原因？
3．动、植物细胞全能性的区别：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，说明植物细胞具有 ；实验表明已分化的动物体细胞的 具有全能性。
参考答案：
一、细胞分化
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，叫做细胞分化。
特点 解释 举例
持久性 细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度 骨髓内的造血干细胞不断地分化成红细胞、血小板等血细胞和淋巴细胞，补充衰老和死亡的细胞
普遍性 是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础 单能造血干细胞→单能造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→红细胞
遗传物质未发生变化 细胞分化是伴随着细胞分裂进行的，这里的分裂就是有丝分裂，有丝分裂的最主要的特征就是分裂前后亲子代细胞遗传物质相同。因为有丝分裂时，遗传物质是先复制，然后再精确地平均分配，故细胞发生分化时遗传物质并没有发生改变 人体的细胞多达200余种，都是由一个受精卵通过细胞分裂和分化发育而来的
3. 细胞分化是基因在特定时间和空间的表达，即基因选择性表达的结果。例如控制血红蛋白合成的基因只在红细胞中表达，在其他细胞中不表达；控制胰岛素合成的基因只在胰岛B细胞中表达，在其他细胞中不能表达。
遗传物质没有变化
4．产生新的细胞
5. (1)细胞分化是个体发育的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物中的细胞趋向专门性，有利于提高各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性
1、高度分化的细胞发育成完成个体的潜能
2、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新个体的潜能。
3、全能性 细胞核
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【教师生成的问题】
1.细胞分化和分裂的关系？
2.植物组织培养的原理、过程以及意义？
3. 干细胞的特点？
【学生生成的问题】
参考答案：
1.细胞分化是一个细胞形成具有特定形态和功能的细胞的过程，并且不能继续分裂。
细胞分裂是一个细胞产生两个细胞的过程，分裂的过程两个细胞的染色体是一样的，但是如果后面细胞分化了，其染色体的表达情况会有不同，但染色质上的DNA序列并不会改变。
2. (1)理论基础：植物细胞的全能性。
（2）脱分化、再分化
(3)意义：快速繁殖花卉和蔬菜等作物；拯救珍稀濒危物种；与基因工程结合培育作物新品种。
3. ①终生保持未分化或低分化特征。
②在机体中的数目、位置相对恒定。
③具有自我更新能力。
④能无限制的分裂增殖。
⑤具有多向分化潜能，能分化成不同类型的组织细胞、造血干细胞、神经干细胞等成体干细胞，具有一定的跨系、甚至跨胚层分化的潜能。
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