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第六章 細(xì)胞的生命歷程 第2節(jié)細(xì)胞的分化 新舊脈絡(luò) 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 說出細(xì)胞分化的概念及特點(diǎn) 重點(diǎn) 2 闡述細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì) 3 舉例說明細(xì)胞的全能性 難點(diǎn) 核心概念細(xì)胞分化細(xì)胞的全能性干細(xì)胞 基礎(chǔ)知識 一 細(xì)胞分化及其意義 形態(tài) 結(jié)構(gòu) 生理功能 持久性 分化后 普通存在 個體發(fā)育 各種生理功能 遺傳信息 二 細(xì)胞的全能性1 概念 1 前提 的細(xì)胞 2 本質(zhì) 具有發(fā)育成 的潛能 2 基礎(chǔ) 細(xì)胞中含有發(fā)育成完整個體所需要的 已經(jīng)分化 完整個體 全部遺傳信息 韌皮部 植物激素 發(fā)育成完整植株 細(xì)胞核 去核 細(xì)胞核 5 干細(xì)胞 1 概念 是指動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有 和 能力的細(xì)胞 2 舉例 如人骨髓中的 干細(xì)胞 分裂 分化 造血 1 人是由受精卵發(fā)育而來的 有的細(xì)胞構(gòu)成了頭 有的細(xì)胞構(gòu)成了手 受精卵怎么會有這么多功能 你知道原因嗎 提示 受精卵在進(jìn)行增殖的過程中 產(chǎn)生了細(xì)胞的分化 2 同一受精卵分化的不同細(xì)胞內(nèi)核DNA的數(shù)目及結(jié)構(gòu) 完全 相同嗎 提示 核DNA的數(shù)目及結(jié)構(gòu)相同 只是不同細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)的情況不同 3 全能性最強(qiáng)的細(xì)胞是什么細(xì)胞 動物細(xì)胞有沒有全能性 提示 受精卵 動物細(xì)胞核具有全能性 4 同一個體的神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)相同嗎 產(chǎn)生不同細(xì)胞的原因是什么 提示 相同 都是由受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育而來的 產(chǎn)生不同的細(xì)胞是細(xì)胞分化的結(jié)果 1 細(xì)胞分化使細(xì)胞趨向?qū)ｉT化 提高了機(jī)體生理功能的效率 2 不同分化細(xì)胞的遺傳信息相同 3 玉米種子萌發(fā)長成新植株體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 4 骨髓干細(xì)胞與胰島細(xì)胞的遺傳信息不同 遺傳信息的執(zhí)行情況也不同 5 同一植物體的葉肉細(xì)胞和貯藏細(xì)胞來自一群彼此相似的早期胚胎細(xì)胞 判斷題 6 細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象 是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ) 7 干細(xì)胞是指動物和人體內(nèi)無分裂 有分化能力的細(xì)胞 課內(nèi)探究 1 細(xì)胞分化的過程 1 圖解 知識點(diǎn)1細(xì)胞分化的過程及實(shí)質(zhì) 2 分析 從細(xì)胞水平分析 細(xì)胞的形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變 從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析 細(xì)胞器的數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變 從分子水平分析a 蛋白質(zhì)角度 蛋白質(zhì)種類 數(shù)量 功能發(fā)生改變 b 基因角度 基因選擇性表達(dá) 即遺傳信息的執(zhí)行情況不同 這是細(xì)胞分化的根本原因 2 實(shí)質(zhì) 基因的選擇性表達(dá)同一個體各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳物質(zhì) 但不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同 基因的選擇性表達(dá) 如圖所示 3 細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的比較 1 細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的區(qū)別和聯(lián)系 知識貼士 在細(xì)胞分化的過程中遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變 細(xì)胞分化是伴隨整個生命過程的 但在胚胎時期達(dá)到了最大程度 關(guān)于細(xì)胞分化的說法正確的是 分化是穩(wěn)定的 而且一般是不可逆的 一旦細(xì)胞沿一定的方向分化 便不會再回到原來的狀態(tài) 細(xì)胞分化后 細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)不同 分化的結(jié)果是賦予不同種類的細(xì)胞特異的結(jié)構(gòu)和功能 一般不會出現(xiàn)細(xì)胞核遺傳物質(zhì)的改變 細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)A B C D D 解析 細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 形成的蛋白質(zhì)不同 從而導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生理功能不同 細(xì)胞分化具有穩(wěn)定性和持久性以及不可逆性 在分化時遺傳物質(zhì)一般不會出現(xiàn)變化 變式訓(xùn)練1 關(guān)于細(xì)胞分化的敘述 下列說法錯誤的是 A 細(xì)胞分化與生物發(fā)育有密切關(guān)系B 細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象C 細(xì)胞分化僅發(fā)生在胚胎時期D 細(xì)胞分化是細(xì)胞形態(tài) 結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定差異的過程 解析 細(xì)胞分化是一種持久性的變化 它不僅發(fā)生在胚胎時期 也發(fā)生在生物體的其他生命過程中 但在胚胎時期分化程度達(dá)到最大 C 1 細(xì)胞的全能性 1 概念細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞 仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 2 實(shí)現(xiàn)細(xì)胞全能性的三個條件 離體 細(xì)胞脫離原來的母體 單獨(dú)培養(yǎng) 一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素 適宜的環(huán)境條件 知識點(diǎn)2細(xì)胞的全能性與干細(xì)胞 3 細(xì)胞全能性與細(xì)胞分化的比較 細(xì)胞全能性的三點(diǎn)提示 1 細(xì)胞全能性以產(chǎn)生完整個體為標(biāo)志 若無完整個體產(chǎn)生 則不能體現(xiàn)全能性 胚胎干細(xì)胞發(fā)育成各種組織 器官不能體現(xiàn)全能性 2 植物種子發(fā)育成植株不能體現(xiàn)全能性 3 動物細(xì)胞因具有該物種全套的遺傳物質(zhì) 盡管沒有實(shí)驗(yàn)成功 但理論上具有全能性 而動物克隆只體現(xiàn)細(xì)胞核的全能性 二者并不矛盾 2 干細(xì)胞 1 概念 動物和人體內(nèi)仍保留少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞 這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞 2 種類 根據(jù)干細(xì)胞的分化能力可分為 全能干細(xì)胞 可以發(fā)育成完整的個體 如受精卵 多能干細(xì)胞 可發(fā)育成多種組織和器官 如造血干細(xì)胞 專能干細(xì)胞 可發(fā)育成專門的組織和器官 如神經(jīng)干細(xì)胞 根據(jù)干細(xì)胞的來源可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞兩類 下列哪種細(xì)胞的全能性最容易表達(dá)出來 A 青蛙的上皮細(xì)胞B 胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞C 大白鼠的肝臟細(xì)胞D 人的皮膚生發(fā)層細(xì)胞 解析 細(xì)胞全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞 仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 從理論上講 每一個分化的細(xì)胞中都含有一整套控制該生物個體形成的遺傳物質(zhì) 基因 在合適的條件下 它們都有可能重新被激活并開始表達(dá) 即重新分裂和分化 就目前的研究成果看 受精卵的全能性最高 其次是生殖細(xì)胞 再次是體細(xì)胞 動物細(xì)胞的全能性受到限制 不如植物細(xì)胞的全能性容易表達(dá)出來 B 方法點(diǎn)撥 細(xì)胞全能性的比較植物細(xì)胞 動物細(xì)胞 受精卵 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞 分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞 分裂能力弱的細(xì)胞 體細(xì)胞 分化程度低的體細(xì)胞 分化程度高的體細(xì)胞 變式訓(xùn)練2 下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述錯誤的是 A 克隆綿羊 多利 的誕生證明了動物細(xì)胞具有全能性B 細(xì)胞全能性產(chǎn)生的根本原因是細(xì)胞內(nèi)有一套發(fā)育成完整個體的全部遺傳信息C 斯圖爾德的組織培養(yǎng)成功表明植物細(xì)胞具有全能性D 細(xì)胞分化程度越高 它的全能性就越低 解析 克隆綿羊 多利 的誕生僅表明了生物細(xì)胞核的全能性 不能說明整個動物細(xì)胞具有全能性 植物細(xì)胞具有全能性 分化程度越高 全能性也就越低 細(xì)胞具有全能性的根本原因是細(xì)胞核內(nèi)有本物種發(fā)育的全套遺傳信息 A 指點(diǎn)迷津 細(xì)胞增殖 細(xì)胞生長及細(xì)胞分化的判斷1 根據(jù)結(jié)果進(jìn)行判斷細(xì)胞增殖的結(jié)果是細(xì)胞數(shù)目增加 細(xì)胞生長引起細(xì)胞體積增大 而細(xì)胞分化的結(jié)果是引起細(xì)胞在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生理功能三個方面的改變 2 根據(jù)圖解進(jìn)行判斷細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化在題目中往往會以圖解的形式表示 如圖所示 1 在過程 和 中 細(xì)胞在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異 這種變化叫作細(xì)胞分化 細(xì)胞分化的結(jié)果是產(chǎn)生了不同的組織 2 過程 表示一個細(xì)胞分成兩個細(xì)胞 這是細(xì)胞的分裂 過程 表示細(xì)胞的體積由小變大 這是細(xì)胞的生長 如圖表示人體骨髓造血干細(xì)胞的生命歷程 下列敘述中 錯誤的是 A a過程表示細(xì)胞生長 該過程中細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的效率逐漸提高B b過程是細(xì)胞增殖 該過程是c過程的基礎(chǔ)C c過程是細(xì)胞分化 該過程中基因進(jìn)行了選擇性表達(dá)D 三種血細(xì)胞一般不會再變成細(xì)胞 或 A 解析 細(xì)胞經(jīng)a過程后體積變大 所以該過程為細(xì)胞生長 細(xì)胞體積變大后 細(xì)胞表面積與體積的比值變小 細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的效率降低 A項(xiàng)錯誤 b c過程分別是細(xì)胞增殖與細(xì)胞分化 細(xì)胞增殖是細(xì)胞分化的基礎(chǔ) 細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 B C兩項(xiàng)正確 細(xì)胞分化一般是不可逆的 所以三種血細(xì)胞不會再變成細(xì)胞 或 D項(xiàng)正確 動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞 下列針對圖的敘述中 錯誤的是 A a過程表示干細(xì)胞能自我更新B b c過程表示干細(xì)胞具有分化能力C a b c過程中 細(xì)胞的遺傳信息表達(dá)情況不同D b過程形成的細(xì)胞直接組成器官 可供器官移植使用 D 解析 a過程表示干細(xì)胞通過分裂生成干細(xì)胞 即干細(xì)胞的自我更新 干細(xì)胞通過b c過程形成了不同形態(tài) 結(jié)構(gòu)的細(xì)胞 故b c過程為細(xì)胞的分化過程 細(xì)胞分化的原因是遺傳物質(zhì) 基因 的選擇性表達(dá) 故三條途徑遺傳信息的表達(dá)是不同的 細(xì)胞分化形成的是各種細(xì)胞 各種細(xì)胞構(gòu)成多種組織 由不同組織再構(gòu)成器官 學(xué)霸記憶 1 細(xì)胞的分化 1 概念 在個體發(fā)育過程中 相同細(xì)胞的后代 在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 2 實(shí)質(zhì) 不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同 遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化 3 特點(diǎn) 持久性 不可逆性 4 意義 細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化 有利于提高各種生理功能的效率 2 細(xì)胞全能性 1 概念 已經(jīng)分化的細(xì)胞 仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 2 體細(xì)胞具有全能性的原因 由于體細(xì)胞一般是通過有絲分裂增殖而來的 一般已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì) 因此 分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個體的潛能 3 動物細(xì)胞全能性 高度特化的動物細(xì)胞 從整個細(xì)胞來說 全能性受到限制 但是 細(xì)胞核仍然保持著全能性 4 植物細(xì)胞全能性 高度分化的植物細(xì)胞仍然具有全能性 知識構(gòu)建