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1、第2節(jié) 細胞的分化 請思考：請思考：多細胞生物發(fā)育的起點是什么？多細胞生物發(fā)育的起點是什么？受精卵進行分裂的方式是什么？受精卵進行分裂的方式是什么？請思考：請思考：肌細胞、神經(jīng)細胞、紅細胞等有哪些不同？肌細胞、神經(jīng)細胞、紅細胞等有哪些不同？這些差異是如何形成的呢？這些差異是如何形成的呢？肌細胞肌細胞神經(jīng)細胞神經(jīng)細胞紅細胞紅細胞1.1.說明細胞的分化。說明細胞的分化。（重點）（重點）2.2.舉例說明細胞的全能性。舉例說明細胞的全能性。（難點）（難點）3.3.進行有關(guān)細胞研究進展與人類健康的資料搜集進行有關(guān)細胞研究進展與人類健康的資料搜集和分析。和分析。1.1.概念：概念： 在個體發(fā)育中，由一個或

2、一種細胞增殖產(chǎn)生在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生上發(fā)生穩(wěn)定性穩(wěn)定性差異差異的過程。的過程。一、細胞分化及其意義一、細胞分化及其意義【思考【思考】分別是什么生命現(xiàn)象？兩者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？分別是什么生命現(xiàn)象？兩者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？細胞分裂細胞分裂細胞分化細胞分化不不同同點點細胞數(shù)量細胞數(shù)量形態(tài)結(jié)形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)和功能相同點相同點聯(lián)系聯(lián)系增加增加相同相同不變不變存在差異存在差異染色體和遺傳信息都不變?nèi)旧w和遺傳信息都不變先分裂，后分化，細胞分裂是細胞分化先分裂，后分化，細胞分裂是細胞分化的基礎(chǔ)，共同完成生物個體發(fā)育過程的基礎(chǔ)，

3、共同完成生物個體發(fā)育過程2.2.細胞分化與分裂的區(qū)別和聯(lián)系細胞分化與分裂的區(qū)別和聯(lián)系造血干細胞造血干細胞 原紅細胞原紅細胞 早幼紅細胞早幼紅細胞 中幼紅細胞中幼紅細胞 晚幼紅細胞晚幼紅細胞 成熟紅細胞成熟紅細胞 死亡死亡下列事實分別說明了細胞分化的哪一特點？下列事實分別說明了細胞分化的哪一特點？穩(wěn)定性穩(wěn)定性不可逆性不可逆性離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。而不會變成其他類型的細胞。持久性持久性3 3. .細胞分化的特點細胞分化的特點細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。資料：資料：在紅細胞中，與血紅蛋

4、白合成有關(guān)的基因處在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質(zhì)）于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細胞中則相合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反。反。【思考【思考】紅細胞和肌細胞等體細胞的遺傳信息相同紅細胞和肌細胞等體細胞的遺傳信息相同嗎？嗎？相同相同為什么形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異呢？為什么形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異呢？血紅蛋白基因啟動血紅蛋白基因啟動肌動蛋白基因關(guān)閉肌動蛋白基因關(guān)閉合成血紅蛋白合成血紅蛋白合成肌動蛋白合成肌動蛋白紅細胞紅細胞肌細胞肌細胞4.4.細胞分化的機理細胞分化的機理血

5、紅蛋白基因血紅蛋白基因關(guān)閉關(guān)閉肌動蛋白基因肌動蛋白基因啟動啟動機理：機理：細胞分化是不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不細胞分化是不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同導(dǎo)致（基因的選擇性表達）。同導(dǎo)致（基因的選擇性表達）。5.5.細胞分化的意義細胞分化的意義細胞細胞組織組織 器官器官 系統(tǒng)系統(tǒng) 個體個體（1 1）是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)）是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)（2 2）使多細胞生物體中的細胞趨于專門化）使多細胞生物體中的細胞趨于專門化, ,有利有利于提高各種生理功能的效率。于提高各種生理功能的效率?！舅伎肌舅伎肌考毎只瘜€體發(fā)育有什么意義？細胞分化對個體發(fā)育有什么意義？【例【例1 1】（20112011全國卷

6、）下列能說明某細胞已經(jīng)發(fā)全國卷）下列能說明某細胞已經(jīng)發(fā)生分化的是（生分化的是（ ）A.A.進行進行ATPATP的的合成合成 B.B.進行進行mRNAmRNA的合成的合成C.C.存在血紅蛋白存在血紅蛋白 D.D.存在纖維蛋白原基因存在纖維蛋白原基因【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】解答本題要求掌握細胞分化的概念和實質(zhì)。解答本題要求掌握細胞分化的概念和實質(zhì)?！窘馕觥窘馕觥咳魏斡猩顒拥募毎紩扇魏斡猩顒拥募毎紩葾TPATP；進行；進行mRNAmRNA合成的細胞正在進行合成的細胞正在進行DNADNA復(fù)制，說明其在進行分裂；復(fù)制，說明其在進行分裂；能合成纖維素的任何植物細胞都含纖維蛋白原基因。能合

7、成纖維素的任何植物細胞都含纖維蛋白原基因。 C C植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的過程韌皮韌皮部細部細胞胞植物激素、無植物激素、無機鹽、糖類機鹽、糖類愈傷愈傷組織組織胚狀體胚狀體有根、有根、莖、葉莖、葉的試管的試管苗苗【警示】細胞【警示】細胞必須離體處理必須離體處理【思考【思考】該實驗說明了什么問題？體現(xiàn)了植物細胞該實驗說明了什么問題？體現(xiàn)了植物細胞的什么特性？的什么特性？植物的體細胞能發(fā)育成一個個體。植物的體細胞能發(fā)育成一個個體。二二. .細胞的全能性細胞的全能性1.1.概念概念: :是指已經(jīng)分化的細胞是指已經(jīng)分化的細胞, ,仍然具有發(fā)育成完整個體的仍然具有發(fā)育成完整個體的潛潛能能。你知道植

8、物組織培養(yǎng)技術(shù)在哪些方面有所應(yīng)用嗎你知道植物組織培養(yǎng)技術(shù)在哪些方面有所應(yīng)用嗎? ?2.2.條件條件: :3.3.細胞全能性的比較細胞全能性的比較: :受精卵受精卵生殖細胞生殖細胞體細胞體細胞離體狀態(tài)離體狀態(tài)【點撥【點撥】細胞全能性細胞全能性的體現(xiàn)必須是形成完的體現(xiàn)必須是形成完整的個體，而不是只整的個體，而不是只分化成為其他的細胞分化成為其他的細胞或是形成一個器官?；蚴切纬梢粋€器官。4.4.植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用：植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用：組織培養(yǎng)進行快速繁殖組織培養(yǎng)進行快速繁殖拯救瀕危物種拯救瀕危物種與基因工程結(jié)合培育新類型作物與基因工程結(jié)合培育新類型作物“多利多利”羊的培育羊的培育母綿羊母綿羊B B

9、乳腺細胞乳腺細胞母綿羊母綿羊A A未受精的未受精的卵細胞卵細胞 母綿羊母綿羊C C“多利多利” 重組細胞重組細胞 發(fā)育成胚胎發(fā)育成胚胎去細胞核去細胞核取細胞核取細胞核【思考【思考】子代個體與哪只羊相似？表現(xiàn)性狀與什么子代個體與哪只羊相似？表現(xiàn)性狀與什么有關(guān)？有關(guān)？綿羊綿羊B B細胞核細胞核“多利多利”的誕生證明了的誕生證明了: :已分化的動物體細胞的細胞已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性核具有全能性。但是到目前為止，人們還沒有成功地。但是到目前為止，人們還沒有成功地將單個已經(jīng)分化的動物細胞培育成新的個體。將單個已經(jīng)分化的動物細胞培育成新的個體。5.5.動物細胞核的全能性動物細胞核的全能性【思

10、考【思考】細胞全能性的理論基礎(chǔ)是什么？細胞全能性的理論基礎(chǔ)是什么？每個細胞內(nèi)含有該物種的全部遺傳信息。每個細胞內(nèi)含有該物種的全部遺傳信息。除受精卵外，生物體內(nèi)還有沒有具有分裂分化能力的除受精卵外，生物體內(nèi)還有沒有具有分裂分化能力的細胞呢？細胞呢？植物體內(nèi)植物體內(nèi)分生組織細胞（如根尖分生區(qū)細分生組織細胞（如根尖分生區(qū)細胞）胞）動物體內(nèi)動物體內(nèi)干細胞干細胞（少數(shù)具有分裂和分化能（少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞）力的細胞）【例【例2 2】（20112011山東高考）下列發(fā)生了細胞分化且山東高考）下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學(xué)過程是（能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學(xué)過程是（ ）A A玉米種子萌

11、發(fā)長成新植株玉米種子萌發(fā)長成新植株 B B小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C C小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D D胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】解答本題要求掌握細胞全能性的概念、解答本題要求掌握細胞全能性的概念、原因及實例。原因及實例。D D【解析【解析】A A、B B、C C、D D都涉及細胞分化，都涉及細胞分化，C C、D D體現(xiàn)細體現(xiàn)細胞的全能性，但花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株胞的全能性，但花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株體現(xiàn)的是生殖細胞的是全能

12、性而不是體細胞的全能體現(xiàn)的是生殖細胞的是全能性而不是體細胞的全能性。性。一、細胞一、細胞 分化分化持久性、穩(wěn)定性、不可逆性。持久性、穩(wěn)定性、不可逆性。在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和增殖產(chǎn)生的后代，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。生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。1.1.概念概念2.2.特點特點3.3.實質(zhì)實質(zhì)基因的選擇性表達基因的選擇性表達二、細胞的全能性二、細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞是指已經(jīng)分化的細胞, ,仍然具仍然具有發(fā)育成完整個體的有發(fā)育成完整個體的潛能潛能。離體狀態(tài)離體狀態(tài)3.3.植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)

13、的過程1.1.概念：概念：2.2.條件：條件：韌皮韌皮部細部細胞胞植物激素、無機鹽、糖類植物激素、無機鹽、糖類愈傷愈傷組織組織胚狀體胚狀體有根、有根、莖、葉莖、葉的試管的試管苗苗1.1.細胞分化的實質(zhì)是（細胞分化的實質(zhì)是（ ）A.A.基因組的改變基因組的改變B.B.基因的選擇性表達基因的選擇性表達 C.C.細胞器數(shù)量和種類的變化細胞器數(shù)量和種類的變化D.D.細胞亞顯微結(jié)構(gòu)的變化細胞亞顯微結(jié)構(gòu)的變化B B【解析【解析】細胞分化的過程中細胞中的遺傳物質(zhì)是相同的，細胞分化的過程中細胞中的遺傳物質(zhì)是相同的，只是不同細胞的基因表達不同，導(dǎo)致形成的蛋白質(zhì)不同，只是不同細胞的基因表達不同，導(dǎo)致形成的蛋白質(zhì)不

14、同，進而使細胞的結(jié)構(gòu)、形態(tài)及生理功能不同。進而使細胞的結(jié)構(gòu)、形態(tài)及生理功能不同。2.(20112.(2011北京高考北京高考) )下列生命過程中，沒有發(fā)生細胞下列生命過程中，沒有發(fā)生細胞分化的是（分化的是（ ）A.A.斷尾壁虎長出新尾巴斷尾壁虎長出新尾巴B.B.砍伐后的樹樁長出新枝條砍伐后的樹樁長出新枝條C.C.蝌蚪尾巴消失的過程蝌蚪尾巴消失的過程D.D.胚胎發(fā)育中出現(xiàn)造血干細胞胚胎發(fā)育中出現(xiàn)造血干細胞C C【解析【解析】A A項，斷尾壁虎長出的新尾巴為器官，是由項，斷尾壁虎長出的新尾巴為器官，是由不斷分裂的細胞群經(jīng)過分裂、分化逐漸形成的；不斷分裂的細胞群經(jīng)過分裂、分化逐漸形成的；B B項，項

15、，砍伐后的樹樁長出的新枝條是由莖、葉等器官構(gòu)成的，砍伐后的樹樁長出的新枝條是由莖、葉等器官構(gòu)成的，所以要由不斷分裂的細胞群經(jīng)過分裂、分化逐漸形成；所以要由不斷分裂的細胞群經(jīng)過分裂、分化逐漸形成；C C項，蝌蚪尾巴的消失，是細胞編程性死亡的過程項，蝌蚪尾巴的消失，是細胞編程性死亡的過程細胞凋亡，不發(fā)生細胞分化；細胞凋亡，不發(fā)生細胞分化；D D項，造血干細胞屬項，造血干細胞屬于專能干細胞，是由胚胎發(fā)育過程中細胞分化得來的。于專能干細胞，是由胚胎發(fā)育過程中細胞分化得來的。 3.3.下列關(guān)于細胞分化及細胞分裂的敘述，錯誤的是下列關(guān)于細胞分化及細胞分裂的敘述，錯誤的是( () )A A細胞的分化不一定增

16、加細胞的總面積和蛋白質(zhì)的細胞的分化不一定增加細胞的總面積和蛋白質(zhì)的種類種類B B生物體的生長發(fā)育是細胞分裂和細胞分化的結(jié)果生物體的生長發(fā)育是細胞分裂和細胞分化的結(jié)果C C細胞分裂是細胞分化的基礎(chǔ)細胞分裂是細胞分化的基礎(chǔ)D D細胞分化過程中細胞中的遺傳物質(zhì)逐漸減少細胞分化過程中細胞中的遺傳物質(zhì)逐漸減少D D4.4.以下不能說明細胞全能性的實驗是以下不能說明細胞全能性的實驗是( )( )A.A.胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株B.B.紫色糯性玉米種子培育出植株紫色糯性玉米種子培育出植株C.C.轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株D.D.番茄與馬鈴薯體

17、細胞雜交后培育出植株番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株B B5. 5. 干細胞移植現(xiàn)已成為治療糖尿病的一種臨床技術(shù)。干細胞移植現(xiàn)已成為治療糖尿病的一種臨床技術(shù)。自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞，以替代損傷的胰島胞，以替代損傷的胰島B B細胞，達到治療糖尿病的目細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是的。下列敘述正確的是 （ ）A A骨髓干細胞與胰島樣細骨髓干細胞與胰島樣細胞胞的基因組成不同，基因的基因組成不同，基因表達產(chǎn)物不同表達產(chǎn)物不同 B B骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同，基因骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同，基因表達

18、存在差異表達存在差異C C骨髓干細胞骨髓干細胞分化成為胰島樣細胞時分化成為胰島樣細胞時基因丟失基因丟失D D骨髓干細胞分化骨髓干細胞分化成胰島樣細胞體現(xiàn)了細胞全能性成胰島樣細胞體現(xiàn)了細胞全能性B B【解析【解析】胰島樣細胞由自體骨髓干細胞分化而來，所胰島樣細胞由自體骨髓干細胞分化而來，所以骨髓干細胞與胰島樣細胞基因組成相同，但基因選以骨髓干細胞與胰島樣細胞基因組成相同，但基因選擇性表達，產(chǎn)物不同；細胞分化過程中遺傳物質(zhì)沒有擇性表達，產(chǎn)物不同；細胞分化過程中遺傳物質(zhì)沒有改變，細胞全能性的體現(xiàn)必須是形成完整的個體，而改變，細胞全能性的體現(xiàn)必須是形成完整的個體，而不是只分化成為其他的細胞或是形成一個

19、器官。不是只分化成為其他的細胞或是形成一個器官。6. 6. 請據(jù)圖回答：請據(jù)圖回答：（1 1）、的過程叫做的過程叫做_。（2 2）的過程叫做的過程叫做_。（3 3）的過程叫做的過程叫做_。（4 4）所示的各細胞群中，具有分裂能力的是所示的各細胞群中，具有分裂能力的是標(biāo)號標(biāo)號_所示的細胞群。所示的細胞群。（5 5）若從）若從中取一個細胞，在適宜條件下培養(yǎng)，結(jié)中取一個細胞，在適宜條件下培養(yǎng)，結(jié)果產(chǎn)生了一個新個體，這體現(xiàn)了果產(chǎn)生了一個新個體，這體現(xiàn)了_。（6 6）組成）組成的細胞在的細胞在_、_和和_上是不同的，因此它們屬于不同的上是不同的，因此它們屬于不同的_。【解析【解析】從圖中可以看出，從圖中

20、可以看出，和和細胞形態(tài)細胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，屬于細胞的分化；和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，屬于細胞的分化；是是2 2個細胞變成個細胞變成4 4個細胞，屬于細胞分裂；個細胞，屬于細胞分裂；是細胞是細胞體積增大，屬于細胞的生長。高度分化的細胞離體培體積增大，屬于細胞的生長。高度分化的細胞離體培養(yǎng)成一個完整個體，體現(xiàn)了細胞的全能性。養(yǎng)成一個完整個體，體現(xiàn)了細胞的全能性。答案：答案：（1 1）細胞的分化）細胞的分化 （2 2）細胞的分裂）細胞的分裂（3 3）細胞的生長）細胞的生長 （4 4） （5 5）細胞的全）細胞的全能性能性 （6 6）形態(tài)）形態(tài) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 生理功能生理功能 組織組織地球上一切美麗的東西都來源于太陽，而一切美好的東西都來源于人。普朗克