細(xì)胞的分化 【知識(shí)精講+備課精研+高效課堂】 高一生物上學(xué)期 （人教版2019必修1）

第6章細(xì)胞的生命歷程第2節(jié)細(xì)胞的分化第2節(jié)

細(xì)胞的分化學(xué)習(xí)目標(biāo)0102細(xì)胞分化：①實(shí)例；②概念；③意義；④特點(diǎn)；⑤實(shí)質(zhì)（原因）⑥細(xì)胞分裂與分化的關(guān)系干細(xì)胞：①概念；②種類；③細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的比較03細(xì)胞的全能性：①實(shí)例；②概念；③原因；④應(yīng)用導(dǎo)入：雞蛋孵化的過(guò)程多細(xì)胞生物體從小到大，不僅有細(xì)胞_____的增加，還有細(xì)胞在_____和_____上的分化。即使在成熟的個(gè)體中，仍有一些細(xì)胞具有不同種類的新細(xì)胞的能力。數(shù)量結(jié)構(gòu)功能過(guò)渡問(wèn)題探討在人體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120d左右，白細(xì)胞的壽命為5~7d。這些血細(xì)胞都是失去分裂能力的細(xì)胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細(xì)胞，而正常的血細(xì)胞明顯減少。通過(guò)骨髓移植可以有效地治療白血病。討論：1.為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會(huì)隨著血細(xì)胞的死亡而減少？2.骨髓與血細(xì)胞的形成有什么關(guān)系？正常白細(xì)胞（放大2000倍）健康人會(huì)不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞，補(bǔ)充到血液中去。骨髓中的造血干細(xì)胞能夠通過(guò)增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞。有絲分裂細(xì)胞分化紅細(xì)胞血小板白細(xì)胞骨髓中的造血干細(xì)胞細(xì)胞分化①實(shí)例：動(dòng)物這些細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么不同？骨骼肌細(xì)胞軟骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞軟骨細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)扁平、立方、柱狀圓柱形，細(xì)長(zhǎng)橢圓形星形、錐形、梨形、圓形結(jié)構(gòu)排列緊密，間質(zhì)少有橫紋，多核細(xì)胞間質(zhì)發(fā)達(dá)有軸突、樹(shù)突功能保護(hù)、吸收等收縮支持感受刺激，傳導(dǎo)沖動(dòng)這些細(xì)胞在形態(tài)上相差很大，結(jié)構(gòu)上也有區(qū)別，功能上各不相同，但總體上都是由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核組成的。細(xì)胞分化①實(shí)例：動(dòng)物這些細(xì)胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的細(xì)胞，正常情況下，它們還能恢復(fù)成早期胚胎細(xì)胞嗎？一種組織的細(xì)胞會(huì)不會(huì)轉(zhuǎn)變成其他組織的細(xì)胞？細(xì)胞分化?不可

細(xì)胞分化①實(shí)例：植物光合作用保護(hù)功能儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)葉肉細(xì)胞

表皮細(xì)胞（無(wú)葉綠體）儲(chǔ)藏細(xì)胞沒(méi)有葉綠體，沒(méi)有角質(zhì)層細(xì)胞壁上形成角質(zhì)層有葉綠體同一植物體的這些細(xì)胞都來(lái)自一群彼此相似的早期胚細(xì)胞。細(xì)胞分化②概念③意義概念：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(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(guò)程。如果沒(méi)有細(xì)胞分化的發(fā)生，生物體會(huì)變成什么樣子呢？意義：①

細(xì)胞分化是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。②

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。分析以下現(xiàn)象或?qū)嵗w現(xiàn)了細(xì)胞分化的什么特點(diǎn)，并連線。離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類型的細(xì)胞。細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程，胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。普遍性穩(wěn)定性持久性不可逆性人、動(dòng)物、植物、細(xì)菌、真菌等生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中都存在著細(xì)胞分化細(xì)胞分化④特點(diǎn)特點(diǎn)①持久性：發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。②穩(wěn)定性（不可逆性）：一般情況，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)直到死亡。③普遍性：細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象。④遺傳信息（基因）不變性：一般情況下，分化后的細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)的遺傳信息不發(fā)生改變。細(xì)胞分化④特點(diǎn)在某些條件下，分化了的細(xì)胞也不穩(wěn)定，可逆性變化到未分化狀態(tài)，這一過(guò)程稱為去分化。細(xì)胞分化⑤實(shí)質(zhì)（原因）在同一生物體內(nèi)，細(xì)胞分化所形成的不同組織細(xì)胞含有的遺傳信息（基因）相同嗎？基因結(jié)論卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因分化后的體細(xì)胞遺傳信息不變輸卵管細(xì)胞+++唾液腺細(xì)胞+++胰島B細(xì)胞+++注：“+”表示有，“－”表示無(wú)表2人體內(nèi)幾種體細(xì)胞含有的基因?yàn)槭裁床煌M織細(xì)胞功能不同呢（完成不同的生命活動(dòng)）？注：“+”表示有，“－”表示無(wú)表3人體內(nèi)幾種體細(xì)胞的基因表達(dá)基因蛋白質(zhì)卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰島素輸卵管細(xì)胞++++－－唾液腺細(xì)胞+++－+－胰島B細(xì)胞+++－－+細(xì)胞分化⑤實(shí)質(zhì)（原因）實(shí)質(zhì)（原因）：血紅蛋白基因開(kāi)啟肌動(dòng)蛋白基因關(guān)閉紅細(xì)胞合成血紅蛋白（不合成肌動(dòng)蛋白）血紅蛋白基因關(guān)閉肌動(dòng)蛋白基因開(kāi)啟肌細(xì)胞合成肌動(dòng)蛋白（不合成血紅蛋白）是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。細(xì)胞分化⑤實(shí)質(zhì)（原因）細(xì)胞分化⑤實(shí)質(zhì)（原因）“基因的選擇性表達(dá)”不同細(xì)胞中有沒(méi)有表達(dá)相同的基因？管家基因：是指所有細(xì)胞中均要穩(wěn)定表達(dá)的一類基因，其產(chǎn)物是對(duì)維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的。如呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。奢侈基因：組織特異性基因，是指不同類型細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，奢侈基因的產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。如胰島素基因、血紅蛋白基因等。細(xì)胞分化是奢侈基因的選擇性表達(dá)。課中必練×××1、同一個(gè)體的小腸上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞所含的基因不同（）2、蛙的紅細(xì)胞和人的紅細(xì)胞形態(tài)不同的原因是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果（）3、同一細(xì)胞內(nèi)往往含有不同的蛋白質(zhì)，這就是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果（）4.下列關(guān)于細(xì)胞分化的描述，正確的是()A．細(xì)胞的高度分化改變了物種的遺傳信息B．可以通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞中呼吸酶基因是否表達(dá)，來(lái)確定細(xì)胞是否分化C．一個(gè)人肝細(xì)胞和肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)D．神經(jīng)細(xì)胞特有的基因決定了神經(jīng)遞質(zhì)的精準(zhǔn)釋放位置c課中必練5.分別用β-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細(xì)胞呼吸相關(guān)的酶)基因的片段為探針，與雞的成紅細(xì)胞、輸卵管細(xì)胞和胰島細(xì)胞中提取的總RNA進(jìn)行分子雜交，結(jié)果見(jiàn)表(注：“＋”表示陽(yáng)性，“－”表示陰性)。下列敘述不正確的是(

)探針細(xì)胞總RNAβ-珠蛋白基因卵清蛋白基因丙酮酸激酶基因成紅細(xì)胞＋－＋輸卵管細(xì)胞－＋＋胰島細(xì)胞－－＋A．在成紅細(xì)胞中，β-珠蛋白基因處于活動(dòng)狀態(tài)，卵清蛋白基因處于關(guān)閉狀態(tài)B．輸卵管細(xì)胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β-珠蛋白基因C．丙酮酸激酶基因的表達(dá)產(chǎn)物對(duì)維持雞細(xì)胞的基本生命活動(dòng)很重要D．上述不同類型細(xì)胞的生理功能差異與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)B細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的關(guān)系細(xì)胞分裂細(xì)胞分化不同點(diǎn)細(xì)胞數(shù)量形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同點(diǎn)聯(lián)系增加相同不變差異染色體和遺傳信息都不變①先分裂，后分化；②細(xì)胞分裂是分化的基礎(chǔ)，共同完成生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程；③分化程度越高，分裂能力越低過(guò)渡疑問(wèn)：如果給予一定的條件，這些組織和器官中高度分化的細(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其它細(xì)胞嗎?細(xì)胞的全能性①實(shí)例1：植物組織培養(yǎng)資料一：1958年，美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞，放入含有植物激素、無(wú)機(jī)鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細(xì)胞旺盛地分裂和生長(zhǎng)，形成一個(gè)細(xì)胞團(tuán)塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長(zhǎng)成了一株新的植株。高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。討論：1.從資料一中可以得到什么結(jié)論？2.如果將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞換成其他高度分化的植物細(xì)胞，在適宜條件下，這些細(xì)胞也能形成新的植株嗎？能細(xì)胞的全能性①實(shí)例1：植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞全能性表現(xiàn)的必要條件：（1）離體（必要條件）；（2）一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（無(wú)機(jī)鹽、維生素、氨基酸等）和植物激素；（3）適宜的外界條件（適宜的溫度、pH等）、無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境。（1）高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性（2）植物組織培養(yǎng)技術(shù)①原理：植物細(xì)胞具有全能性②過(guò)程：植物細(xì)胞全能性細(xì)胞的全能性①實(shí)例2：非洲爪蟾核移植

資料二：科學(xué)家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實(shí)驗(yàn)，將它的腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中，結(jié)果獲得了新的個(gè)體。討論：從資料二中可以得到什么結(jié)論？已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。

到目前為止,人們還沒(méi)有功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。細(xì)胞的全能性②概念；③原因；細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。體細(xì)胞中都具有該物種全套的遺傳物質(zhì)，都具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因。細(xì)胞全能性原因：細(xì)胞全能性：細(xì)胞的全能性④應(yīng)用1植物組織培養(yǎng)——快速繁殖花卉、蔬菜2拯救珍稀、瀕危物種長(zhǎng)江女神白鰭豚百合花杜鵑丹頂鶴干細(xì)胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病體外培養(yǎng)組織或器官,通過(guò)移植治療疾病3醫(yī)療治病干細(xì)胞人和動(dòng)物體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞。概念：種類（按分化潛能的大?。┌磥?lái)源分（發(fā)育時(shí)期）成體干細(xì)胞按分化潛能分多能干細(xì)胞（）

（如神經(jīng)干細(xì)胞）胚胎干細(xì)胞如受精卵如造血干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞專能干細(xì)胞

全能干細(xì)胞（）干細(xì)胞植物細(xì)胞的全能性>動(dòng)物細(xì)胞全能性受精卵>生殖細(xì)胞(精卵細(xì)胞)>體細(xì)胞分裂能力、分化能力、分化程度、全能性大小的比較受精卵胚胎干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞體細(xì)胞分裂能力、分化能力、全能性逐漸減弱；分化程度逐漸增強(qiáng)細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的比較項(xiàng)目細(xì)胞的分化細(xì)胞的全能性原理特點(diǎn)結(jié)果細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)細(xì)胞含有本物種全套遺傳物質(zhì)①持久性②穩(wěn)定性③不可逆性④普遍性①高度分化的植物細(xì)胞具有全能性②已分化的動(dòng)物體細(xì)胞全能性受到限制，但細(xì)胞核仍具有全能性形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞大小比較關(guān)系體細(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵動(dòng)物細(xì)胞>植物細(xì)胞等受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞等①細(xì)胞分化不會(huì)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變，已分化的細(xì)胞都含有保持物種遺傳特性所需要的全套遺傳物質(zhì)；②一般地，細(xì)胞分化程度越高，全能性越難以實(shí)現(xiàn)，細(xì)胞分化程度越低，全能性就越高。課堂小結(jié)課后練習(xí)一、概念檢測(cè)1.判斷下列有關(guān)細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性關(guān)系的表述是否正確。(1)受精卵沒(méi)有分化，所以沒(méi)有全能性。（×）(2)細(xì)胞的分化程度越高，表現(xiàn)出來(lái)的全能性就越弱。（√）2.將自體骨髓干細(xì)胞植入胰腺組織后可分化為“胰島樣”細(xì)胞，以替代損傷的胰島B細(xì)胞，達(dá)到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是（D）A.骨髓干細(xì)胞與“胰島樣”細(xì)胞的基因組成不同，基因表達(dá)情況不同B.“胰島樣”細(xì)胞與胰島B細(xì)胞基因組成不同，基因表達(dá)情況相同C.骨髓干細(xì)胞與“胰島樣”細(xì)胞基因組成相同，基因表達(dá)情況也相同D.骨髓干細(xì)胞與胰島B細(xì)胞的基因組成相同，基因表達(dá)情況不同3.在一個(gè)多細(xì)胞的生物體內(nèi)，存在著各種在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上具有差異的細(xì)胞，這是因?yàn)椋―）A.細(xì)胞發(fā)生了變異

B.不同細(xì)胞的基因不同C.某些細(xì)胞失去了全能性

D.不同細(xì)胞中的基因選擇性地表達(dá)二、拓展應(yīng)用1.植物組織培養(yǎng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展十分迅猛，許多企業(yè)運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)蔬菜、瓜果和花卉的組培苗，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)植物幼苗有什么優(yōu)勢(shì)呢？你將來(lái)愿意從事這方面的工作嗎？【答案】同傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比,用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)植物幼苗的優(yōu)勢(shì)是：快速、大量繁殖，不受季節(jié)影響，同時(shí)還能保持植物的優(yōu)良品質(zhì)。2.干細(xì)胞療法讓許多惡性疾病患者看到了希望，但也有不少慘痛的教訓(xùn)。有興趣的同學(xué)，可以了解這方面的信息，思考科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系?！敬鸢浮柯浴Ｕn中必練A.a過(guò)程表示干細(xì)胞能自我更新B.b、c過(guò)程表示干細(xì)胞具有分化能力C.a、b、c過(guò)程中細(xì)胞的遺傳信息表達(dá)情況不同D.b過(guò)程形成的細(xì)胞直接組成器官，可供器官移植使用1、動(dòng)物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞