第6章 2同步课件

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第6章　细胞的生命历程第2节　细胞的分化课前 · 新知导学 1．概念：在个体发育中，由_____________细胞增殖产生的后代，在____________________上发生_____________的过程。2．特点细胞分化及其意义一个或一种　形态、结构和生理功能　稳定性差异　持久性　不可逆性　普遍性　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(即基因的选择性表达)。4．表现细胞水平：产生特定的________。分子水平：合成特定的________。5．实例：构成人体四种组织的细胞，如________、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等；植物的____________、表皮细胞、储藏细胞等。遗传信息　细胞　蛋白质　上皮细胞　叶肉细胞　6．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。个体发育　专门化　生理功能　同一个体的不同体细胞的形态、结构和生理功能不同的直接原因及根本原因分别是什么？提示：直接原因是所含的蛋白质种类有所不同，根本原因是不同的细胞表达的基因不同。 下列有关细胞分化的叙述，不正确的是(　　)A．细胞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．细胞分化是一种持久性的变化C．细胞分化使一个个体的各种细胞具有不同的遗传信息D．细胞分化是由于不同种类细胞中遗传信息的执行情况不同【答案】C　【解析】细胞分化没有改变细胞的遗传信息，C错误。1．概念：指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整________或分化成其他_________的_______和________。2．实例(1)植物细胞的全能性①实验过程②结论：高度分化的________仍然具有发育成________的能力。【答案】①韧皮部　②植物细胞　完整植株　有机体　细胞的全能性各种细胞　潜能　特性　(2)动物细胞核的全能性①实例②结论：已分化的动物体细胞的______________仍具有全能性。【答案】①去核　②细胞核3．细胞全能性的比较(1)原因：________的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的______________。(2)理解：体细胞一般都是由________通过_________增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的DNA分子。已分化　全部基因　受精卵　有丝分裂　4．干细胞(1)特点①具有__________________能力。②在动物和人体内，数量很少。(2)举例：人骨髓中的________________能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。分裂和分化 　造血干细胞 　 下列有关细胞全能性的理解，正确的是(　　)A．没有离体的成熟植物细胞也能表现出全能性B．克隆猴“中中”和“华华”的诞生标志着动物体细胞全能性的实现C．癌细胞的增殖体现了细胞的全能性D．花粉可培育成完整的植株，是细胞全能性的体现【答案】D　 【解析】细胞全能性判断的标准是：“细胞→个体”，例如一个离体植物细胞经植物组织培养形成幼苗，就体现了全能性，没有离体的成熟植物细胞各自承担不同的功能，不能表现出全能性，A错误；克隆猴“中中”和“华华”的诞生标志着动物细胞核全能性的实现，并非动物体细胞全能性的实现，B错误；癌细胞的增殖不能体现细胞的全能性，C错误；花粉具有较高的全能性，经组织培养可培育成完整的植株，D正确。课堂 · 素养初培 1．细胞分化的过程图示细胞的分化[知识归纳]2．细胞分化的实质各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达：1．由同一细胞增殖产生、经过细胞分化形成的各种细胞内，细胞器数目、细胞质基质成分相同吗？提示：不同。因为分化形成的各种细胞的功能不同，所以细胞内的细胞器数目、细胞质基质成分不同。2．细胞分化后，其内的遗传信息没有发生改变的原因是什么？提示：因为生物体的不同细胞均来自受精卵的有丝分裂，由于有丝分裂中遗传信息几乎不发生变化，因而同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传信息。【方法技巧】细胞分化的三个关键点：(1)细胞分化的标志。①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平：形成不同种类的细胞。(2)分化细胞表达的基因。①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。(3)细胞分化的“变”与“不变”。①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。1．如图所示为细胞甲、乙、丙、丁的部分生命历程(①、②)，下列相关叙述正确的是(　　)[对点精练]A．细胞生命历程①，细胞内核DNA加倍与染色体加倍同步进行B．细胞生命历程②，不同功能的细胞内基因表达情况有差异C．细胞甲、乙、丙和丁都具有增殖和分化能力，且这种能力无差别D．图中三种血细胞具有不同的功能，所含蛋白质的种类完全不同【答案】B　【解析】从题图信息可知，①和②分别表示细胞增殖和分化。细胞增殖过程中，细胞内核DNA加倍发生在间期，而染色体加倍发生在有丝分裂后期；不同功能的细胞来自细胞的分化，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达；从甲到丙或丁，细胞分化程度加大，致使细胞增殖和分化能力降低；不同功能的细胞内蛋白质的种类有差异，既有相同的蛋白质，也有不同的蛋白质。2．关于细胞分化的说法正确的是(　　)①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定的方向分化，便不会再回到原先的状态②细胞分化后，细胞中合成的蛋白质不同③分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能④一般不会出现细胞核遗传物质的改变⑤细胞分化的实质是基因的选择性表达A．②③④⑤　　 B．①②④⑤C．①②③⑤　　　　　　　 D．①②③④⑤【答案】D　【解析】细胞分化是基因选择性表达的结果，形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态、结构不同，细胞分化具有稳定性和持久性以及不可逆性，在分化时遗传物质一般不会出现变化。1．细胞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新个体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2．细胞全能性实现的条件(1)离体状态下；(2)水、无机盐、有机营养及激素等；(3)适宜的温度等外界环境条件。细胞的全能性[知识归纳]3．不同细胞全能性的比较(1)动、植物细胞全能性的区别：植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。(2)与细胞分化的关系：细胞分化程度不断提高，细胞的全能性逐渐变小。(3)与细胞分裂能力的关系：呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。4．细胞分化与细胞全能性的比较【易错点拨】细胞全能性的4点提示：(1)植物种子发育成植株不能体现细胞的全能性。(2)动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。(3)已分化的植物细胞表达全能性的条件：①离体；②给予一定的营养物质、激素等；③适宜的温度等环境条件。(4)分化程度高的细胞全能性不一定低，如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然较高。1．细胞具有全能性的基础是什么？如何确认实现了全能性？提示：细胞具有全能性的基础是细胞具有发育成完整个体所必需的全部遗传信息；确认全能性实现的标准是看起点和终点，起点是“离体的细胞”，终点是发育成了“完整有机体”或分化成其他各种细胞。2．人的成熟红细胞是否具有全能性？为什么？提示：不具有，因为人的成熟红细胞无细胞核，不具备发育成完整个体的遗传物质。1．下列关于细胞全能性的理解，不正确的是(　　)A．植物种子发育成植株体现了细胞的全能性B．细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素C．经植物组织培养得到的试管苗，是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果D．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性[对点精练]【答案】A　【解析】细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能和特性；判断细胞全能性是否表现的主要依据是发育起点为细胞。2．关于细胞全能性的叙述，错误的是(　　)A．离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性B．克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性C．在动物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高D．生物体内细胞没有表现出全能性，是基因在特定时空条件下选择性表达的结果【答案】B　【解析】离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性，A正确；克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；在动物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高，C正确；生物体内细胞没有表现出全能性，是基因在特定时空条件下选择性表达的结果，D正确。课堂 · 延伸提分 易错易混：细胞分化的特点(1)细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变，只是基因选择性表达。(2)同一个体不同种类的体细胞中，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白质不完全相同。(3)一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的植物细胞能够脱分化恢复全能性。例1　下列关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错因分析：不理解全能性的概念和表现。【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。解题技巧：细胞分化题的答题方法例2　如图所示为来自同一人体的4 种细胞，下列叙述正确的是(　　)A．因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA含量相同B．因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同C．虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同D．虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同审题流程：第一步　解读题干，提取信息。分析题干和图像内容，概括信息主旨。题干“来自同一人体的4 种细胞”意味着都是由同一个受精卵细胞经过有丝分裂和分化形成的。图示中列举的4种细胞形态结构不同，隐含信息是细胞功能不同，执行功能的蛋白质等分子种类不同，但细胞核内DNA分子(遗传物质)相同。第二步　对接教材，迁移知识。弄清考查的知识点，对应教材中的相关章节。根据题干“同一人体的4 种细胞”考查的知识点，与教材中第6章第2节“细胞的分化”密切相关：由图示深入理解细胞分化(基因选择性表达)机理 ：(1)如图所示，经过有丝分裂、分化得到的神经细胞、白细胞和小肠上皮细胞中所含遗传物质与亲代细胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化时，神经细胞中A、D基因处于活跃状态(能表达的状态)，白细胞中C、D基因处于活跃状态，小肠上皮细胞中D、E基因处于活跃状态。(2)由于表达的基因不同，因此指导合成的蛋白质有差异，每种细胞中含有自身特有的蛋白质，如心肌细胞中，某个基因指导合成了肌动蛋白；而在唾液腺细胞中，另一基因指导合成了唾液淀粉酶。(3)细胞中D基因都表达了，这说明D基因指导合成的蛋白质可能是细胞基础生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶。第三步　各项击破，正确解答。逐个选项分析，结合教材知识判断正误。【答案】C　【解析】人体不同组织的体细胞中核DNA含量相等，但是细胞质中的DNA含量不一定相同，卵细胞和精子中的核DNA减半，A错误；同一人体不同体细胞中携带的核基因相同，但基因的选择性表达(细胞分化)导致不同细胞的形态和功能不同，B错误；活细胞中含量最多的化合物是水，C正确；人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不同，有协助扩散和主动运输两种方式。D错误。故选C。小练 · 素养达成 1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是(　　)A．高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中B．细胞分化过程中遗传物质发生了改变C．细胞分化使细胞数目和种类增多D．经细胞分化后，细胞的全能性降低【答案】D　【解析】细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，是基因在时间和空间上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。2．关于细胞分化的叙述，下列哪一项是错误的(　　)A．细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命进程中B．一般情况下，已经分化的细胞会一直保持分化后的状态，直到死亡C．随着细胞分化的进行，细胞中的遗传物质种类会发生变化D．高度分化的动物体细胞的细胞核保持着全能性【答案】C　【解析】细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能方面发生稳定性差异的过程，具有稳定性、持久性和不可逆性，它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，A正确；细胞分化具有稳定性，即分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞中遗传物质没有发生改变，C错误；植物细胞具有全能性，高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性，D正确。3．下列关于细胞全能性的理解，正确的是(　　)A．胚胎干细胞核移植克隆动物体现了细胞全能性B．高等植物成熟的筛管细胞没有细胞全能性C．水稻种子从萌发到长成植株的过程体现了细胞全能性D．科学家用非洲爪蟾所做的实验，其结果说明动物细胞具有细胞全能性【答案】B　【解析】胚胎干细胞核移植克隆动物体现了细胞核具有全能性。A错误；高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核，故没有细胞全能性，B正确；水稻种子从萌发到长成植株的过程，是个体由小变大的过程，没有体现了细胞全能性， C错误；科学家用非洲爪蟾所做的实验，其结果说明动物细胞的细胞核具有全能性，并没有证明动物细胞具有全能性， D错误。4．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(　　)A．玉米种子萌发长成新植株B．用扦插技术繁育幼苗C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株【答案】D　【解析】“细胞全能性”是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整新个体的潜能，选项A所述内容是玉米的种子发育过程；体现细胞全能性必须发育起点为细胞，题干中要求体现的是“体细胞全能性”，而花粉属于生殖细胞；胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的体细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，体现了植物体细胞的全能性。5．下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述错误的是(　　)A．细胞表现全能性的根本原因是细胞内有一套能够发育成完整个体所需的全部遗传信息B．细胞的分化导致基因的选择性表达，产生新的蛋白质，细胞具有新的功能C．斯图尔德的组织培养实验表明植物细胞在离体的条件下可以实现全能性D．细胞分裂能力一般随细胞分化程度的提高而减弱【答案】B　【解析】细胞表现全能性的根本原因是细胞内有一套能够发育成完整个体所需的全部遗传信息，A正确；基因的选择性表达引起细胞的分化，B错误；斯图尔德的组织培养实验表明植物细胞具有全能性，C正确；一般情况下，细胞分化程度越高，细胞分裂能力越低，D正确。课后提能集训