第4節(jié)細(xì)胞分化和細(xì)胞全能性

1、第4節(jié) 細(xì)胞分化和細(xì)胞全能性一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解細(xì)胞分化的概念、過程、特點(diǎn)和意義。2、知道細(xì)胞全能性的概念。3.學(xué)會(huì)植物細(xì)胞分化裝片的制作和觀察二、知識(shí)回顧1、填空題（1）、同一來(lái)源的細(xì)胞逐漸發(fā)生形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和蛋白質(zhì)合成上的差異，這個(gè)過程稱為 。（2）、細(xì)胞的全能性是指單個(gè)細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后仍具有 。（3）、大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，高度分化的植物細(xì)胞在離體情況下，仍具有發(fā)育成完整植物體能力，也就是保持了植物細(xì)胞的 。但高度分化的動(dòng)物細(xì)胞和人體細(xì)胞的細(xì)胞 受限制，可是動(dòng)物細(xì)胞的 仍然保持 ，這是因?yàn)樗斜疚锓N遺傳性所需要的 。（4）、細(xì)胞分化、細(xì)胞全能性及相互比較細(xì)胞分化細(xì)胞全能性原理細(xì)胞內(nèi)

2、選擇性表達(dá)含有本物種 特點(diǎn) ：細(xì)胞分化貫穿于生物體整個(gè)生命進(jìn)程中，在胚胎期達(dá)到最大限度 ：一般來(lái)說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直至死亡 ：生物界中普遍存在，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)高度分化的植物 具有全能性植物細(xì)胞在離體的情況下，在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，激素和其他適宜的外界條件下，才能表現(xiàn)其全能性動(dòng)物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，但 仍具有全能性。例如：動(dòng)物克隆技術(shù)結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞形成新的個(gè)體關(guān)系兩者的 都不發(fā)生改變細(xì)胞的分化程度越高，具有的全能性 （5）選取已長(zhǎng)1-2 cm有 的小麥苗幼根置于載玻片，用刀片將其 剖，留其中一片，用鑷子將其壓扁。（6）選用的染色液是 或 ，染色

3、后，壓片的目的是 。（7）鏡檢時(shí)可以看到不同形態(tài)的細(xì)胞，如染色較淺的 細(xì)胞；處于不同分裂時(shí)期的 細(xì)胞；細(xì)胞較長(zhǎng)的 細(xì)胞；成熟區(qū)的 細(xì)胞和 細(xì)胞。2、選擇題（1） 在下列植物體細(xì)胞培養(yǎng)形成完整植株的過程中，屬于細(xì)胞分化現(xiàn)象的是（ ）A. 制作植株根的切片 B. 從根片分離出的細(xì)胞C. 由單個(gè)細(xì)胞分裂后形成細(xì)胞團(tuán) D. 細(xì)胞團(tuán)形成胚狀體，最終形成新植株（2）細(xì)胞分化過程中不會(huì)出現(xiàn)( )A. 細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的改變 B. 細(xì)胞器種類和數(shù)量的改變C. 蛋白質(zhì)種類和數(shù)量的改變 D. 細(xì)胞核遺傳物質(zhì)的改變（3）下列關(guān)于細(xì)胞分裂和分化的敘述，不正確的是( ) A. 細(xì)胞分裂是細(xì)胞增殖的過程，在生物的一生中，細(xì)胞

4、分裂旺盛的時(shí)期是胚胎期和生長(zhǎng)發(fā)育期 B. 高度分化后的細(xì)胞結(jié)構(gòu)無(wú)改變，因而具有全能性 C. 在生物的個(gè)體發(fā)育過程中，既有細(xì)胞的分裂又有細(xì)胞的分化 D. 細(xì)胞分化是細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生持久、不可逆轉(zhuǎn)、穩(wěn)定性的變化，形成特定組織細(xì)胞的過程。胚胎時(shí)期細(xì)胞分化達(dá)到最大程度性(4)下列與體細(xì)胞的全能性無(wú)關(guān)的一項(xiàng)是( )A. 紫色糯性玉米種子培育出植株B. 試管嬰兒的培育C. 用胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)胡蘿卜植株D. 綿羊“多利”的產(chǎn)生(5)下列人體細(xì)胞中分化程度最低的是（ ）A. 胚胎干細(xì)胞 B. 造血干細(xì)胞 C. 胰腺細(xì)胞 D. 肌肉細(xì)胞(6)下列具有細(xì)胞全能性的是( )A. 變形蟲 B. 噬菌體

5、C. 棉花的愈傷組織 D. 大熊貓的肌肉組織(7)高等動(dòng)物隨著胚胎發(fā)育，僅有少數(shù)細(xì)胞依然具有分化成其他細(xì)胞類型和構(gòu)建組織器官的能力，這類細(xì)胞稱為干細(xì)胞，如造血干細(xì)胞。下圖中能完整顯示正常機(jī)體內(nèi)干細(xì)胞基本特征的是干細(xì)胞A干細(xì)胞干細(xì)胞干細(xì)胞BCD(8)正常人體內(nèi)的造血干細(xì)胞能分裂產(chǎn)生各種血細(xì)胞，在體外，在某些因素的誘導(dǎo)下，卻可以分化為神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。其根本原因是這些造血干細(xì)胞（ ）A. 還沒有分化 B. 有旺盛的分裂能力C. 能合成神經(jīng)細(xì)胞或肝細(xì)胞需要的蛋白質(zhì) D. 具有與受精卵相同的全套遺傳基因三、典型例題試管植物1.美國(guó)科學(xué)家將分離得到的胡蘿卜韌皮部細(xì)胞進(jìn)行離體組織培養(yǎng)，由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成了完

6、整的新植株。見圖開花的胡蘿卜植物根的切片單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞團(tuán)胚狀體分離細(xì)胞1）經(jīng)分離出來(lái)的一個(gè)個(gè)根細(xì)胞又形成細(xì)胞團(tuán)是通過細(xì)胞的 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2）細(xì)胞團(tuán)中一些相同的細(xì)胞又能在發(fā)育過程中，它們彼此的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸向不同的方向變化，這種現(xiàn)象叫做 。3）該實(shí)驗(yàn)證明了離體的植物細(xì)胞具有 。4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)推理推測(cè)，一個(gè)離體動(dòng)物細(xì)胞能培育出一個(gè)完整的動(dòng)物嗎？原因是什么？ 5）為什么克隆多利羊能培育成功呢？為什么？ 2.下圖是高等生物個(gè)體發(fā)育過程中發(fā)生的細(xì)胞變化，請(qǐng)仔細(xì)觀察回答問題： 6-A-31) 圖示的高等生物個(gè)體發(fā)育是從 開始的。2) 由到，由于細(xì)胞 ，細(xì)胞的 、 和功能發(fā)生了穩(wěn)定性的差異，細(xì)胞的這種

7、變化是基因在機(jī)體發(fā)育過程中 的結(jié)果。3、2005年11月12日上午9點(diǎn)，濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院專家將臺(tái)灣同胞捐獻(xiàn)的造血干細(xì)胞緩緩輸人大陸白血病患者鞏中衛(wèi)的體內(nèi)。白血病是一種惡性血液病，目前主要通過骨髓移植治療自血病，而造血干細(xì)胞配型是骨髓移植能成功的關(guān)鍵。1) 干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞能通過分裂和分化形成各種組織器官，表明胚胎干細(xì)胞具有 性。2) 個(gè)體發(fā)育過程中最原始的干細(xì)胞是 。通過細(xì)胞分裂，后代細(xì)胞具有與親代完全相同的 ，但在細(xì)胞和生物體特定的調(diào)控作用下，導(dǎo)致后代細(xì)胞的遺傳信息 不同,控制合成不同的 ，使細(xì)胞向不同的方向發(fā)展。4.下面是以蠶豆為材料所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答有關(guān)問題。

8、將種子浸入水中24小時(shí)后，分成4組，分別培養(yǎng)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）種子在浸泡過程中，主要以 方式吸水。（2）將發(fā)芽的種子研磨液置于試管中，加入班氏試劑，并加熱，試管中出現(xiàn)紅黃色，說明發(fā)芽的種子中含有_。（3）在盛有10ml3%過氧化氫溶液的試管中，加入新鮮的發(fā)芽種子研磨液時(shí)，試管中有大量氣泡生成，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香插入試管，火焰變得明亮，這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明發(fā)芽的種子中含有_。（4）5天后蠶豆幼根吸水能力最強(qiáng)的部位是_區(qū)，用顯微鏡觀察此區(qū)的徒手縱切片，可見到該區(qū)已分化出木質(zhì)部，其中輸送水分的是_。（5）為了研究蠶豆染色體數(shù)目、大小和形態(tài)特征，應(yīng)以顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)蠶豆根尖的分生區(qū)處于_期的細(xì)胞染色體。（6）若利用

9、小麥的根毛細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，由于觀察的細(xì)胞無(wú)色透明，為了取得更好的觀察效果，調(diào)節(jié)顯微鏡的措施是：_。四、課后練習(xí)1將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時(shí)，下列條件中不需要的是 （ ）A具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞 B一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C離體狀態(tài) D導(dǎo)入指定基因2. 下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)過程是 （ ）A玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株B小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞C小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株2.右圖中，結(jié)締組織細(xì)胞、骨細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和皮細(xì)結(jié)締組織細(xì)胞骨細(xì)胞皮膚細(xì)胞肌肉細(xì)胞胞等細(xì)胞都來(lái)自同一細(xì)胞，但它們卻形態(tài)各異。其原因是它們?cè)谏L(zhǎng)發(fā)

10、育過程中發(fā)生了 ( )A基因突變B染色體畸變C細(xì)胞分裂D細(xì)胞分化3研究發(fā)現(xiàn)，在體外一定條件下培養(yǎng)造血干細(xì)胞，可以形成神經(jīng)細(xì)胞。下列相關(guān)敘述中，不正確的是（ ）A造血干細(xì)胞僅通過有絲分裂形成三種血細(xì)胞B造血干細(xì)胞在體外形成神經(jīng)細(xì)胞是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果C神經(jīng)細(xì)胞的形成除受基因的控制外，還受到細(xì)胞所處外界環(huán)境的影響D造血干細(xì)胞有細(xì)胞周期，而神經(jīng)細(xì)胞不具有細(xì)胞周期4. 右圖為哺乳動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞的某些生命活動(dòng)的示意圖。據(jù)圖判斷，下列說法不正確的是( )A細(xì)胞a具有分裂和分化的功能 B細(xì)胞c和h中染色體數(shù)目與細(xì)胞b不同 C細(xì)胞f中同時(shí)含有X和Y染色體 D細(xì)胞e所示生理過程取決于膜的選擇透過性5.人體甲狀腺

11、濾泡細(xì)胞分泌甲狀腺素，C細(xì)胞分泌32肽的降鈣素，下列表述正確的是（ ）A濾泡細(xì)胞和C細(xì)胞內(nèi)含有不同的基因B控制降鈣素合成的基因長(zhǎng)度至少為96對(duì)堿基C在降鈣素溶液中加入適量的雙縮脲試劑，溶液呈橘紅色D濾泡細(xì)胞和C細(xì)胞內(nèi)RNA種類相同6.植物細(xì)胞具有發(fā)育為完整植株潛能的決定因素是 A細(xì)胞膜 B葉綠體 C線粒體 D細(xì)胞核7. 如圖為人體某早期胚胎細(xì)胞所經(jīng)歷的生長(zhǎng)發(fā)育階段的示意圖，圖中甲、乙為兩個(gè)階段的細(xì)胞，a、b表示發(fā)育變化的模式過程。下列敘述正確的是()a過程有可能發(fā)生基因突變乙細(xì)胞不同的基因重組導(dǎo)致b過程產(chǎn)生不同的細(xì)胞上皮細(xì)胞與甲細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同，因此它們的全能性高低應(yīng)該相同b過程中遺傳信息的流

12、動(dòng)方向?yàn)镈NARNA蛋白質(zhì)A BC D8美國(guó)科學(xué)家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成完整的新植株(如圖所示)。請(qǐng)分析：(1)這種生殖方式屬于 所用的技術(shù)是 。(2)分離出來(lái)的胡蘿卜根細(xì)胞成為細(xì)胞團(tuán)是通過 分裂來(lái)完成的。(3)細(xì)胞團(tuán)中相同的細(xì)胞在發(fā)育成胚狀體和植株的過程中，形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸向不同方向發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象叫做細(xì)胞的。(4)本實(shí)驗(yàn)說明植物細(xì)胞具有 。(5)在培養(yǎng)試管植物時(shí)，試管內(nèi)應(yīng)至少放入種礦質(zhì)元素，其中應(yīng)大量供給的是元素。9右圖是用胡蘿卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)某些過程示意圖，請(qǐng)回答：(1)請(qǐng)把組織培養(yǎng)的過程按正常順序排列(以字母表示)。(2)圖D上的細(xì)胞

13、團(tuán)是 ，它的特點(diǎn)是。(3)圖C和圖D的培養(yǎng)基是否相同 。(4)圖C的培養(yǎng)物的變化是 。(5)從原理上講，植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是 的表現(xiàn)。10.皮膚干細(xì)胞的研制成功被評(píng)為2007年國(guó)際十大科技新聞之一。這一技術(shù)將有望用于人類糖尿病、癌癥等疾病的干細(xì)胞研究和治療，從而避開利用胚胎干細(xì)胞研究面臨的倫理爭(zhēng)議，并且皮膚細(xì)胞可以取自自體，所以不會(huì)發(fā)生身體排斥反應(yīng)。（1）皮膚細(xì)胞在體內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)變成其他體細(xì)胞，這是因?yàn)樗歉叨确只募?xì)胞，其分化的根本原因是 。（2）由皮膚干細(xì)胞可以誘導(dǎo)形成各種體細(xì)胞，其根本原因是 .（3）皮膚干細(xì)胞和癌細(xì)胞都具有旺盛的 能力。但是皮膚干細(xì)胞卻可以通過誘導(dǎo)而發(fā)生 ，

14、形成各種體細(xì)胞。而癌細(xì)胞由于細(xì)胞膜上的 等物質(zhì)減少，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。（4）利用皮膚干細(xì)胞進(jìn)行疾病研究和治療，與利用胚胎干細(xì)胞相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)你說出其中兩點(diǎn)。 11癌細(xì)胞通常是由正常細(xì)胞的遺傳物質(zhì)(基因)發(fā)生改變后形成的。某生物興趣小組的同學(xué)從資料上獲知：二氯二乙胺能夠阻止參與DNA復(fù)制的酶與DNA相互作用。他們推測(cè)：二氯二乙胺能抑制癌細(xì)胞的增殖，能作為一種癌癥的化療藥物，并就此問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究。實(shí)驗(yàn)材料：肝部長(zhǎng)有腫瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸餾水，生理鹽水，含有全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的細(xì)胞培養(yǎng)液，顯微鏡，血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，試管，吸管等。(1)通常能夠引起基因改變的因素可能有(填寫序號(hào))_。A

15、紫外線B甘油C肝炎病毒D煤焦油及其衍生物苯E葡萄糖F尼古丁G丙酮酸H核輻射(2)化療時(shí)采用的烷化劑，如二氯二乙胺能夠與DNA分子發(fā)生反應(yīng)，從而阻止參與DNA復(fù)制的酶與DNA的相互作用。此類藥品作用于癌細(xì)胞周期的_期。(3)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)其中某位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作如下：(請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容補(bǔ)充完整)取潔凈的培養(yǎng)皿一個(gè)，加入適量的培養(yǎng)液，從小鼠肝部切取腫瘤組織，剪碎，并用胰蛋白酶處理，使其分散開來(lái)，置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。取潔凈的試管5支，加入等量的培養(yǎng)液，編號(hào)1、2、3、4、5，并在14號(hào)試管中加入等量的不同濃度的二氯二乙胺溶液。5號(hào)試管中加入_。從培養(yǎng)皿中吸取等量的培養(yǎng)液置于15號(hào)試管中，振蕩后，在冰箱中培

16、養(yǎng)一段時(shí)間。從靜置的5支試管中吸取適量的培養(yǎng)液置于_內(nèi)，在顯微鏡下計(jì)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。請(qǐng)你糾正上面這位同學(xué)操作上的兩處錯(cuò)誤：a_；b_。(4)另一位同學(xué)按照正確的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得到的結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)組別12345二氯二乙胺濃度(mg/mL)0.10.20.30.40細(xì)胞數(shù)目(個(gè)/mL)32027518696560在該實(shí)驗(yàn)中，遵循了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的_原則和_原則。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出的結(jié)論是_第四節(jié) 細(xì)胞分化和全能性 知識(shí)回顧1、填空題（1）細(xì)胞分化（2）形成完整生物體的潛能(3)、細(xì)胞的全能性 全能性 核全能性 全套遺傳物質(zhì) (4)、細(xì)胞分化、細(xì)胞全能性及相互比較細(xì)胞分化細(xì)胞全能性原理基因全套遺傳物

17、質(zhì)特點(diǎn)持久性：穩(wěn)定性和不可逆性：普遍性：體細(xì)胞細(xì)胞核關(guān)系遺傳物質(zhì)越?。?）根毛 縱 （6）龍膽紫 醋酸洋紅 使細(xì)胞分散成單層細(xì)胞，便于觀察（7）根冠 根尖分生組織 伸長(zhǎng)區(qū) 導(dǎo)管 根毛 2、選擇題。(1)(8) DDBAACDD典型例題1、1）有絲分裂 2）分化 3）細(xì)胞的全能性 4）不是 動(dòng)物細(xì)胞一般不具有細(xì)胞全能性5）克隆羊多利是將羊的乳腺細(xì)胞的核移植到去核的羊的卵細(xì)胞中培育成功的說明了動(dòng)物細(xì)胞不具有全能性，但動(dòng)物體細(xì)胞的核還具有全能性2、 1)受精卵 2)分化 形態(tài) 結(jié)構(gòu) 選擇性表達(dá)3、 1) 全能 2)受精卵 遺傳物質(zhì) 表達(dá) 蛋白質(zhì)4.（1）吸脹（2） 還原性糖 （3）過氧化氫酶 （4）根毛 導(dǎo)管 （5）有絲分裂中 （6）縮小光圈或換平面反光鏡課后練習(xí)1.D 2.D 3.D 4.D 5.B 6.D 7.A 8.(1)無(wú)性生殖 細(xì)胞培養(yǎng) (2)有絲 (3)分化 (4)全能性 (5)13 NPKSCaMg9.(1)B D C A (2)愈傷組織 失去分化且較均一 (3)不同(4)細(xì)胞分化，導(dǎo)致器官形成 (5)細(xì)胞全能性10(1)在個(gè)體發(fā)育過程中遺傳信息的執(zhí)行情況不同（或基因