【高中生物】2023-2024學年 人教版 必修一 細胞的分化 課件

第6章細胞的生命歷程第2節(jié)細胞的分化課標要點學法指導說明在個體發(fā)育過程中，細胞在形態(tài)、結構和功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了復雜的多細胞生物體1.科學思維：歸納與概括細胞分化和全能性；明確其關系；闡述細胞分化的實質(zhì)2．社會責任：舉例說明細胞全能性，并解釋其在生產(chǎn)實踐中的應用知識導圖課前·

新知導學1．概念在個體發(fā)育中，由_______________細胞增殖產(chǎn)生的后代，在______________________上發(fā)生____________的過程。2．特點細胞分化及其意義一個或一種特點解釋________發(fā)生在生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度__________一般來說，分化了的細胞，不會再演變成原始的細胞，將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡________在生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎形態(tài)、結構和生理功能穩(wěn)定性差異持久性不可逆性普遍性3．實質(zhì)在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中的____________表達情況不同(即基因的選擇性表達)。4．表現(xiàn)細胞水平：產(chǎn)生特定的________。分子水平：合成特定的__________。遺傳信息細胞蛋白質(zhì)5．實例構成人體四種組織的細胞，如______________、骨骼肌細胞、軟骨細胞、神經(jīng)細胞等；植物的______________、表皮細胞、儲藏細胞等。6．意義(1)是生物____________的基礎。(2)使多細胞生物體中的細胞趨向__________，有利于提高生物體各種____________的效率。上皮細胞葉肉細胞個體發(fā)育專門化生理功能同一個體的不同體細胞的形態(tài)、結構和生理功能不同的直接原因及根本原因分別是什么？____________________________________________。微思考提示：直接原因是所含的蛋白質(zhì)種類有所不同，根本原因是不同的細胞表達的基因不同下列有關細胞分化的敘述，不正確的是 (

)A．細胞分化是指相同細胞的后代在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程B．細胞分化是一種持久性的變化C．細胞分化使一個個體的各種細胞具有不同的遺傳信息D．細胞分化是由于不同種類細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同【答案】C【解析】細胞分化沒有改變細胞的遺傳信息，C錯誤。1．概念指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整_________或分化成其他____________的________和__________。2．實例(1)植物細胞的全能性：①實驗過程：細胞的全能性有機體各種細胞潛能特性韌皮部②結論：高度分化的__________仍然具有發(fā)育成__________的能力。(2)動物細胞核的全能性：①實例：②結論：已分化的動物體細胞的___________仍具有全能性。植物細胞完整植株去核細胞核3．干細胞(1)特點：①具有______________能力。②在動物和人體內(nèi)，數(shù)量很少。(2)舉例：人骨髓中的________________能通過增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板。分裂和分化造血干細胞下列有關細胞全能性的理解，正確的是 (

)A．沒有離體的成熟植物細胞也能表現(xiàn)出全能性B．克隆猴“中中”和“華華”的誕生標志著動物體細胞全能性的實現(xiàn)C．癌細胞的增殖體現(xiàn)了細胞的全能性D．花粉可培育成完整的植株，是細胞全能性的體現(xiàn)【答案】D【解析】細胞全能性判斷的標準是“細胞→個體”，例如一個離體植物細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成幼苗，就體現(xiàn)了全能性，沒有離體的成熟植物細胞各自承擔不同的功能，不能表現(xiàn)出全能性，A錯誤；克隆猴“中中”和“華華”的誕生標志著動物細胞核全能性的實現(xiàn)，并非動物體細胞全能性的實現(xiàn)，B錯誤；癌細胞的增殖不能體現(xiàn)細胞的全能性，C錯誤；花粉具有較高的全能性，經(jīng)組織培養(yǎng)可培育成完整的植株，D正確。課堂·

重難探究[知識歸納]1．細胞分化的過程圖示細胞的分化2．細胞分化的實質(zhì)各種細胞具有完全相同的遺傳物質(zhì)，但不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即基因的選擇性表達：1．由同一細胞增殖產(chǎn)生、經(jīng)過細胞分化形成的各種細胞內(nèi)，細胞器數(shù)目、細胞質(zhì)基質(zhì)成分相同嗎？2．細胞分化后，其內(nèi)的遺傳信息沒有發(fā)生改變的原因是什么？1．提示：不同。因為分化形成的各種細胞的功能不同，所以細胞內(nèi)的細胞器數(shù)目、細胞質(zhì)基質(zhì)成分不同。2．提示：因為生物體的不同細胞均來自受精卵的有絲分裂，由于有絲分裂中遺傳信息幾乎不發(fā)生變化，因而同一生物體內(nèi)不同細胞含有幾乎相同的遺傳信息。[對點精練]1．如圖所示為細胞甲、乙、丙、丁的部分生命歷程(①、②)，下列相關敘述正確的是 (

)A．細胞生命歷程①，細胞內(nèi)核DNA加倍與染色體加倍同步進行B．細胞生命歷程②，不同功能的細胞內(nèi)基因表達情況有差異C．細胞甲、乙、丙和丁都具有增殖和分化能力，且這種能力無差別D．圖中三種血細胞具有不同的功能，所含蛋白質(zhì)的種類完全不同【答案】B【解析】從題圖信息可知，①和②分別表示細胞增殖和分化。細胞增殖過程中，細胞內(nèi)核DNA加倍發(fā)生在間期，而染色體加倍發(fā)生在有絲分裂后期；不同功能的細胞來自細胞的分化，而細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達；從甲到丙或丁，細胞分化程度加大，致使細胞增殖和分化能力降低；不同功能的細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類有差異，既有相同的蛋白質(zhì)，也有不同的蛋白質(zhì)。2．如圖是人體不同組織細胞的形成示意圖，其中①～④表示細胞，Ⅰ～Ⅲ表示過程。下列分析正確的是 (

)A．Ⅰ表示受精作用，細胞①沒有分化，所以沒有全能性B．Ⅱ表示有絲分裂，分裂前期細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體C．Ⅲ表示細胞分化，是細胞形態(tài)、結構和功能發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程D．細胞①和④相比，細胞內(nèi)的DNA和RNA相同，蛋白質(zhì)不完全相同【答案】C【解析】細胞①是受精卵，受精卵的分化程度低，但全能性最高，A錯誤；Ⅱ表示有絲分裂，動物細胞的有絲分裂在細胞分裂前期由中心體發(fā)出星射線形成紡錘體，B錯誤；Ⅲ表示細胞分化，是細胞形態(tài)、結構和功能發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，其本質(zhì)是基因的選擇性表達，C正確；細胞①和④是同一個體的不同細胞，是受精卵分裂分化形成的，而細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，所以兩個細胞中，DNA相同，但RNA和蛋白質(zhì)有所區(qū)別，D錯誤?！痉椒记伞?/p>

細胞分化的三個關鍵點(1)細胞分化的標志。①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細胞水平：形成不同種類的細胞。(2)分化細胞表達的基因。①管家基因：所有細胞均表達的一類基因，其表達產(chǎn)物是維持細胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同類型細胞特異性表達的一類基因，其產(chǎn)物賦予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因。(3)細胞分化的“變”與“不變”。①不變：DNA、tRNA、rRNA、細胞的數(shù)目。②改變：mRNA、蛋白質(zhì)的種類，細胞的形態(tài)、結構和功能。[知識歸納]1．細胞具有全能性的原因已分化的細胞一般都有一套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)，因此，分化的細胞仍具有發(fā)育成完整新個體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。2．細胞全能性實現(xiàn)的條件(1)離體狀態(tài)下。(2)水、無機鹽、有機營養(yǎng)及激素等。(3)適宜的溫度等外界環(huán)境條件。細胞的全能性3．不同細胞全能性的比較(1)動、植物細胞全能性的區(qū)別：植物細胞的全能性易于表達，而動物細胞的全能性雖受到極大限制，但動物細胞細胞核的全能性仍可以表達。(2)與細胞分化的關系：細胞分化程度不斷提高，細胞的全能性逐漸變小。(3)與細胞分裂能力的關系：呈正相關，即分裂能力越強，全能性越大。4．細胞分化與細胞全能性的比較項目細胞分化細胞全能性原因細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點①持久性；②穩(wěn)定性和不可逆性；③普遍性①高度分化的植物體細胞具有全能性；②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性項目細胞分化細胞全能性結果形成形態(tài)、結構和生理功能不同的細胞群形成完整有機體或分化成其他各種細胞大小比較細胞分化程度有高低之分，如體細胞>生殖細胞>受精卵細胞全能性表達的難易程度不同，全能性大小不同，如受精卵>生殖細胞>體細胞聯(lián)系①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生改變；②已分化的細胞(動物細胞核)仍然保持全能性；③一般情況下，細胞的分化程度越高，全能性相對越低[對點精練]1．下列關于細胞全能性的理解，不正確的是 (

)A．植物種子發(fā)育成植株體現(xiàn)了細胞的全能性B．細胞內(nèi)含有個體發(fā)育所需的全部基因是細胞具有全能性的內(nèi)在因素C．經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的試管苗，是植物細胞在一定條件下表現(xiàn)全能性的結果D．大量的科學事實證明，高度分化的植物體細胞仍具有全能性【答案】A【解析】細胞的全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性；判斷細胞全能性是否表現(xiàn)的主要依據(jù)是發(fā)育起點為細胞。2．(2023·山東臨沂?？?黨的二十大報告中提到，基礎研究和原始創(chuàng)新不斷加強，一些關鍵核心技術實現(xiàn)突破，生物醫(yī)藥等取得重大成果。體細胞克隆猴的成功將有效縮短我國基于克隆猴疾病模型的藥物研發(fā)周期，助力“健康中國2030”目標實現(xiàn)。下列說法正確的是 (

)A．克隆猴的誕生說明動物細胞具有全能性B．體細胞克隆猴的核遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變C．干細胞分化成其他各種細胞沒有體現(xiàn)細胞的全能性D．克隆猴的誕生將為治療惡性腫瘤等藥物研發(fā)提供動物模型【答案】D【解析】克隆猴的誕生說明了細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，也說明動物細胞核具有全能性，A錯誤；體細胞克隆猴的核遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變，B錯誤；細胞的全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的能力，所以干細胞分化成其他各種細胞體現(xiàn)了細胞的全能性，C錯誤；由題意“體細胞克隆猴的成功將有效縮短我國基于克隆猴疾病模型的藥物研發(fā)周期”可知，克隆猴的誕生將為治療老年癡呆、惡性腫瘤等藥物研發(fā)提供動物模型，D正確?！疽族e點撥】

細胞全能性的4點提示(1)植物種子發(fā)育成植株不能體現(xiàn)細胞的全能性。(2)動物細胞因具有該物種全套的遺傳物質(zhì)，盡管沒有實驗成功，但理論上具有全能性；而動物克隆只體現(xiàn)細胞核的全能性，二者并不矛盾。(3)已分化的植物細胞表達全能性的條件：①離體；②給予一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素等；③適宜的溫度等環(huán)境條件。(4)分化程度高的細胞全能性不一定低，如生殖細胞由性原細胞分化而來，屬于高度分化的細胞，但全能性依然較高。課堂·

延伸提分(1)細胞分化過程中遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變，只是基因選擇性表達。(2)同一個體不同種類的體細胞中，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白質(zhì)不完全相同。(3)一般來說，細胞分化是不可逆的，但在離體人工培養(yǎng)條件下，高度分化的植物細胞能夠脫分化恢復全能性。易錯易混：細胞分化的特點例1

(2023·河南南陽?？?有研究表明“漸凍癥”是由突變的基因?qū)е逻\動神經(jīng)元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的流動。也有最新研究結果表明，利用誘導多能干細胞(iPS細胞)制作前驅(qū)細胞，然后移植給漸凍癥實驗鼠，能延長其壽命。下列相關描述錯誤的是(

)A．iPS細胞分化成的多種細胞中所有核酸相同，蛋白質(zhì)卻不完全相同B．iPS細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，細胞種類增多C．若將運動神經(jīng)元合成毒蛋白的基因進行適當改造，可以起到良好的治療作用D．植入神經(jīng)干細胞，恢復受損的運動功能，也許會在一定程度上使“漸凍癥”病情改善【答案】A【解析】細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，因此iPS細胞分化成的多種細胞中DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不完全相同，A錯誤；細胞分化的結果是形成形態(tài)、結構和生理功能不同的細胞，使細胞的種類增多，其本質(zhì)是基因的選擇性表達，B正確；若控制運動神經(jīng)元合成毒蛋白的基因進行適當改造，則無法合成該毒蛋白，所以可以起到治療該病的作用，C正確；植入神經(jīng)干細胞，誘導分化成前驅(qū)細胞，恢復受損的運動功能，也許會在一定程度上使“漸凍癥”病情改善，D正確。錯因分析：一是對細胞分化的實質(zhì)——基因的選擇性表達理解不到位；二是對細胞分化的結果——產(chǎn)生多種細胞沒有掌握；三是對題干信息提取不準確。例2如圖所示為來自同一人體的4種細胞，下列敘述正確的是 (

)解題技巧：細胞分化題的答題方法A．因為來自同一人體，所以各細胞中的DNA含量相同B．因為各細胞中攜帶的基因不同，所以形態(tài)、功能不同C．雖然各細胞大小不同，但細胞中含量最多的化合物相同D．雖然各細胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同【答案】C【解析】人體不同組織的體細胞中核DNA含量相等，但是細胞質(zhì)中的DNA含量不一定相同，卵細胞和精子中的核DNA減半，A錯誤；同一人體不同體細胞中攜帶的核基因相同，但基因的選擇性表達(細胞分化)導致不同細胞的形態(tài)和功能不同，B錯誤；活細胞中含量最多的化合物是水，C正確；人體內(nèi)不同細胞吸收葡萄糖的方式不同，有協(xié)助擴散和主動運輸兩種方式，D錯誤。審題流程：第一步解讀題干，提取信息。分析題干和圖像內(nèi)容，概括信息主旨。題干“來自同一人體的4種細胞”意味著都是由同一個受精卵經(jīng)過有絲分裂和分化形成的。圖示中列舉的4種細胞形態(tài)結構不同，隱含信息是細胞功能不同，執(zhí)行功能的蛋白質(zhì)等分子種類不同，但細胞核內(nèi)DNA分子(遺傳物質(zhì))相同。第二步對接教材，遷移知識。弄清考查的知識點，對應教材中的相關章節(jié)。根據(jù)題干“同一人體的4種細胞”考查的知識點，與教材中第6章第2節(jié)“細胞的分化”密切相關。由圖示深入理解細胞分化(基因選擇性表達)機理

：(1)如圖所示，經(jīng)過有絲分裂、分化得到的神經(jīng)細胞、白細胞和小腸上皮細胞中所含遺傳物質(zhì)與親代細胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化時，神經(jīng)細胞中A、D基因處于活躍狀態(tài)(能表達的狀態(tài))，白細胞中C、D基因處于活躍狀態(tài)，小腸上皮細胞中D、E基因處于活躍狀態(tài)。(2)由于表達的基因不同，因此指導合成的蛋白質(zhì)有差異，每種細胞中含有自身特有的蛋白質(zhì)，如白細胞中，某個基因指導合成了溶菌酶；而在小腸上皮細胞中，另一基因指導合成了淀粉酶。(3)細胞中D基因都表達了，這說明D基因指導合成的蛋白質(zhì)可能是細胞基礎生命活動所必需的，如與呼吸作用有關的酶。第三步各項擊破，正確解答。逐個分析選項，結合教材知識判斷正誤。小練·素養(yǎng)達成1．(2022·浙江學業(yè)水平考試)在某些因素誘導下，人體造血干細胞能在體外培養(yǎng)成神經(jīng)細胞和肝細胞。此過程主要涉及細胞的 (

)A．分裂與分化 B．分化與癌變C．癌變與衰老 D．衰老與分裂【答案】A2．關于細胞分化的敘述，錯誤的是 (

)A．細胞分化是一種持久性的變化，它發(fā)生在生物體的整個生命進程中B．一般情況下，已經(jīng)分化的細胞會一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡C．隨著細胞分化的進行，細胞中的遺傳物質(zhì)種類會發(fā)生變化D．高度分化的動物體細胞的細胞核保持著全能性【答案】C【解析】細胞分化是指相同細胞的后代在形態(tài)、結構和生理功能方面發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，具有穩(wěn)定性、持久性和不可逆性，它發(fā)生在生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度，A正確；細胞分化具有穩(wěn)定性，即分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡，B正確；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，細胞中遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，C錯誤；植物細胞具有全能性，高度分化的動物細胞的細胞核保持著全能性，D正確。3．下列關于細胞全能性的理解，正確的是 (

)A．胚胎干細胞核移植克隆動物體現(xiàn)了細胞全能性B．高等植物成熟的篩管細胞沒有細胞全能性C．水稻種子從萌發(fā)到長成植株的過程體現(xiàn)了細胞全能性D．科學家用非洲爪蟾所做的實驗，其結果說明動物細胞具有細胞全能性【答案】B【解析】胚胎