内容正文:
第2节
细胞的分化
一、细胞分化
1.含义:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的
后代,在_____________________上发生稳定性差异的
过程。
形态、结构和生理功能
2.特点(连线):
3.意义:
(1)生物_________的基础。
(2)使细胞趋向_______。有利于提高各种_________的
效率。
4.原因:在个体发育过程中,不同的细胞中_________的
表达情况不同。
个体发育
专门化
生理功能
遗传信息
【激疑】
细胞分化在分子水平上的主要标志是什么?
提示:合成了具有特定结构和功能的蛋白质。
二、细胞的全能性
1.细胞的全能性概念:
细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成
其他各种细胞的潜能和特性。
2.植物细胞的全能性:
(1)_________的植物细胞仍具有全能性。
(2)应用:
①通过_____________,快速繁殖花卉和蔬菜等作物。
②拯救濒危物种。
高度分化
植物组织培养
3.动物细胞的全能性:
(1)已分化的动物体细胞的_______仍具有全能性。
(2)目前,还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培
养成_________。
细胞核
新的个体
4.干细胞:
(1)特点:
①具有___________能力。
②在动物和人体内,数量_____。
(2)举例:人骨髓中的许多造血干细胞能通过增殖和分
化不断产生红细胞、白细胞和血小板。
分裂和分化
很少
【激疑】
造血干细胞通过增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板,是否体现了细胞的全能性?
提示:造血干细胞通过增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板,体现了细胞的全能性。
知识点一 细胞分化
1.细胞分化的过程:
(1)图解:
(2)分析:
①从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
②从亚显微结构水平分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
③从分子水平分析:
a.蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能发生改变。
b.基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。
2.细胞分裂与细胞分化的比较:
(1)结果不同:细胞分裂导致细胞数目增多,细胞分化导致细胞种类增多。
(2)联系:
①细胞分裂是细胞分化的基础。大多数多细胞生物是由受精卵发育而来的,在细胞分裂的基础上,通过细胞分化逐渐发育为成体。
②分化的细胞可能失去分裂能力:如神经细胞、肌肉细胞等。造血干细胞虽已分化,但仍保留分裂、分化能力。
【思考·讨论】
人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵发育而来,但是它们的形态、结构和功能不同,其根本原因和直接原因分别是什么?(生命观念)
提示:根本原因是遗传信息的表达情况不同;直接原因是合成了具有特定结构和功能的蛋白质。
一个人体内肌肉细胞、骨骼细胞、神经细胞和肝细胞内的遗传物质相同吗?为什么?(生命观念)
提示:一般相同。同一个体的不同细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂,有丝分裂保证了母细胞和子细胞遗传物质的稳定性。
【素养案例】
有人取同一生物的不同细胞,检测其基因表达,结果如图。下列分析不正确的是 世纪金榜导学号( )
A.若基因1~8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因,则最可能是基因2
B.判断图中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基因最多,差异表达的基因最少
C.功能最为近似的细胞是1与6
D.细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同
【解题导引】解答本题应注意两点:
(1)明确横轴表示细胞类型,纵轴表示1~8个基因,且阴影部分为表达的基因,而空白部分为未表达的基因。
(2)认同细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【解析】选D。细胞呼吸酶基因在所有的活细胞中都表
达,图中基因2在每种细胞中都表达,所以控制细胞呼吸
酶的基因最有可能是基因2,A正确;判断图中细胞功能
近似程度的依据是表达的相同基因最多,差异表达的基
因最少,由图可知,细胞1表达1~5基因,细胞6表达2~5
基因,表达的相同基因最多,差异表达的基因最少,则细
胞1和6中基因表达最相似,B、C正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,使不同细胞中的蛋白质不完全相同,而不是完全不同,D错误。
【素养·探究】——母题追问
(1)科学思维——分析与讨论
上题中7种细胞能否由1个细胞分裂产生呢?请说明理由。
提示:细胞1~7是同一生物的不同类型的细胞,它们的基因相同,可由同一细胞即受精卵分裂产生。
(2)生命观念——结构与功能观
若上题中基因6为血红蛋白基因,则哪个细胞为红细胞?
提示:细胞2。
【方法规律】判断细胞发生分化的技巧
(1)细胞形态的改变:如肌细胞的梭形、红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。
(2)细胞结构的变化:形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。
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