第四章 细胞的生命历程 第二节 细胞通过分化产生不同类型的细胞-【精彩三年】2022-2023学年新教材高中生物必修1教师用书word（浙科版）

第二节　细胞通过分化产生不同类型的细胞 课程解读 知能目标 核心素养 1.举例说明细胞分化的含义，概述细胞分化的意义 2．说出细胞全能性的概念和特点，举例说明细胞的全能性理论在动植物克隆技术中的应用 3．举例说明干细胞的种类、特点和应用 在一定的生命观念下通过比较等科学思维分析不同形态差异的外在与内在表现，感悟分化对多细胞生物体发育的意义，明确干细胞的作用 知识点一　美洲爪蟾的核移植实验 英国科学家约翰·伯特兰·格登爵士是2012年诺贝尔生理学或医学奖得主。他曾在20世纪60年代做了一个非常重要的实验，如图，将美洲爪蟾的小肠上皮__细胞核__注入去核的__卵细胞__，结果发现一部分卵细胞依然可以发育成蝌蚪，其中的一部分蝌蚪可以继续发育成成熟的爪蟾。这是人类第一次利用__动物体细胞__“复制”出一个新的动物。 美洲爪蟾的核移植实验示意图 知识点二　细胞能产生特异性变化 1．细胞分化 (1)概念：细胞在形态、结构和__功能__上发生持久的、差异性变化的过程。 (2)实质：基因的__选择性__表达。 (3)特点：稳定性、持久性、普遍性和__不可逆性__。 (4)结果：产生很多不同__类型__的细胞。 (5)意义：增加细胞的种类，使细胞功能趋于专门化，由不同的细胞类群构成多种组织，再进一步形成结构完整和功能统一的多细胞生物体。 2．干细胞：干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。不同干细胞的分化潜能是__不同的__。受精卵是__全能干细胞__，因为它能产生生物体所需要的所有类型的细胞。来源于早期胚胎的胚胎干细胞是__多能干细胞__，它的分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织。主要存在于骨髓中的__造血干细胞__，能够分化成各种血细胞(红细胞、白细胞和血小板等)，也能分化出造血系统以外的细胞。 小思考：细胞的分化可逆吗，是否会出现异常情况？ 【答案】生物的个体发育就是通过细胞的分化过程来实现的。生物体的正常发育，是细胞分化受到高度精妙调控的结果。一旦失去控制，细胞分化就会发生异常。正常情况下，细胞分化是不可逆的，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。细胞癌变是细胞异常分化，导致细胞不受控制地分裂。 知识点三　细胞具有全能性 1．全能性的概念：已分化的细胞，仍具有发育成__完整个体__的潜能。 2．细胞具有全能性的原因：已分化的细胞一般都与受精卵一样，每个细胞都包含该物种所特有的全套__遗传物质__，都有发育成完整个体所必需的全部基因。从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 3．细胞全能性的大小 (1)分化程度越高的细胞，其全能性相对就较弱，发育为新个体的潜能较__小__。 (2)动物细胞的全能性__<__(填“>”或“<”)植物细胞的全能性。 (3)同一生物体内细胞：受精卵的全能性__>__生殖细胞的全能性__>__体细胞的全能性。(填“>”或“<”) 4．实例 (1)植物细胞的全能性：20世纪50年代初期，美国科学家发现将胡萝卜根中的细胞取出，放在液体培养基中培养，单个细胞就会__分裂__并__分化__，最后形成植株。将这种植株移植到土壤中，它生长正常，并能开花结实。 (2)动物细胞的全能性：多莉羊的成功克隆证明了__细胞核__的全能性。研究者从一只母羊的乳房中取出乳腺细胞进行培养，从另外的母羊体内取出卵细胞并移去其__细胞核__，然后使培养的乳腺细胞核与无核的卵细胞融合。融合的细胞经体外培养形成__早期胚胎__。将胚胎移入其他母羊的子宫中发育后生下了多莉羊。多莉羊与提供__乳腺细胞核__的“母亲”在外貌上和染色体组成上都相同，而与另外两个“母亲”都不同。这是利用已分化细胞的细胞核克隆哺乳动物的第一个成功案例。 小思考：如何确定细胞是否实现全能性？ 【答案】确定细胞是否实现全能性必须关注“两点”——起点和终点。起点为一个细胞，终点为个体，而不是某个组织和器官。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)分化后的细胞内遗传物质不变。(　√　) (2)壁虎断尾重生体现了细胞全能性。(　×　) (3)动物细胞的全能性易于表达。(　×　) (4)细胞的分裂能力越强，全能性越大。(　√　) (5)细胞分化导致细胞数目和种类增多。(　×　) 2．案例分析：细胞中的基因可分为管家基因(所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因(不同类型细胞中特异性表达的基因)两类，下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。请回答下列问题。 项目 基因存在情况 基因表达情况 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁 胰岛β细胞 √ √ √ √ √ √ 眼晶状体细 胞