内容正文:
第2节 细胞的分化
课程标准
核心素养
1.说明细胞的分化。(重、难点)
2.举例说明细胞的全能性。(重、难点)
3.进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。
生命观念
不同细胞遗传信息执行不同,合成蛋白质不同决定了细胞形态、结构、生理功能的不同。
科学思维
基于基因选择性表达的本质,掌握细胞分化的特点;基于各种细胞的遗传信息,理解细胞的全能性。
社会责任
了解干细胞移植,关注健康的生活方式。
知|识|梳|理
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,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2.特点[连线]。
答案 ①—c ②—a ③—d ④—b
3.原因。
细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
4.意义。
(1)生物个体发育的基础。
(2)使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性
1.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)实验过程。
胡萝卜韧皮部细胞+植物激素、无机盐和糖类等的培养基完整的植株
(2)结论:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
3.动物细胞细胞核的全能性。
(1)实例:非洲爪蟾的核移植实验、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”。
(2)结论:已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
4.干细胞。
(1)特点。
①具有分裂和分化能力。
②动物和人体内仍保留着少数的细胞。
(2)举例:人骨髓中的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。
自|主|检|测
(1)细胞分化使细胞趋向专门化,提高了机体生理功能的效率。 (√)
(2)不同分化细胞的遗传信息相同。 (√)
(3)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。 (×)
(4)骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同,遗传信息的执行情况也不同。 (×)
(5)同一植物体的叶肉细胞和贮藏细胞来自一群彼此相似的早期胚芽细胞。 (√)
(6)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。 (√)
(7)干细胞是指动物和人体内无分裂、有分化能力的细胞。 (×)
(8)“中中”和“华华”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。 (×)
(9)用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性。 (×)
(10)人体内所有活细胞均具有全能性。 (×)
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.实质——基因的选择性表达
同一个体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表达情况不同(基因的选择性表达),如图所示:
3.细胞分裂与细胞分化的比较
项目
细胞分裂
细胞分化
细胞
变化
细胞数量增多
细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异,细胞种类增多
发生
时间
从受精卵开始
发生在整个生命过程中
意义
保持了亲子代细胞间遗传性状的稳定性
保证了生物体正常发育
联系
(1)细胞分裂是细胞分化的基础,两者往往是相伴相随的
(2)分化程度大,分裂能力则逐渐下降
特别提醒
(1)在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变。
(2)细胞分化是伴随整个生命过程的,但在胚胎时期达到了最大程度。
如图为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞的产生过程:
1.细胞①②③含有的蛋白质种类一定不相同吗?遗传物质一定相同吗?
提示:不完全相同;一定相同。
2.细胞①与细胞②形成的本质区别是什么?
提示:遗传信息的表达情况不同
【典例1】 如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是 ( )
A.a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化
B.乙和丙的染色体组成相同
C.丁与戊的细胞器的种类、数目相同
D.甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同
解析 a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化,A项正确;乙和丙都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,因此它们的染色体组成相同,B项正确;丁与戊都是由同一个受精卵分裂分化而来,细胞中细胞器的种类、数目不完全相同,C项错误;由于基因的选择性表达,甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同,D项正确。
答案 C
管家基因和奢侈基因
管家基