第2节 细胞的分化-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第2节　细胞的分化 [学习目标]　1.阐明细胞分化的概念和意义。　2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆方面的应用。　3.说出干细胞的特点。 知识点一　细胞分化及其意义 1．细胞分化的概念 2．细胞分化的特点 (1)持久性：细胞分化是一种持久性的变化。 (2)不可逆性：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 (3)普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。 3．细胞分化的原因 细胞中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．细胞分化的意义 (1)是生物个体发育的基础。 (2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 特别提醒 细胞分化的“变”与“不变” 1．“变” (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：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。 (3)从分子水平分析 ①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 ②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．“不变”：细胞内的遗传物质不变。　　 [吃透教材] 思考细胞分裂和细胞分化的关系，完成下表： 项目 细胞分裂 细胞分化 发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中 原因 细胞增殖需要 基因选择性表达 结果 细胞数目增多 细胞种类增多 意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体正常发育 联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降 探究点一　结合图示理解细胞分化的实质 生物体内的基因可分为管家基因和奢侈基因。其中管家基因是指在生物体所有细胞中均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的。奢侈基因则是在不同类型细胞中特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能。下图是取自同一生物的不同类型的正常体细胞，检测其基因表达，结果如图。 学生用书↓第126页 (1)基因1～8中属于管家基因的是基因2。 (2)图中7种细胞的遗传物质是(填“是”或“不是”)相同的；细胞器的种类和数量不是(填“是”或“不是”)相同。 (3)此图可说明细胞分化的实质是基因的选择性表达。 应用1.(2022•辽河期末)下列能说明某细胞已经发生分化的是(　　) A．进行ATP的合成　 B．进行蛋白质的合成 C．存在血红蛋白　 D．进行细胞呼吸 C　[ATP是直接能源物质，所有细胞都进行ATP的合成，与细胞是否发生分化无关，A错误；所有细胞都能进行蛋白质的合成，与细胞是否发生分化无关，B错误；所有细胞都含有血红蛋白基因，但该基因只在红细胞中表达，这体现了细胞分化中基因选择性表达，说明细胞已经发生分化，C正确；所有细胞都要进行细胞呼吸，与细胞是否发生分化无关，D错误。] 应用2.(2022•内蒙古期中)人的血红蛋白和肌动蛋白都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却差异很大，其根本原因是(　　) A．遗传信息不同 B．细胞器的数量不同 C．蛋白质的结构不同 D．遗传信息执行情况不同 D　[就一个个体而言，各细胞具有完全相同的遗传信息，但细胞的功能有很大差异，是因为在个体发育的过程中，不同细胞中的遗传信息执行情况不同，如人的血红蛋白在红细胞中特异性表达，肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，A、B、C错误，D正确。] 知识点二　细胞的全能性 1．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。一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。 (2)植物细胞的全能性 ①植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定培养液中→形成细胞团块根、茎和叶→新的植株。 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。 2．干细胞 (1)特点 ①具有分裂和分化的能力。 ②在动物和人体内，数量很少。 (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。 [吃透教材] 通过下图比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。 (1)正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？ 提示：皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞。 (2)分化程度最低的细胞是受精卵。 (3)最容易表达全能性的细胞是受精卵。细胞全能性大小与分化程度之间的关系为：一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低。 (4)请解释细胞具有全能性的原因。 提示：细胞内