第四章 第二节 细胞通过分化产生不同类型的细胞-【优化探究】2023-2024学年新教材高中生物必修第一册同步导学案配套教参（浙科版）

第二节　细胞通过分化产生不同类型的细胞 [任务驱动] 1．通过讨论细胞的分化与全能性的内容，理解相关概念并能解释相关问题。 2．通过对细胞的分化与全能性的归纳与概括，强化科学的思维方法。 3．主动关注干细胞方面的相关研究，形成正确利用技术服务社会的意识。 授课提示：对应学生用书第123页 一 细胞能产生特异性变化 1．细胞分化：细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为细胞分化。 2．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。 (1)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。 (2)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。 (3)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。 3．细胞分化并非由于遗传物质丢失造成的，它与遗传物质有选择地发挥作用有关。 (1)细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活动状态； (2)有些则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态，从而使具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化。 4．生物的个体发育就是通过细胞的分化过程来实现的。 (1)生物体的正常发育，是细胞分化受到高度精妙调控的结果。 (2)一旦失去控制，细胞分化就会发生异常。例如： 细胞癌变是细胞异常分化，导致细胞不受控制地分裂。 5．细胞分化的特点 (1)普遍性：例如：根尖中各种细胞都是由分生区细胞分化形成的；人体中各种各样的细胞也都来自干细胞，这些都是细胞的分化。 (2)稳定性和不可逆性： 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。 二 细胞具有全能性 1．细胞全能性 受精卵具有分化出各种细胞的潜能，这种潜能是细胞全能性(totipotency)的表现。 2．人和高等动物细胞的全能性 (1)人和高等动物的受精卵，第1～2次分裂所形成的2～4个细胞仍具备全能性，都可能分别发育成一个个体。 (2)进一步分裂所产生的细胞就逐渐失去了全能性，不能发育成完整的个体，只能发育成特定的组织。 3．植物细胞的全能性 (1)高度分化的组织细胞仍具有发育成完整植株的能力，也就是说有全能性。 (2)实例 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。 (3)高度分化的植物组织具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。 4．高度分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性 (1)原因：仍保持着原有的全部遗传物质。 (2)高度分化的动物细胞不表现全能性的原因：受到了细胞内物质的限制。 (3)实例：多莉羊的成功克隆证明了细胞核的全能性。 预习诊断—————————————————— 1．细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变。(√) 2．玉米种子形成新植株体现了细胞的全能性。(×) 3．骨髓移植可以有效地治疗白血病。(√) 4．人体的早期胚胎细胞没有细胞分化，故没有全能性。(×) 5．单个已分化的动物体细胞已培养成新的个体。(×) 授课提示：对应学生用书第124页 　细胞能产生特异性变化 　(阅读教材P124～126) 　下图表示某种植物细胞分裂和分化的过程，讨论： (1)图中①②③分别代表哪些过程？ 提示：①细胞分裂，②细胞分化，③细胞分化。 (2)细胞a、b、c的核遗传物质相同吗？为什么？ 提示：相同。因为细胞b、c是由细胞a经过有丝分裂产生，进一步分化得到的，而有丝分裂中遗传物质没有变化。 (3)造成细胞a、b、c在形态、结构和生理功能上出现差异与什么有关？ 提示：细胞分化并非由于遗传物质丢失造成的，它与遗传物质有选择地发挥作用有关。 (4)正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎干细胞吗？为什么？ 提示：不能，因为细胞分化不可逆，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。 1．对细胞分化的分析 (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溶胶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遗传物质角度：细胞中遗传物质有选择地发挥作用，即有些遗传物质在不同的组织细胞中表现出不同的活动状态，这是细胞分化的根本原因。 2．细胞分裂和细胞分化的比较 项目 细胞分裂 细胞分化 原因 ①细胞表面积和体积发展不平衡 ②细胞核与细胞质发展不平衡 ③增殖的需要 细胞内遗传物质有选择地发挥作用 结果 形成相同的细胞 形成不同的细