内容正文:
第2节 细胞的分化
【课程标准】说明个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性分化,形成了复杂的多细胞生物体。
高效导学第一步 预习新知 落实必备知识
1.细胞分化
(1)概念
(2)特点:持久性、稳定性、不可逆性和普遍性。
(3)意义和原因
①意义: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,是生物个体发育的基础。
②原因:不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
2.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)实例
①植物细胞的全能性
实验过程
②动物细胞核的全能性
a.实验过程
B.结论:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
(3)干细胞
①特点:具有分裂和分化能力;在动物和人体内数量很少。
②举例:人的骨髓中有许多造血干细胞,它们能通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板,补充到血液中去。
【教材问题·心中明】
问题探讨·提示
P118 1.健康人会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。
2.骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化,不断产生不同种类的血细胞。
思考·讨论·提示
P118 1.这些细胞在形态上相差很大,结构上也有区别,功能上各不相同,但总体上都由细胞膜、细胞质、细胞核构成。
2.在正常情况下,它们不能恢复成早期胚胎细胞;这四种组织的细胞不会转变成其他组织的细胞。
P120 1.已分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
2.能。
3.不能。已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
·提示
P121 已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)。
【概念辨析·试身手】
(1)细胞分化是个体发育的基础。(√)
(2)单细胞生物的细胞分化现象更加明显。(×)
提示:多细胞生物不同的细胞行使特定功能,分化现象更明显。
(3)细胞分裂是细胞分化的基础。(√)
(4)细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化。(×)
提示:细胞分化过程是基因的选择性表达,遗传物质种类没有改变。
(5)克隆羊培育成功说明已分化的动物体细胞具有全能性。(×)
提示:克隆羊培育成功说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
(6)植物组织培养说明高度分化的植物细胞仍然具有全能性。(√)
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培优点一 | 细胞分化
【情境探究】
下图为某一哺乳动物个体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞的产生过程:
(1)细胞①、②、③含有的蛋白质种类一定不同吗?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。
(3)请分析以下基因在该个体不同分化细胞内的表达情况,说明细胞内的基因都只在特定的细胞内表达吗?①核糖体合成酶基因
②ATP合成酶基因 ③呼吸酶基因 ④血红蛋白基因 ⑤抗体基因 ⑥胰岛素基因
提示:不是。抗体基因只在B细胞内表达、血红蛋白基因只在红细胞内表达、胰岛素基因只在胰岛B细胞内表达,而核糖体合成酶基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因在所有细胞中均表达。
【要点培优】
1.细胞分化的实质
各种细胞具有完全相同的遗传物质,但不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同,即基因的选择性表达:
2.判断细胞分化的技巧
(1)分化后细胞的“一同、二不同”
一同:遗传物质(DNA)相同;
二不同:mRNA和蛋白质不同。
(2)细胞分化后的两个标志
①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平:形成不同种类的细胞。
3.细胞分裂和细胞分化的比较
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
细胞数量增多
细胞种类增多
意义
保持了细胞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,二者往往是相伴相随的,随分化程度增大,分裂能力逐渐降低
4.细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系
【应用培优】
【例1】下列关于细胞分化的叙述,正确的是( )
A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B.细胞分化仅仅引起细胞形态的改变
C.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果
D.只有在胚胎时期才会发生细胞分化
解析:选C。单细胞生物没有细胞分化现象,细胞分化是针对多细胞生物而言的,A错误;细胞分化不仅会引起细胞形态的改变,还会引起细胞结构和生理功能的改变,B错误;细胞分化是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,C正确;细胞分化发生在多细