第四单元第3讲 细胞分化与细胞的全能性 2024届高三生物一轮复习知识清单

考点一　细胞分化与细胞的全能性 人的发育过程：受精卵（个体发育的起点）→200多种细胞→组织【如人体器官的四种组织：结缔组织、肌肉组织、上皮组织、神经组织】【植物的五大基本：保护组织、输导组织、营养组织、机械组织、分生组织】→器官→系统【如人体的八大系统】→人（1014个细胞） 受精卵通过有丝分裂使细胞数量增加，通过细胞分化使细胞种类增多。 1．细胞分化 （1）概念：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。【细胞数目不变，种类增加】 起点：一个或一种细胞 结果：形成形态、结构和生理功能不同的细胞【或形成不同的组织和器官】 时间：发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度 （2）特点： ①普遍性：多细胞生物普遍具有。细胞分化是生物个体发育的基础。【并不是各种生物都有细胞分化现象，单细胞生物和简单多细胞生物（没有组织、器官）无细胞分化，多细胞生物或真核生物有细胞分化。分化越复杂的生物越高等】 ②持久性【稳定性、不可逆性】：细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。贯穿于生物体整个生命进程中。胚胎时达最大限度。 【一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。注意：离体条件下可逆】 （3）实质(如图所示)：（分子水平）细胞中基因的选择性表达的结果，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，即。【特定的基因（奢侈基因）在一定时间、空间表达）】 同一个生物体中，各种各样的细胞遗传信息是完全相同的，【因为这些细胞都是受精卵通过有丝分裂产生的】但形态、结构和功能却有很大的差异。【因为细胞产生了不同种类的蛋白质】 I、掌握细胞分化的三个关键点 (1)细胞分化的标志 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。 (2)分化细胞表达的基因 ①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 ②奢侈基因：不同类型细胞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，如血红蛋白基因、胰岛素基因。 (3)细胞分化的“变”与“不变” ①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。 ②改变：mRNA、蛋白质的种类【不完全相同】，细胞的形态、结构和生理功能即细胞的种类，细胞器的种类和数量。 II、澄清三个易错易混点 ①分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。 ②分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。 ③分化一般不会改变遗传物质。细胞分化是基因选择性表达的结果，一般不会导致遗传物质改变。已分化的细胞一般都含有保持该物种遗传所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。 III、细胞分裂与分化的区别 分裂：细胞数目增多，产生相同的细胞【是量的变化】 分化：细胞种类增多，细胞形态、结构、功能发生变化【是质的变化】 联系：细胞分裂是细胞分化的基础，常常边分裂边分化，随着细胞分化，细胞分裂能力逐渐下降，高度分化的细胞失去分裂能力。 （4）意义：①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，有利于提高各种生理功能的效率 思考：给予一定的条件， 已经发生高度分化的细胞,还能像早期胚胎细胞那样,再分化成其他细胞吗? 2．细胞的全能性 （1）概念：指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。 P121 受精卵（未分化）和动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞都具有全能性。【理论上所有活细胞都有全能性，除无细胞核的细胞】 表达的标志：细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞 表达的原因：（高度分化的）细胞含有形成完整个体所需的全套遗传物质（或基因）。 （2）细胞全能性大小比较： 1）植物细胞>动物细胞 2）受精卵＞生殖细胞（卵子＞精子）＞体细胞 (分化程度越高,全能性越低，注意：生殖细胞分化程度高，全能性也高) 3）分裂能力越强,全能性越高（如分生区细胞>成熟区细胞） 4）幼嫩的细胞>衰老的细胞 （3）动植物细胞全能性及应用 I、植物组织培养（无性繁殖） 理论基础：：植物细胞的全能性。 P120 1958年，美国，斯图尔德 植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 条件：1.离体条件 2.一定的营养物质（如水、无机盐、糖类等）3、激素，主要是