内容正文:
第6章 细胞的生命历程
高中生物必修1 分子与细胞
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
随堂训练
课堂•重难突破
课前•基础认知
第6章 细胞的生命历程
一、细胞分化
1.概念
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第6章 细胞的生命历程
2.特点
(1)细胞分化是一种持久性的变化。
(2)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)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
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第6章 细胞的生命历程
3.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。
4.实质
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。
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第6章 细胞的生命历程
微思考 细胞分化过程中细胞内的遗传物质会发生变化吗?
提示:不会,细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞内的遗传物质没有发生改变。
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第6章 细胞的生命历程
微判断1 基于细胞分化及其意义,判断下列表述是否正确。
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.同一个体不同分化细胞的遗传信息一般相同。( )
3.已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。( )
4.同一植物体的叶肉细胞和储藏细胞来自一群彼此相似的早期胚细胞。( )
5.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。( )
√
√
×
√
√
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第6章 细胞的生命历程
6.细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化。
( )
7.细胞分化的方向在胚胎早期已经决定,一般不能逆转。
( )
×
√
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第6章 细胞的生命历程
微训练1
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.存在呼吸酶
答案:C
解析:特异性蛋白合成的实质在于基因的选择性表达,因此,判断某细胞是否已发生分化,关键看细胞是否合成了特异性蛋白。血红蛋白是红细胞的特异性蛋白,具有运输氧的作用,某细胞中存在血红蛋白说明该细胞已发生分化。
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第6章 细胞的生命历程
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。
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第6章 细胞的生命历程
2.植物细胞的全能性
(1)植物组织培养过程:
(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。
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第6章 细胞的生命历程
3.动物细胞核的全能性
(1)非洲爪蟾的核移植实验:
(2)克隆猴“中中”“华华”的培育:将体细胞移植到去核的卵细胞中。
(3)结论:已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
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第6章 细胞的生命历程
4.干细胞
(1)特点:
①具有分裂和分化能力。
②在动物和人体内,数量很少。
(2)举例:人骨髓中的许多造血干细胞能够通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板,补充到血液中去。
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第6章 细胞的生命历程
微判断2 基于对细胞的全能性的认识,判断下列表述是否正确。
1.玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。( )
2.细胞的全能性是指细胞具有全面的生理功能。( )
3.受精卵能在自然状态下发育成个体,因此其全能性最高。
( )
×
×
√
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第6章 细胞的生命历程
微训练2 (2024·广东学业水平考试)下列实验或现象中,不能体现细胞全能性的是( )
A.胡萝卜韧皮部细胞培养成新植株
B.壁虎断尾后长出新尾巴
C.水稻花药离体培养得到单倍体植株
D.落地生根(一种植物)叶缘长出新植株
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
一 细胞分化
问题探究
人的受精卵通过细胞分裂、分化,最终会形成不同的组织细胞,请回答下列问题。
(1)受精卵经过什么过程产生众多不同的组织细胞?
提示:细胞分裂和分化。
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第6章 细胞的生命历程
(2)从细胞水平分析,细胞分化发生了哪些变化?从分子水平分析,细胞分化的实质是什么?
提示:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。实质是基因的选择性表达。
(3)人体中已分化的细胞都源自受精卵。这些已分化的细胞还能恢复成受精卵细胞吗?这体现了细胞分化的什么特点?
提示:不能,一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。持久性。
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第6章 细胞的生命历程
(4)人体在发育过程中分化形成不同的组织细胞,执行特定的生理功能,维持人体的生理稳态。由此你认为细胞分化有什么意义?
提示:细胞分化是生物个体发育的基础,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。
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第6章 细胞的生命历程
归纳总结
1.细胞分化过程图解
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第6章 细胞的生命历程
2.对细胞分化过程的理解
(1)从细胞水平上分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
(2)从亚显微结构水平上分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
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第6章 细胞的生命历程
(3)从分子水平上分析:
①蛋白质角度:蛋白质的种类、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。
(4)细胞数目和细胞内的遗传物质不因细胞分化而改变。
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第6章 细胞的生命历程
3.实质
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),如下图所示。
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第6章 细胞的生命历程
4.特点
(1)持久性、稳定性: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,直到死亡。
(2)遗传物质不改变:细胞分化不改变细胞的遗传物质。
(3)普遍性:细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
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第6章 细胞的生命历程
5.细胞分裂与细胞分化的区别和联系
比较项目 细胞分裂 细胞分化
区
别 时间 从受精卵开始。有些细胞终生保持分裂能力,有的发育到一定时期停止 整个生命历程中,胚胎时期达到最大限度
特点 ①局部性(有的不分裂);②周期性 ①持久性;②稳定性(不可逆性);③普遍性;④遗传物质不改变
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第6章 细胞的生命历程
比较项目 细胞分裂 细胞分化
区
别 结果 增加细胞数目 增加细胞种类
意义 在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性 是生物个体发育的基础,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
联系
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第6章 细胞的生命历程
知识拓展 管家基因和奢侈基因
(1)管家基因:所有细胞均表达的一类基因,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
(2)奢侈基因:不同类型的细胞特定表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特定的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因等。
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第6章 细胞的生命历程
典例剖析
【例1】有人取同种生物的不同细胞,检测其基
因的表达情况,结果如下图所示。
下列分析错误的是( )
A.若基因1~8中有一个是控制合成细胞呼吸酶
的基因,则最可能是基因2
B.不同的细胞功能越相近,表达的相同基因越多
C.功能最为近似和差异最大的细胞分别是1与6、5与7
D.细胞分化使不同细胞中的蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同
D
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第6章 细胞的生命历程
解析:细胞分化使不同细胞中的蛋白质不完全相同。
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第6章 细胞的生命历程
学以致用
1.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞,以代替损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是( )
A.自体骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的分化程度相同
B.自体骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的RNA种类相同
C.自体骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的核基因相同
D.自体骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的蛋白质种类和数量相同
C
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第6章 细胞的生命历程
二 细胞的全能性
问题探究
下图是克隆羊的培育过程。请分析并回答下列问题。
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第6章 细胞的生命历程
(1)虽然培育过程中,使用的是乳腺细胞,但实际发挥作用的是细胞核。如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养,能不能形成完整的个体?在全能性方面,与植物细胞相比,动物细胞有什么不同?
提示:不能形成完整的个体。与植物细胞相比,高度分化的动物体细胞的全能性受到限制,但是其细胞核仍具有全能性。
(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分性状应该与哪只羊相同?
提示:得到的克隆羊的绝大部分性状与B羊相同。
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第6章 细胞的生命历程
(3)为什么已经分化的乳腺细胞的细胞核具有全能性?
提示:已经分化的乳腺细胞的细胞核中含有发育成该种羊几乎全套的遗传物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)。
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第6章 细胞的生命历程
归纳总结
1.细胞具有全能性的物质基础
细胞中有发育成生物体或其他各种细胞所需要的全套遗传信息。
2.细胞具有全能性的原因
体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带有相同的DNA分子。因此,已分化的细胞仍具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
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第6章 细胞的生命历程
3.细胞全能性的表达
(1)细胞全能性表达的条件:
①离体状态。
②需要适宜的水分、无机盐、有机营养和激素等。
③适宜的温度等外界条件。
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第6章 细胞的生命历程
(2)不同细胞全能性的大小:
①植物细胞的全能性易于表达,动物细胞的全能性受到极大限制,但动物细胞的细胞核的全能性仍可以表达。
②同种生物不同细胞全能性的大小:受精卵>生殖细胞>体细胞。
③随着细胞分化程度的不断提高,细胞全能性逐渐变低。
④与细胞的分裂能力呈正相关,即分裂能力越强,全能性越高。
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4.细胞分化与细胞全能性的比较
比较项目 细胞分化 细胞全能性
原因 不同细胞中遗传信息的表达情况不同 含有本物种的全套遗传物质
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新的个体或分化成其他各种细胞
关系 ①两者发生过程中遗传物质都不发生改变
②一般情况下,细胞分化程度越高,全能性越低
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第6章 细胞的生命历程
典例剖析
【例2】 下列有关细胞全能性的说法,错误的是( )
A.植物组织培养的成功表明高度分化的植物细胞具有全能性
B.动物克隆的成功表明高度分化的动物细胞具有全能性
C.细胞具有全能性是因为细胞中具有该生物的全套遗传物质
D.全能性的大小为受精卵>生殖细胞,植物体细胞>动物体细胞
B
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第6章 细胞的生命历程
解析:动物克隆的成功表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
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学以致用
2.脐血移植能治疗白血病,主要原因是移植脐血中的造血干细胞可在患者体内( )
A.运输氧
B.吞噬病菌
C.分化成各种血细胞
D.止血和加速凝血
答案:C
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第6章 细胞的生命历程
1.下列关于细胞分裂和分化的叙述,错误的是( )
A.细胞分裂产生的新细胞都可以继续进行分裂
B.已分化的细胞内蛋白质的种类和数量往往不完全相同
C.发生分化的细胞的遗传物质不变
D.细胞分化前后细胞数目不变
答案:A
解析:细胞分裂产生的新细胞,有的可以继续进行分裂,有的不能再进行分裂。
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第6章 细胞的生命历程
2.由细胞形态判断,下列细胞中最可能具有细胞周期的是
( )
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
解析:由题图可知,A是精子,是成熟的生殖细胞;C是肌细胞,D是神经细胞,它们是高度分化的细胞,三者皆丧失了分裂能力。而B所示细胞从形态上看,仍处于原始状态,最可能具有细胞周期。
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第6章 细胞的生命历程
3.下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。
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第6章 细胞的生命历程
下列叙述正确的是( )
①a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化 ②乙和丙的染色体组成不同 ③丁与戊因遗传物质不同而发生分化 ④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同
A.②③④ B.①② C.①④ D.③④
答案:C
解析:由题图可知,a过程为有丝分裂,b过程为细胞分化;乙、丙的染色体组成相同;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化前后遗传物质不发生变化,而蛋白质不完全相同。
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第6章 细胞的生命历程
4.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下列关于下图的叙述,错误的是( )
A.a过程表示干细胞能自我更新
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力
C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达
情况不同
D.b过程形成的细胞直接组成器官,可供器官移植使用
答案:D
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第6章 细胞的生命历程
解析:细胞分化形成不同的组织,不同的组织组成器官,而不是细胞直接组成器官。
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