内容正文:
第2节 细胞的分化
知识点一
重难探究
1.(1)提示:①细胞分裂;②细胞分化。
(2)提示:DNA完全相同,蛋白质不完全相同。
(3)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。
(4)提示:细胞中的基因选择性表达。
(5)①形态、结构和生理功能,细胞器的种类和数量,蛋白质的种类 ②数目和细胞内的遗传物质
2.(1)①②⑤ (2)③④⑥⑦⑧
即学即练
1.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不符合题意;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不符合题意;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的基因选择性表达,说明细胞已经发生分化,C符合题意;所有细胞都要进行细胞呼吸,与细胞是否发生分化无关,D不符合题意。
2.C 因为来自同一人体,所以各细胞核中的DNA相同,由于细胞分化,各细胞中的蛋白质种类不完全相同,A错误;各细胞中携带的基因相同,但由于基因的选择性表达,因此形态、结构和生理功能不同,B错误;4种细胞形态、大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同,都是水,C正确;各细胞的生理功能不同,是细胞分化的结果,但是细胞核中的遗传物质相同,D错误。
知识点二
重难探究
1.(1)提示:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
(2)提示:能。因为已分化的植物细胞中都有一套和受精卵相同的染色体,具有发育成完整个体的全部遗传信息,在某些特定的情况下,它就可以经分裂和分化形成完整的生物体。
(3)提示:说明植物细胞全能性的表达需要离体和一定的外界条件。
2.(1)动物体细胞的细胞核 不能 (2)细胞质
即学即练
3.C 植物体内几乎所有的活细胞都具有全能性,A错误;人体成熟红细胞没有细胞核和线粒体,没有DNA,所以没有全能性,B错误;细胞的全能性是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,C正确;高度分化的植物细胞在离体和适宜的条件下可以表现出全能性,D错误。
4.C 骨髓移植能够治疗白血病,因为健康人的骨髓中有大量的造血干细胞,可不断增殖分化形成新的血细胞,A正确;由题意可知,骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化成为“胰岛样”细胞,这是基因选择性表达的结果,两种细胞中基因相同(无基因的改变或减少),但表达产物不同,B正确;造血干细胞分化程度低,全能性比白细胞高,C错误;造血干细胞产生红细胞、白细胞的过程是造血干细胞分裂产生的子细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,属于细胞分化,D正确。
【随堂热练】
1.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胞生物的整个生命过程中,D错误。
2.B 细胞分化的实质是基因选择性表达,受遗传物质的控制,A错误;细胞分化的程度依次是叶肉细胞>生殖细胞>受精卵,C错误;细胞分化使细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率,D错误。
3.(1)细胞增殖 细胞分化 (2)遗传信息(或遗传物质) (3)不能 控制合成血红蛋白的有关基因在细胞b、c、d中都处于关闭状态 (4)全能 (5)a (6)组织 器官
解析:(1)A过程是一个细胞分裂成多个细胞的过程,是细胞增殖过程;B过程是分裂后的细胞形成各种不同形态、结构和生理功能的细胞的过程,是细胞分化过程。(2)细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息,所以b、c、d、e具有相同的遗传信息(或遗传物质)。(3)细胞分化是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果,e能合成血红蛋白,其他种类的细胞内控制合成血红蛋白的基因处于关闭状态。(4)植物细胞,可以在体外条件下培养成一个植物体,说明植物细胞具有全能性。(5)细胞分化程度越高,其全能性越低,图中a、b、c、d、e这五个细胞相比,a细胞的分化程度最低,其全能性最高。(6)形态相似,结构、功能相同的细胞联合在一起构成组织,不同的组织按照一定的次序结合在一起构成器官。
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第2节 细胞的分化
1.以结构与功能观说明细胞分化过程中发生的物质变化和结构变化。
2.对比分析细胞分化、细胞全能性,明确相互关系,强化科学思维。
3.了解干细胞移植,关注健康的生活方式,形成正确利用相关技术服务社会的意识,培养社会责任。
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(连线)
3.细胞分化的原因
细胞中 的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中 的表达情况不同。
4.细胞分化的意义
(1)是生物 的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向 ,有利于提高生物体 。
(教材P118“思考·讨论”)上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞都源自早期胚胎细胞,正常情况下,它们 (填“能”或“不能”)恢复成早期胚胎细胞;就这四种组织来说,一种组织的细胞 (填“能”或“不能”)转变成其他组织的细胞。
(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。( )
(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同是基因选择性表达的结果。( )
(3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质,这是基因选择性表达的结果。( )
(4)细胞分化使细胞趋向专门化,提高了机体生理功能的效率。( )
(5)细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化。( )
探究一|探究细胞分化的原因和结果
1.分析细胞分化示意图,回答下列问题。
(1)据图分析,写出过程①②的名称。
(2)过程②中两个细胞内的DNA、蛋白质是否完全相同?
(3)分化后的细胞还能恢复成受精卵吗?
(4)过程②形成形态、结构、生理功能不同细胞的根本原因是什么?
(5)请总结细胞分化的结果:
①细胞分化改变了细胞的 。
②细胞分化没有改变细胞的 。
探究二|管家基因和奢侈基因的归类辨析
2.在细胞中表达的基因分为两类:一类是在所有细胞中都表达的基因,这类基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,这类基因被称为管家基因;另一类是在某类细胞中特异性表达的基因,这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能,这类基因被称为奢侈基因。据此对下列基因进行归类。
①核糖体蛋白基因 ②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因 ④卵清蛋白基因 ⑤呼吸酶基因 ⑥胰岛素基因 ⑦抗体基因 ⑧唾液淀粉酶基因
(1)属于管家基因的是 。
(2)属于奢侈基因的是 。
1.细胞分裂和细胞分化的关系
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
基因的选择性表达
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,随着分化程度加大,分裂能力逐渐下降
2.细胞分化的“变”与“不变”
1.(2025·江苏南通高一检测)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
2.(2025·河北石家庄高一检测)形态结构各异,执行不同功能的多种细胞构成了一个生命有机体。如图所示为来自同一个人的4种细胞,下列叙述正确的是( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的蛋白质种类均相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、结构和生理功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.各细胞的生理功能不同,细胞核中的遗传物质也不同
技法提炼
判断细胞分化的标志
(1)分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。
(2)细胞水平:形成了不同种类的细胞。
知识点二 细胞的全能性
1.细胞的全能性
(1)概念:细胞经 后,仍具有 或 的潜能和特性。一些没有分化的细胞,如 、动物和人体的早期胚胎细胞、 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 →新的植株。
②结论:高度分化的植物细胞仍然具有 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 具有全能性。
【微思考】 细胞“具有”全能性与“体现”全能性的区别是什么?
2.干细胞
(1)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化。( )
(2)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。( )
(3)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性。( )
(4)壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性。( )
(5)卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高。( )
探究|分析细胞的全能性
1.如图是以一小块胡萝卜根韧皮部的一些细胞为材料,培育出能开花结果的胡萝卜植株的过程。
(1)从上述实验中可以得出什么结论?
(2)如果将胡萝卜的韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞,在适宜的条件下,这些细胞也能形成新的植株吗?为什么?
(3)植物体上的细胞没有表现出全能性,而是分化成了不同的组织和器官,这说明了什么?
2.如图是非洲爪蟾的核移植过程。
(1)上述说明 具有全能性。如果将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗? 。
(2)上述说明去核的卵细胞中的 对动物细胞核全能性的表达发挥着重要作用。
1.细胞的全能性
2.细胞分化与细胞全能性的关系
项目
细胞分化
细胞全能性
原因
不同细胞中的遗传信息表达情况不同
含有本物种全套遗传物质
结果
形成形态、结构和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细胞分化程度越高,具有的全能性越低
3.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.植物体只有高度分化的体细胞才具有全能性
B.人体成熟红细胞在一定条件下可以体现出全能性
C.植物细胞的全能性是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
D.高度分化的植物细胞随时可以表现出全能性
4.(教材P122“概念检测T2”改编)截至2022年8月31日,中华骨髓库入库志愿者数据已超过311万人份,成功捐献造血干细胞14 206例,为白血病患者带来了生的希望。下列叙述错误的是( )
A.骨髓移植能治疗白血病是因为骨髓中有造血干细胞,可不断产生各种血细胞
B.自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞,是基因选择性表达的结果
C.与造血干细胞相比,其分化出的白细胞全能性更高
D.造血干细胞和其分化出的白细胞、红细胞的形态、结构和生理功能均存在差异
技法提炼
“三看法”确认细胞“全能性”
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
2.(教材P119“图6-5”改编)同一个植物体中存在不同的细胞,比如叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞,这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞,下列相关叙述正确的是( )
A.细胞分化不受遗传物质的控制
B.细胞分化可以发生在个体发育的任何时期
C.细胞分化的程度为受精卵>生殖细胞>叶肉细胞
D.细胞分化使细胞趋向全能化,有利于提高细胞代谢的效率
3.如图是某细胞增殖和分化的概念图,据图回答下列有关问题。
(1)A表示的是 过程,B表示的是 过程。
(2)b、c、d、e具有相同的 。
(3)若e能合成血红蛋白,则b、c、d都 (填“不能”或“能”)合成,其主要原因是 。
(4)若a为植物细胞,而d能在体外条件下培养成一个植物体,则说明d具有 性。
(5)a、b、c、d、e这五个细胞相比,哪一个细胞的全能性是最高的? 。
(6)由相同的b或相同的c共同组成的结构层次叫 ,由b、c、d、e共同组成的结构层次叫 。
提示:完成课后作业 第6章 第2节
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