6.2细胞的分化知识清单2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1
2026-08-09
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摘要:
该高中生物学知识清单系统梳理了细胞分化的知识体系。从细胞分化的概念出发,明确其实质是基因选择性表达,通过细胞、亚显微、分子水平理解分化,阐述特点、意义及与细胞分裂的关系,进而过渡到细胞全能性和干细胞的学习。
知识链路按分化概念、实质、水平、特点、意义、与分裂关系到全能性、干细胞的顺序递进。通过不同水平分析体现结构与功能观的生命观念,对比表格和实例判断培养科学思维,实验案例支持探究实践,习题设计强化理解,助力构建完整知识框架。
内容正文:
6.2 细胞的分化
一.细胞分化
1.细胞分化的概念:
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.叫作细胞分化。
2.细胞分化的实质:细胞中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。
3.细胞分化的关键是特异性蛋白的合成,细胞出现以下ac物质,说明发生了分化。
[a.血红蛋白 b.血红蛋白基因 c.肌动蛋白 d.ATP合成酶]
4.从不同水平理解细胞分化:
①细胞水平:细胞的形态、结构、生理功能改变【细胞种类变,数目不变】
②亚显微水平:细胞器的数目、种类改变【细胞器的结构、功能未改变】细胞质基质成分和功能改变
③分子水平:DNA一般不变:RNA、蛋白质的种类、数量改变
注意:同一个体不同类型细胞的RNA和蛋白质不完全相同
5.原因归纳:
①同一个体的不同细胞遗传物质相同的原因是都是由同一个受精卵经过有丝分裂发育而来:
②同一个体的不同细胞功能不同的原因是基因的选择性表达;
③离体细胞全能性表达的原因是含有全套遗传信息.
④人体不同细胞形态、功能表现不同,从细胞结构方面分析其原因是:细胞器种类和数量不同。
6.细胞中表达的基因分为管家基因和奢侈基因两大类。
管家基因是在所有的细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,例如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。
奢侈基因是指在某类细胞中特异性表达的基因。例如:胰岛素基因、卵清蛋白基因等。
7.细胞分化特点
①持久性:发生在生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度。
②不可逆性:一般来说分化了的细胞,将一直保持分化后的状态,直到死亡。
③普遍性:是生物界普遍存在的生命现象,是多细胞生物个体发育的基础。
④遗传物质不变性:同一生物各种细胞具有完全相同的遗传信息。
8.细胞分化意义:
①是多细胞生物个体发育的基础。
②使多细胞生物体中的细胞的向专门化,有利于提高生物体的各种生理功能的效率。
9.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
发生在整个生命进程中
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、子代之间遗传的稳定性
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,随着分化程度增大,分裂能力逐渐下降。
二.细胞的全能性
1.细胞的全能性是指细胞经过分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化其他各种细胞的潜能和特性。
2.细胞具有全能性的原因:细胞中含有具有本物种个体发育所需的全套遗传信息。
3.美国斯图尔德胡萝卜组织培养:
实验条件:离体,营养物质,激素,适宜环境条件。
理论基础:植物细胞的具有全能性。
植物组织培养技术证明高度分化的植物细胞具有全能性。
与传统的生产方式相比,植物组织培养技术的优点:可快速、大量繁殖,不受季节影响,同时还能保持植物的优良品质(无性繁殖)。
4.非洲爪蟾,克隆羊多莉、克隆猴中中和华华等核移植实验说明:高度分化的动物细胞核具有全能性。
注意:猴与人在进化上亲缘关系很近,克隆猴比鼠更适合用作人类疾病和进行药物实验的模型动物,遗传上相同的克隆猴用于药物对照实验有利于更准确的评估药效。
5.以下实例能体现细胞的全能性的有:③⑤⑥⑦
①扦插枝条长成植物体(起点为器官) ②壁虎断尾长出新尾
③用胡萝卜已分化的单个细胞培养成可育植株 ④植物用种子繁殖后代(起点为器官)
⑤受精卵发育成完整个体 ⑥蜂王卵细胞直接发育成雄蜂
⑦花药离体培养成植株 ⑧骨髓造血干细胞可分化出红细胞、白细胞、血小板
⑨人体手术后伤口愈合
6.全能性大小比较:一般来说,细胞分化程度越低,分裂能力越强,全能性越越高。
①受精卵>生殖细胞>体细胞
②植物细胞>动物细胞
③胚胎干细胞>造血干细胞(存在于骨髓)>血细胞
特例:分化程度高,全能性不一定低,比如生殖细胞(高度分化,全能性仍很高)。
三、干细胞
1.概念:动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞,叫做干细胞。干细胞分裂后一部分继续分裂,一部分分化。
2.特点:具有分裂和分化能力;在人和动物体内数量很少。
3.骨髓移植可以治疗白血病,通过骨髓移植的是造血干细胞。
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