第二节细胞的分化》导学案
1.概念：细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。
2．特点：不可逆性。
3．意义
(1)生物的个体发育是通过细胞的分化来实现的。
(2)正常发育的细胞在通过有丝分裂后，即有秩序地发生分化，形成具有特定功能的细胞。
4．实例
(1)受精卵多次分裂产生各种各样的细胞。
(2)根尖中各种各样的细胞都是由分生区细胞分化形成的。
思考交流
1．人是由受精卵发育而来的，有的细胞构成了头，有的细胞构成了手，受精卵怎么会有这么多功能，你知道原因吗？
【提示】受精卵在进行增殖的过程中，产生了细胞的分化。
1.概念：在某些致癌因素的作用下，有的细胞变得不受控制而无限增殖，这种细胞就是癌细胞。
2．癌细胞的主要特征：
(1)最重要的是有无限增殖能力
(2)另一特点是能在体内转移，原因是细胞表面粘连蛋白很少或缺失，使它容易在组织之间转移
3．原因：细胞异常分化的结果。
4．癌变：正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程。
5．致癌因素
物理致癌因素：主要指辐射，如紫外线、X 射线等
化学致癌因素：如亚硝胺、黄曲霉素等生物致癌因素：如Rous肉瘤病毒等
思考交流
2．癌症是当今威胁人类生命健康的“四大杀手”之一，是目前难以治愈的顽
疾，原因之就是癌细胞能无限增殖，你知道它的增殖方式吗？
【提示】有丝分裂。
1.概念：受精卵具有分化出各种细胞的潜能，这种潜能是细胞的全能性的表现。
2．不同生物细胞的全能性
全
能
性植物细胞
全能性体现：高度分化的植物
细胞仍有全能性技术：组织培养
应用：繁殖花卉等动物细胞全能性体现：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性应用：蛙的核移植等3．表现全能性的原因
细胞核含本物种的全套遗传物质。
受精卵是全能性最高的细胞高度分化的植物细胞具有全能性，如胡萝卜韧举例
皮部细胞
动物的细胞核也有全能性，如克隆羊“多莉”
1.概念：是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。2．种类错误！)
3．特点：进行不对称分裂。
为骨髓移植提供供体来源
4．应用为需要器官移植的患者提供相应功能的组织
或器官
正误判断1．干细胞都能表现出全能性。( ×)
【提示】多能干细胞、专能干细胞不能表现全能性。
2．动物体细胞的全能性至今没有得到证明。( √)
3．癌细胞是由正常细胞转化而来，也具分化能力。( ×)
【提示】癌细胞不能再分化。
4．一粒种子长成一株完整植株，体现了植物细胞的全能性。
【提示】全能性指体细胞发育成完整个体的能力。
5．干细胞是一类未分化或分化程度低的细胞。( √)
探究
1 细胞分化的理解
①细胞分裂和细胞分化有何区别和联系？
②细胞分化的机理是什么？
1．过程
(1)概念图
(2)模式图
2．基础：各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。
3．实质：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成的蛋白质也不同(或基因的选择性表达)。
如图示：
4．特点归纳
(1)持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。
(2)稳定性和不可逆性：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：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
(4)不变性：分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。
名师点拨
( ×)
细胞分化使细胞类型增多，数目不变；细胞分裂使细胞数目增多，但细胞类型不变；细
胞分裂是细胞分化的基础。
例1 (2013·浙江高一联考)理论上，每一个人的表皮细胞的细胞核与神经细胞的细胞核内所含DNA 的量是一样的，但所含的蛋白质的质量都是不一样的，下列原因中不包括( )
A ．不同细胞被活化的基因不一样多，所以合成的蛋白质不一样多
B．不同组织细胞内同一基因的差异性表达
C．不同细胞的基因数量不一样多，所以合成的蛋白质不一样多
D．不同细胞基因的表达具有特异性的调节机制，所以合成的蛋白质不一样【思维导图】
【精讲精析】分化的体细胞(或细胞核) 具有本物种个体发育所需要的全部基因，所以不同细胞基因数目是相等的。细胞分化是基因的选择性表达的结果，这种表达具有一定的调节机制。
【答案】C
变式训练
1．人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中( )
A ．只有胰岛素基因
B．比人受精卵的基因要少C．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
【解析】人的胰岛细胞和红细胞都是由受精卵分裂分化而来，它们所携带的遗传物质都与受精卵相同，胰岛细胞能合成胰岛素，不能合成血红蛋白，而红细胞的情况则相反，是因为两种细胞中的基因选择性表达。
【答案】C
【问题导思】
①胡萝卜根韧皮部细胞的全能性表达需满足哪些条件？
②各种细胞的全能性大小都一样吗？试举例说明。
1．细胞全能性的原因
已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质。 完整新个体的潜能。
2．细胞全能性的表达
(1) 条件：在离体状态下，需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等，还需要适宜的 温度等条件。
(2) 差异
①植物细胞的全能性易于表达， 而动物细胞的全能性虽受到极大限制， 但动物细胞核的 全能性仍可以表达。
②同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。
③ 随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。
④ 细胞的全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。
3．典型实例展示
(1)
说明植物细胞具有发育成完整植株的能力。
(2)
说明动物细胞的全能性受到限制，但 “细胞核 ”仍具全能性。
名师点拨
在生物体内的任何细胞是不能表现出全能性的， 在体内的细胞能进行遗传信息的不同执 行—— 分化。
例 2 (2013 ·湖州高一测试 )下列实例中能体现细胞全能性的是 ( ) ①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培育成了可育的植株
因此，分化的细胞仍具有发育成
②植物用种子进行繁殖
③用烟草单个组织细胞培育出了可育的完整植株
A ．①②B．①③C．②③ D．①②③
【审题导析】细胞全能性理论基础：细胞核中有该物种的全套基因具体表现：由分化的细胞发育成完整个体全能性大小：分化程度越高，全能性越低
【精讲精析】①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的完整植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际上是由植物的胚，通过细胞的增殖和分化发育成新个体。
【答案】B
探究3 细胞的癌变特征与机理
【问题导思】
①细胞癌变的原因是什么？
②为什么癌细胞容易在体内转移？1．癌细胞的主要特征
(1)适宜条件下，无限增殖。
(2)癌细胞的形态结构发生了变化
例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形；转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大了，染色时，核的着丝粒
颜色也明显加深。
(3)癌细胞的表面发生了变化
由于细胞膜上粘连蛋白减少，导致癌细胞容易在体内到处游走分散，进行分裂、繁殖，形成肿块。
名师点拨
现象，在培养条件下可生长成多层。
正常细胞相互接触后，就会停止运动和增殖，即有接触抑制现象。而癌细胞无接触抑制
2．癌变机理辨析
(1)机理
导致
原癌基因和抑癌基因发 生突变癌细胞 ―→ 生长和分
裂失控
(2)致癌因素 物理致癌因素：电离辐射，如 X 射线、紫外线等 化学致癌因素：如砷、苯、亚硝胺等 病毒致癌因素：致癌病毒 目前发现 150多种
(3) 原癌基因与抑癌基因 原癌基因是维持机体正常生命活动所必需的基因， 期，控制细胞生长和分裂的进程。只有当原癌基因突变 胞才会恶性增殖。 3．癌症的治疗
(1)手术切除：是消除病灶最为有效的手段，适用于发病早期癌细胞未大量扩散转移的 患者。
(2)放疗：是使用高能 X 射线或 γ射线集中照射患病部位，杀死癌细胞。这里利用射线 对 DNA 的损伤作用，放疗不适于范围已经扩大的患者。
(3) 化疗：主要是利用化学抗癌剂杀死癌细胞。常用的抗癌剂包括细胞分裂抑制剂，细 胞增殖蛋白合成的抑制剂等。多种抗癌剂混合使用疗效更好。
例 3 (2013 ·杭州期末 ) 下列有关癌细胞的叙述正确的是 ( )
A ．与正 常细胞相比，癌细胞中的遗传物质发生了变化
B ．癌细胞质膜上粘连蛋白多，易转移
C ．癌细胞分裂速度快，无分裂间期
D ．只有病毒才能诱发细胞癌变
【审题导析】 本题主要考查有关癌细胞的知识。
(1)明确癌细胞的两点重要特征。
(2)知道细胞癌变中遗传物质发生了变化。
【精讲精析】 癌细胞质膜上的粘连蛋白减少或缺失，所以易扩散、转移，癌细胞分裂 速度快，需要蛋白质较多，其分裂方式为有丝分裂，存在细胞分裂间期。能诱发癌变的因素 有物理、化学及病毒致癌因素。
【答案】 A
变式训练
2．下列哪项不是癌细胞的特点 ( )
A ．细胞膜上粘连蛋白减少
正常细胞 致癌因素 ――→ 在细胞分裂过程中它负责调节细胞周 (或称激活、活化 ) 成为癌基因
后，细
B．能够无限增殖
C．细胞内酶的活性降低
D．形态、结构发生变化
【解析】癌细胞的生命力旺盛，能无限增殖，所以细胞内酶的活性并不降低。癌细胞的细胞膜上的粘连蛋白减少，使细胞之间黏着性减小，容易在组织间转移。
【答案】C
【问题导思】
①什么是干细胞？它具有哪些特点？
②干细胞有哪些种类？研究干细胞有何意义？
1．干细胞的概念干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。不同干细胞的分化潜能是不同的。
2．干细胞的特点：干细胞的一个显著特点是进行不对称分裂。如下图：
这种不对称分裂可保持干细胞数量的稳定。
3．干细胞的种类
(1)按潜能分
(2)按来源分
4.研究干细胞的意义
(1)用干细胞进行细胞移植 —— 让胚胎干细胞在体外分化成所需要的细胞即可给患者进 行移植。
在体外利用成体干细胞的培养，再生出有功能的组织或器官，移
名师点拨
受精卵可看作全能干细胞 —— 它可产生生物体所需要的所有类型的细胞。
例 4 (2 012·金华联考 )下列有关干细胞和细胞全能性的表述，正确的是 ( )
A ．植物的成熟体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性
B ．科学家们已经证实动物的成熟体细胞具有全能性
C ．干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞
D ．在生物体内，细胞并没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变
【审题导析】 本题主要考查了不同细胞全能性的表现难易程度， 分析时应从以下几个 方面入手：
(1)明确全能性的含义及不同生物细胞全能性的表现难易程度。
(2)理解干细胞的含义及应用。
(3) 知道生物体内细胞全能性不易表现的原因。
【精讲精析】 由于目前科学家们用细胞核移植的办法证明了动物细胞中细胞核的全能 性，而整个细胞的全能性还没有办法实现， 所以植物成熟细胞的全能性要比动物细胞全能性 更易表达， 干细胞是保持有持续分裂、 分化能力的细胞， 由于生物体内的细胞发生了基因选 择性表达而不能体现全能性。
【答案】 A
本课知识小结
网络构建
化异
(2)用于器官移
植 植到患者体内。 细胞细胞的分化 正常 分化
特点：不可逆意义：个体正常发育的基础分
常癌细胞特点：无限增殖致癌因素：射线、多种
病毒、 多种化合物细胞全能性理论基础： 细胞核中有全套基因表现： 由分化的细胞发育
按来源
细胞、专能干细胞 按来源 胚胎干细胞、成体干细胞应用
结论语句
1．细胞的分化是细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。细胞分化一般是 不可逆的。
2．生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。
3．一般来说，细胞分化的程度越高，细胞分裂的能力越低。高度分化的细胞往往不再 发生分裂增殖，如人的红细胞、神经细胞等。
4．植物细胞具有全能性、动物细胞核也具有全能性，全能性的原因是细胞含有本物种 的全套遗传物质。
5．极少数子细胞受到致癌因素的作用，不能完成正常的细胞分化，变得不受机体控制 而无限增殖，这种细胞为癌细胞。癌细胞是细胞异常分化的结果。
6．癌细胞最重要特点是有无限增殖的能力，其次是能在体内转移。
7．正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变。 成完整个体干细胞特点：全能性高，进行不对称分裂分类 按全能性分 全能干细胞、 多能干