高一生物细胞的分化和全能性

第23课时细胞分化和全能性[目标导读] 1.结合实例概述细胞分化的概念、特点和实质。

2.结合植物的组织培育，阐述细胞全能性的概念。

[重难点击] 1.细胞分化的概念、特点和实质。

2.细胞全能性的概念。

一细胞分化1．细胞分化的概念(1)结合教材P100，归纳细胞分化的概念。

答案由一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代，在形态结构和生理功能上渐渐发生稳定性差异的过程。

(2)简洁生物体全部体细胞都是由一个受精卵发育而来的，那么经细胞分化形成的各种细胞的细胞核内的遗传物质有没有发生变化呢？答案没有。

2．细胞分化的意义(1)结合教材P101观看植物的不同组织和细胞：用天竺葵的叶制作临时装片进行观看，将观看到的细胞和其形态结构进行连线(2)由上可知，同一片叶片中的不同细胞的形态结构和生理功能不同，但它们的最初来源都相同。

(3)在个体发育中，细胞分化能够增加细胞的类型，不同的细胞构成了生物体的组织和器官，执行不同的功能，所以细胞分化是生物个体发育的基础。

3．细胞分化的特点(1)细胞分化发生在生物体的整个个体发育的进程中，说明细胞分化具有长期性。

(2)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，说明细胞分化具有普遍性。

(3)争辩表明：将蛙的原肠胚时期将来发育成后肢的部分细胞移植到将来发育成背部的细胞中，这部分细胞不会随着四周细胞发育成背部，而是连续沿着原有的分化方向发育成一条后肢。

这种现象说明细胞分化具有不行逆性。

4．细胞分化的实质阅读教材P102，列出下列鸡的细胞所含有的基因和mRNA的种类，“＋”代表“有”，“－”代表“没有”。

项目类型卵清蛋白基因β珠蛋白基因胰岛素基因卵清蛋白mRNAβ珠蛋白mRNA胰岛素mRNA 输卵管细胞＋＋＋＋－－成红细胞＋＋＋－＋－胰岛素细胞＋＋＋－－＋据此说明，细胞分化是基因选择性表达的结果。

归纳总结细胞分裂与细胞分化是两种完全不同的生理过程。

但又不是毫无关联、确定孤立的。

列表比较如下：比较项目细胞分裂细胞分化细胞变化细胞数目增多细胞种类增多发生时间从受精卵开头发生在整个生命进程中意义保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性是生物体个体发育的基础联系(1)细胞分裂是细胞分化的基础，细胞的分裂与分化往往是相伴相随的。

一、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。

２．特点（１）细胞分化是一种持久性的变化。

（２）一般来说，分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。

（３）细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。

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，有利于提高各种生理功能的效率。

４．原因在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。

二、细胞的全能性１．概念已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

２．植物细胞的全能性（１）高度分化的植物细胞仍具有全能性。

（２）应用：１通过植物组织培养，快速繁殖花卉和蔬菜等作物。

２拯救珍稀濒危物种。

３与基因工程结合培育作物新类型。

３．动物细胞的全能性（１）已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。

（２）目前，还不能将已分化的动物体细胞培养成新个体。

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通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。

一、细胞分化１．教材问题探讨分析读教材P１１7～P１１8，观察图6—8、6—9、6—１0，回答下列问题：（１）试从细胞水平和分子水平上分析，同种生物的不同细胞其结构和功能不同的原因？提示：细胞水平：细胞分化的结果。

分子水平：基因选择性表达的结果。

（２）由同一细胞增殖产生、经过细胞分化形成的各种细胞内，细胞器数目、细胞质基质成分相同吗？提示：不同。

因分化形成的各种细胞的功能不同，故可判断其内的细胞器数目、细胞质基质成分不同。

（３）细胞分化后，其内的遗传信息是否改变？并分析原因。

提示：没有。

因为从最终来源上看，生物体不同细胞均来自受精卵的有丝分裂，由于有丝分裂中遗传信息几乎不发生变化，因而同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传信息。

２．判断下列说法是否正确（１）多细胞生物通过细胞分化形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。

《细胞分化和植物细胞的全能性》教学设计一、教学目标1、知识目标（1）理解细胞分化的概念、特点和意义。

（2）阐述植物细胞全能性的概念和实例。

（3）解释细胞分化与植物细胞全能性的关系。

2、能力目标（1）通过观察细胞分化的过程，培养学生的观察能力和分析问题的能力。

（2）通过探讨植物细胞全能性的实验，提高学生的实验设计和动手操作能力。

3、情感目标（1）让学生体会生命的神奇和复杂，激发学生对生命科学的兴趣。

（2）培养学生尊重科学、勇于探索的精神。

二、教学重难点1、教学重点（1）细胞分化的概念、特点和意义。

（2）植物细胞全能性的概念和实例。

2、教学难点（1）细胞分化的实质。

（2）植物细胞全能性的原理。

三、教学方法1、讲授法：讲解细胞分化和植物细胞全能性的基本概念和原理。

2、直观演示法：通过图片、动画等多媒体手段展示细胞分化和植物细胞全能性的过程。

3、小组讨论法：组织学生分组讨论相关问题，促进学生的思维交流和合作学习。

4、实验法：设计简单的实验，让学生亲身体验植物细胞全能性的实现。

四、教学过程1、导入新课（1）展示人体不同组织和器官的图片，如心脏、肝脏、肌肉、皮肤等，提问学生这些组织和器官的细胞有何不同。

（2）播放胚胎发育的视频，引导学生思考从一个受精卵发育成一个个体的过程中，细胞发生了怎样的变化。

2、细胞分化（1）概念讲解通过举例，如造血干细胞分化成红细胞、白细胞和血小板，讲解细胞分化的概念：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。

（2）特点分析结合实例，让学生总结细胞分化的特点：持久性（贯穿于生物体的整个生命进程中）、稳定性（分化后的细胞一般不会再回到未分化状态）、不可逆性（在自然状态下）、普遍性（生物界普遍存在）。

（3）意义探讨组织学生讨论细胞分化的意义，如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。

（4）实质揭示以基因的选择性表达为切入点，解释细胞分化的实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。

《细胞的分化及全能性》高中生物教案一、教学目标1.知识目标：o说明细胞分化的概念、过程和意义。

o举例说明细胞的全能性，理解细胞全能性的实质。

o探讨细胞分化与细胞全能性之间的关系。

2.能力目标：o通过观察和分析实验数据，培养学生的观察、分析和归纳能力。

o培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，如利用细胞分化原理进行生物技术的应用。

3.情感、态度与价值观目标：o初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点。

o养成关注生物科学发展、关注人类健康、关注社会热点的科学素养。

二、教学重难点1.重点：o细胞分化的过程和意义。

o细胞全能性的概念及其在生物技术中的应用。

2.难点：o细胞分化与细胞全能性之间的关系及其生物学意义。

三、教学准备1.教学材料：o细胞分化及全能性相关的书籍、资料。

o细胞分化及全能性的实验材料（如细胞切片、培养细胞等）。

2.教学设备：o显微镜、投影仪、电脑等多媒体教学设备。

四、教学过程1.导入新课：o通过展示不同细胞的图片，引导学生思考为什么不同的细胞具有不同的形态和功能。

o提问学生是否知道细胞是如何分化的，以及分化后的细胞是否还具有全能性，引出本节课的主题。

2.知识讲解：o介绍细胞分化的概念、过程和意义，重点讲解细胞分化过程中基因的选择性表达和细胞形态、功能的变化。

o讲解细胞全能性的概念，通过实例说明细胞全能性在生物技术中的应用，如克隆技术、组织工程等。

3.实验操作：o展示细胞分化的实验材料，如细胞切片，让学生观察并描述细胞的形态和结构特点。

o学生分组进行细胞培养实验，观察细胞分化的过程，记录实验数据并进行分析。

4.讨论交流：o让学生分享实验结果和观察到的现象，讨论细胞分化与细胞全能性之间的关系。

o教师点评学生的实验操作和讨论表现，给出改进建议。

5.总结提升：o总结细胞分化的过程和意义，以及细胞全能性的概念和应用。

o强调细胞分化与细胞全能性在生物学研究和生物技术应用中的重要性。

《细胞分化和细胞全能性》知识清单一、细胞分化细胞分化是指同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异。

简单来说，就是细胞从一种通用的“初始状态”变成具有特定功能和特征的“专门化状态”。

细胞分化的特点包括稳定性、持久性、不可逆性和普遍性。

稳定性意味着一旦细胞分化完成，其特定的形态和功能就会相对稳定；持久性是指细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中；不可逆性表示分化后的细胞通常不会再回到未分化的状态；普遍性则体现在几乎所有的多细胞生物都会经历细胞分化。

细胞分化的原因主要在于基因的选择性表达。

每个细胞都含有整套的遗传信息，但在特定的时间和空间，只有一部分基因会被激活表达，从而决定了细胞的特定分化方向。

例如，在肌肉细胞中，与肌肉收缩相关的基因会被表达，而在神经细胞中，则是与神经信号传导相关的基因得到表达。

细胞分化的意义十分重大。

首先，它使得多细胞生物能够形成各种不同类型的细胞和组织，从而构建出复杂的器官和系统，实现各种复杂的生理功能。

其次，细胞分化能够提高生物体对环境的适应能力，不同类型的细胞可以分工合作，应对外界环境的变化。

二、细胞全能性细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

具有全能性的细胞通常是受精卵和早期的胚胎细胞。

例如，植物细胞的全能性相对容易体现，通过植物组织培养技术，将植物的一小块组织或单个细胞培养成完整的植株，这就证明了植物细胞的全能性。

动物细胞的全能性表现相对较难，但细胞核具有全能性。

比如，克隆羊多利的诞生，就是将一只羊的乳腺细胞核移植到去核的卵细胞中，最终发育成一只完整的羊，这表明细胞核中包含了个体发育所需的全部遗传信息。

细胞全能性的实现需要一定的条件。

对于植物细胞，需要适宜的营养物质、激素、环境条件等；对于动物细胞，除了上述条件外，还需要将细胞核移植到去核的卵细胞中，或者通过诱导干细胞分化等技术手段来实现。

细胞全能性的研究在医学、农业等领域具有重要的应用价值。

课题32：细胞的分化与全能性【课标要求】细胞的分化；细胞的全能性。

【考向瞭望】细胞全能性的原理及应用实例分析。

【知识梳理】一、细胞的分化（一）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。

（二）意义1、细胞分化是生物个体发育的基础。

2、细胞分化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。

（三）实质：一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息，但是，在个体发育中，不同细胞的遗传信息的执行情况不同。

二、细胞的全能性（一）概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

（二）实验表明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。

人们还不能将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体，但是已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。

（三）干细胞1、概念：动物和人体内保留着的少量具有分裂能力的细胞。

干细胞是一类具有自我更新和分化发育的潜能的原始细胞。

机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而成的。

2、类型及相互关系（1）类型：干细胞分为3类，全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。

（2）相互关系（以干细胞分化为红细胞为例）：3、应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。

三、细胞分化、细胞全能性及相互比较细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度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，直至死亡③普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础①高度分化的植物体细胞具有全能性植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质，激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。

例如：动物克隆技术结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞＞生殖细胞＞受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵＞生殖细胞＞体细胞关系①两者的遗传物质都不发生改变②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小【基础训练】1、细胞分化是生物体普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确．．．的是（D）A、分化发生在生物体的整个生命进程中B、分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C、未离体的体细胞不会表现出全能性D、分化过程中遗传物质发生了改变2、蚕有丝腺细胞能产生大量蛋白质，这种蛋白质叫丝蛋白。

考点1细胞的分化和全能性预习案自主预习一、细胞分化及其意义二、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________________的潜能和特性。

2．原因：细胞内含有形成完整个体所需的__________基因。

3．证明实例：(1)植物组织培养→植物细胞具有_______________。

(2)动物体细胞核移植→动物体细胞的_____________具有全能性。

4．干细胞(1)概念：动物和人体内少数具有_______________能力的细胞。

(2)类型项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自_______或原始性腺组织来自各种各样的组织功能可以分化成各种________甚至个体具有分化成__________细胞的能力举例来自囊胚的_________细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞预习自测1．断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。

( ) 2．同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。

( ) 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．成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化。

( ) 5．同一植物个体茎尖分生组织细胞的全能性比叶肉细胞更容易表达。

( ) 6．克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。

( )重难点归纳1、细胞分化的“变”与“不变”2．比较细胞分化与细胞全能性项目细胞的分化细胞的全能性原理细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传物质结果形成形态、结构和功能不同的细胞形成新的个体或分化成其他各种细胞大小比较分化程度：体细胞>生殖细胞>受精卵全能性大小：体细胞<生殖细胞<受精卵联系①两过程遗传物质都不发生变化，都具有全能性②一般来说，细胞的分化程度越高，全能性越小核心素养1.依据具体生物，考查细胞呼吸原理的应用，突出对生命观念的考查。

2.联系生活生产实际，分析影响细胞呼吸的因素，强化社会责任。

高一生物上册必修1《细胞的分化》教案高一生物上册必修1《细胞的分化》教案【一】教学准备教学目标知识目标⑴说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义。

⑵举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用,说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点,能够区分具体细胞全能性的大小。

能力目标⑴在教师的引导下,师生共同探究,使学生学会学习,培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力。

⑵探究细胞分化的特点,细胞全能性的概念,培养学生的科学探究方法和生物学素养。

情感态度价值观⑴通过细胞分化的学习,确立辩证唯物主义的自然观,逐步树立科学的世界观。

⑵通过细胞全能性的学习,进行有关干细胞研究进展资料的搜集和分析,养成关注生物科学发展、关注生命健康、关注社会热点等问题。

教学重难点教学重点：细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段,又在个体发育过程中占有重要的地位。

教学难点：细胞全能性的知识涉及植物组织培养和克隆技术等,教学过程1、导入(1)多细胞生物体的个体发育是从一个细胞——受精卵开始的,那么这个细胞是如何发育成为一个完整个体的呢!出示:哺乳动物个体发育过程图、组成人体细胞的200多种细胞图片学生讨论1:在分裂基础上就能形成各种组织器官吗?生物体不同类型的细胞是怎样形成的?教师讲解;多细胞生物从小长大,不仅有细胞数量的增加,还有细胞在结构和功能上的分化。

学生讨论2;为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少教师讲解:在成熟的个体中,仍有一些细胞具有产生不同种类的新细胞的能力。

(2)出示学习目标2、细胞分化及其意义(1)出示细胞分裂和分化模型图片观察思考:从细胞分裂和分化模型图片中我们能发现两者之间有什么关系?学生回答:细胞分裂是细胞数量的增多,细胞分化变成了不同形态结构的细胞。

(2)出示植物细胞分化图片观察思考:同一个植物个体为何会出现不同的细胞类型?学生回答:细胞分裂是细胞数量的增多,细胞分化变成了不同形态结构的细胞。