2021年新教材高中生物第6章细胞的生命历程第2节细胞的分化学案人教版必修1.doc

第2节 细胞的分化课标内容要求 核心素养对接说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。

1.生命观念——明确细胞的生命历程，形成科学的自然观。

2．科学思维——归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。

3．社会责任——了解干细胞移植，关注健康的生活方式。

一、细胞的分化1．概念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．原因：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。

4．结果：形成形态、结构和功能都有很大差别的组织和器官。

5．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。

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。

2．类别(1)植物细胞的全能性①实验过程胡萝卜韧皮部细胞＋植物激素、无机盐和糖类的培养液――→培养发育完整的植株。

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。

③应用：a.快速繁殖花卉和蔬菜；b．培养微型观赏植株；c．拯救濒危物种。

(2)动物细胞细胞核的全能性①实例：非洲爪蟾、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细胞核是具有全能性的。

3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。

(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，补充到血液中去。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。

( )2．细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。

( ) 3．细胞分化后遗传物质会发生一定改变。

( ) 4．植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。

( ) 5．干细胞具有分裂和分化能力。

( ) 6．诱导干细胞发育成特定的组织、器官，体现了动物细胞具有全能性。

( ) 提示：1.√2．×细胞分化发生在整个生命进程中。

3．×细胞分化后遗传物质不发生改变。

4．√ 5.√6．×细胞的全能性是细胞经过分裂和分化后，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。

细胞的分化1．细胞分化的过程(1)图示|←细胞分裂→|←细胞分化→|←分化的结果→|(2)分析①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。

②从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。

③从分子水平分析a．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。

b．基因角度：基因选择性表达，即在个体发育中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。

2．细胞分化的实质就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成的蛋白质不同。

细胞分化的实质就是基因的选择性表达。

如图：3．细胞分裂和细胞分化的比较项目细胞分裂细胞分化开始时间从受精卵开始，发生在整个生命过程中从受精卵分化出多种形态的细胞开始，发生在整个生命过程中原因细胞增殖的需要基因选择性表达结果细胞数量增多，生成的细胞相同细胞种类增多，生成的细胞不同，形成生物体的组织和器官意义①多细胞生物个体形成、生长、发育的需要；②单细胞生物形成新个体的需要；③保持了亲代和子代之间遗传物质的稳定性①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；③生物组织、器官的形成，以及生物组织、器官的修复特点①局部性；②周期性①持久性；②不可逆性；③普遍性；④差异性关系①生物的个体发育是细胞分裂与分化共同作用的结果，细胞的分化并不是单个或少数细胞的孤立变化，其必须以细胞增殖生成一定数量的细胞为基础；也就是说，细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的。

②分化程度越高，细胞的分裂能力就越弱；如分化程度为体细胞>生殖细胞>受精卵，分裂能力为体细胞<生殖细胞<受精卵1．下列关于细胞分化的叙述，不正确的是 ( )A.细胞分化可使细胞内合成特异性蛋白质B.细胞分化使细胞的全能性逐渐增强C.细胞分化是细胞固有基因的正常表达过程D.细胞分化使细胞的形态、结构和生理功能向专一性状态转变B [细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以细胞分化可使细胞内合成特异性蛋白质，A项正确。

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，细胞分化使细胞的全能性逐渐减弱，B项错误。

细胞分化是细胞固有基因的正常表达过程，而且是选择性表达，C项正确。

细胞分化是细胞由非专一性状态向形态、结构和生理功能的专一性状态转变的过程，D项正确。

]2．下列有关细胞分化的叙述，正确的是 ( )A.细胞分化使细胞数量和细胞种类均增多B.一般来说，细胞经分化后，其分裂能力降低、全能性提高C.细胞分化是基因选择性表达的结果，如呼吸酶基因的表达D.细胞分化使细胞的化学组成趋向差异化，功能趋向专门化D [细胞分化不能使细胞数量增多，A项错误。

一般来说，细胞经分化后其分裂能力和全能性均降低，B项错误。

呼吸酶基因在所有活细胞中均能表达，C项错误。

细胞分化是基因的选择性表达，导致不同细胞内物质种类(即细胞的化学组成)出现差异，从而使细胞的功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率，D项正确。

]解答细胞分化类题目时，要注意以下三个关键点(1)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，如唾液淀粉酶、胰岛素等。

②细胞水平：形成了不同种类的细胞。

(2)分化细胞表达的基因①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。

②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其表达产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因等。

(3)细胞分化的“变”与“不变”①不变：DNA、细胞的数目等。

②改变：蛋白质的种类，细胞的形态、结构和生理功能等。

细胞的全能性1．细胞全能性的概念(1)表达的标志：细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞。

(2)表达的原因：①细胞具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质。

②分化细胞的遗传物质相同，具有发育成完整个体的潜能。

2．植物组织培养的过程(1)材料：离体的细胞、组织或器官。

(2)条件：①脱离母体。

②一定的营养物质(水、无机盐、糖类等物质)。

③激素，主要是生长素和细胞分裂素。

④适宜的环境(温度、pH 等)。

(3)理论基础：植物细胞的全能性。

(4)过程：离体的细胞、组织或器官――→脱分化愈伤组织(未分化)――→再分化胚状体(已分化)―→幼苗―→新植株。

(1)愈伤组织：一个没有分化的细胞团块。

愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，液泡比较大，细胞无固定形状。

愈伤组织可经过进一步诱导再分化，长出根、叶、芽、茎，形成完整植株。

(2)胚状体：愈伤组织经再分化后形成的具有类似于胚芽、胚轴、胚根的结构，能进一步发育成完整植株。

3．细胞全能性高低的比较(1)一般来说，细胞分化程度越高，全能性越低。

(2)植物细胞>动物细胞受精卵>生殖细胞>体细胞。

未分化或分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。

注意：分化程度高的细胞，其全能性不一定低。

一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。

4．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执行情况不同 含有本物种全套遗传物质 结果形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体关系 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，具有的全能性越小下列有关细胞全能性的叙述，正确的是 ( )A.植物成熟的体细胞比动物成熟的体细胞更容易表达全能性B.卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高C.克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性D.愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性A [植物细胞全能性比动物细胞高，A正确；卵细胞分化程度较高，B错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；愈伤组织的形成不能说明高度分化的植物细胞具有全能性，必须发育成完整个体才能说明高度分化的植物细胞具有全能性，D错误。

][课堂小结]知识网络构建核心语句归纳1.细胞分化的实质：细胞中的基因选择性表达的结果，即不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，遗传物质并未改变。

2．细胞分化的特点：持久性、普遍性和不可逆性。

3．细胞分化的意义：(1)是个体发育的基础；(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．细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低。

5．植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。

1．造血干细胞分化为血细胞的实质是( )A.蛋白质种类和数目的改变B.细胞的形态、结构和功能发生改变C.基因的选择性表达D.细胞亚显微结构的改变C [细胞分化并不改变细胞原有的基因组成，表观上看是蛋白质的种类、数量，细胞器种类等发生变化，实质上是基因的选择性表达。

]2．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是 ( )A.老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞B.细胞分化过程中遗传物质发生了改变C.细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率D.造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的B [细胞分化过程中遗传物质没有变化。

]3．下列生物过程不能体现细胞全能性的是( )A.玉米种子萌发长成新植株B.马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯苗C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株A [细胞的全能性是分化的细胞发育成为完整生物个体的能力。

玉米种子萌发长成新植株是植物生殖器官的自然生长发育现象，没有体现细胞的全能性。

小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，体现的是生殖细胞具有全能性。

马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯和胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株都体现了体细胞的全能性。

]4．下列有关细胞分化和细胞全能性的描述中正确的是( )A.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率B.细胞分化使细胞类型和细胞数目增多C.上皮细胞与早期胚胎细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同D.水稻种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性A [细胞分化是细胞内基因的选择性表达，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率，A正确；细胞分化使细胞类型增多，细胞数目没有增多，B错误；上皮细胞与早期胚胎细胞遗传物质相同，但是早期胚胎细胞的全能性高于上皮细胞，C错误；水稻种子萌发长成新植株属于自然生长过程，不能体现植物细胞的全能性，D错误。