資源簡介

第二節 細胞的分化
【學習目標】
理解細胞分化的概念、特點、實質。
理解細胞全能性的概念，熟悉掌握細胞的全能性原理，以及在生產實踐與科學研究中的作用。
培養學生對知識的整合能力，圖文信息轉換的能力、概括比較分析、綜合應用知識的能力。
增強學生嚴謹性、規范性、科學性的語言組織和文字表達的能力。
【預習新知】
（一）細胞分化及其意義
1.概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在 和生理功能上發生 差異的過程，叫作細胞分化。
2.特點
（1）細胞分化是一種 的變化，一般來說，分化的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡。
（2）細胞分化是生物界 的生命現象。
（3）分化后的細胞內遺傳物質 。
3.意義
（1）生物個 的基礎。
（2）使細胞趨向 。有利于提高各種 的效率。
4.原因：細胞中基因選擇性表達的結果，即在個體發育過程中，不同種類的細胞中 的表達情況不同。
（二）細胞的全能性
1.概念：指細胞經分裂和_________后，仍具有產生_________或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
2.實例
（1）植物細胞的_________：細胞實現全能性的前提是具備“細胞核”，故無核的細胞（如哺乳動物成熟紅細胞）不能實現全能性。
胡蘿卜經組織培養產生完整植株的過程——如圖①～⑥表示操作順序：
①__________________　 ②__________________
③__________________　 ④__________________
⑤__________________　 ⑥__________________
結論：高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的能力，即：細胞的_________。
（2）動物細胞核的全能性
非洲爪蟾的核移植過程：
①_________　 ②_________　 ③_________
結論：高度分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
3.干細胞
（1）特點：
具有_________和_________能力。
在動物和人體內，數量_________。
（2）舉例：人的骨髓中有許多_________，它們能通過_________，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。
【深化探究】
1.人是由受精卵發育而來的，有的細胞構成了頭，有的細胞構成了手，受精卵怎么會有這么多功能，你知道原因嗎？
提示：受精卵在進行增殖的過程中，發生了細胞的分化。
2.同一受精卵分化的不同細胞內核DNA的數目及結構“完全”相同嗎？
提示：核DNA的數目及結構相同，只是不同細胞內基因表達的情況不同。
3.同一個體的神經細胞和肌細胞中的遺傳物質相同嗎？產生不同細胞的原因是什么？
提示：相同。都是由受精卵經有絲分裂發育而來的，產生不同的細胞是細胞分化的結果。
4.全能性最強的細胞是什么細胞？有沒有實驗證明動物細胞有全能性？
提示：受精卵；只有實驗證明動物細胞核具有全能性。
【鞏固訓練】
1.下列關于細胞全能性的敘述，錯誤的是（ ）
A.細胞表現出全能性的條件包括離體、適宜的營養條件、適宜的環境條件等
B.細胞全能性是指已分化的細胞，仍具有發育成完整個體的潛能
C.體細胞克隆羊的成功培育，體現動物細胞具有全能性
D.細胞具有全能性是因為細胞內含有發育所需的全套遺傳物質
2.近日，科研人員首次利用優化后的干細胞分化出功能完全的胰島B細胞。下列相關敘述正確的是（ ）
A.干細胞是體內保留的多數具有無限增殖能力的細胞
B.干細胞具備增殖分化能力，不會出現細胞凋亡現象
C.干細胞增殖若干代后，不會出現染色體端粒縮短現象
D.干細胞分化成胰島B細胞后，其遺傳物質未發生改變
3.腦缺血會引起局部腦神經細胞出現不可逆損傷，甚至死亡。干細胞療法有望實現對腦缺血受損神經細胞進行修復和重建。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A.腦缺血引起的局部神經細胞死亡屬于細胞壞死
B.神經干細胞是未分化細胞，能形成各種組織細胞
C.神經干細胞與神經細胞的mRNA和蛋白質不完全相同
D.修復和重建過程中伴隨著細胞分裂、分化、衰老等過程
4.體細胞克隆猴“中中”和“華華”的誕生標志著中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代，標志著我國在非人靈長類研究領域中處于國際領先地位。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A.克隆猴“中中”和“華華”的誕生證明了動物細胞具有全能性
B.細胞具有全能性的根本原因是細胞內含有一套本物種個體發育所需的全部遺傳信息
C.斯圖爾德的胡蘿卜韌皮部組織培養實驗表明植物細胞具有全能性
D.植物體細胞分化程度越高，它表現出的全能性越低
5.某化合物可使淋巴細胞分化為吞噬細胞。實驗小組研究了該化合物對淋巴細胞的影響，結果見表。下列關于實驗組的敘述，正確的是（ ）
分組 細胞特征 核DNA含量增加的細胞比例 吞噬細菌效率
對照組 均呈球形 59.20% 4.61%
實驗組 部分呈扁平狀，溶酶體增多 9.57% 18.64%
A.細胞的形態變化是遺傳物質改變引起的
B.有9.57%的細胞處于細胞分裂期
C.吞噬細菌效率的提高與溶酶體增多有關
D.去除該化合物后扁平狀細胞會恢復成球形
6.將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養，由單個細胞發育成完整的新植株，如圖所示，請分析：
（1）該過程所用的生物技術稱為__________。
（2）分離出來的胡蘿卜根細胞成為細胞團需要通過__________分裂方式來完成。
（3）細胞團中相同的細胞在發育成胚狀體和植株的過程中，形態、結構和功能逐漸向不同方向變化，這種現象稱為__________。
（4）該實驗說明____________________。
（5）在試管苗形成的過程中，要給予一定的光照，原因是____________________。
參考答案
1.答案：C
解析：A.細胞表現出全能性的條件包括離體（脫離母體）、適宜的營養條件、適宜的環境條件等，A正確；B.細胞全能性是指已分化的細胞，仍具有發育成完整個體的潛能，B正確；C.體細胞克隆羊的成功培育過程涉及動物細胞核移植，體現動物細胞核具有全能性，C錯誤；D.由于細胞含有該生物全部的遺傳信息，因此細胞具有全能性，D正確。故選B。
2.答案：D
解析：干細胞不能無限增殖，A錯誤；干細胞也會凋亡，B錯誤；干細胞增殖后也會出現染色體端粒縮短，C錯誤；細胞分化后，DNA不會發生改變，D正確。
3.答案：B
解析：A、腦缺血引起的局部神經細胞死亡對有機體是不利的，屬于細胞壞死，A正確；B、神經干細胞是已經分化細胞，能分化形成特定的組織細胞，但不能形成各種組織細胞，B錯誤；C、神經干細胞與神經細胞選擇性表達的基因不同，因此它們所含的mRNA和蛋白質不完全相同，C正確；D、修復和重建過程中伴隨著干細胞的分裂、分化以及神經細胞的衰老等過程，D正確。
4.答案：A
解析：克隆猴“中中”和“華華”的誕生證明了動物細胞的細胞核具有全能性，A錯誤；細胞具有全能性的根本原因是細胞內含有一套本物種個體發育所需的全部遺傳信息，B正確；斯圖爾德的胡蘿卜韌皮部組織培養實驗表明植物細胞具有全能性，C正確；植物體細胞分化程度越高，它表現出的全能性越低，D正確。
5.答案：C
解析：A、細胞的形態變化是基因的選擇性表達，遺傳物質沒有發生改變，A錯誤；
B、由表格信息可知，核DNA含量增加的細胞比例為9.57%，包括G2期、有絲分裂前期、中期、后期，B錯誤；
C、吞噬細胞中的溶酶體釋放消化酶，可分解進入細胞的細菌，因此吞噬細菌效率的提高與吞噬細胞中溶酶體增多有關，C正確；
D、去除該化合物后扁平狀細胞不再分裂分化，扁平狀細胞不會恢復成球形，D錯誤。
故選：C。
6.答案：（1）植物組織培養
（2）有絲
（3）細胞分化
（4）植物細胞具有全能性
（5）試管苗要進行光合作用合成有機物
解析：（1）圖示將單個植物細胞培育成完整植株，需要采用植物組織培養技術。
（2）分離出來的胡蘿卜根細胞經過脫分化過程成為細胞團，該過程中細胞需要通過有絲分裂方式進行增殖。
（3）細胞團中相同的細胞發育成胚狀體和植株的過程中，形態、結構和生理功能逐漸向不同方向變化，這種現象稱為細胞分化。
（4）圖中單個植物細胞能形成完整的植株，說明植物細胞具有全能性。
（5）在試管苗形成的過程中，要給予一定的光照，是因為試管苗要進行光合作用合成有機物。

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