資源簡介

6.2細胞的分化學案
【學習目標】
知識目標：
（1）掌握細胞分化的概念
（2）說出細胞分化的意義
能力目標：例舉細胞分化的其他實例
情感、態度和價值觀：了解生命的豐富性，珍惜生命
【學習重難點】
教學重點
1.細胞分化的概念和意義。
2.細胞全能性的概念。
3.細胞分化與細胞分裂的關系。
教學難點
1.細胞分化的概念。
2.細胞全能性的概念及實例。
【預習新知】
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，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
2．特點
3．實質：在個體發育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同(即基因的選擇性表達)。
4．表現
細胞水平：產生特定的細胞。
分子水平：合成特定的蛋白質。
5．實例：構成人體四種組織的細胞，如上皮細胞、骨骼肌細胞、軟骨細胞、神經細胞等；植物的葉肉細胞、表皮細胞、儲藏細胞等。
6．意義
(1)是生物個體發育的基礎。
(2)使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。
細胞的全能性
1.概念
指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
2.實例
(1)植物細胞的全能性：
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。
a.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取胡蘿卜韌皮部組織?、谂囵B液中的韌皮部組織
③細胞分裂形成細胞團?、芗毎只?br/>⑤根莖葉的形成?、抟圃?br/>b.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：細胞的全能性。
(2)動物細胞核的全能性
a.非洲爪蟾的核移植過程
①去核?、诤艘浦病、?細胞胚
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：
①具有分裂和分化能力。
②在動物和人體內，數量很少。
(2)舉例：人的骨髓中有許多造血干細胞，它們能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。
【易錯提示】
細胞全能性的三點提示
細胞全能性以產生完整個體為標志，若無完整個體產生，則不能體現全能性。胚胎干細胞發育成各種組織、器官不能體現全能性。
植物種子發育成植株不能體現全能性。
動物細胞因具有該物種全套的遺傳物質，盡管沒有實驗成功，但理論上具有全能性；而動物克隆只體現細胞核的全能性，二者并不矛盾。
【鞏固訓練】
1.下列實例可以說明細胞具有全能性的是( )
A.皮膚被劃破后，傷口重新愈合
B.蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部
C.胚胎干細胞形成神經細胞
D.胡蘿卜組織塊經離體培養產生完整植株
2.下列有關細胞全能性的敘述，錯誤的是( )
A.克隆羊“多莉”的誕生證明了動物細胞具有全能性
B.細胞全能性的根本原因是細胞內有能發育成完整個體的全套遺傳信息
C.植物組織培養的成功表明植物細胞具有全能性
D.一般細胞分化程度越高，它的全能性就越低
3.下面關于細胞分化的敘述，錯誤的是( )
A.細胞分化一般是不可逆的
B.細胞分化過程中遺傳物質發生改變
C.植物器官的形成是細胞分化的結果
D.機體不同的組織細胞中，蛋白質的種類和數量不同
4.角膜緣干細胞缺乏癥（LSCD）會造成患者嚴重視力障礙甚至失明。某研究團隊將來自捐獻者的皮膚細胞編輯為iPS細胞，誘導其分化為所需的角膜細胞并制成細胞薄膜。把細胞薄膜移植給LSCD患者后，細胞薄膜持續不斷地生成角膜細胞，患者視力得到恢復且沒有出現排斥反應。下列分析錯誤的是( )
A.iPS細胞的分裂、分化潛能比角膜上皮干細胞低
B.iPS細胞與角膜細胞的基因組成和細胞功能沒有區別
C.iPS細胞誘導生成角膜細胞的過程體現了細胞的全能性
D.若移植的新角膜產生其他類型的細胞可導致移植失敗
5.姐妹染色單體通過粘連蛋白相互黏附而不能分離。分離酶(SEP)可水解粘連蛋白，其活性受核基因編碼的兩種蛋白調控：SCR蛋白與SEP結合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列說法錯誤的是( )
A.SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂間期表達
B.SEP的功能異常可能導致子細胞染色體數目異常
C.APC蛋白失活會導致姐妹染色單體不能正常分離
D.SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表達說明細胞發生了分化
6.細胞分化是生物個體發育的基礎，其實質是( )
A.細胞形態結構的變化 B.細胞數目和種類的增多
C.基因的選擇性表達 D.細胞種類的增加
參考答案
1.答案：D
解析：A、皮膚被劃破后，傷口重新愈合屬于細胞的分裂和分化，A錯誤;B、蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部說明細胞的增殖和分化，B錯誤;C、胚胎干細胞形成神經細胞，并沒有形成完整的個體，不體現細胞的全能性，C錯誤;D、胡蘿卜組織塊經過植物組織培養產生完整植物，體現植物細胞的全能性，D正確故選:D。
2.答案：A
解析：A、克隆羊是通過核移植技術產生的，其誕生證明了動物細胞細胞核具有全能性，A錯誤；B、細胞全能性的根本原因是細胞內有能發育成完整個體的全套遺傳信息，B正確；C、植物組織培養的成功表明植物細胞具有全能性，C正確；D、一般情況下，細胞分化程度越高，它的全能性就越低，D正確。
3.答案：B
解析：細胞分化過程中細胞中的遺傳物質不發生改變, B錯誤。
4.答案：ABC
解析：A、iPS細胞屬于多能干細胞，而角膜上皮干細胞屬于專能干細胞，所以IPS細胞的分裂、分化潛能比角膜上皮干細胞高，A錯誤;
B、IPS細胞與角膜細胞的基因組成相同，都來源于同一個受精卵的分裂和分化，但由于基因的選擇性表達，使得它們在功能上出現差異，B錯誤;
C、細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整生物體的潛能，IPS細胞誘導生成角膜細胞的過程并未體現了細胞的全能性，C錯誤;
D、若移植的新角膜沒有產生角膜細胞，而是產生其他類型的細胞，患者視力無法恢復，導致移植失敗，D正確;
5.答案：D
解析：A、由題意可知，SCR蛋白基因和APC蛋白基因在分裂間期表達，A正確;B、由題意可知，SEP的功能異常，粘連蛋白不能被水解，導致子細胞染色體數目異常，B正確;C、由題意可知，APC蛋白失活，SCR蛋白不能被水解，姐妹染色單體不能正常分離，C正確;D、SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表達說明細胞發生了分裂，D錯誤。
6.答案：C
解析：細胞分化是生物在個體發育中，由一個或多個細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生一系列穩定性差異的過程，其實質是基因的選擇性表達。
故選C。

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