資源簡介

6.2 細胞的分化學案
【學習目標】
1.結合課本中實例，理解細胞分化的過程、特點及意義。
2.結合植物組織培養和克隆羊的培育過程，闡述細胞全能性的概念。
3.搜集資料，了解干細胞的概念和研究意義。
【學習重難點】
1、教學重點
細胞分化的概念
2、教學難點
1.細胞分化的概念
2.細胞的全能性比較
【預習新知】
（一）細胞分化及其意義
1.概念:
2.特點:
連一連:基于對細胞分化特點的理解,完成下列連線
3.意義:
(1)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,有利于提高各種生理功能的效率。
4.實質:基因選擇性表達的結果,即在個體發育過程中,不同種類的細胞中遺傳信息的執行情況不同(填“相同”或“不同”)。
細胞分化過程中,細胞中的遺傳信息不變,即:基因的種類不變。
（二）細胞的全能性
細胞分化是生物界中普遍存在的生命現象，它是生物個體發育的基礎。請結合下面材料，探究細胞分化的特點和實質。
1．細胞分化的概念：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．細胞分化的特點
(1)將蛙的原腸胚時期將來發育成后肢的部分細胞移植到將來發育成背部的細胞中，這部分細胞不會隨著周圍細胞發育成背部，而是繼續沿著原有的分化方向發育成一條后肢。這種現象說明細胞分化具有穩定性(不可逆性)。
(2)細胞分化發生在生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度，說明細胞分化具有持久性。
(3)細胞分化在生物界中普遍存在，是生物個體發育的基礎，說明細胞分化具有普遍性。
3．細胞分化的實質(原因)
據圖分析，A、B基因中，細胞甲含有的是A和B基因，表達的是A基因；細胞乙含有的是A和B基因，表達的是B基因。因此，細胞分化的實質是基因的選擇性表達。
[思考探究]
(1)一個生物體內各種體細胞的遺傳信息相同嗎？為什么？
提示：相同，因為復雜生物體的所有體細胞都是由一個受精卵經過有絲分裂形成的，即細胞分化形成的各種細胞的細胞核內遺傳物質沒有發生變化。
(2)人的神經細胞和心肌細胞都是由受精卵分裂而來的，但它們的形態、結構和功能不同，其原因是什么？它們核內的遺傳信息是否相同？
提示：細胞分化的結果。它們核內的遺傳信息相同，但執行情況不同，即基因的選擇性表達的結果。
1．分化的細胞仍具有全能性的原因：已分化的細胞一般都有一套和受精卵相同的遺傳物質，因此，分化的細胞仍具有發育成完整個體的潛能。
2．全能性大小的比較 (填“＞”或“＜”)：
①植物細胞動物細胞。
②受精卵生殖細胞體細胞。
③幼嫩的細胞衰老的細胞。
④分化程度低的體細胞分化程度高的體細胞。
⑤細胞分裂能力強的體細胞細胞分裂能力弱的體細胞。
3．植物細胞表達全能性的條件
①離體條件(必要條件)。
②一定的營養物質(無機鹽、維生素、氨基酸等)。
③適宜的條件(適宜的溫度、pH等)。
【鞏固訓練】
1.細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。下列過程不發生細胞分化的是( )
A.胚細胞形成葉肉細胞 B.胚胎干細胞形成軟骨細胞
C.植物細胞質壁分離 D.造血干細胞形成紅細胞
2.蛙的下列細胞中，全能性最高的是( )
A.神經細胞 B.受精卵細胞 C.口腔上皮細胞 D.肌肉細胞
3.下列有關細胞全能性的敘述正確的是( )
A.克隆羊“多利”的誕生證明了高度分化的動物細胞具有全能性
B.卵細胞是高度分化的細胞，因此卵細胞的全能性很低
C.植物組織培養會改變細胞內的遺傳物質，培育出新的作物
D.細胞全能性產生的根本原因是細胞內有一套發育成完整個體的全部遺傳信息
4.肌衛星細胞是骨骼肌中除肌細胞外的一種干細胞。力量訓練時肌細胞受損會激活肌衛星細胞進行增殖分化，產生新的肌細胞與現有的肌細胞融合來修復肌肉損傷。下列敘述正確的( )
A.肌細胞和肌衛星細胞的細胞核都具有全能性
B.力量訓練造成的肌細胞損傷會使肌肉萎縮，危害人體健康
C.肌細胞與肌衛星細胞的功能不同是因為它們含有的基因不同
D.肌衛星細胞可進行增殖分化產生新的肌細胞，體現了細胞的全能性
5.在一個多細胞的生物體內，存在著各種在形態、結構和生理功能上具有差異的細胞，這是因為( )
A. 細胞發生了變異 B. 不同細胞的基因不同
C. 某些細胞失去了全能性 D. 不同細胞中的基因選擇性地表達
6.下圖是一個人三種細胞中部分基因和有關蛋白合成的情況（+表示有，-表示無），以下說法錯誤的是( )
細胞總DNA 蛋白質
淀粉酶基因 血紅蛋白基因 胰島素基因 ATP合成酶基因 淀粉酶 血紅蛋白 胰島素 ATP合成酶
唾液腺細胞 + + + + + - - +
紅細胞 + + + + - + - +
胰島B細胞 + + + + - - + +
A.三種細胞中所含的遺傳信息相同
B.三種細胞結構和功能的差異的根本原因是合成蛋白質的不同造成的
C.三種細胞功能專門化，有利于提高生物體各種功能的效率
D.有些蛋白質是所有細胞都需要合成的
7.下列有關細胞全能性的說法，錯誤的是( )
A.體細胞通常具有發育成完整個體所必需的全套基因
B.克隆羊多莉的培育體現了高度分化的動物細胞具有全能性
C.高度分化的細胞只有處于離體狀態時才有可能表現出全能性
D.花藥離體培養獲得單倍體植株體現了植物配子的全能性
8.下列關于細胞全能性的敘述，正確的是( )
A.判斷細胞是否具有全能性的標準是看其能否發育成一個完整的個體
B.人的受精卵和早期胚胎細胞都是沒有分化的細胞，因此都不具有全能性
C.壁虎斷尾再生、克隆羊“多莉”的誕生，都體現了動物細胞的全能性
D.利用植物細胞的全能性，人們可以通過植物組織培養的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物
9.下列關于細胞分化的敘述，錯誤的是( )
A.白細胞和紅細胞都是由造血干細胞分化來的
B.細胞在分化的過程中可能會伴隨著細胞分裂
C.同一個體的小腸上皮細胞和平滑肌細胞所含基因不同
D.同一個體莖尖分生組織細胞的分化能力比葉肉細胞的高
10.離體的胡蘿卜韌皮部細胞經過組織培養發育成完整植株，這說明植物細胞具有( )
A.全能性 B.變異性 C.特異性 D.專一性
參考答案
1.答案：C
解析：A、在植物的生長發育過程中，胚細胞通過細胞分化形成葉肉細胞等各種細胞，A錯誤；
B、在動物的生長發育過程中，胚胎干細胞通過細胞分化形成軟骨細胞等各種細胞，B錯誤；
C、植物細胞質壁分離后的復原是細胞吸水的原因，不屬于細胞分化，C正確；
D、造血干細胞形成紅細胞是經過細胞分化過程的，D錯誤。
故選C。
2.答案：B
解析：一般細胞分化程度越低，其全能性越高，所以全能性大小：受精卵>干細胞>生殖細胞>體細胞：植物細胞>動物細胞，故蛙的上述細胞中全能性最高的是受精卵細胞。故選B。
3.答案：D
解析：D、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, D正確。
4.答案：A
解析：A、已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性，由此可知，肌細胞和肌衛星細胞的細胞核都具有全能性，A正確；
B、力量訓練造成的肌細胞損傷，會激活肌衛星細胞進行增殖分化，產生新的肌細胞與現有的肌細胞融合來修復肌肉損傷，B錯誤；
C、肌衛星細胞進行增殖分化可產生新的肌細胞，肌衛星細胞與肌細胞基因組成相同，基因表達的情況不相同，C錯誤；
D、肌衛星細胞可進行增殖分化產生新的肌細胞，體現了細胞核的全能性，D錯誤。
故選A。
5.答案：D
解析：A、形成多種細胞是細胞分化的結果而不是變異的結果，A錯誤；B、不同體細胞的基因相同，B錯誤；C、細胞分化的過程中全能性會下降，但不會消失，C錯誤；D、不同細胞中的基因選擇性地表達，故形成了形態、結構和功能上有差異的細胞，D正確。故選D。
6.答案：B
解析：A、三種細胞來自同一個體，是由同一受精卵分裂和分化形成的，表中不同細胞內的總DNA相同，因此三種細胞中所含的遺傳信息相同，A正確；
B、三種細胞結構和功能的差異的根本原因是基因的選擇性表達，直接原因是合成蛋白質的不同造成的，B錯誤；
C、由于細胞分化使三種細胞功能專門化，有利于提高生物體各種功能的效率，C正確；
D、有些蛋白質是所有細胞都需要合成的，如表中的ATP合成酶，D正確。
故選B。
7.答案：B
解析：A、細胞具有全能性的原因是含有該種生物發育成完整個體的全套遺傳物質，所以一般具有發育成完整個體所必需的全套基因，A正確;B、克隆羊多莉的培育利用了核移植技術，培育過程體現了高度分化的動物細胞核具有全能性，B錯誤;C、高度分化的細胞的全能性受到抑制，只有離體情況下經過誘導才能表現出全能性，C正確;D、花藥離體培養獲得單倍體植株過程中涉及到脫分化和再分化兩個過程，最終培育成完整植株體現了植物配子的全能性，D正確。
8.答案：D
解析：A、細胞全能性是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。判斷細胞是否具有全能性的標準有兩個：如果能發育為一個完整個體，或者可以分化為其他各種細胞，都說明該細胞具有全能性，A錯誤；
B、人的受精卵和早期胚胎細胞都是具有全能性的細胞，B錯誤；
C、壁虎斷尾再生不是一（種）個細胞而是多（種）個細胞分裂分化完成的，且此過程僅體現了器官的再生，并沒有產生完整個體或其他各種細胞，因此沒有體現動物細胞的全能性，克隆羊“多莉”的誕生，體現了動物細胞的細胞核具有全能性，C錯誤；
D、植物組織培養是用離體的細胞、組織或器官，最后培養出一個植物個體，利用植物細胞的全能性，D正確。
故選D。
9.答案：C
解析：
10.答案：A
解析：胡蘿卜根細胞能發育成完整的胡蘿卜植株屬于植物組織培養，體現了植物細胞具有全能性。故選A。

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