資源簡介

6.2 細胞的分化學案
【預習新知】
細胞分化及其意義
(1)概念:在個體發育中,由　　　　　　　　　　細胞增殖產生的后代,在形態、結構和生理功能上發生　　　　　　　　　　的過程。
(2)特點
①　　　　　　: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　　　　　　:是生物界普遍存在的生命現象。
(3)實質
在個體發育過程中,不同種類的細胞中　　　　　　　　的表達情況不同,即基因的　　　　　　　　　　。
(4)意義
①是生物　　　　　　　　的基礎。
②使多細胞生物體中的細胞趨向　　　　　　,有利于提高生物體各種　　　　　　　　的效率。
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.美國《Science》雜志曾發表研究報告稱:已把人體皮膚細胞成功改造成類似胚胎干細胞的“萬能細胞”。下列與之有關的敘述,不正確的是( )
A.人體皮膚細胞是高度分化的細胞
B.動物早期胚胎細胞是具有全能性的細胞
C.該科研成果說明了高度分化的動物體細胞具有全能性將成為可能
D.改造前后的人體皮膚細胞的遺傳信息及遺傳信息的執行情況都是相同的
2.成肌細胞是在成人骨骼肌組織中發現的在創傷后重建肌肉組織的前體細胞，下列有關成肌細胞重建肌肉組織的過程敘述錯誤的是( )
A.有新的蛋白質的合成 B.基因發生選擇性表達
C.遺傳物質發生改變 D.細胞核仍具有全能性
3.在生物體的所有細胞中，全能性最高的是( )
A.卵細胞 B.受精卵 C.胚胎細胞 D.植物花粉
4.下列有關細胞分化和全能性的敘述，正確的是( )
A.細胞分化的實質是基因的選擇性表達
B.馬鈴薯塊莖長出大量的不定根體現了細胞的全能性
C.造血干細胞分化成各種血細胞時，遺傳物質會發生改變
D.具有分裂能力的細胞一定會分化，且分化程度越高分裂能力也就越高
5.關于細胞的全能性正確的是( )
A.克隆技術體現了動物細胞具有全能性
B.細胞分化在生物內可逆
C.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
D.分化程度越高，分裂能力越強
6.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. 胡蘿卜組織塊經離體培養產生完整植株
C. 蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部 D. 造血干細胞增殖分化產生各種血細胞
7.骨髓中的造血干細胞分化后可產生紅細胞、白細胞和血小板。下列相關敘述正確的是( )
A.造血干細胞分化為白細胞的過程中，遺傳信息發生了改變
B.造血干細胞分化成紅細胞的過程體現了細胞的全能性
C.造血干細胞分化成血細胞的過程中，某些基因處于關閉狀態
D.細胞的分化程度越高，表現出的全能性就越高
8.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
9.毛囊干細胞是毛囊中的原始細胞，人的毛發都由毛囊中的細胞分化而來；毛囊干細胞也可以分化為皮脂腺，產生皮膚所需要的油脂。毛囊干細胞具有多向分化潛能、高增殖能力和保持休眠狀態的能力。下列敘述正確的是( )
A.毛囊干細胞分化為不同種類細胞的過程中遺傳物質發生選擇性改變
B.毛囊干細胞的增殖具有周期性，且絕大多數毛囊干細胞處于分裂期
C.休眠狀態的毛囊干細胞內物質的合成與分解均處于停止狀態
D.由毛囊干細胞分化而來的不同細胞內，細胞器的功能一般不發生改變
10.人體內存在形態、結構和生理功能上差異較大的多種正常細胞，如神經細胞和肌細胞等，根本原因是( )
A.不同細胞中基因選擇性表達
B.細胞中的遺傳物質發生了改變
C.不同細胞的細胞全能性喪失
D.不同細胞的基本結構完全不同
參考答案
1.答案：D
解析：改造前的皮膚細胞是高度分化的細胞，動物早期胚胎細胞是具有全能性的細胞；該成果表明高度分化的細胞有可能成為全能性細胞，但改造后的具有全能性的細胞再分化時由于基因選擇性表達，其遺傳信息的執行情況與改造前可能不同。
2.答案：C
解析：ABC、成肌細胞重建肌肉組織的過程中，發生了細胞分化，細胞分化的實質是基因的選擇性表達，基因的選擇性表達過程中會合成新的蛋白質，但是遺傳物質不會發生改變，AB正確、C錯誤；
D、分析題意可知，成肌細胞的細胞核仍具有全能性，D正確。
故選C。
3.答案：B
解析：細胞全能性大小的比較：受精卵>全能干細胞(胚胎干細胞)>多能干細胞(如造血干細胞)>專能干細胞(如生發層細胞)>生殖細胞(卵細胞、精子)>體細胞，因此受精卵的全能性最高。故選：B。
4.答案：A
解析：A、細胞分化時不同細胞遺傳信息執行情況不同，即發生基因的選擇性表達，A正確;B、細胞全能性是指已分化的細胞仍具有發育為完整個體和分化為其他各種細胞的潛能和特性，馬鈴薯塊莖長出大量的不定根，不能體現細胞的全能性，B錯誤;C、細胞的分化實質是基因的選擇性表達，造血干細胞分化成各種血細胞時，遺傳物質不會發生改變，C錯誤;D、具有分裂能力的細胞不一定會分化，且分化程度越高分裂能力也就越弱，D錯誤。
5.答案：C
解析：A、克隆技術說明動物細胞的細胞核具有全能性，A錯誤;B、在生物體內，細胞分化是不可逆的，B錯誤;C、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，C正確;D、一般情況下，分化程度越高，分裂能力越弱，D錯誤。
6.答案：B
解析：A.皮膚被劃破后,細胞分裂產生新細胞，傷口重新愈合，但沒有發育成個體，沒有體現全能性，A錯誤;
B、胡蘿卜組織塊經離體培養產生完整植株體現了胡蘿卜細胞的全能性, B正確;
C、蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部，屬于細胞分裂和分化,沒有體現全能性，C錯誤;
D、造血干細胞增殖分化產生各種血細胞，只是到細胞層面，沒有產生個體，D錯誤。
故選B。
7.答案：C
解析：A、造血干細胞分化為白細胞的過程中，只是發生了基因的選擇性表達，細胞中的遺傳信息沒有發生改變，A錯誤;
B、細胞的全能性指的是高度分化的細胞仍然具有分化成各種組織細胞和完整個體的潛能，因此，分化成各種血細胞沒有體現造血干細胞的全能性，B錯誤;
C、造血干細胞分化成血細胞的過程中發生了細胞分化，由于細胞分化的本質是基因的選擇性表達，因此該過程中某些基因處于關閉狀態，C正確;
D、細胞的分化程度與其全能性的大小呈負相關，即分化程度越高，表現出的全能性就越低，D錯誤。
8.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。
9.答案：D
解析：A、毛囊干細胞分化為不同種類細胞的過程中遺傳物質不變，細胞分化是基因選擇性表達的結果，A錯誤；
B、毛囊干細胞的增殖具有周期性，絕大多數毛囊干細胞處于分裂間期，因為在細胞周期中，分裂間期的時間最長，B錯誤；
C、休眠狀態的毛囊干細胞為維持正常的生命活動，細胞內物質的合成與分解仍然在進行，C錯誤；
D、由毛囊干細胞分化來的不同細胞內，細胞器的功能一般不變，D正確。
故選D。
10.答案：A
解析：生物體內，存在形態、結構和生理功能上具有穩定性差異的細胞，這些細胞都是細胞分化形成的，而細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達。A符合題意。
故選A。

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