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(共31張PPT)
第四章　第二節　細胞分化、衰老和死亡
細胞分化和細胞全能性
第1課時
學習目標
1.說出細胞分化的概念。
2.理解細胞分化的特點及意義。
3.舉例說明細胞的全能性。
一、細胞分化形成復雜的多細胞生物體
內容索引
課時對點練
二、分化后的細胞仍然具有全能性
一
細胞分化形成復雜的多細胞生物體
教材梳理
1.概念：在個體發育中，由___________細胞經細胞分裂產生的子代細胞，在_________和_________上逐漸發生____________的過程。
2.舉例：造血干細胞分化為_______、血小板、白細胞等。
3.特點
(1)_______：一般來說，分化后的細胞將一直______分化后的狀態，直到______。
(2)_______：細胞分化是生物界普遍存在的生命現象。
一個或一種
生理功能
形態結構
穩定性差異
紅細胞
持久性
保持
死亡
普遍性
4.結果：在個體發育中，細胞分化能增加細胞的______，不同類型的細胞構成了多細胞生物體的各種___________，執行不同的生理功能。
5.意義
(1)是生物體______的基礎。
(2)有利于提高各種_________的效率。
類型
組織和器官
發育
生命活動
(1)變形蟲存在細胞的分裂和分化(　　)
(2)細胞分裂能增加細胞數量，細胞分化則可增加細胞種類(　　)
(3)細胞分化一般是不可逆的(　　)
(4)細胞分化發生在整個生命過程中(　　)
×
√
√
√
任務一：分析細胞分化的原因和特點
科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞(有細胞核)和胰島細胞，對這3種細胞中的DNA和蛋白質進行了檢測，結果如表。
核心探討
項目 細胞總DNA 蛋白質 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰島素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰島素
輸卵管細胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
紅細胞 ＋ ＋ ＋ － ＋ －
胰島B細胞 ＋ ＋ ＋ － － ＋
注：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子。
如圖表示細胞a形成細胞b和c的過程。
(1)表中三種細胞的核DNA相同嗎？為什么？
提示　核DNA相同。因為三種細胞都是由同一個受精卵通過有絲分裂形成的，含有相同的核遺傳物質。
項目 細胞總DNA 蛋白質 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰島素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰島素
輸卵管細胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
紅細胞 ＋ ＋ ＋ － ＋ －
胰島B細胞 ＋ ＋ ＋ － － ＋
(2)表中三種細胞的蛋白質相同嗎？綜合上述分析，你能得出什么結論，說明細胞分化的實質是什么？
提示　蛋白質不相同。不同細胞中遺傳信息相同，但合成的蛋白質不完全相同，由此說明細胞分化的實質是細胞中遺傳信息的表達情況不同。
項目 細胞總DNA 蛋白質 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰島素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰島素
輸卵管細胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
紅細胞 ＋ ＋ ＋ － ＋ －
胰島B細胞 ＋ ＋ ＋ － － ＋
(3)圖中①②③分別表示什么過程？
提示　①表示細胞分裂；②③表示細胞分化。
(4)正常情況下，細胞b還能恢復成細胞a以及轉變成細胞c或其他組織細胞嗎？這分別說明細胞分化具有什么特點？
提示　正常情況下，細胞b不能再恢復成細胞a，說明細胞分化具有不可逆性。細胞b也不能轉變成細胞c或其他組織細胞，說明細胞分化具有穩定性。
核心歸納
1.細胞分化的過程
(1)概念圖
核心歸納
2.細胞分化的基礎：各種細胞具有完全相同的遺傳物質，即攜帶本物種的全套遺傳信息。
3.細胞分化和細胞分裂的四個警示點
(1)細胞分化的過程中一定發生細胞分裂，但細胞分裂過程中不一定發生細胞分化。
(2)細胞分化強調的是在細胞數目增多時其形態結構和生理功能也發生變化。
(3)單純的細胞分裂強調的是細胞數目增多，其形態結構和生理功能不發生變化。
(4)細胞分化和細胞分裂后細胞所含的DNA都不發生變化。
1.下列有關細胞分化的敘述，不正確的是
A.細胞分化發生在生物體的整個生命過程中
B.生物體內含各種不同的細胞和組織是細胞分化的結果
C.細胞分化是一種持久性的變化
D.通過細胞分化，使細胞的數量和種類越來越多
典題應用
√
細胞分化具有持久性，發生在生物體的整個生命過程中，A、C正確；
細胞分化的結果是生成不同的細胞，增加細胞的類型，而細胞分裂會增加細胞數量，D錯誤。
2.如圖為人體某早期胚胎細胞所經歷的生長發育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述正確的是
①a過程是有絲分裂，b過程是
細胞分化　②乙和丙的染色體
數目不同　③丁與戊因遺傳物質不同而發生分化　④甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同
A.①② B.①④
C.③④ D.②③④
√
分析題圖可知，該過程是細胞
的有絲分裂及分化過程。經有
絲分裂得到的乙、丙兩個細胞
的染色體數目相同，經分化得到的丁、戊兩種細胞遺傳物質相同；由于細胞中遺傳信息的表達情況不同，甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同。
二
分化后的細胞仍然具有全能性
教材梳理
1.植物細胞的全能性：_________的植物細胞仍然具有發育成_________的能力，即植物細胞具有全能性。
2.細胞的全能性：細胞分裂和分化后，仍然具有產生____________或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
完整植株
高度分化
完整有機體
3.動物細胞核移植技術
(1)實例
①美洲爪蟾的核移植
核
去核的未受精
成體
②克隆羊多莉
(2)結論：高等動物已分化的體細胞的細胞核仍然保持著______的遺傳物質，是具有全能性的。
(3)與植物細胞相比，由單個高度分化的動物體細胞培育成新個體的過程更具有______性。
全套
復雜
(1)人體內所有活細胞均具有全能性(　　)
(2)一般來說，細胞的分化程度越高，全能性越低(　　)
(3)植物組織培養說明高度分化的植物細胞仍然具有全能性(　　)
(4)卵細胞與受精卵一樣，都是未分化細胞，全能性很高(　　)
×
√
×
√
任務二：分析細胞全能性的概念
1.根據教材圖4－2－3回答下列問題：
(1)從圖示的實驗可以得出什么結論？這說明了什么？
核心探討
提示　已分化的植物細胞在離體的條件下可長成完整植株。這說明了已分化的植物細胞具有全能性。
(2)克隆羊多莉的誕生能否說明已分化的動物細胞具有全能性？并說明理由。
提示　不能。多莉的形成不是由體細胞直接培育而來，不能說明動物細胞具有全能性，只能說明動物細胞核具有全能性。
2.探討下列實例是否體現細胞的全能性？并說明理由。
(1)種子萌發形成植株。
提示　否，種子屬于器官，種子萌發形成植株屬于自然生長過程，是種子中胚芽、胚軸、胚根等進一步分裂、分化的結果，不能體現細胞的全能性。
(2)誘導胚胎干細胞發育成特定的組織或器官。
提示　否，只形成了特定組織器官，未形成完整個體或分化成其他各種細胞。
(3)在蜂群中，未受精的卵發育成雄蜂。
提示　是，未受精的卵是高度分化的細胞，且形成了新個體。
核心歸納
1.細胞具有全能性的原因
生物體的每一個細胞都含有保持該物種遺傳特性的全套遺傳物質，都有發育成完整個體所必需的全套基因，在適宜的條件下，就能發育成完整的新個體。
2.植物細胞全能性表達的條件
(1)離體狀態。
(2)無菌環境。
(3)需要適宜的水分、無機鹽、有機營養和激素等。
(4)適宜的溫度等條件。
核心歸納
3.不同細胞的全能性大小
(1)植物細胞的全能性易于表達，而動物細胞的全能性受到極大限制。
(2)同一生物體細胞全能性的大小：受精卵＞生殖細胞＞體細胞。
(3)隨著細胞分化程度的不斷提高，細胞全能性的表達能力逐漸變小。
(4)與細胞的分裂能力呈正相關，即一般分裂能力越強，全能性越大。
3.(2023·江蘇連云港高一月考)下列實例可以說明細胞具有全能性的是
A.骨髓造血干細胞分裂、分化成各種血細胞
B.皮膚被劃破后，傷口重新愈合
C.蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部
D.胡蘿卜韌皮部細胞經離體培養產生完整植株
典題應用
√
骨髓造血干細胞分裂、分化成各種血細胞，皮膚被劃破后，傷口重新愈合，蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部，都沒有形成完整個體或分化成其他各種細胞，不能說明細胞具有全能性，A、B、C錯誤；
胡蘿卜韌皮部細胞經離體培養產生完整植株，說明胡蘿卜韌皮部細胞經植物組織培養可發育為完整個體，能說明細胞具有全能性，D正確。
4.(多選)下列關于細胞全能性的敘述，錯誤的是
A.克隆猴“中中”和“華華”的誕生說明動物細胞核具有全能性
B.生物體內的細胞沒有表現出全能性的原因是分化中丟失了大量基因
C.將洋蔥根尖細胞培養成完整植株說明已分化的植物細胞具有全能性
D.人體胚胎干細胞的全能性比造血干細胞的全能性低
√
√
細胞的全能性是指細胞分裂和分化后，仍然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，克隆猴“中中”和“華華”的誕生說明動物細胞核具有全能性，A正確；
生物體內的細胞沒有表現出全能性是因為遺傳信息的執行情況不同，在生物體內所有的細胞都是由同一個受精卵分裂分化而來，其中所含的核遺傳物質相同，B錯誤；
一般來說，分化程度越高，細胞全能性越低，所以人體胚胎干細胞的全能性比造血干細胞的全能性高，D錯誤。
網絡構建第二節　細胞分化、衰老和死亡
第1課時　細胞分化和細胞全能性
[學習目標]　1.說出細胞分化的概念。
2.理解細胞分化的特點及意義。
3.舉例說明細胞的全能性。
一、細胞分化形成復雜的多細胞生物體
1．概念：在個體發育中，由一個或一種細胞經細胞分裂產生的子代細胞，在形態結構和生理功能上逐漸發生穩定性差異的過程。
2．舉例：造血干細胞分化為紅細胞、血小板、白細胞等。
3．特點
(1)持久性：一般來說，分化后的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡。
(2)普遍性：細胞分化是生物界普遍存在的生命現象。
4．結果：在個體發育中，細胞分化能增加細胞的類型，不同類型的細胞構成了多細胞生物體的各種組織和器官，執行不同的生理功能。
5．意義
(1)是生物體發育的基礎。
(2)有利于提高各種生命活動的效率。
判斷正誤
(1)變形蟲存在細胞的分裂和分化(　　)
(2)細胞分裂能增加細胞數量，細胞分化則可增加細胞種類(　　)
(3)細胞分化一般是不可逆的(　　)
(4)細胞分化發生在整個生命過程中(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√
任務一：分析細胞分化的原因和特點
科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞(有細胞核)和胰島細胞，對這3種細胞中的DNA和蛋白質進行了檢測，結果如表。如圖表示細胞a形成細胞b和c的過程。
項目 細胞總DNA 蛋白質
卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰島素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰島素
輸卵管細胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
紅細胞 ＋ ＋ ＋ － ＋ －
胰島B細胞 ＋ ＋ ＋ － － ＋
注：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子。
(1)表中三種細胞的核DNA相同嗎？為什么？
提示　核DNA相同。因為三種細胞都是由同一個受精卵通過有絲分裂形成的，含有相同的核遺傳物質。
(2)表中三種細胞的蛋白質相同嗎？綜合上述分析，你能得出什么結論，說明細胞分化的實質是什么？
提示　蛋白質不相同。不同細胞中遺傳信息相同，但合成的蛋白質不完全相同，由此說明細胞分化的實質是細胞中遺傳信息的表達情況不同。
(3)圖中①②③分別表示什么過程？
提示　①表示細胞分裂；②③表示細胞分化。
(4)正常情況下，細胞b還能恢復成細胞a以及轉變成細胞c或其他組織細胞嗎？這分別說明細胞分化具有什么特點？
提示　正常情況下，細胞b不能再恢復成細胞a，說明細胞分化具有不可逆性。細胞b也不能轉變成細胞c或其他組織細胞，說明細胞分化具有穩定性。
1．細胞分化的過程
(1)概念圖
2．細胞分化的基礎：各種細胞具有完全相同的遺傳物質，即攜帶本物種的全套遺傳信息。
3．細胞分化和細胞分裂的四個警示點
(1)細胞分化的過程中一定發生細胞分裂，但細胞分裂過程中不一定發生細胞分化。
(2)細胞分化強調的是在細胞數目增多時其形態結構和生理功能也發生變化。
(3)單純的細胞分裂強調的是細胞數目增多，其形態結構和生理功能不發生變化。
(4)細胞分化和細胞分裂后細胞所含的DNA都不發生變化。
1．下列有關細胞分化的敘述，不正確的是(　　)
A．細胞分化發生在生物體的整個生命過程中
B．生物體內含各種不同的細胞和組織是細胞分化的結果
C．細胞分化是一種持久性的變化
D．通過細胞分化，使細胞的數量和種類越來越多
答案　D
解析　細胞分化具有持久性，發生在生物體的整個生命過程中，A、C正確；細胞分化的結果是生成不同的細胞，增加細胞的類型，而細胞分裂會增加細胞數量，D錯誤。
2．如圖為人體某早期胚胎細胞所經歷的生長發育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述正確的是(　　)
①a過程是有絲分裂，b過程是細胞分化　②乙和丙的染色體數目不同　③丁與戊因遺傳物質不同而發生分化　④甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同
A．①② B．①④ C．③④ D．②③④
答案　B
解析　分析題圖可知，該過程是細胞的有絲分裂及分化過程。經有絲分裂得到的乙、丙兩個細胞的染色體數目相同，經分化得到的丁、戊兩種細胞遺傳物質相同；由于細胞中遺傳信息的表達情況不同，甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同。
二、分化后的細胞仍然具有全能性
1．植物細胞的全能性：高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的能力，即植物細胞具有全能性。
2．細胞的全能性：細胞分裂和分化后，仍然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。
3．動物細胞核移植技術
(1)實例
①美洲爪蟾的核移植
②克隆羊多莉
(2)結論：高等動物已分化的體細胞的細胞核仍然保持著全套的遺傳物質，是具有全能性的。
(3)與植物細胞相比，由單個高度分化的動物體細胞培育成新個體的過程更具有復雜性。
判斷正誤
(1)人體內所有活細胞均具有全能性(　　)
(2)一般來說，細胞的分化程度越高，全能性越低(　　)
(3)植物組織培養說明高度分化的植物細胞仍然具有全能性(　　)
(4)卵細胞與受精卵一樣，都是未分化細胞，全能性很高(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
任務二：分析細胞全能性的概念
1．根據教材圖4－2－3回答下列問題：
(1)從圖示的實驗可以得出什么結論？這說明了什么？
提示　已分化的植物細胞在離體的條件下可長成完整植株。這說明了已分化的植物細胞具有全能性。
(2)克隆羊多莉的誕生能否說明已分化的動物細胞具有全能性？并說明理由。
提示　不能。多莉的形成不是由體細胞直接培育而來，不能說明動物細胞具有全能性，只能說明動物細胞核具有全能性。
2．探討下列實例是否體現細胞的全能性？并說明理由。
(1)種子萌發形成植株。
提示　否，種子屬于器官，種子萌發形成植株屬于自然生長過程，是種子中胚芽、胚軸、胚根等進一步分裂、分化的結果，不能體現細胞的全能性。
(2)誘導胚胎干細胞發育成特定的組織或器官。
提示　否，只形成了特定組織器官，未形成完整個體或分化成其他各種細胞。
(3)在蜂群中，未受精的卵發育成雄蜂。
提示　是，未受精的卵是高度分化的細胞，且形成了新個體。
1．細胞具有全能性的原因
生物體的每一個細胞都含有保持該物種遺傳特性的全套遺傳物質，都有發育成完整個體所必需的全套基因，在適宜的條件下，就能發育成完整的新個體。
2．植物細胞全能性表達的條件
(1)離體狀態。
(2)無菌環境。
(3)需要適宜的水分、無機鹽、有機營養和激素等。
(4)適宜的溫度等條件。
3．不同細胞的全能性大小
(1)植物細胞的全能性易于表達，而動物細胞的全能性受到極大限制。
(2)同一生物體細胞全能性的大小：受精卵＞生殖細胞＞體細胞。
(3)隨著細胞分化程度的不斷提高，細胞全能性的表達能力逐漸變小。
(4)與細胞的分裂能力呈正相關，即一般分裂能力越強，全能性越大。
3．(2023·江蘇連云港高一月考)下列實例可以說明細胞具有全能性的是(　　)
A．骨髓造血干細胞分裂、分化成各種血細胞
B．皮膚被劃破后，傷口重新愈合
C．蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部
D．胡蘿卜韌皮部細胞經離體培養產生完整植株
答案　D
解析　骨髓造血干細胞分裂、分化成各種血細胞，皮膚被劃破后，傷口重新愈合，蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部，都沒有形成完整個體或分化成其他各種細胞，不能說明細胞具有全能性，A、B、C錯誤；胡蘿卜韌皮部細胞經離體培養產生完整植株，說明胡蘿卜韌皮部細胞經植物組織培養可發育為完整個體，能說明細胞具有全能性，D正確。
4．(多選)下列關于細胞全能性的敘述，錯誤的是(　　)
A．克隆猴“中中”和“華華”的誕生說明動物細胞核具有全能性
B．生物體內的細胞沒有表現出全能性的原因是分化中丟失了大量基因
C．將洋蔥根尖細胞培養成完整植株說明已分化的植物細胞具有全能性
D．人體胚胎干細胞的全能性比造血干細胞的全能性低
答案　BD
解析　細胞的全能性是指細胞分裂和分化后，仍然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，克隆猴“中中”和“華華”的誕生說明動物細胞核具有全能性，A正確；生物體內的細胞沒有表現出全能性是因為遺傳信息的執行情況不同，在生物體內所有的細胞都是由同一個受精卵分裂分化而來，其中所含的核遺傳物質相同，B錯誤；一般來說，分化程度越高，細胞全能性越低，所以人體胚胎干細胞的全能性比造血干細胞的全能性高，D錯誤。

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