資源簡介

第2節細胞的分化學案
【學習目標】
1．結合教材實例，理解細胞分化的概念、特點、實質及意義。
2．結合細胞全能性的實例，理解細胞全能性的概念。
3．結合教材實例，概述干細胞的概念，同時關注干細胞的研究意義。
【基礎梳理】
一、細胞分化及其意義
請仔細閱讀教材第118～119頁，完成下面的問題。
1．細胞分化的概念
2．細胞分化的特點
________、穩定性、不可逆性和________。
3．細胞分化的意義和原因
(1)意義：使多細胞生物體中的細胞趨向________，有利于提高各種生理功能的效率，是________的基礎。
(2)原因：不同的細胞中________不同。
二、細胞的全能性
請仔細閱讀教材第120～121頁，完成下面的問題。
1．概念：細胞經分裂和分化后，仍具有產生________有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
2．類別
(1)植物細胞的全能性
①實驗過程
胡蘿卜________＋植物激素、________的培養液完整的植株。
②結論：高度分化的植物細胞仍然具有發育成________的能力。
(2)動物細胞細胞核的全能性
①實驗過程
非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞的________＋________的卵細胞非洲爪蟾。
②結論：已分化的動物體細胞的________仍具有全能性。
3．干細胞
(1)概念：動物和人體內仍保留著少數具有________和________能力的細胞。
(2)舉例：人骨髓中的許多________，能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液中去。
答案：
一、
1．個體發育　一個或一種細胞　形態、結構和生理功能
2．持久性　普遍性
3．(1)專門化　個體發育　(2)遺傳信息的表達情況
二、
1．完整　
2．(1)韌皮部細胞　無機鹽和糖類　完整植株　(2)細胞核　去核　細胞核
3．(1)分裂　分化　(2)造血干細胞　
【易錯提示】
有關細胞分化的三點提醒
(1)細胞分化過程中遺傳物質并沒有發生改變，只是基因選擇性表達。
(2)同一個體不同種類的體細胞中，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白質不同。
(3)一般來說，細胞分化是不可逆的，但在離體人工培養條件下，高度分化的植物細胞能夠脫分化恢復全能性。
細胞全能性的三點提示
(1)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。
(2)植物種子發育成植株不能體現全能性。
(3)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。
【深化探究】
一、細胞分化
1．教材問題探討分析
回答下列問題：
(1)試從細胞水平和分子水平上分析，同種生物的不同細胞其結構和功能不同的原因？
提示：細胞水平：細胞分化的結果。
分子水平：基因選擇性表達的結果。
(2)由同一細胞增殖產生、經過細胞分化形成的各種細胞內，細胞器數目、細胞質基質成分相同嗎？
提示：不同。因分化形成的各種細胞的功能不同，故可判斷其內的細胞器數目、細胞質基質成分不同。
(3)細胞分化后，其內的遺傳信息是否改變？并分析原因。
提示：沒有。因為從最終來源上看，生物體不同細胞均來自受精卵的有絲分裂，由于有絲分裂中遺傳信息幾乎不發生變化，因而同一生物體內不同細胞含有幾乎相同的遺傳信息。
2．判斷下列說法是否正確
(1)多細胞生物通過細胞分化形成具有特定形態、結構和功能的組織和器官。(√)
(2)細胞分化僅發生在胚胎時期。 (×)
二、細胞的全能性
1．教材問題探討分析
回答下列問題：
(1)生物體內的細胞不會表現其全能性，而是分化成不同的組織、器官，其原因是什么？
提示：在特定的時間和空間條件下，不同的細胞由于基因選擇性表達出不同的蛋白質，生物體內的細胞不能表現出其全能性，而是分化成不同的組織、器官。
(2)植物細胞全能性的表達需要什么條件？
提示：①在離體狀態下。
②需要適宜的水、無機鹽、有機營養。
③需要激素。
④需要適宜的溫度、pH等條件。
2．判斷下列說法是否正確
(1)同一生物體的所有正常體細胞都具有全能性。(√)
(2)精子、卵細胞只含有生物體細胞內一半的遺傳物質，所以沒有全能性。(×)
(3)動物克隆技術的成功，證明了高度分化的動物細胞的全能性。(×)
(4)隨著細胞分化程度的提高，細胞的全能性會逐漸喪失。(×)
【鞏固練習】
1.細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象,下列敘述正確的是( )
① 細胞分化是細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程
② 細胞分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果
③ 未離體的體細胞一般不會表現出全能性
④ 分化過程中遺傳物質會改變
A.① ② B.② ③ C.① ② ③ D.① ② ③ ④
2.美國紐約倫斯勒的神經干細胞研究所的研究人員發現“人視網膜色素上皮組織也存在神經干細胞”。關于下圖的敘述中正確的是( )
A.a~e過程屬于細胞分化，該過程能體現出細胞具有全能性
B.f過程為神經干細胞增殖的過程，增殖方式為有絲分裂
C.神經元、骨細胞和富含脂肪的細胞中，蛋白質的種類完全不同
D.圖中的細胞功能不同，原因是細胞中所含的核基因種類不同
3.生物體內的細胞沒有表現出全能性,而是分化成不同組織器官,這是因為( )
A. 細胞喪失了全能性 B. 細胞分化過程中,細胞內的基因發生了不可逆變化
C. 基因的選擇性表達 D. 細胞生長過程中感染的細菌、病毒等生物抑制了全能性的表達
4.下圖為某動物胚胎細胞的生長發育階段示意圖,a、b表示生理過程,圖中甲~戊為各種細胞。下列敘述正確的是( )
A.乙和丁的遺傳信息不同 B.甲、乙、丁中的蛋白質不完全相同
C.丁與戊的細胞器的種類、數目完全相同 D.經過b過程后,丁與戊的細胞核失去全能性
5.下表表示人體內胰島A細胞、唾液腺細胞內部分核基因及部分基因的表達情況（“+”表示該基因表達，“-”表示該基因未表達）。下列說法錯誤的是( )
項目 胰島A細胞 唾液腺細胞
ATP合成酶基因 + +
胰高血糖素基因 + -
唾液淀粉酶基因 - +
A.胰島A細胞和唾液腺細胞的差異化與基因的選擇性表達有關
B.胰島A細胞和唾液腺細胞在同一時間表達的基因也可能相同
C.ATP合成酶基因是否表達是胰島A細胞和唾液腺細胞分化的標志之一
D.分化后的胰島A細胞和唾液腺細胞中mRNA有所差異，但遺傳物質相同
6.可利用干細胞在體外培育,并定向誘導培育出組織和器官。下列有關干細胞的敘述,錯誤的是( )
A.利用干細胞培育出器官,未體現出細胞核的全能性
B.人的干細胞具有連續分裂能力,是未分化的細胞
C.造血干細胞含有一整套基因,能分化出多種血細胞
D.干細胞分化成相應組織細胞的過程中會合成特異性蛋白質
參考答案
1.答案：C
解析：①細胞分化是指在個體發育中，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，①正確；
②細胞分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果，②正確；
③未離體的體細胞由于受機體基因組的控制，一般不會表現出全能性，③正確；
④對于所有的體細胞來說，它們都是由一個受精卵發育而來，其遺傳物質完全相同，并未發生改變，只是不同的細胞在個體發育的不同階段，其遺傳信息的表達不同導致其形態、結構和生理功能出現差異，④錯誤．
故選：C．
2.答案：B
解析：
分析題圖可知，過程為細胞增殖的過程，增殖方式為有絲分裂, a~e過程屬于細胞分化,細胞分化的實質是基因的選擇性表達，分化產生的不同種類的細胞所含的RNA種類不同。
A. a~e過程屬于細胞分化，并沒有形成完整個體，該過程未能體現出細胞具有全能性，A錯誤;
B、過程為神經干細胞增殖的過程，增殖方式為有絲分裂，B正確;
C、神經元、骨細胞和富含脂肪的細胞都是由細胞分化形成，細胞分化的實質是基因的選擇性表達,產生的RNA種類和數量不
同，故形成的蛋白質種類不完全相同，但也有部分相同的蛋白質，例如呼吸酶，C錯誤;
D、細胞分化過程中，細胞中的遺傳物質不變,所以核基因的種類相同，D錯誤。
故選B。
3.答案：C
解析：全能性是指具有發育成完整個體或分化成其他各種細胞的潛能，生物體內的細胞沒有表現出全能性是因為基因的選擇性表達；細胞分化過程中，遺傳物質不會發生改變。
4.答案：B
解析：A、細胞增殖不改變遺傳物質，所以乙和丁的遺傳信息相同，A錯誤;
B、由于基因的選擇性表達，所以甲、乙、丁中的蛋白質不完全相同，B正確;
C、丁和戊的功能不同，所以二者細胞器的數目和種類不完全相同，C錯誤;
D、分化后的細胞依然有該細胞生長發育的全部遺傳物質，所以仍然具有發育成完整個體的能力，因此沒有失去全能性，D錯誤。
故選B。
5.答案：C
解析：
6.答案：B
解析：只有培育成完整的個體，才能體現出細胞或細胞核的全能性，A正確；人的干細胞雖然具有連續分裂能力，但是其已經發生了細胞的分化，B錯誤；造血干細胞含有一整套基因，能分化出多種血細胞，C正確；細胞分化是基因選擇性表達的結果，干細胞分化成相應組織細胞的過程中會合成特異性蛋白質，D正確。

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