(共31张PPT)
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特点
特点理解
①普遍性
a贯穿于生物体整个生命进程中
②持久性
b.一般来说,已分化的细胞将一直
保持分化后的状态,直至死亡
⑧稳定性
C多细胞生物普遍具有
④不可逆性
d遗传物质不变
持久性上「概念
概念
不可逆性
条件离体;一定的外界条件
特点/细
普遍性
细全
植物细胞
整体具有全能性
细胞功能意义√/分能|差异动物细胞核具有全能性
的
细胞
遗传信息
植物组织培养
执行不同实质
应用
动物克隆细胞的分化
新课程标准 核心素养
1.阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。2.举例说明细胞的全能性。3.说出干细胞的概念和研究意义。 1.生命观念——结构与功能观：不同细胞遗传信息执行不同，合成蛋白质不同决定了细胞形态、结构、生理功能的不同。2.科学思维——归纳与概括：基于基因选择性表达的本质，掌握细胞分化的特点；基于各类细胞的遗传信息，理解细胞的全能性。
知识点(一)细胞分化及其意义
1．含义
在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2．特点(连线)
3．意义
(1)生物个体发育的基础。
(2)使细胞趋向专门化。有利于提高各种生理功能的效率。
4．原因
细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
(1)已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。(×)
(2)生物体内的所有细胞都要发生细胞分化。(×)
(3)细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率。(√)
(4)不同分化细胞的遗传信息相同。(√)
(5)骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。(×)
(6)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。(√)
下图为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞的产生过程：
1．(生命观念)细胞①、②、③含有的蛋白质种类一定不相同吗？遗传物质一定相同吗？
提示：不完全相同；一定相同。
2．(科学思维)细胞①与细胞②形成的本质区别是什么？
提示：遗传信息的表达情况不同。
1．细胞分化的实质
(1)从细胞水平看出：细胞的形态、结构和功能发生改变。
(2)从分子水平看
①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
②基因角度：遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，这是细胞分化的根本原因。
2．细胞分裂和细胞分化的比较
项目 细胞分裂 细胞分化
发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中
原因 细胞增殖需要 基因选择性表达
结果 细胞数量增多 细胞种类增多
意义 保持了细胞亲子代间遗传性状的稳定性 保证了生物体正常发育
联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降
1．下列有关细胞分化的叙述，错误的是( )
A．细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱
B．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆
C．细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
D．细胞分化过程中，不同类型细胞的细胞器数量存在差异
解析：选C 通常细胞分化程度越高，分裂能力越弱，A不符合题意；细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程；细胞分化具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性，B不符合题意；细胞分化是基因选择性表达的结果，使不同细胞中合成的蛋白质种类和数量出现差异，C符合题意；细胞分化过程中，细胞的功能发生差异，因此不同类型细胞的细胞器数量存在差异，D不符合题意。
2．在个体发育中，通过细胞增殖增加细胞数目，通过细胞分化增加细胞种类。下列相关说法正确的是( )
A．同—个体的不同细胞具有相同的遗传信息，但遗传信息的执行情况不同
B．植物根尖细胞中无叶绿体，故用根尖细胞不能培养出含叶绿体的植物体
C．有丝分裂间期完成的DNA复制和有关蛋白质的合成，均在细胞核中进行
D．细胞分化过程中，细胞的形态、结构、生理功能以及遗传物质均发生稳定性的变化
解析：选A 同一个体的不同细胞都是由同一个受精卵分裂、分化形成的，都具有相同的遗传信息，但遗传信息的执行情况不同，A正确；植物根尖细胞中无叶绿体，但含有控制叶绿体合成的相关遗传物质，因此用根尖细胞能培养出含叶绿体的植物体，B错误；有丝分裂间期DNA复制和有关蛋白质合成过程中的转录过程均在细胞核中完成，而蛋白质合成的翻译过程在细胞质的核糖体上完成，C错误；细胞分化过程中，其形态、结构、生理功能均发生稳定性的变化，但遗传物质没有发生改变，D错误。
知识点(二)细胞的全能性
1．细胞的全能性概念
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
2．植物细胞的全能性
(1)高度分化的植物细胞仍具有全能性。
(2)应用
①通过植物组织培养，快速繁殖花卉和蔬菜等作物。
②拯救濒危物种。
3．动物细胞的全能性
(1)已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
(2)目前，还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
4．干细胞
(1)特点
①具有分裂和分化能力。
②在动物和人体内，数量很少。
(2)举例：人骨髓中的许多造血干细胞能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。
(1)种子发育成完整个体可体现细胞全能性。(×)
(2)一般来说，细胞的分化程度越高，全能性越低。(√)
1．(生命观念)为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞，经培养能形成与原来性状相似的植株，表现出发育的全能性？
提示：胡萝卜韧皮部细胞内含有该物种的全部遗传信息。
2．(生命观念)断尾的小壁虎再次长出新的尾巴属于细胞的全能性吗？
提示：不属于。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能。
细胞分化与细胞的全能性比较
项目 细胞分化 细胞的全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性②普遍性③不可逆性④稳定性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性③全能性的体现要进行诱导和离体培养
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞群 形成新的个体
高低比较 细胞分化程度有高低之分，如：体细胞＞生殖细胞＞受精卵 细胞全能性表达的难易程度不同，如：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
关系 ①两者的遗传物质都未发生改变②已分化的植物细胞仍然保持全能性③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
1．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物体只有高度分化的体细胞才具有全能性
B．人体成熟红细胞在一定条件下可以体现出全能性
C．植物细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
D．高度分化的植物细胞随时可以表现出全能性
解析：选C 植物体内的活细胞都具有全能性，A错误；人体成熟红细胞没有细胞核和线粒体，没有DNA，所以没有全能性，B错误；细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，C正确；高度分化的植物细胞在离体和适宜的条件下可以表现出全能性，D错误。
2．2017年11月27日，世界上首只体细胞克隆猴“中中”诞生，12月5日第二只体细胞克隆猴“华华”诞生，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代，实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑”到“领跑”的转变。下列有关细胞全能性的叙述错误的是( )
A．克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞具有全能性
B．细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有一套本物种个体发育所需的全部遗传信息
C．斯图尔德的胡萝卜韧皮部细胞的组织培养实验表明植物细胞具有全能性
D．植物体细胞分化程度越高，它的全能性越低
解析：选A 克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有一套本物种个体发育所需的全部遗传信息，B正确；斯图尔德的胡萝卜韧皮部细胞的组织培养实验表明植物细胞具有全能性，C正确；植物体细胞分化程度越高，它的全能性越低，D正确。
[要语必背·网络构建]
一、要语必背
1．细胞分化发生于整个个体发育过程中，而不是仅发生在胚胎发育时期。
2．细胞分化过程中，遗传物质不变，只是基因的选择性表达。
3．由一个细胞发育成一个完整个体才能称为全能性。判断的标准是：“细胞→个体”。
(1)一个体细胞经植物组织培养形成幼苗，体现了细胞的全能性。
(2)将一个细胞培养成叶片，没有体现细胞的全能性，因为叶片不是个体。
(3)将一个干细胞培养成一个幼小动物体现了细胞的全能性，培养成一个跳动的心脏不能体现细胞的全能性。
4．分化程度高的细胞全能性不一定低，如生殖细胞属于高度分化的细胞，但全能性依然很高，如蜜蜂的雄蜂由未受精的卵细胞发育而来。
5．克隆动物只能说明已分化的动物细胞核具有全能性，不能说明动物细胞具有全能性。
二、网络构建
1．下列关于细胞分化的叙述，错误的是( )
A．是基因选择性表达的结果
B．是生物界中普遍存在的现象
C．有利于提高多细胞生物体各种生理功能的效率
D．由于细胞分化，肌细胞中已经不存在血红蛋白基因了
解析：选D 细胞分化是基因选择性表达的结果，A正确；细胞分化是生物界普遍存在的现象，B正确；细胞分化有利于提高多细胞生物体各种生理功能的效率，C正确；细胞分化后遗传物质不变，肌细胞中仍然存在血红蛋白基因，D错误。
2．生物体内各种类型的细胞中，分化程度最低的是( )
A．根尖细胞 B．受精卵
C．卵细胞 D．表皮细胞
解析：选B 受精卵的分裂能力最强，分化程度最低。
3．如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是( )
①a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化
②乙和丙的染色体组成不同
③丁与戊因遗传物质不同而发生分化
④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同
A．②③④ B．①②
C．①④ D．③④
解析：选C 由题图可知，a过程为细胞有丝分裂，b过程为细胞分化；乙、丙的染色体组成是相同的；b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，遗传物质不会发生变化，但蛋白质不完全相同。
4．下列关于细胞生长、细胞分裂与细胞分化的叙述，错误的是( )
A．细胞在生长、分裂、分化过程中，遗传物质并未发生改变
B．细胞分化使细胞数目增多，其形态结构和功能发生了变化
C．多细胞生物体能够由小长大离不开细胞的生长、分裂和分化
D．细胞的分化是建立在细胞生长和细胞分裂的基础上的，但分裂的细胞不一定进行细胞分化
解析：选B 细胞在生长、分裂、分化过程中，遗传物质并未发生改变；细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞形态、结构和功能发生变化；多细胞生物体来源于受精卵，受精卵经过分裂与分化形成不同的组织和器官，进而形成生物体；细胞分化离不开细胞分裂和细胞生长，具有分裂能力的细胞不一定进行细胞分化。
5．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。
基于上述事实，下列叙述错误的是( )
A．高度分化的动物细胞都具有全能性
B．动物细胞的细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．植物细胞具有全能性
解析：选A 事实①可证明植物细胞具有全能性，事实②只能证明动物细胞的细胞核具有全能性。细胞具有全能性的原因是生物体的每个细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
6．如图所示为植物细胞的生命历程中的部分现象。据图回答以下问题：
(1)①→②、①→④的过程叫做 。
(2)①→③的过程叫做________。③→⑤的过程叫做________。图示全过程中，细胞的________都没有改变。
(3)组成②、③、④的细胞，在细胞的________、________、________上有所不同，因此他们属于不同的________。
(4)科学家在人早期胚胎中发现了干细胞，它能在体外形成不同组织或器官。这些干细胞是在一定条件下通过细胞有丝分裂和________形成不同的组织或器官的。除了胚胎外，在脐带血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞，通过进一步的研究，有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时，如果患者细胞表面的蛋白质类物质与移植器官的不相同，则会引起排斥反应，所以最好选用________(填“患者本人”“父母”“子女”或“配偶”)的干细胞培育的器官。
解析：(1)分析题图可知，①→②、①→④起源于相同的细胞，但形态、结构和功能发生了差异，该过程是细胞分化过程。(2)①→③的过程，细胞数量增多，是细胞分裂过程。③→⑤的过程，细胞的体积增大，是细胞生长过程。细胞生长和分化过程中，细胞中的遗传物质没有发生改变。(3)分析题图可知，组成②、③、④的细胞的形态、结构、生理功能不同，它们属于不同的组织。(4)干细胞是在一定条件下通过细胞有丝分裂和分化形成不同的组织或器官的。除了胚胎外，在脐带血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞，通过进一步的研究，有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时，如果患者细胞表面的蛋白质类物质与移植器官的不相同，则会引起排斥反应，所以最好选用患者本人的干细胞培育的器官。
答案：(1)细胞的分化 (2)细胞的分裂 细胞的生长 遗传物质 (3)形态 结构 生理功能 组织 (4)分化 患者本人
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