6.2 细胞的分化
【课程标准】
说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体
【学习目标】
通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面发生的特异性变化,归纳细胞分化的概念,进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果,体现生命观念。
通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例,阐明细胞的全能性。
【重难点】
1通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面发生的特异性变化,归纳细胞分化的概念,进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果,体现生命观念。
2通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例,阐明细胞的全能性。
【课前预习】
一、细胞分化及其意义
1.概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在① 、② 和③ 上发生④ 的过程。
2.特点
(1)持久性:细胞分化是一种⑤ 的变化。
(2)稳定性、不可逆性:一般来说,分化的细胞一直保持⑥ 的状态,直到死亡。
(3)普遍性:细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
3.意义
(1)细胞分化是生物⑦ 的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向⑧ ,有利于提高生物体各种⑨ 的效率。
4.原因:在个体发育过程中,不同的细胞中⑩ 的执行情况不同(基因的选择性表达)。
二、细胞的全能性
1.概念:细胞经 后,仍具有 或 的潜能和特性。
2.没有分化的细胞,如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的 细胞也具有全能性。
3.动物和人体内保留着少数具有 能力的细胞,称作 。例如:人的骨髓中的
和脐带血中的 干细胞。
4.应用:(1)利用植物细胞的全能性,通过植物组织培养的方法可以 。
(2)利用脐带血干细胞治疗 。
【课堂导入】
【自学释疑】
1.下图表示细胞分裂和分化的过程,结合图示回答下列问题。
图示中胚胎细胞经过细胞分化产生的细胞在哪些方面发生了变化
红细胞还能回到分化前的状态吗 这说明细胞分化具有什么特点 自然界中哪些生物具有细胞分化现象?这体现了细胞分化的什么特点 此外,细胞分化还具有什么特点
2.1958年斯图尔德取胡萝卜韧皮部的一些细胞,放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养,结果这些细胞分裂和生长,形成一个细胞团块,继而分化出根、茎和叶,移栽到花盆后,长成一株新的植株(如下图)。
根据资料,你能得出什么结论?胡萝卜的韧皮部细胞在植株上能够发育成一个完整个体吗?
【合作探究】
任务一:分析与讨论细胞分化的实质。
有人认为细胞分化与有丝分裂不一样,细胞分化时,失去了部分遗传物质(信息),只保留了执行特定功能必须的遗传物质(信息),导致了细胞差异的形成。你认同这一观点吗?
科学家用基因探针和抗原抗体杂交技术,对下列2种细胞含有的基因和蛋白质情况进行了研究,结果如下(“+”表示有,“—”表示无):
从上述检测结果来看,细胞分化有没有导致遗传物质的丢失?
细胞生命活动的主要承担者是哪种物质?不同功能的细胞中,表达的蛋白质一样吗?
细胞分化的实质是什么?
任务二:理解全能性。
2017年,我国科学家培育出世界首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”,培育过程如下图所示。
1.将猴子的体细胞单独培养,能获得新的个体吗?以上资料能否说明动物细胞也具有全能性
2.为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性?
【课堂小结】
【达标检测】
1. 人体表皮细胞和神经细胞同属外胚层细胞的后代,但它们的形态、结构和生理功能却迥然不同。这两种细胞的差异是稳定不变的,它们都不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构,这说明( )
A. 细胞分化具有持久性 B. 细胞分化一般是不可逆的
C. 细胞分化是基因选择性表达的结果 D. 分化的细胞仍具有全能性
2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。 下列叙述正确的是( )
A. 骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同,基因表达情况不同
B. “胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同,基因表达情况相同
C. 骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成相同,基因表达情况也相同
D. 骨髓干细胞与胰岛B细胞基因组成相同,基因表达情况不同
3. 胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞 ( )
A. 具有旺盛的分裂能力 B. 具有该物种的全套基因
C. 通过有丝分裂形成了植株 D. 能合成胡萝卜素所需的蛋白质
4.下列有关细胞全能性的叙述,错误的是( )
A.受精卵在自然条件下能形成完整个体,因此全能性最高
B.动物体内的细胞由于分化,其全能性不能表达
C.组织培养繁育花卉的原理是植物细胞具有全能性
D.克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
5.下图所示是某植物细胞发生的一系列变化,有关分析错误的是( )
过程①处于细胞的分裂间期
过程②表示细胞分裂
过程③表示细胞分化
过程③产生的细胞遗传物质会发生改变
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