高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化评课ppt课件

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1. 阐明细胞的分化。2. 举例说明细胞的全能性。3. 说出干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。
重点1.细胞分化的概念。2.细胞分化的原因。难点细胞分化的概念。
一　细胞的分化细胞分化是指在个体发育中，由[1] 　　 　　细胞增殖产生的后代，在[2] 　　　　　　 　s[3] 　　 　上发生[3] 　 　　　的过程。分化后的细胞，其[4] 　　　　　保持不变，细胞之 yi 所以产生了差异是因为不同的细胞中[5] 　　　　　 　　　　不同，即基因的选择性表达。细胞分化的意义：一是生物[6] 　　 　的基础，二是多细胞生物体中的细胞趋向[7] 　　　　，有利于提高各种[8] 　　 　的效率。二　细胞的全能性和干细胞细胞的全能性是指[9]细胞经　　 　 后，仍具有产生[10] 　　　 　　 的潜能和特性。植物组织培养技术体现了[11] 　　　 　 　，克隆羊多利的培育成功，说明[12] 　　　 　。干细胞是指动物和人体内少数具有[13] 　 　　　能力的细胞。
完整有机体或分化成其他各种细胞
动物体细胞的细胞核具有全能性
判断题1. 造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同 （　　） 2. 细胞分化不会改变遗传物质，故同一个体不同细胞中遗传物质的数量一定相等 （　　） 3. 人体内所有的干细胞都要发生分化 （　　） 4. 分化程度高的细胞其全能性一定低 （　　） 5. 种子萌发成幼苗不属于细胞的全能性 （　　）
深度思考思考1 　已经分化的细胞还能再分化成其他组织和细胞吗？思考2 　植物细胞全能性表达的标志是什么？
提示：已分化的植物细胞能表达形成一个完整个体。
提示：已分化的细胞在离体和适当条件下可以再分化成其他细胞和组织。
概念 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，叫作细胞分化。过程
①→②表示细胞增殖；②→③表示细胞的形态、结构和生理功能发生改变，即细胞分化；③→④表示形态、结构和功能相同或相似的细胞有序地集合在一起，形成执行某种特定功能的组织。时间 细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。特点
细胞分化的实质 就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但不同的细胞中遗传信息的表达情况是不同的（基因的选择性表达），如图所示。【思考】为什么说同一个体的各种体细胞都具有相同的遗传信息？ 提示：同一个体的各种体细胞都来自同一受精卵的有丝分裂。
意义 细胞分化是个体发育的基础。多细胞生物体只有通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和生理功能的组织和器官。使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。【特别提醒】 　（1）细胞分化过程中，遗传物质并没有发生改变。（2）一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的植物细胞能够脱分化。
例 ［2020·济南一中高一期末］下图表示人体内的几种细胞，它们的形态、结构和生理功能各不相同的根本原因是 （　　） 　 　 　A. DNA 的结构不同　　 B.基因的选择性表达C. 遗传物质不同　　　 D.线粒体的结构不同
【解析】同一生物体内的细胞形态、结构和生理功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，B 项正确。【答案】B
【即时练】难度★★☆ 典型★★☆ 1.右图为根尖的结构及细胞分裂和分化的情况。下列叙述中，正确的是（　　） A. 观察细胞质壁分离时可选择a 区和b 区细胞B. 观察根尖细胞有丝分裂时应选择d 区细胞C. ②过程所经历的时间比①过程长D. ③和④过程中核遗传物质未发生改变
【解析】图中a 为根冠，b 为分生区，c 为伸长区，d 为成熟区。观察细胞质壁分离时应选成熟区细胞，观察根尖细胞有丝分裂时应选分生区细胞。①过程为细胞生长，此过程为细胞分裂做好了物质准备，为分裂间期，②过程为分裂期，①过程所经历的时间比②过程长。③④过程为细胞分化，细胞分化过程中，细胞核内的遗传物质未发生改变。【答案】D
2. ［2020·石家庄高一期末］下列关于细胞分化的叙述，不正确的是（ 　　） A. 细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质B. 细胞分化是动物和植物发育的基础，且贯穿于其整个生命进程中C. 通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至衰老、死亡D. 分化的细胞一定会失去分裂能力，具有分裂能力的细胞一定没有分化
【解析】分化程度越低的细胞，其全能性越高，分裂能力越强；分化程度越高的细胞，其分裂能力越弱，但分化的细胞不一定完全失去分裂能力，D 项错误。【答案】D
3. 细胞正常分化的结果是（　　） A. 增加细胞总表面积和蛋白质种类B. 赋予不同种类细胞特定的结构和功能C. 使细胞球形化并增强代谢D. 导致水、酶、色素的含量均增多
【解析】细胞分化是在个体发育中，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，是基因选择性表达的结果。细胞的分化不能增加细胞的总表面积，也不会使细胞球形化和细胞中水、酶、色素的含量增多。【答案】B
4. 下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①～⑥为各个时期的细胞，a ～ c 表示细胞进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是 （　　） A. 与①细胞相比，②细胞的相对表面积增大，物质运输的效率增强B. ③④细胞均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，遗传物质相同，基因的表达也相同C. ⑤⑥细胞发生了细胞分化，这是基因选择性表达的结果D. ⑤⑥代表的细胞遗传物质不同
【解析】与①细胞相比，②细胞的体积增大，其相对表面积减小，与外界环境进行物质交换的能力减弱，即物质运输效率降低，A 项错误；③④细胞均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，因此它们的遗传物质相同，但是基因是选择性表达的， B 项错误；⑤⑥细胞发生了细胞分化，这是基因选择性表达的结果，C 项正确；⑤⑥细胞均来源于早期胚胎细胞，因此它们的遗传物质相同，D 项错误。【答案】C
概念 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。细胞具有全能性的原因和理解 原因：已分化的体细胞（或细胞核）具有本物种个体发育所需要的全套基因。理解：体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有本物种全部的DNA 分子，因此已分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。植物细胞全能性表达的条件 离体：这是细胞全能性表达的必要条件。一定的营养物质：如无机盐、维生素、氨基酸等。植物激素：其中生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性的表达至关重要。
适宜的条件：主要指适宜的温度、pH 等。细胞全能性的应用 植物组织培养1. 条件：离体，给予适宜的营养（水、无机盐、糖类等）和植物激素，提供适宜的温度、pH 等条件。2. 理论基础：植物细胞的全能性。3. 过程：离体的细胞、组织、器官（外植体） 愈伤组织（未分化） 胚状体（已分化）→幼体→新植株。4. 意义：快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救珍稀濒危物种，与基因工程相结合培育作物新类型。克隆动物的培育1. 理论基础：动物体细胞的细胞核仍然具有全能性。
2. 过程（如图） 3. 意义：拯救濒危物种，与基因工程相结合培育新品种。4. 缺陷：动物克隆虽然易于取材，但克隆动物个体常表现出严重的生理或免疫缺陷，而且这种缺陷多为致命性的。
区分细胞分化与细胞全能性的标志 细胞分化的标志在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP 水解酶基因等的表达不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因与细胞分化有关，如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。判断体细胞全能性的标志由体细胞发育成一个完整的有机体或分化成其他各种细胞能证明体细胞的全能性。
例 难度★★☆ 典型★★☆ 下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是（　　） 克隆羊的诞生证明了已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性B. 生物体内的细胞由于细胞分化而不能表现全能性C. 卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性较高D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
【解析】生物体内的细胞由于细胞分化而不能表现全能性， 但植物细胞在离体和一定的营养和植物激素等条件下能表现出全能性。对于动物细胞而言，由于技术条件不够成熟，在体外培养条件下其全能性不能表达，而克隆羊的培育成功只能说明动物体细胞的细胞核具有全能性。卵细胞是高度分化的细胞，但其全能性很高，C 项错误。【答案】C
【特别提醒】细胞全能性大小的比较（1）植物细胞> 动物细胞。（2）受精卵> 生殖细胞> 体细胞。（3）分裂能力强的细胞> 分裂能力弱的细胞。（4）体细胞：分化程度低的体细胞> 分化程度高的体细胞。
【即时练】1. 下列关于细胞全能性的叙述，正确的是（　　） A. 酵母菌的出芽生殖体现了细胞的全能性B. 植物组织培养没体现细胞的全能性C. 植物细胞均可表现出全能性D. 多细胞动物体细胞的细胞核具有全能性
【解析】酵母菌通过出芽生殖产生后代，不是细胞全能性的体现。通过植物组织培养可得到完整植株，体现了细胞的全能性。植物细胞需在离体条件下，给予适宜的营养和激素等条件，才能表现出全能性。将多细胞动物体细胞的细胞核移植到去核卵细胞内培养可得到克隆个体，这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。【答案】D
2. 下图为胡萝卜的植物组织培养示意图，有关叙述错误的是 （　　）A. ③胡萝卜植株的花粉不具有细胞的全能性B. ①过程中细胞既进行细胞分裂又进行细胞分化C. 图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性D. 胡萝卜根、茎、叶等功能不同，实质是基因的选择性表达
【解析】用花粉离体培养形成的是单倍体植株，即由花粉细胞最终获得了完整植物个体，说明花粉细胞具有全能性， A 项错误。【答案】A
3.下列有关细胞分化和细胞全能性的说法，错误的是 （　　） A. 细胞中检测到ATP 合成酶不能作为判断细胞已经分化的依据B. 细胞分化的过程中会有新的蛋白质合成C. 造血干细胞分化形成红细胞和白细胞，没有体现细胞的全能性D. 离体的植物细胞需要在一定的条件下才能激发其全能性
【解析】ATP 的合成发生在所有活细胞中，含ATP 合成酶不能说明细胞已经分化，A 项正确；细胞分化过程中基因进行选择性表达，因此会有新的蛋白质合成，B 项正确；造血干细胞分化形成红细胞和白细胞也体现了细胞的全能性，C项错误；离体的植物细胞需要在一定的条件下才能激发其全能性，D 项正确。【答案】C
定义 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。分类 全能干细胞：可以发育成完整的个体，如受精卵。多能干细胞：可以发育成多种组织和器官，如胚胎干细胞。专能干细胞：可以发育成专门的组织和器官，如造血干细胞。
例 难度★★☆ 典型★★☆ 下图表示人体内干细胞的增殖和分化。下列有关叙述正确的是 （　　）A. 干细胞与白细胞的基因型不同，但合成的 mRNA 和蛋白质的种类相同B. 血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是 DNA → DNA → RNA →蛋白质C. 图示所有的细胞中，干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强D. 白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有选择透过性
【即时练】1. “细胞核重编程”是指将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是 （　　） A. 造血干细胞分化成红细胞的过程是可逆的B. 细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关C. 干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞D. 细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡
【解析】造血干细胞分化成红细胞的过程是不可逆的，A 项错误；细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关，B 项正确；干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞，C 项正确；细胞分化是一种持久的、稳定的变化，一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，D 项正确。【答案】A
2. 科学家利用小鼠胚胎干细胞成功制造了直径大小约为 3 mm 的“胃”，这一研究成果对器官移植技术的发展意义重大，该成果说明 （　　）A. 胚胎干细胞具有无限增殖的能力B. 胚胎干细胞经诱导可发生定向分化C. 胚胎干细胞经诱导可形成完成个体D. 胚胎干细胞内的所有基因表达都很活跃
【解析】题干信息不能说明胚胎干细胞具有无限增殖的能力，A 项错误；利用胚胎干细胞成功制造了直径大小约为 3 mm 的“胃”，说明胚胎干细胞经诱导可发生定向分化，B 项正确；题干所述胚胎干细胞没有发育到个体阶段，C 项错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，在胚胎干细胞中并非所有基因表达都很活跃，D 项错误。【答案】B
一　细胞分裂与细胞分化的辨析
例 1 难度★★☆ 典型★★☆动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。分析右图， 下列叙述错误的是（　　） A. a 过程表示干细胞能自我更新B. b、c 过程表示干细胞具有分化能力C. a、b、c 过程中细胞的遗传信息表达情况不同D. b 过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
【解析】干细胞可以通过分裂进行更新，也可以分化成其他功能不同的细胞，由题图可知，a 过程是细胞分裂，b、c 过程是细胞分化，a、b、c 过程中细胞的遗传信息表达情况不同。由细胞分化形成的具有一定结构和功能的细胞有机地结合在一起形成组织，由多种组织才能形成具有一定功能的器官。【答案】D
二　细胞分裂、细胞生长及细胞分化的判断
根据结果进行判断 细胞分裂的结果是细胞数量增加，细胞生长引起细胞体积增大，而细胞分化的结果是细胞在形态、结构和生理功能上发生了改变。根据图解进行判断 细胞分裂和细胞分化在题目中往往会以图解的形式表示， 如图所示。
1. 在过程①和③中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫作细胞分化。细胞分化的结果是产生了不同的组织。2. 过程②表示一个细胞分成两个细胞，这是细胞分裂。过程④表示细胞的体积由小变大，这是细胞生长。
例 2 难度★★☆ 典型★★★ 下图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。下列叙述中，错误的是（　　）A. a 过程表示细胞生长，该过程中细胞与外界环境进行物质交换的效率逐渐提高B. b 过程是细胞分裂，该过程是c 过程的基础C. c 过程是细胞分化，该过程中基因进行了选择性表达D. 三种血细胞一般不会再变成细胞③或④
【解析】细胞经a 过程后体积变大，所以该过程为细胞生长。细胞体积变大后，细胞表面积与体积的比值变小，细胞与外界环境进行物质交换的效率降低，A 项错误。b、c 过程分别是细胞分裂与细胞分化，细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分化是基因选择性表达的结果，B、C 两项正确。细胞分化一般是不可逆的，所以三种血细胞不会再变成细胞③或④，D 项正确。【答案】A
一　细胞分化的原因和实例
例 1 ［2016·海南高考］ 难度★★☆ 典型★★☆下列关于植物细胞的叙述，错误的是（　　） A. 高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B. 植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C. 种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂、分化而来的D. 叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果
【解析】高度分化的植物细胞含有该生物发育所需的全套遗传信息，具有发育的全能性，A 项错误。【答案】A
二　细胞分裂与分化的综合考查例 2 ［2016·全国Ⅱ高考］ 难度★★☆ 典型★★★在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是（　　） A. 细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B. 哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C. 细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D. 通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
【解析】有丝分裂使亲代细胞染色体复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定，A 项正确。哺乳动物的造血干细胞是已分化的专能干细胞，B 项错误。细胞分化的实质是基因的选择性表达，C 项正确。植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，通过该技术可将离体的植物叶肉细胞培育成新植株，D 项正确。【答案】B