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

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化背景图课件ppt，共56页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，细胞分化及其意义，一个或一种，结构和生理功能，稳定性差异，持久性，不可逆性，普遍性，遗传信息，蛋白质等内容，欢迎下载使用。
1．概念在个体发育中，由_______________细胞增殖产生的后代，在______________________上发生____________的过程。2．特点
3．实质在个体发育过程中，不同种类的细胞中的____________表达情况不同(即基因的选择性表达)。4．表现细胞水平：产生特定的________。分子水平：合成特定的__________。
5．实例构成人体四种组织的细胞，如______________、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等；植物的______________、表皮细胞、储藏细胞等。6．意义(1)是生物____________的基础。(2)使多细胞生物体中的细胞趋向__________，有利于提高生物体各种____________的效率。
同一个体的不同体细胞的形态、结构和生理功能不同的直接原因及根本原因分别是什么？____________________________________________。
提示：直接原因是所含的蛋白质种类有所不同，根本原因是不同的细胞表达的基因不同
下列有关细胞分化的叙述，不正确的是(　　)A．细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程B．细胞分化是一种持久性的变化C．细胞分化使一个个体的各种细胞具有不同的遗传信息D．细胞分化是由于不同种类细胞中遗传信息的执行情况不同【答案】C【解析】细胞分化没有改变细胞的遗传信息，C错误。
1．概念指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整_________或分化成其他____________的________和__________。2．实例(1)植物细胞的全能性：①实验过程：
②结论：高度分化的__________仍然具有发育成__________的能力。(2)动物细胞核的全能性：①实例：②结论：已分化的动物体细胞的___________仍具有全能性。
3．干细胞(1)特点：①具有______________能力。②在动物和人体内，数量很少。(2)举例：人骨髓中的________________能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
下列有关细胞全能性的理解，正确的是(　　)A．没有离体的成熟植物细胞也能表现出全能性B．克隆猴“中中”和“华华”的诞生标志着动物体细胞全能性的实现C．癌细胞的增殖体现了细胞的全能性D．花粉可培育成完整的植株，是细胞全能性的体现【答案】D
【解析】细胞全能性判断的标准是“细胞→个体”，例如一个离体植物细胞经植物组织培养形成幼苗，就体现了全能性，没有离体的成熟植物细胞各自承担不同的功能，不能表现出全能性，A错误；克隆猴“中中”和“华华”的诞生标志着动物细胞核全能性的实现，并非动物体细胞全能性的实现，B错误；癌细胞的增殖不能体现细胞的全能性，C错误；花粉具有较高的全能性，经组织培养可培育成完整的植株，D正确。
[知识归纳]1．细胞分化的过程图示
2．细胞分化的实质各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达：
1．由同一细胞增殖产生、经过细胞分化形成的各种细胞内，细胞器数目、细胞质基质成分相同吗？2．细胞分化后，其内的遗传信息没有发生改变的原因是什么？1．提示：不同。因为分化形成的各种细胞的功能不同，所以细胞内的细胞器数目、细胞质基质成分不同。2．提示：因为生物体的不同细胞均来自受精卵的有丝分裂，由于有丝分裂中遗传信息几乎不发生变化，因而同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传信息。
[对点精练]1．如图所示为细胞甲、乙、丙、丁的部分生命历程(①、②)，下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞生命历程①，细胞内核DNA加倍与染色体加倍同步进行B．细胞生命历程②，不同功能的细胞内基因表达情况有差异C．细胞甲、乙、丙和丁都具有增殖和分化能力，且这种能力无差别D．图中三种血细胞具有不同的功能，所含蛋白质的种类完全不同【答案】B
【解析】从题图信息可知，①和②分别表示细胞增殖和分化。细胞增殖过程中，细胞内核DNA加倍发生在间期，而染色体加倍发生在有丝分裂后期；不同功能的细胞来自细胞的分化，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达；从甲到丙或丁，细胞分化程度加大，致使细胞增殖和分化能力降低；不同功能的细胞内蛋白质的种类有差异，既有相同的蛋白质，也有不同的蛋白质。
2．如图是人体不同组织细胞的形成示意图，其中①～④表示细胞，Ⅰ～Ⅲ表示过程。下列分析正确的是(　　)
A．Ⅰ表示受精作用，细胞①没有分化，所以没有全能性B．Ⅱ表示有丝分裂，分裂前期细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体C．Ⅲ表示细胞分化，是细胞形态、结构和功能发生稳定性差异的过程D．细胞①和④相比，细胞内的DNA和RNA相同，蛋白质不完全相同【答案】C
【解析】细胞①是受精卵，受精卵的分化程度低，但全能性最高，A错误；Ⅱ表示有丝分裂，动物细胞的有丝分裂在细胞分裂前期由中心体发出星射线形成纺锤体，B错误；Ⅲ表示细胞分化，是细胞形态、结构和功能发生稳定性差异的过程，其本质是基因的选择性表达，C正确；细胞①和④是同一个体的不同细胞，是受精卵分裂分化形成的，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以两个细胞中，DNA相同，但RNA和蛋白质有所区别，D错误。
【方法技巧】 细胞分化的三个关键点(1)细胞分化的标志。①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平：形成不同种类的细胞。(2)分化细胞表达的基因。①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。(3)细胞分化的“变”与“不变”。①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
[知识归纳]1．细胞具有全能性的原因已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2．细胞全能性实现的条件(1)离体状态下。(2)水、无机盐、有机营养及激素等。(3)适宜的温度等外界环境条件。
3．不同细胞全能性的比较(1)动、植物细胞全能性的区别：植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物细胞细胞核的全能性仍可以表达。(2)与细胞分化的关系：细胞分化程度不断提高，细胞的全能性逐渐变小。(3)与细胞分裂能力的关系：呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。
4．细胞分化与细胞全能性的比较
[对点精练]1．下列关于细胞全能性的理解，不正确的是(　　)A．植物种子发育成植株体现了细胞的全能性B．细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素C．经植物组织培养得到的试管苗，是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果D．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性
【答案】A【解析】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；判断细胞全能性是否表现的主要依据是发育起点为细胞。
2．(2023·山东临沂校考)党的二十大报告中提到，基础研究和原始创新不断加强，一些关键核心技术实现突破，生物医药等取得重大成果。体细胞克隆猴的成功将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期，助力“健康中国2030”目标实现。下列说法正确的是(　　)A．克隆猴的诞生说明动物细胞具有全能性B．体细胞克隆猴的核遗传物质发生了改变C．干细胞分化成其他各种细胞没有体现细胞的全能性D．克隆猴的诞生将为治疗恶性肿瘤等药物研发提供动物模型【答案】D
【解析】克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，也说明动物细胞核具有全能性，A错误；体细胞克隆猴的核遗传物质并没有发生改变，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能力，所以干细胞分化成其他各种细胞体现了细胞的全能性，C错误；由题意“体细胞克隆猴的成功将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期”可知，克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型，D正确。
【易错点拨】 细胞全能性的4点提示(1)植物种子发育成植株不能体现细胞的全能性。(2)动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。(3)已分化的植物细胞表达全能性的条件：①离体；②给予一定的营养物质、激素等；③适宜的温度等环境条件。(4)分化程度高的细胞全能性不一定低，如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然较高。
(1)细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变，只是基因选择性表达。(2)同一个体不同种类的体细胞中，DNA(基因)相同，而RNA、蛋白质不完全相同。(3)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恢复全能性。
易错易混：细胞分化的特点
例1　(2023·河南南阳校考)有研究表明“渐冻症”是由突变的基因导致运动神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。也有最新研究结果表明，利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是(　　)A．iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸相同，蛋白质却不完全相同B．iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多C．若将运动神经元合成毒蛋白的基因进行适当改造，可以起到良好的治疗作用D．植入神经干细胞，恢复受损的运动功能，也许会在一定程度上使“渐冻症”病情改善
【答案】A【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此iPS细胞分化成的多种细胞中DNA相同，RNA和蛋白质不完全相同，A错误；细胞分化的结果是形成形态、结构和生理功能不同的细胞，使细胞的种类增多，其本质是基因的选择性表达，B正确；若控制运动神经元合成毒蛋白的基因进行适当改造，则无法合成该毒蛋白，所以可以起到治疗该病的作用，C正确；植入神经干细胞，诱导分化成前驱细胞，恢复受损的运动功能，也许会在一定程度上使“渐冻症”病情改善，D正确。
错因分析：一是对细胞分化的实质——基因的选择性表达理解不到位；二是对细胞分化的结果——产生多种细胞没有掌握；三是对题干信息提取不准确。
例2　如图所示为来自同一人体的4 种细胞，下列叙述正确的是(　　)
解题技巧：细胞分化题的答题方法
A．因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA含量相同B．因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同C．虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同D．虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同
【答案】C【解析】人体不同组织的体细胞中核DNA含量相等，但是细胞质中的DNA含量不一定相同，卵细胞和精子中的核DNA减半，A错误；同一人体不同体细胞中携带的核基因相同，但基因的选择性表达(细胞分化)导致不同细胞的形态和功能不同，B错误；活细胞中含量最多的化合物是水，C正确；人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不同，有协助扩散和主动运输两种方式，D错误。
审题流程：第一步　解读题干，提取信息。分析题干和图像内容，概括信息主旨。题干“来自同一人体的4 种细胞”意味着都是由同一个受精卵经过有丝分裂和分化形成的。图示中列举的4种细胞形态结构不同，隐含信息是细胞功能不同，执行功能的蛋白质等分子种类不同，但细胞核内DNA分子(遗传物质)相同。
第二步　对接教材，迁移知识。弄清考查的知识点，对应教材中的相关章节。根据题干“同一人体的4 种细胞”考查的知识点，与教材中第6章第2节“细胞的分化”密切相关。由图示深入理解细胞分化(基因选择性表达)机理 ：
(1)如图所示，经过有丝分裂、分化得到的神经细胞、白细胞和小肠上皮细胞中所含遗传物质与亲代细胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化时，神经细胞中A、D基因处于活跃状态(能表达的状态)，白细胞中C、D基因处于活跃状态，小肠上皮细胞中D、E基因处于活跃状态。(2)由于表达的基因不同，因此指导合成的蛋白质有差异，每种细胞中含有自身特有的蛋白质，如白细胞中，某个基因指导合成了溶菌酶；而在小肠上皮细胞中，另一基因指导合成了淀粉酶。
(3)细胞中D基因都表达了，这说明D基因指导合成的蛋白质可能是细胞基础生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶。第三步　各项击破，正确解答。逐个分析选项，结合教材知识判断正误。
1．(2022·浙江学业水平考试)在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的(　　)A．分裂与分化B．分化与癌变C．癌变与衰老D．衰老与分裂【答案】A
2．关于细胞分化的叙述，错误的是(　　)A．细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命进程中B．一般情况下，已经分化的细胞会一直保持分化后的状态，直到死亡C．随着细胞分化的进行，细胞中的遗传物质种类会发生变化D．高度分化的动物体细胞的细胞核保持着全能性【答案】C
【解析】细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能方面发生稳定性差异的过程，具有稳定性、持久性和不可逆性，它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，A正确；细胞分化具有稳定性，即分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞中遗传物质没有发生改变，C错误；植物细胞具有全能性，高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性，D正确。
3．下列关于细胞全能性的理解，正确的是(　　)A．胚胎干细胞核移植克隆动物体现了细胞全能性B．高等植物成熟的筛管细胞没有细胞全能性C．水稻种子从萌发到长成植株的过程体现了细胞全能性D．科学家用非洲爪蟾所做的实验，其结果说明动物细胞具有细胞全能性【答案】B
【解析】胚胎干细胞核移植克隆动物体现了细胞核具有全能性，A错误；高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核，故没有细胞全能性，B正确；水稻种子从萌发到长成植株的过程，是个体由小变大的过程，没有体现了细胞全能性， C错误；科学家用非洲爪蟾所做的实验，其结果说明动物细胞的细胞核具有全能性，并没有证明动物细胞具有全能性， D错误。
4．(2023·湖南名校开学考)下图为动物体内干细胞分化为不同种类细胞的过程示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．图中分化后形成的6种细胞形态、结构和功能都有所差别B．细胞分化过程并没有改变细胞核中的遗传物质C．图中大部分种类的细胞都具有全能性D．图中所示的过程不可能发生在单细胞生物中
【答案】C【解析】细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞，A正确；细胞分化是细胞核中遗传物质的执行情况不同引起的，细胞核中的遗传物质并没有改变，B正确；图中由干细胞分化成的几种细胞已经高度分化，除成熟的红细胞外，其余体细胞的细胞核具有全能性，C错误；单细胞生物只有一个细胞，所以不可能发生细胞分化过程，D正确。
5．下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述错误的是(　　)A．细胞表现全能性的根本原因是细胞内有一套能够发育成完整个体所需的全部遗传信息B．细胞的分化导致基因的选择性表达，产生新的蛋白质，细胞具有新的功能C．斯图尔德的组织培养实验表明植物细胞在离体的条件下可以实现全能性D．细胞分裂能力一般随细胞分化程度的提高而减弱