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2019-2020年高中生物 課時23 細胞的分化導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1 【學(xué)習(xí)目標】 1．說明細胞的分化。 2．舉例說明細胞的全能性。 3．進行有關(guān)干細胞研究進展與人類健康的資料搜集和分析。 【自主梳理】 1．細胞分化的概念： (1)時期：______________________。 (2)起點：______________________。 (3)變化：______________________上發(fā)生穩(wěn)定性差異。 2．細胞分化的特點： (1)____________性：細胞分化是一種持久性的變化。 (2)穩(wěn)定性、不可逆性：分化了的細胞將____________的狀態(tài)。 (3)____________性：細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象。 3．細胞分化的原因(實質(zhì))：不同的細胞中________________________是不同的。 4．細胞分化的意義：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(chǔ)。 5．細胞的全能性的概念： (1)細胞類型：_________________的細胞。 (2)特點：具有_________________的潛能。 6．植物細胞實例——植物組織培養(yǎng)： ①培養(yǎng)液成分_________________、無機鹽和_________________等。 ②實驗過程 ③結(jié)論：高度分化的植物細胞仍然具有_________________的能力。 7．動物細胞實例： ①克隆羊 a.實驗過程 b.結(jié)論：已分化的動物體細胞的_____________是具有全能性的。 ②干細胞 a.概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有_____________能力的細胞。 b.舉例：_____________能通過增殖和分化產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板。 【預(yù)習(xí)小測】 1．判斷正誤：斷尾壁虎長出新尾巴過程中發(fā)生了細胞分化。 2．判斷正誤：細胞分化過程中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 3．判斷正誤：由一種細胞分化形成的不同組織細胞的遺傳信息相同。 4．判斷正誤：ATP合成酶基因在不同細胞中選擇性表達。 5．判斷正誤：由受精卵發(fā)育成新個體體現(xiàn)了細胞的全能性。 【探究一細胞分化的特點和實質(zhì)】 如圖表示某種植物細胞分裂和分化的過程，結(jié)合圖示探討下列問題。 (1)細胞b能夠再分化成細胞c嗎？這說明細胞分化具有什么特點？ (2)細胞b能夠回到分化前的細胞a的狀態(tài)嗎？這說明細胞分化具有什么特點？ (3)細胞a、b、c的核遺傳物質(zhì)相同嗎？為什么？ (4)細胞a、b、c的大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能相同嗎？ (5)由(3) (4)總結(jié)細胞分化的實質(zhì)。 【典例精析】 下列生命過程中，沒有發(fā)生細胞分化的是 A.斷尾壁虎長出新尾巴 B.砍伐后的樹樁上長出新枝條 C.根尖分生區(qū)細胞中DNA周期性復(fù)制 D.某細胞合成了胰島素 【變式訓(xùn)練】 下列關(guān)于細胞分化的敘述， 錯誤的是 A.細胞分化意味著不同細胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì) B.細胞分化是動物和植物發(fā)育的基礎(chǔ)，且貫穿于整個生命進程中 C.通常體內(nèi)已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡 D.具有分裂能力的細胞一定會分化，且分化程度越高分裂能力就越低 【探究二細胞的全能性】 2．探討下列實例是否體現(xiàn)了細胞的全能性，并說明理由。 (1)玉米種子萌發(fā)長成植株。 判斷：_________(填"是"或"否")。 理由：_________________________________________________________。 (2)誘導(dǎo)干細胞發(fā)育成特定的組織或器官。 判斷：________(填"是"或"否")。 理由：_________________________________________________________。 3．為什么植物細胞以及動物細胞的細胞核都具有全能性？ 4．胡蘿卜韌皮部細胞在胡蘿卜植株上能夠發(fā)育成一個完整的個體嗎？嘗試總結(jié)胡蘿卜韌皮部細胞發(fā)育成一個完整植株需要哪些條件？ 5．植物組織培養(yǎng)和克隆羊的實例是否均體現(xiàn)了高度分化的細胞具有全能性？ 【典例精析】 下列有關(guān)細胞全能性的敘述，不正確的是 A.受精卵在自然條件下能形成完整個體，全能性最高 B.在生物體內(nèi)已經(jīng)分化的細胞不能表達全能性 C.卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性最高 D.植物細胞在一定的條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 【變式訓(xùn)練】 下列事實能體現(xiàn)細胞全能性的是 A.棉花種子萌發(fā)成幼苗 B.單細胞的DNA在體外大量擴增 C.燒傷患者皮膚細胞培養(yǎng)出的大量組織細胞 D.小鼠體細胞經(jīng)誘導(dǎo)培育成小鼠 【隨堂自測】 1．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，下列敘述正確的是 A.細胞分化只發(fā)生在動物胚胎發(fā)育過程中 B.細胞分化會使細胞數(shù)目增多 C.分化的細胞呈現(xiàn)出相同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 D.細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果 2．下圖中甲、乙、丙分別表示某人體的幾種細胞，它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能各不相同的根本原因是 A.DNA的結(jié)構(gòu)不同 B.基因的選擇性表達 C.遺傳物質(zhì)不同 D.線粒體的結(jié)構(gòu)不同 3．細胞的全能性是指 A.已經(jīng)分化的細胞全部能進一步分化 B.已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能 C.細胞既能分化，也能恢復(fù)到分化前的狀態(tài) D.細胞具有全面的生理功能 4．下列能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學(xué)過程是 A.玉米種子萌發(fā)長成新植株 B.小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞 C.小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成植株 D.胡蘿卜韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 5．據(jù)報道，目前英國科學(xué)家成功將人體皮膚細胞改造成成熟精子。下列與之相關(guān)的敘述，不正確的是 A.人體皮膚細胞和精子都是高度分化的細胞 B.該實驗已經(jīng)證明動物細胞具有全能性 C.如果該實驗屬實，可以給不育患者帶來福音 D.皮膚細胞具有發(fā)育成完整個體的潛能 【探究歸納】 1．教材提煉： 2．對比分析細胞分裂與細胞分化： 項目 細胞分裂 細胞分化 細胞變化 細胞數(shù)量增多 細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異，細胞種類增多 發(fā)生時間 發(fā)生在整個生命過程中 意義 在細胞的親代和子代之間保持了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定 保證了生物體正常發(fā)育 聯(lián)系 3．細胞分化和細胞全能性： 細胞分化 細胞全能性 原因 不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同 含有本物種全套遺傳物質(zhì) 結(jié)果 形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能不同的細胞 形成新的個體 大小或高低比較 細胞分化程度有高低之分：體細胞>生殖細胞> 受精卵 細胞全能性有大小之分： 受精卵>生殖細胞>體細胞 關(guān)系 ①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生改變 ②細胞分化程度越高，具有的全能性越小 4．【提醒】細胞分化與細胞分裂的關(guān)系： (1)細胞分裂是細胞分化的基礎(chǔ)，二者往往相伴發(fā)生。 (2)細胞的分化程度越高，細胞的分裂能力越弱。 必修1課時23 細胞的分化 詳細答案 課前預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)案 【自主梳理】 1．(1)個體發(fā)育過程中 (2)一個或一種細胞 (3)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 2．(1)持久 (2)一直保持分化后 (3)普遍 3．遺傳信息的執(zhí)行情況 4．專門化 生物個體發(fā)育 5．(1)已經(jīng)分化 (2)發(fā)育成完整個體 6．①植物激素 糖類 ②韌皮部細胞 ③發(fā)育成完整植株 7．①a.細胞核 去細胞核 b.細胞核 ②a.分裂和分化 b.造血干細胞 【預(yù)習(xí)小測】 1．√ 提示：斷尾壁虎長出新尾巴是通過細胞分裂和分化來實現(xiàn)的。 2．√ 提示：同一個體中，不同細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，其原因就是不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 3．√ 提示：在細胞分化的過程中遺傳信息不發(fā)生改變。 4． 提示：ATP合成酶基因在所有活細胞中都能夠表達。 5． 提示：受精卵是未分化的細胞，由其發(fā)育成新個體不能體現(xiàn)細胞的全能性。 知識拓展 探究案 【探究一細胞分化的特點和實質(zhì)】 (1)提示：不能，說明細胞分化具有穩(wěn)定性。 (2)提示：不能，說明細胞分化具有不可逆性。 (3)提示：相同。因為細胞b、c是由細胞a經(jīng)過有絲分裂和分化產(chǎn)生的，而經(jīng)有絲分裂和分化后，核遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。 (4)提示：不同。 (5)提示：細胞分化的實質(zhì)是不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 【典例精析】 C 【解析】A項中斷尾壁虎新尾巴的生成，B項砍伐后樹樁上新枝條形成及D項某細胞合成了胰島素，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上都發(fā)生了穩(wěn)定性差異，均有細胞分化發(fā)生。C項根尖分生區(qū)細胞中DNA周期性復(fù)制，細胞在進行有絲分裂，沒有分化。 【備注】無 【變式訓(xùn)練】 D 【解析】細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，基因的選擇性表達使細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類產(chǎn)生差異；細胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進程中；細胞分化是不可逆的，因此體內(nèi)已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡；具有分裂能力的細胞不一定會發(fā)生分化，如單細胞生物的細胞。 【備注】無 【探究二細胞的全能性】 2．(1)否 細胞全能性指的是已經(jīng)分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的能力，而玉米種子是一個器官，由胚、胚乳、種皮等組成，由種子發(fā)育成植株屬于個體發(fā)育的一部分，不能體現(xiàn)細胞的全能性 (2)否 細胞全能性體現(xiàn)的發(fā)育終點是完整的生物個體，而不是某種組織或器官 3．提示：植物細胞以及動物細胞的細胞核都具有控制該生物個體發(fā)育的完整的遺傳信息。 4．提示：不能。需要的條件：①在離體狀態(tài)下；②需要適宜的水、無機鹽、有機營養(yǎng)物質(zhì)；③需要植物激素；④需要適宜的溫度、pH等條件。 5．提示：植物組織培養(yǎng)體現(xiàn)了高度分化的植物細胞具有全能性，克隆羊不能說明高度分化的動物細胞具有全能性，只能說明動物細胞的細胞核具有全能性。 【典例精析】 C 【解析】卵細胞是已分化的細胞，受精卵是未分化的細胞，能夠在自然狀態(tài)下形成完整的新個體，全能性最高，A 項正確、C項錯誤；生物體內(nèi)細胞高度分化，通常不能表現(xiàn)全能性，但可以在離體的條件下培育成一個完整的個體表現(xiàn)出全能性，B、D項正確。 【備注】細胞全能性表達的起點是離體的組織細胞，終點是一個完整的生物個體；離體的植物細胞，具有控制該生物個體發(fā)育的完整的遺傳信息，在一定的培養(yǎng)液中可以表達全能性；離體的動物細胞雖具有控制該生物個體發(fā)育的完整的遺傳信息，但到目前為止還沒有將單個分化的動物細胞培養(yǎng)成新個體的實例。 【變式訓(xùn)練】 D 【解析】本題考查細胞全能性相關(guān)知識。細胞全能性的體現(xiàn)具備三點，一是已分化細胞，二是離體條件下培養(yǎng)，三是發(fā)育成一個完整個體。棉花種子是器官， 由種子萌發(fā)成幼苗沒有體現(xiàn)細胞的全能性；DNA擴增沒體現(xiàn)細胞全能性；皮膚細胞培養(yǎng)出的大量組織細胞沒發(fā)育成一個完整個體。 【備注】無 【隨堂自測】 1．D 【解析】細胞分化是一種持久性變化，發(fā)生在生物體的整個生命過程中，在胚胎時期達到最大；細胞分化的結(jié)果是細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生了穩(wěn)定性差異，但不會改變細胞數(shù)目；細胞分化的原因是細胞內(nèi)遺傳信息的執(zhí)行情況不同，導(dǎo)致細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生變化；細胞分化過程中，遺傳物質(zhì)(基因)并未改變，但基因可選擇性表達。 【備注】無 2．B 【解析】題圖中甲、乙、丙是同一受精卵經(jīng)過分裂、分化形成的，它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能各不相同的根本原因是基因的選擇性表達，不同細胞中表達的基因不同。 【備注】無 3．B 【解析】已經(jīng)分化的細胞具有發(fā)育成完整個體的潛能稱為細胞的全能性。 【備注】無 4．D 【解析】種子萌發(fā)長成植株，屬于個體發(fā)育的一部分，不能體現(xiàn)出體細胞的全能性，A項錯誤；骨髓造血干細胞形成各種血細胞，僅僅是細胞分化的過程，沒有完整個體的形成，體現(xiàn)不出細胞的全能性，B項錯誤；花粉離體培養(yǎng)發(fā)育成植株， 體現(xiàn)了生殖細胞的全能性，C項錯誤；胡蘿卜韌皮部細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株，體現(xiàn)了體細胞的全能性，D項正確。 【備注】無 5．B 【解析】人體皮膚細胞和精子都是分化程度較高的細胞，A項正確；科學(xué)家只是成功將人體皮膚細胞改造成成熟精子， 沒有形成完整個體，不能說明動物細胞具有全能性，B項錯誤；將皮膚細胞改造成成熟精子可以給不育患者帶來福音，C項正確；皮膚細胞具有控制該生物個體發(fā)育的全部的遺傳信息，具有發(fā)育成完整個體的潛能，D項正確。 【備注】無