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第2节细胞的分化第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习引导1.概述细胞分化的过程、概念、实质和意义。2.举例说明细胞的全能性。3.进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习引导一、细胞分化1.概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。2.特点:普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。3.意义(1)细胞分化是生物个体发育的基础。(2)细胞分化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。4.实质:在个体发育中,不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。即在不同细胞不同基因控制下合成出不同蛋白质。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习引导预习交流1同一个体的胃腺细胞分泌胃蛋白酶,胰岛B细胞能分泌胰岛素,请问这两种细胞含有的遗传物质相同吗?试分析原因。答案:相同。胃腺细胞和胰岛B细胞都来源于同一个细胞即受精卵的有丝分裂。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习引导二、细胞的全能性1.概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。2.全能性差异:高度分化的植物细胞具有发育成完整个体的能力,说明植物细胞仍然具有全能性;实验表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。3.干细胞:动物和人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。预习交流2断尾的小壁虎再次长出新的尾巴属于细胞的全能性吗?答案:不是。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的潜能。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测一、细胞分化的概念、特点、原因及意义活动与探究1情景材料:红细胞(哺乳动物)的前世今生第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测在人体不同的发育时期,生成红细胞的组织器官是不完全相同的。胚胎期,红细胞先后在卵黄囊、肝、脾和骨髓生成;出生之后至青春期,生成红细胞的器官则为全身红骨髓;成年后,红骨髓主要局限于扁骨如胸骨、椎骨、肋骨、髋骨和颅骨等。红骨髓中有髓系多潜能干细胞,能分化出各系定向祖细胞;定向祖细胞又增殖分化成各种母细胞。例如,红系定向祖细胞在促红细胞生成素的作用下,能增殖分化为原红母细胞。接着,在分裂增殖和成熟过程中主要的变化有细胞体积逐渐变小、核逐渐消失、血红蛋白逐渐增多等。每一个原红母细胞经3~5次有丝分裂、增殖为8~32个晚幼红细胞,直至发育成为网织红细胞,大约要3~7d时间。再经过大约2~3d的时间,网织红细胞才发育成为成熟红细胞。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测结合以上材料并联系教材P117~118的内容,回答以下问题。1.由髓系多潜能干细胞→红系定向祖细胞→原红母细胞→晚幼红细胞→网织红细胞→成熟红细胞的变化过程在细胞的生命历程中,可称为什么?答案:细胞分化。2.给“细胞分化”下一个定义并结合红细胞的生成简述细胞分化的表现。答案: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,叫做细胞分化。细胞分化表现为:蛋白质的种类和含量出现差异(红细胞成熟过程中血红蛋白含量增多)、细胞的形态结构出现差异(例如红细胞在成熟过程中,体积逐渐变小、细胞核逐渐消失)。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测3.下列事实分别说明了细胞分化的哪一特点?①细胞分化发生在整个生命进程中。②黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素;离体培养的上皮细胞,始终保持为上皮细胞,而不会变成其他类型的细胞。③髓系多潜能干细胞→红系定向祖细胞→原红母细胞→晚幼红细胞→网织红细胞→成熟红细胞→死亡。④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。答案:①持久性;②稳定性;③不可逆性;④普遍性。4.总结细胞分化的意义。答案:(1)细胞分化是个体发育的基础;(2)细胞分化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。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测5.分析细胞分化的原因(实质)。资料:在红细胞中,与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态,与肌动蛋白(肌细胞中的一种蛋白质)合成有关的基因则处于关闭状态;在肌细胞中则相反。(1)红细胞为什么能合成血红蛋白,而不合成肌动蛋白?肌细胞为什么能合成肌动蛋白?答案:在红细胞中血红蛋白的基因处于活动状态,控制合成了血红蛋白,而肌动蛋白的基因处于关闭状态。而肌细胞中正好相反。(2)同一生物体的红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗?答案:相同,因为都是由一个受精卵经有丝分裂而来。(3)基因相同,合成的蛋白质不同的根本原因是什么?答案:基因选择性表达的结果。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用1细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象。下列说法不正确的是()。A.分化发生在生物体的整个生命进程中B.分化是遗传信息在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C.细胞分化是稳定的,而且一般是不可逆的D.分化过程中遗传物质发生了改变答案:D解析:细胞分化是指细胞的功能向某一方面特化,是基因选择性表达的结果。细胞分化与细胞分裂密切相关,发生在生物体整个生命进程中。细胞分化是不可逆的,一般来说分化了的细胞不会再回到未分化之前的状态。细胞分化中遗传物质没有发生改变。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测1.细胞分化的实质基因的选择性表达。同一生物体不同部位的细胞DNA、基因、tRNA相同,但mRNA和蛋白质不同。2.管家基因与奢侈基因管家基因: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。奢侈基因:只在特定细胞中选择性表达的基因,控制细胞分化,如胰岛素基因、血红蛋白基因等。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测3.从不同的水平分析细胞分化(1)从细胞水平分析:是细胞形态、结构和生理功能改变的结果。(2)从亚显微结构水平分析:是细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。(3)从分子水平分析:①蛋白质角度:是蛋白质种类、数量、功能改变的结果。②基因角度:基因选择性表达的结果,这是细胞分化的根本原因。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测二、细胞的全能性活动与探究21.请将下表中说明细胞全能性的实例补充完整。实例全能性说明①说明高度分化的植物细胞具有发育成完整个体的能力克隆绵羊说明高度分化的动物细胞的②具有全能性花药离体培养说明生殖细胞(③)具有全能性雄蜂的发育说明生殖细胞(④)具有全能性答案:①植物组织培养②细胞核③精子④卵细胞第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测2.以下是全能性高低比较,请将“”或“”填入相应空白处。(1)受精卵(未分化)精子或卵细胞(高度分化)体细胞。(2)植物体细胞动物体细胞(克隆羊只证明动物细胞核具有全能性)。(3)胚胎干细胞造血干细胞皮肤生发层干细胞。答案:(1)(2)(3)3.细胞分化与细胞全能性的关系可用下列图解表示,请将图中①②③④表示的全能性高低的程度补充完整。答案:①高②低③高④最高第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用2下列有关细胞全能性的叙述,错误的是()。A.植物细胞离体培养在一定适宜条件下,能表现出全能性B.受精卵细胞全能性最高C.在生物体内由于细胞的分化,全能性难以表达D.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高答案:D解析:细胞的全能性要在离体和一定条件下才能实现,所以A项和C项正确。受精卵未分化,全能性最高,故B项正确。卵细胞虽分化程度较高,但其全能性也较高,故D项错误。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测细胞分化和细胞全能性的比较项目细胞分化细胞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:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大限度②稳定性和不可逆性: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③普遍性:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础①高度分化的植物体细胞具有全能性表现条件:a.离体b.营养物质充足c.激素调节d.无菌环境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。例如,动物克隆技术第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小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有大小之分,如受精卵生殖细胞体细胞关系①两者的遗传物质都不发生改变②已分化的细胞仍保持全能性,但细胞的分化程度越高,具有的全能性越小第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测三、干细胞活动与探究3阅读教材P119最后一个自然段,并讨论回答下列问题。1.除受精卵外,生物体内还有没有具有分裂分化能力的细胞?答案:植物体内:分生组织细胞;动物体内:干细胞。2.红细胞、白细胞、血小板来源于哪里?答案:造血干细胞的增殖和分化。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用3动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中,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,可供器官移植使用第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测答案:D解析:b、c代表细胞分化,分化的细胞首先组成组织,由不同的组织构成器官。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测干细胞按能力可以分为三类:全能干细胞(胚胎干细胞)、多能干细胞(组织干细胞)和专能干细胞。全能干细胞的一大特点是具有发育的全能性,可以参与整个生物体的发育,构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初始的全能干细胞。多能干细胞具有分化出多种组织细胞的潜能,但不能发育成完整的个体,如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。多能干细胞进一步分化,可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞,如神经组织干细胞可以分化成各种类型的神经细胞,血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。第2节细胞的分化课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETAN