高中生物 521 细胞分化细胞的全能性同步导学案 苏.docx

高中生物 521 细胞分化细胞的全能性同步导学案 苏.docx

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高中生物521细胞分化细胞的全能性同步导学案苏

2014--2015学年生物（苏教版）必修一同步导学案

5.2.1细胞分化、细胞的全能性

一、目标导航

1.学习目标

⑴通过细胞分化的概念及实例来说明细胞分化的过程、原因、特点及意义；

⑵ 能解释细胞具有全能性的原因；

2.学习重点

（1）能举例说明细胞的分化，理解细胞分化的实质；

（2）举例说明细胞的全能性；

3.学习难点

（1）细胞全能性的概念及实例。

二、知识网络

人体生命活动调节

三、导学过程

“导”—自主预习

一.细胞分化  

1.概念：

由的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态、结构和生理功能上形成，产生不同的细胞类群的过程。

2.时间：

发生于个体发育中，在达到最大程度。

3.结果：

形成种类的细胞和组织、器官。

4.特点：

具有稳定性、、不可逆性。

5.实质：

基因的结果。

6.意义：

（1）细胞分化是生物的基础。

（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向，有利于提高  各种生理功能的效率。

7.细胞的全能性

⑴含义：

高度分化的细胞仍然具有发育成的潜能。

⑵原因：

细胞含有本物种全套的。

⑶植物组织培养：

（如胡萝卜韧皮部细胞一植株）所利用的生物学原理是植物细胞的，在培养基中加入植物激素、无机盐和糖类等物质，结果，这些细胞进行分裂和分化，形成一个细胞团，再分化出根、茎、叶→。

⑷植物组织培养的意义：

①花卉和蔬菜；②拯救物种； ③与基因工程相结合培育作物。

⑸干细胞：

动物和人体内保留着的少量具有和分化能力的细胞。

植物细胞的全能性：

植物体中单个已经分化的细胞具有发育成的全部遗传物质，在适宜条件下，仍然具有能够发育成完整新植株的潜能。

“学”—互动探究

探究一细胞分化及全能性的相关内容整合 

阅读课本P86~P89相关内容，思考并小组讨论下列问题：

1.现实中，生物体中的细胞却形态各异功能不同的，为什么会导致细胞产生如此差异呢？

提示：

由一个受精卵发育而来的多细胞有机体，是由不同类型的细胞组成的.在个体发育过程中,一方面,通过细胞分裂,细胞数量越来越多；另一方面,细胞在形态,结构和功能上发生特异性的变化。

这样我们必须要接触到一个细胞分化的概念。

2.下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征？

⑴细胞分化发生在整个生命进程中。

⑵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。

⑶造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→死亡。

提示：

持久性稳定性不可逆性

3.细胞形态功能发生变化是否就属于细胞的分化？

请说明原因。

提示：

否。

由相同形态功能的细胞发育成形态和功能不同的细胞叫细胞分化。

衰老的细胞其细胞形态和功能也会发生变化，但不叫细胞分化。

细胞分化图解

4.细胞分化对个体发育有什么意义？

细胞分化是不是人类所特有的呢？

细胞分化的结果是什么？

提示：

细胞分化是个体发育的基础；是生物界中普遍存在的生命现象；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。

5.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？

为什么最终的表现不同？

提示：

相同。

分析如下：

结论：

细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致（基因的选择性表达）。

6.蜜蜂的未受精的卵细胞发育成雄蜂能否证明了动物细胞具有全能性？

提示：

蜜蜂的卵细胞是高度分化的细胞，其不受精直接发育成雄蜂，符合细胞全能性的概念。

7.为什么已经分化的细胞具有全能性呢？

提示：

高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因。

【经典回眸】下图中A、B、C是某一人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态（图中糖酵解表示细胞呼吸的第一阶段）。

据图得出下列结论中错误的是（）

A.三种人体细胞有各自不同的形态，根本原因是基因选择性表达的结果

B.这三种细胞不可能是红细胞，细胞C可能是神经细胞，细胞A肯定是胰岛B细胞

C.三种细胞都可以将葡萄糖分解为丙酮酸

D.三种细胞的细胞核具有该生物的全套遗传物质，所以此三种细胞均具有全能性

【解析】据图分析知，这三种细胞都可以将葡萄糖分解为丙酮酸，因为其糖酵解酶的基因均能表达；由于图中细胞均不表达血红蛋白基因，因此这三种细胞不可能是红细胞，细胞C可能是神经细胞，由于细胞A的胰岛素基因表达，因此可以确定其是胰岛B细胞。

尽管三种细胞的细胞核具有该生物的全套遗传物质，但由于基因的选择性表达使此三种细胞均不能表现全能性。

【答案】Ｄ

【变式训练】

1.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是（）

A.分化发生在生物体的整个生命进程中

B.细胞分化的原因

是在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况是不同的

C.未离体的体细胞不会表现出全能性

D.分化过程中遗传物质发生了改变

2.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是（　　）

A.组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性

B.克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性

C.用花粉培育成的植株往往高度不育,说明花粉细胞不具有全能性

D.愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性

四、达标检测

1.细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。

下列属于奢侈基因的是（）

A.血红蛋白基因B.ATP合成酶基因

C.DNA解旋酶基因D.核糖体蛋白基因

2.下列关于细胞分化的说法正确的是

①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态

②细胞分化后，细胞中mRNA不同，tRNA相同

③分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能

④一般不会出现细胞核遗传物质的改变

⑤细胞分化的实质是基因的选择性表达

A．②③④⑤　　　　　B．①②④⑤C．①②③⑤D．①②③④⑤

3.在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的（　　）

A.壁虎断尾后重新长出尾部

B.蜜蜂未受精卵细胞发育成雄蜂

C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人

D.小鼠腺细胞的自我复制

4.细胞分化

过程中，不会出现的是（）

A．细胞表面结构的改变

B．细胞器种类和数量的改变

C．蛋白质种类和数量的改变D．细胞核遗传物质的改变

5.有关细胞全能性的叙述，不正确的是（）

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.生物体内由于细胞分化，全能性不能表达

C.卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高

D.植物细胞在一定的条件下离体培养能表现出全能性

1.A

2.【解析】细胞分化一般来说是不可逆的，且具有普遍性和持久性。

细胞分化的实质是基因的选择性表达，表达的基因不同，转录生成的mRNA不同，但tRNA都相同。

细胞分化的结果是形成不同形态、结构和功能的细胞。

细胞分化不会改变遗传物质。

答案:

D

3.【解析】细胞的全能性是指已经分化的细胞有发育成一个新的个体的潜能。

只有蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂符合细胞的全能性的概念要点。

答案:

B

4.D5.C

6.

（1）减少　不一定　种子成熟过程中水分减少，但细胞没有出现衰老　

（2）变大　内折　不一定　因为人成熟的红细胞没有细胞核　（3）醋酸洋红或龙胆紫　衰老的肝细胞细胞核染色较深　（4）多　强　旺盛　（5）缩短

五、依据考点，归纳总结

【例1】骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内（　　）

A.正常生长B.增殖并分化成多种细胞

C.分泌抗体D.杀死各种病原菌

解析：

白血病又称血癌，病人产生大量的异常白细胞，而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量减少。

移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞和淋巴细胞，因此骨髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。

答案：

B

【温馨提示】细胞分化的相关知识

（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：

①持久性：

细胞分化贯穿于生物体整个生命过程中，但在胚胎期达到最大。

②不可逆性：

一般情况下，分化的细胞将不会再演变成原始的细胞。

③普遍性：

细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。

④细胞分化过程中遗传物质不发生改变。

（3）原因：

细胞分化是基因在时间和空间上选择性表达的结果。

（4）结果：

细胞种类增多，产生不同的细胞和组织。

（5）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。

【例2】以下能说明细胞具有全能性的实验是（　　）

A.胚胎干细胞形成神经细胞

B.用矮秆抗病小麦种子培育出小麦植株

C.给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪

D.将转入抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株

【解析】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

A选项体现的是细胞分化。

B选项是正常的有性生殖现象。

C选项是动物克隆，只能体现细胞核的全能性。

D选项转入了抗虫基因的棉花细胞发育成完整植株，体现了细胞的全能性。

【答案】D

易错警示:

有关细胞全能性的3个易错点

（1）植物种子发育成植株不叫全能性。

（2）胚胎干细胞发育成各种组织器官（未形成个体——体现全能性的终点）不叫全能性。

（3）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。

六、布置作业

一．选择题

1.如图表示干细胞的三个发育途径，下列有关说法不正确的是（　　）

A.由甲细胞形成的乙细胞仍然保持着分裂能力，所以乙细胞能无限增殖

B.若丁细胞是胰腺细胞，则结构⑦所起的作用是对蛋白质进行加工、分类和包装

C.一般情况下，甲、乙、丙、丁等细胞的细胞核中的DNA相同

D.甲细胞分化成丁细胞的根本原因是基因的选择性表达

2.以下能说明细胞具有全能性的实验是（　　）

A.胚胎干细胞形成神经细胞

B.用矮秆抗病小麦种子培育出小麦植株

C.给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪

D.将转入抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株

3.干细胞的研究一直是科技热点之一。

干细胞是指在个体发育过程中能自我复制，并在一定条件下能分化的原始细胞。

下列有关造血干细胞的说法正确的是（　　）

A造血干细胞比受精卵分化程度低

B造血干细胞分化出各类血细胞，表现了细胞的全能性

C在生物体内，造血干细胞分化形成红细胞的过程是不可逆的

D造血干细胞分化过程中遗传物质发生了改变

4.关于细胞分化的叙述，下列哪一项是错误的（　　）

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.细胞分化在胚胎时期达到最大限度

C.随着细胞分化的进行，细胞中遗传物质种类会发生改变

D.高度分化的动物细胞的细胞核仍保持着全能性

5.细胞分化过程中不会出现的是（　　）

A.细胞表面结构改变

B.细胞器种类和数量改变

C.蛋白质种类和数量的改变

D.细胞核遗传物质的改变

6.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，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

二．非选择题

7.高度分化的动物细胞分化潜能降低，它的全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。

请利用性成熟的青蛙作实验材料，设计一个实验方案证明上述说法。

（1）实验的大体思路是：

先把完整的体细胞单独培养，证明_____________________，再将____________________导入________________，看能否表现出全能性。

（2）根据上述思路设计的实验步骤是：

第一步：

取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养，观察其能否形成一个完整的青蛙。

第二步：

准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。

第三步：

________________________________________________________________

_______________________________________________________________________。

第四步：

将第三步形成的重组细胞进行细胞培养克隆，观察能否形成完整的青蛙。

（3）实验结果：

__________________________________________________________

________________________________________________________________________

（4）结论_________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（5）有人推测，卵细胞质中的物质X是促进体细胞核全能性发挥的物质，若要证明这一推断，请写出简单的设计思路：

__________________________________________________

_________________________________________________________________________。

参考答案与解析

1.A【解析】由甲干细胞形成的乙干细胞虽然保持着分裂能力，但其分裂的次数是有限的，故A错误；⑦为高尔基体，其作用主要是对蛋白质进行加工、分类和包装，故B正确；由于甲、乙、丙、丁是由同一细胞通过有丝分裂形成的，其细胞核内的DNA相同，故C正确；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，故D正确。

2.D【解析】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

A选项体现的是细胞分化。

B选项是正常的有性生殖现象。

C选项是动物克隆，只能体现细胞核的全能性。

D选项转入了抗虫基因的棉花细胞发育成完整植株，体现了细胞的全能性。

3.C【解析】受精卵分化程度最低，全能性最高；造血干细胞分化出的各类血细胞没有发育成个体，因此不能说明其表现出了细胞的全能性；在生物体内，分化是不可逆的；造血干细胞分化形成血细胞的过程中，遗传物质没有发生改变。

4.C　【解析】细胞分化的实质是细胞中基因的选择性表达，细胞中遗传物质的种类和数量并未发生改变，仍保持其全能性。

5.D　【解析】细胞分化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。

细胞的差异性体现在细胞器种类、数量不同、细胞表面结构不同及蛋白质的种类、数量不同。

同一生物体的所有体细胞都来源于受精卵的有丝分裂，故含有该生物的全部遗传信息，核遗传物质都是相同的。

6.D　【解析】干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。

b、c代表细胞分化的过程，分化的细胞首先组成组织，由不同的组织构成器官。

7.C　【解析】组织培养技术依据的原理是细胞的全能性：

生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，具有形成完整个体的潜能。

组织培养的细胞首先脱分化，再经过细胞分裂，形成愈伤组织。

愈伤组织是一种没有分化的细胞，然后愈伤组织再分化出各种组织器官，进一步发育成试管苗。

七、课后反思

同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。

收获

内容

疑点

内容