高中生物 课时23 细胞的分化导学案 新人教版必修1.docx

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高中生物课时23细胞的分化导学案新人教版必修1

2019-2020年高中生物课时23细胞的分化导学案新人教版必修1

【学习目标】

1．说明细胞的分化。

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。

【自主梳理】

1．细胞分化的概念：

（1）时期：

______________________。

（2）起点：

______________________。

（3）变化：

______________________上发生稳定性差异。

2．细胞分化的特点：

（1）____________性：

细胞分化是一种持久性的变化。

（2）稳定性、不可逆性：

分化了的细胞将____________的状态。

（3）____________性：

细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。

3．细胞分化的原因（实质）：

不同的细胞中________________________是不同的。

4．细胞分化的意义：

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，是____________的基础。

5．细胞的全能性的概念：

（1）细胞类型：

_________________的细胞。

（2）特点：

具有_________________的潜能。

6．植物细胞实例——植物组织培养：

①培养液成分_________________、无机盐和_________________等。

②实验过程

③结论：

高度分化的植物细胞仍然具有_________________的能力。

7．动物细胞实例：

①克隆羊

a.实验过程

b.结论：

已分化的动物体细胞的_____________是具有全能性的。

②干细胞

a.概念：

动物和人体内仍保留着少数具有_____________能力的细胞。

b.举例：

_____________能通过增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板。

【预习小测】

1．判断正误：

断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。

2．判断正误：

细胞分化过程中遗传信息的执行情况不同。

3．判断正误：

由一种细胞分化形成的不同组织细胞的遗传信息相同。

4．判断正误：

ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达。

5．判断正误：

由受精卵发育成新个体体现了细胞的全能性。

【探究一细胞分化的特点和实质】

如图表示某种植物细胞分裂和分化的过程，结合图示探讨下列问题。

（1）细胞b能够再分化成细胞c吗？

这说明细胞分化具有什么特点？

（2）细胞b能够回到分化前的细胞a的状态吗？

这说明细胞分化具有什么特点？

（3）细胞a、b、c的核遗传物质相同吗？

为什么？

（4）细胞a、b、c的大小、形态、结构和功能相同吗？

（5）由（3）（4）总结细胞分化的实质。

【典例精析】

下列生命过程中，没有发生细胞分化的是

A.断尾壁虎长出新尾巴

B.砍伐后的树桩上长出新枝条

C.根尖分生区细胞中DNA周期性复制

D.某细胞合成了胰岛素

【变式训练】

下列关于细胞分化的叙述，错误的是

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.具有分裂能力的细胞一定会分化，且分化程度越高分裂能力就越低

【探究二细胞的全能性】

2．探讨下列实例是否体现了细胞的全能性，并说明理由。

（1）玉米种子萌发长成植株。

判断：

_________（填"是"或"否"）。

理由：

_________________________________________________________。

（2）诱导干细胞发育成特定的组织或器官。

判断：

________（填"是"或"否"）。

理由：

_________________________________________________________。

3．为什么植物细胞以及动物细胞的细胞核都具有全能性？

4．胡萝卜韧皮部细胞在胡萝卜植株上能够发育成一个完整的个体吗？

尝试总结胡萝卜韧皮部细胞发育成一个完整植株需要哪些条件？

5．植物组织培养和克隆羊的实例是否均体现了高度分化的细胞具有全能性？

【典例精析】

下列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，全能性最高

B.在生物体内已经分化的细胞不能表达全能性

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

【变式训练】

下列事实能体现细胞全能性的是

A.棉花种子萌发成幼苗

B.单细胞的DNA在体外大量扩增

C.烧伤患者皮肤细胞培养出的大量组织细胞

D.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠

【随堂自测】

1．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述正确的是

A.细胞分化只发生在动物胚胎发育过程中

B.细胞分化会使细胞数目增多

C.分化的细胞呈现出相同的形态、结构和生理功能

D.细胞分化是基因选择性表达的结果

2．下图中甲、乙、丙分别表示某人体的几种细胞，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

3．细胞的全能性是指

A.已经分化的细胞全部能进一步分化

B.已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能

C.细胞既能分化，也能恢复到分化前的状态

D.细胞具有全面的生理功能

4．下列能体现体细胞全能性的生物学过程是

A.玉米种子萌发长成新植株

B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞

C.小麦花粉经离体培养发育成植株

D.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成新植株

5．据报道，目前英国科学家成功将人体皮肤细胞改造成成熟精子。

下列与之相关的叙述，不正确的是

A.人体皮肤细胞和精子都是高度分化的细胞

B.该实验已经证明动物细胞具有全能性

C.如果该实验属实，可以给不育患者带来福音

D.皮肤细胞具有发育成完整个体的潜能

【探究归纳】

1．教材提炼：

2．对比分析细胞分裂与细胞分化：

项目

细胞分裂

细胞分化

细胞变化

细胞数量增多

细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异，细胞种类增多

发生时间

发生在整个生命过程中

意义

在细胞的亲代和子代之间保持了遗传物质的稳定

保证了生物体正常发育

联系

3．细胞分化和细胞全能性：

细胞分化

细胞全能性

原因

不同细胞中遗传信息的执行情况不同

含有本物种全套遗传物质

结果

形成形态、结构、生理功能不同的细胞

形成新的个体

大小或高低比较

细胞分化程度有高低之分：

体细胞>生殖细胞>受精卵

细胞全能性有大小之分：

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细胞分化程度越高，具有的全能性越小

4．【提醒】细胞分化与细胞分裂的关系：

（1）细胞分裂是细胞分化的基础，二者往往相伴发生。

（2）细胞的分化程度越高，细胞的分裂能力越弱。

必修1课时23细胞的分化

详细答案

课前预习·预习案

【自主梳理】

1．

（1）个体发育过程中

（2）一个或一种细胞

（3）形态、结构和生理功能

2．

（1）持久

（2）一直保持分化后

（3）普遍

3．遗传信息的执行情况

4．专门化   生物个体发育

5．

（1）已经分化

（2）发育成完整个体

6．①植物激素 糖类   ②韧皮部细胞   ③发育成完整植株

7．①a.细胞核 去细胞核    b.细胞核

②a.分裂和分化   b.造血干细胞

【预习小测】

1．√ 提示：

断尾壁虎长出新尾巴是通过细胞分裂和分化来实现的。

2．√ 提示：

同一个体中，不同细胞的形态、结构不同，其原因就是不同细胞中遗传信息的执行情况不同。

3．√ 提示：

在细胞分化的过程中遗传信息不发生改变。

4．× 提示：

ATP合成酶基因在所有活细胞中都能够表达。

5．× 提示：

受精卵是未分化的细胞，由其发育成新个体不能体现细胞的全能性。

知识拓展·探究案

【探究一细胞分化的特点和实质】

（1）提示：

不能，说明细胞分化具有稳定性。

（2）提示：

不能，说明细胞分化具有不可逆性。

（3）提示：

相同。

因为细胞b、c是由细胞a经过有丝分裂和分化产生的，而经有丝分裂和分化后，核遗传物质不发生改变。

（4）提示：

不同。

（5）提示：

细胞分化的实质是不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。

【典例精析】

C

【解析】A项中断尾壁虎新尾巴的生成，B项砍伐后树桩上新枝条形成及D项某细胞合成了胰岛素，在形态、结构和功能上都发生了稳定性差异，均有细胞分化发生。

C项根尖分生区细胞中DNA周期性复制，细胞在进行有丝分裂，没有分化。

【备注】无

【变式训练】

D

【解析】细胞分化是基因选择性表达的结果，基因的选择性表达使细胞内蛋白质的种类产生差异；细胞分化发生在生物体的整个生命进程中；细胞分化是不可逆的，因此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；具有分裂能力的细胞不一定会发生分化，如单细胞生物的细胞。

【备注】无

【探究二细胞的全能性】

2．

（1）否   细胞全能性指的是已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的能力，而玉米种子是一个器官，由胚、胚乳、种皮等组成，由种子发育成植株属于个体发育的一部分，不能体现细胞的全能性

（2）否   细胞全能性体现的发育终点是完整的生物个体，而不是某种组织或器官

3．提示：

植物细胞以及动物细胞的细胞核都具有控制该生物个体发育的完整的遗传信息。

4．提示：

不能。

需要的条件：

①在离体状态下；②需要适宜的水、无机盐、有机营养物质；③需要植物激素；④需要适宜的温度、pH等条件。

5．提示：

植物组织培养体现了高度分化的植物细胞具有全能性，克隆羊不能说明高度分化的动物细胞具有全能性，只能说明动物细胞的细胞核具有全能性。

【典例精析】

C

【解析】卵细胞是已分化的细胞，受精卵是未分化的细胞，能够在自然状态下形成完整的新个体，全能性最高，A项正确、C项错误；生物体内细胞高度分化，通常不能表现全能性，但可以在离体的条件下培育成一个完整的个体表现出全能性，B、D项正确。

【备注】细胞全能性表达的起点是离体的组织细胞，终点是一个完整的生物个体；离体的植物细胞，具有控制该生物个体发育的完整的遗传信息，在一定的培养液中可以表达全能性；离体的动物细胞虽具有控制该生物个体发育的完整的遗传信息，但到目前为止还没有将单个分化的动物细胞培养成新个体的实例。

【变式训练】

D

【解析】本题考查细胞全能性相关知识。

细胞全能性的体现具备三点，一是已分化细胞，二是离体条件下培养，三是发育成一个完整个体。

棉花种子是器官，由种子萌发成幼苗没有体现细胞的全能性；DNA扩增没体现细胞全能性；皮肤细胞培养出的大量组织细胞没发育成一个完整个体。

【备注】无

【随堂自测】

1．D

【解析】细胞分化是一种持久性变化，发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大；细胞分化的结果是细胞的形态、结构和生理功能发生了稳定性差异，但不会改变细胞数目；细胞分化的原因是细胞内遗传信息的执行情况不同，导致细胞的形态、结构和生理功能发生变化；细胞分化过程中，遗传物质（基因）并未改变，但基因可选择性表达。

【备注】无

2．B

【解析】题图中甲、乙、丙是同一受精卵经过分裂、分化形成的，它们的形态、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，不同细胞中表达的基因不同。

【备注】无

3．B

【解析】已经分化的细胞具有发育成完整个体的潜能称为细胞的全能性。

【备注】无

4．D

【解析】种子萌发长成植株，属于个体发育的一部分，不能体现出体细胞的全能性，A项错误；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有完整个体的形成，体现不出细胞的全能性，B项错误；花粉离体培养发育成植株，体现了生殖细胞的全能性，C项错误；胡萝卜韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株，体现了体细胞的全能性，D项正确。

【备注】无

5．B

【解析】人体皮肤细胞和精子都是分化程度较高的细胞，A项正确；科学家只是成功将人体皮肤细胞改造成成熟精子，没有形成完整个体，不能说明动物细胞具有全能性，B项错误；将皮肤细胞改造成成熟精子可以给不育患者带来福音，C项正确；皮肤细胞具有控制该生物个体发育的全部的遗传信息，具有发育成完整个体的潜能，D项正确。

【备注】无

2019-2020年高中生物课时23细胞的分化课后练习新人教版必修1

【基础过关】

1．细胞分化不同于细胞增殖的主要特点是

A.能形成各种不同的细胞和组织

B.细胞体积增大

C.细胞的化学成分及含量发生变化

D.细胞数量增多

2．下列成年动物和人体内不具有分化能力的是

A.胚胎干细胞

B.受精卵

C.造血干细胞

D.肌细胞

3．下列关于细胞分化的叙述，不正确的是

A.细胞分化的主要标志是细胞内开始合成新的特异性的蛋白质

B.细胞分化进程是细胞原有的高度可塑性潜能逐渐增加的过程

C.细胞分化的分子基础是细胞固有基因的正常的严格有序的表达过程

D.细胞分化是细胞由非专一性的状态向形态和功能的专一性状态转变的过程

4．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.细胞团块的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性

5．据报道，目前英国科学家成功将人体皮肤细胞改造成成熟精子。

下列与之有关的叙述不正确的是

A.人体皮肤细胞和精子都是高度分化的细胞

B.该实验已经证明动物细胞具有全能性

C.如果该实验属实，可以给不育患者带来福音

D.皮肤细胞具有发育成完整个体的潜能

【能力提升】

1．干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞，一旦需要，它可以分裂、分化形成各种组织干细胞，再进一步分化形成各种不同的组织细胞。

下列有关叙述中不正确的是

A.心脏干细胞分化形成心脏的过程表现了细胞的全能性

B.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的

C.运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织，开创人类疾病治疗的新方法

D.干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质

2．下列关于细胞分化的说法，正确的有

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，便不会再回到原先的状态②细胞分化后，细胞中合成的蛋白质不同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.①②④⑤

C.①②③⑤

D.①②③④⑤

3．据报道，从怀孕妇女的羊水中发现的干细胞在实验室培养后生成了骨骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等多种器官。

以下有关说法不正确的是

A.这个实验证明了干细胞具有一定的分化能力

B.这些骨骼、肌肉、血管、神经、肝脏等的形成是细胞分裂与分化的结果

C.从羊水中提取的干细胞与其生成的肌肉细胞中的染色体组成不一样

D.这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞，将有更多的医学用途

4．下图是与细胞增殖和分化有关的图解，据图回答下列问题。

（1）图中A表示________________的过程，B表示________________的过程。

（2）图中b、c、d、e具有相同的________。

（3）图中e能合成血红蛋白，则b、c、d都________（填"不能"或"能"）合成，其主要原因是________________________________________。

（4）若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个植物体，说明d具有_______性。

（5）图中的a、b、c、d、e这五个细胞相比，哪一个细胞的全能性最大？

________。

必修1课时23细胞的分化

课后练习·详细答案

【基础过关】

1．A

【解析】细胞体积增大是细胞生长的结果，细胞数量增多是细胞分裂的结果，能形成各种不同的细胞、组织和器官是细胞分化的结果。

【备注】无

2．D

【解析】胚胎干细胞、造血干细胞的分化程度较低，受精卵是未分化的细胞，它们均具有一定的分裂、分化能力，而肌细胞是高度分化的细胞，不具备继续分化的能力。

【备注】无

3．B

【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，未分化的细胞可塑性潜能高，分化后的细胞可塑性潜能减小。

【备注】无

4．A

【解析】细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，最终发育成的一定是一个个体，不能是其他的，如细胞团块。

克隆羊的诞生说明动物的细胞核具有全能性。

用花粉培育成的植株是单倍体，往往高度不育，这是单倍体的特性，不能说明花粉细胞不具有全能性。

【备注】无

5．B

【解析】无

【备注】无

【能力提升】

1．A

【解析】由细胞培养成个体才能体现细胞的全能性，心脏干细胞分化形成心脏，只形成了器官，不能体现全能性，A错误；细胞分化一般情况不可逆，B正确；运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织，开创人类疾病治疗的新方法，C正确；干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质，D正确。

【备注】本题主要考查细胞分化与全能性的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。

2．D

【解析】细胞分化是基因选择性表达的结果，形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态、结构不同，细胞分化具有稳定性、持久性及不可逆性，在分化时遗传物质一般不会出现改变。

【备注】无

3．C

【解析】干细胞具有一定的分化能力，在实验室培养后通过分裂、分化生成了具有医学用途的骨骼、血管等多种器官，该过程中遗传物质没有发生改变，染色体组成相同。

【备注】无

4．

（1）细胞增殖  细胞分化

（2）遗传信息

（3）不能  控制血红蛋白合成的基因未表达

4）全能

（5）a

【解析】

（1）图中A表示通过细胞增殖实现细胞数目增多的过程，B表示细胞分化的过程。

（2）在细胞分裂和分化的过程中遗传信息没有发生改变，b、c、d、e具有相同的遗传信息。

（3）b、c、d、e都有控制血红蛋白合成的基因，但是只在e中表达，而b、c、d细胞中控制血红蛋白合成的基因未表达。

（4）d能在体外条件下培养成一个植物体体现了d具有全能性。

（5）图中a细胞分化的程度最低，全能性最大。

【备注】无