1、第二节第二节 细胞的分化细胞的分化 目标导航 1.通过探究活动和图示，简述细胞的分化。2.结合植物的组织培养和克隆羊培育 过程，说出细胞全能性的概念。3.结合教材图示，说出干细胞的概念和研究意义。 一、细胞的分化(阅读 P8182) 1干细胞的功能 通过这些细胞的分裂维持自身细胞群体的稳定和发展，又可以进一步分化成各种不同的组织 细胞，从而构成机体各种复杂的组织器官。 2细胞分化 在个体发育过程中，后代细胞间在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分 化是在生物界中普遍存在的一种生命现象。 3造血干细胞 分裂分化 单能干细胞 继续分化 各种血 细胞。 二、细胞的全能性(阅读 P828
2、3) 1植物细胞的全能性 细胞发生分化后，其形态、结构保持稳定。高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的 潜能，这是细胞的全能性。 2植物组织培养的过程 (1)离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体。 (2)脱分化：已分化的植物组织细胞在培养条件下形成愈伤组织的过程。 (3)再分化：细胞在发生脱分化之后，可再转变成另一种具有特定结构功能的细胞。 3动物体细胞的细胞核具有全能性 至今尚无实验证明已分化的动物体细胞具有全能性，但许多实验证明了体细胞核的全能性， 如我国科学家童弟周等进行的黑斑蛙实验、克隆羊“多利”等。 判断正误： (1)细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象。( ) (
3、2)细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。( ) (3)细胞分化后遗传物质会发生一定改变。( ) (4)干细胞具有分裂和分化能力。( ) (5)诱导干细胞发育成特定的组织、器官，体现了动物细胞具有全能性。( ) (6)细胞全能性是指已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。( ) (7)植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。( ) (8)克隆羊多利的培育说明了高度分化的动物细胞具有全能性。( ) (9)种子萌发成植株体现了细胞的全能性。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 一、细胞的分化 1概念剖析 (1)发生时间：个体发育过程中。 (2)
4、细胞来源：一个或一种细胞。 (3)结果：形成形态、结构和生理功能上有稳定性差异的细胞。 2细胞分化的过程图解 3细胞分化的原因与特点 (1)原因 各种细胞具有完全相同的遗传信息， 但不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的(基因选择 性表达的结果)。 (2)特点 持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。 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。 普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。 4细胞分化的结果和意义 (1)结果：产生不同的组织和器官。 (2)意义：细胞的分化是个体发育的基础。 5干细胞及其类型 (1)概念 干细胞是
5、一类具有自我更新和分化潜能的细胞。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细 胞分化发育而来的。 (2)类型 干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。 下面以干细胞分化成红细胞的过程为例，说明它们之间的关系： 红细胞 终端分化细胞 专能骨髓造血干细胞 能分化成红细胞 多能骨髓造血干细胞 能分化成各种血细胞 全能胚胎干细胞 能分化成各种体细胞 (3)应用 医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带 来了希望。 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，因为它们来自同一受精卵
6、的有丝分裂。 2 现在很多医院的妇产科会发放关于婴儿脐带血保存的宣传单， 上面写着储存脐带血的种种 好处，脐带血为何有那么多的好处呢？ 答案 脐带血中含有造血干细胞。 1下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述，错误的是( ) A生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果 B生物体通过细胞分化，细胞之间逐渐发生了稳定性的差异 C细胞分裂是细胞分化的基础 D细胞分化过程中细胞内的遗传物质发生了变化 问题导析 (1)个体发育首先是细胞经有丝分裂使细胞数目增多，在此基础上，不同细胞选 择表达不同的基因，从而实现细胞分化，但分化的细胞内含有相同的遗传物质。 (2)分裂是分化的基础，分化是基因选择性表达的结果。
7、 答案 D 一题多变 判断正误： (1)细胞分化是个体发育的基础。( ) (2)单细胞生物的细胞分化现象更加明显。( ) (3)细胞分裂是细胞分化的基础。( ) (4)细胞分化过程中细胞内的遗传物质的种类发生了变化。( ) (5)细胞分化的方向在胚胎早期已经决定，一般不能逆转。( ) (6)生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果。( ) (7)细胞分化导致细胞的数目增加。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 二、细胞的全能性 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 新个体的潜能。 2细胞全能性
8、的表达 (1)条件 在离体状态下，需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等，还需要适宜的温度等条件。 (2)差异 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，但动物体细胞核的全 能性仍可以表达。 同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵生殖细胞体细胞。 随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。 与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。 3细胞全能性的应用 (1)植物组织培养 理论基础：植物体细胞的全能性。 过程：离体的组织或细胞(外植体) 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体幼体新植株。 (2)动物克隆 理论基础：动物体细胞核具有全能性。 举例：克隆羊、克隆牛、
9、克隆大熊猫。 4细胞分化与细胞全能性的关系 细胞分化 细胞全能性 原因 不同细胞中的遗传信息执行情况 不同 含有本物种全套的遗传物质 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：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 两者的遗传物质都不发生改变 细胞分化程度越高，具有的全能性越小 1 胡萝卜韧皮部细胞放入含有植物激素、 无机盐和糖类的培养液形成细胞团块 分化 根、 茎、叶植株。该过程说明了什么？ 答案 植物细胞具有全能性。 2动物细胞的细胞核全能性的实例 (1)非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的核移植到去核的卵
10、细胞中，结果获得了新个体。 (2)克隆羊多利的培育：将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中。 上述过程说明了什么？ 答案 动物细胞的细胞核具有全能性。 3比较受精卵、生殖细胞、体细胞增殖细胞、不增殖细胞的全能性大小。 答案 一般情况下，分化程度越高，全能性越低，二者呈负相关。同一生物体内细胞的全能 性高低为：受精卵生殖细胞体细胞增殖细胞不增殖细胞。 2下列关于细胞全能性的理解，正确的是( ) A从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性 B未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性 C在个体发育的不同时期，由于细胞内的基因发生变化，细胞不能表现出全能性 D脱离了植株的芽，一定能表现出全能性 问
11、题导析 (1)生物体的每一个细胞都与受精卵具有相同的遗传物质，从理论上来说都具有 全能性。(2)离体的组织在适宜条件下才能表现出全能性。在个体发育的不同时期，基因进行 选择性表达，导致细胞形成不同的组织、器官。 答案 A 一题多变 判断正误： (1)蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性。( ) (2)壁虎断尾后重新长出尾部证明动物细胞具有全能性。( ) (3)紫色糯性玉米种子培育出植株，证明了植物细胞的全能性。( ) (4)细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 1.下列与生物体正常生长发育密切相关的生理过程是(
12、 ) A细胞分裂 B细胞分化 C细胞生长 DA、B、C 均是 答案 D 解析 生物体的生长与细胞分裂和细胞生长有直接关系；在细胞分裂的基础上通过细胞分化 形成各种细胞，完成个体发育。 2.下列有关细胞分化的叙述，正确的是( ) A高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中 B细胞分化过程中遗传物质发生了改变 C细胞分化使细胞数目和种类增多 D经细胞分化后，细胞的全能性降低 答案 D 解析 细胞分化是细胞在形态、结构和功能上出现稳定性差异的现象，是基因在时间和空间 上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分 化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。 3.高
13、度分化的细胞仍然有发育成完整个体的能力，也就是保持着细胞的全能性。目前能够把 体细胞培育成完整生物体的生物种类是( ) A所有生物体细胞 B肌肉细胞 C植物细胞 D口腔上皮细胞 答案 C 解析 到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体，但能够 将高度分化的植物细胞培育成完整的植物体。 4.正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外和某些因素的诱导下，却可以分 化为神经细胞和肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞( ) A有旺盛的分裂能力 B能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质 C还没有分化 D具有与受精卵相同的全套遗传基因 答案 D 解析 细胞具有全能性的原因是分化
14、的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质。 5.下图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，请仔细观察，回答问题： (1)图示的高等生物个体发育是从_开始的。 (2)由到，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了_和_的过程。 (3)由到，由于细胞_，细胞的_、_和_发生了稳定性的差 异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中_的结果。 (4)若此过程发生在人体内，则由 4 种细胞构成组织，如小肠中具有吸收作用的_、组 成真皮的_、具有收缩特性的_和调节人体各种生命活动的_。 答案 (1)受精卵 (2)生长 分裂 (3)分化 形态 结构 生理功能 选择性表达 (4)上皮 组织 结缔组织 肌肉组织 神经组织 解析 由图示可以看出生物个体发育起源于同一个细胞，就是受精卵，受精卵经过一次分裂 形成两个相同的细胞，这两个细胞长大后再连续分裂、生长、分化，最后形成各种形态、结 构、生理功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织构成不同的器官执行不同的功能。