第6章

細胞的生命歷程第2節

細胞的分化課前篇

自主預習課堂篇

分點突破課后篇

課時分層訓練課前篇

自主預習一、細胞分化及其意義1.概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在________、________和____________上發生______________的過程。形態結構生理功能穩定性差異2.特點：特點解釋①________性在生物界中普遍存在，是生物個體發育的基礎②________性細胞分化發生在生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度③__________性（相對穩定性）一般來說，分化的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡④________________性一般情況下，分化后的細胞內遺傳物質不發生改變普遍持久不可逆遺傳物質不變3.實質：在個體發育過程中，不同種類的細胞中____________的表達情況不同（即基因的選擇性表達）。4.結果：形成形態、結構、功能不同的細胞，不同類型細胞進而形成________和________。5.意義：（1）是生物____________的基礎。（2）使多細胞生物體中的細胞趨向__________，有利于提高生物體各種____________的效率。遺傳信息組織器官個體發育專門化生理功能二、細胞全能性1.概念:指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整__________或分化成其他____________的______________。2.實例：（1）植物細胞的全能性。①實例：取胡蘿卜的__________細胞，放入含有____________、__________和________等物質的培養基培養，這些細胞能進行旺盛的______________，最終長成新植株。②結論：高度分化的____________仍然具有__________________的能力。有機體各種細胞潛能和特性韌皮部植物激素無機鹽糖類分裂和生長植物細胞發育成完整植株

核去核細胞核3.細胞全能性的原因。（1）原因：__________的體細胞（或細胞核）具有本物種個體發育所需要的__________________。（2）理解：體細胞一般都是由__________通過____________增殖而來的，一般已分化的細胞都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶有相同的DNA分子。動植物

全套的遺傳物質受精卵有絲分裂4.干細胞。（1）特點：①具有________和________能力；②在動物和人體內，數量________。（2）舉例：人骨髓中的許多______________，能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。（3）應用：臍帶血中的干細胞用于治療________________。分裂分化較少造血干細胞血液系統疾病預習反饋下列有關說法中，正確的有________________________________。（1）細胞分化導致細胞數目和種類增加。（2）細胞分化是一種持久性的變化，一般分化后的細胞將一直保持分化后的狀態，不可逆轉。（3）細胞分化只發生于個體發育的胚胎時期。（4）分化后的細胞遺傳物質會發生一定改變。（5）植物組織培養說明高度分化的植物細胞具有全能性。（6）玉米種子萌發長成新植株體現了細胞的全能性。（7）誘導干細胞發育成特定的組織、器官，體現了動物細胞具有全能性。（8）受精卵沒有分化，因此沒有全能性。（9）細胞的分化程度越高，表現出來的全能性就一定越弱。（10）骨髓干細胞和胰島細胞儲存的遺傳信息相同，但遺傳信息的執行情況不同。（11）某種多細胞生物，個體內存在形態、結構和生理功能不同的細胞的原因是不同細胞的基因不同。（12）在生物體內，細胞由于分化，其全能性不能表達。（13）已分化的細胞，能表現其全能性的主要條件是離體培養并在一定的營養條件下。（14）細胞分化導致基因的選擇性表達。（15）卵細胞和受精卵細胞一樣，細胞未分化，全能性較高。【答案】（2）（5）（10）（12）（13）課堂篇

分點突破考點一

細胞的分化1.概念：2.特點：（1）普遍性：生物界中普遍存在，是生物個體發育的基礎。（2）持久性：細胞分化發生在生物體的整個生命進程中,但在胚胎時期達到最大限度。（3）不可逆性（相對穩定性）：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡。例如：造血干細胞→原紅細胞→成熟紅細胞→死亡;黑色素細胞在體外培養30多代后仍能合成黑色素；離體培養的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。（4）遺傳物質不變性：一般情況下，分化后的細胞內遺傳物質不發生改變。

4.分裂、分化與個體發育的關系：比較細胞分裂與細胞分化細胞分裂細胞分化不同點發生時期從受精卵開始在個體發育的整個過程細胞數量細胞數目增多細胞種類增多結果生成相同的細胞，細胞形態、結構、功能不變生成不同形態、結構、生理功能的細胞，進而形成組織、器官意義生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎生物個體發育的基礎；使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生物體各種生理功能的效率細胞分裂細胞分化關系①細胞分裂是細胞分化的基礎，在個體發育過程中，兩者往往相伴隨；②一般來說細胞分化程度越高，其細胞分裂能力就越低；③在細胞分裂或分化過程中，細胞內的遺傳物質一般都不發生改變續表【跟蹤練習】如圖①②分別是什么生命現象？（填在下圖中）細胞（有絲）分裂細胞分化【典例1】

下列關于細胞分化的敘述中，錯誤的是(

)①植物器官的形成是細胞分化的結果

②造血干細胞屬于未分化的細胞

③細胞分化一般是不可逆轉的

④細胞分化使細胞表面的結構改變

⑤細胞分化導致細胞器種類和數量的改變

⑥細胞分化導致細胞內蛋白質種類和數量的改變

⑦細胞分化會出現細胞核中遺傳物質的改變A.兩項

B.三項

C.四項

D.五項A[解析]

細胞分化的結果是形成組織或器官，①正確；造血干細胞是已分化的細胞，但仍保留旺盛分裂能力，②錯誤；細胞分化一般具有不可逆轉性，③正確；細胞分化的原因是特定基因選擇性表達，會產生不同類型蛋白質，細胞形態、結構、功能等方面改變，其細胞內的細胞器種類、數量也會改變，但是細胞核內的遺傳物質沒有改變，故④⑤⑥均正確，⑦錯誤；因此錯誤的有②⑦。

C

歸納總結從不同水平理解細胞分化1.從細胞水平看：細胞形態、結構和功能發生改變；但不改變細胞數目。2.從細胞器水平看（從亞顯微水平）：細胞器的數目、種類和細胞質基質成分等發生改變。3.從分子水平看：①從核酸角度：細胞內的遺傳物質DNA不發生改變，只是基因選擇性表達，RNA的種類和數量發生改變；②從蛋白質角度：蛋白質種類和數量發生改變。因此，在細胞分化過程中，細胞的遺傳物質DNA和細胞數目均不改變，發生改變的是細胞內的RNA、蛋白質分子、細胞的形態、結構、功能（細胞種類）及細胞器種類和數目。考點二

細胞的全能性一、細胞全能性的概念1.表達的標志：細胞發育成完整有機體或分化成其他各種細胞。2.表達的原因：（1）細胞具有本物種個體發育所需要的全套遺傳物質。（2）分化細胞的遺傳物質相同，具有發育成完整個體的潛能。二、植物組織培養的過程1.材料：離體的細胞、組織或器官。

3.理論基礎：植物細胞的全能性。

知識拓展1.愈傷組織：一個沒有分化的細胞團塊。愈傷組織的細胞排列疏松而無規則，液泡比較大，細胞無固定形狀。愈傷組織可經過進一步誘導再分化，長出根、葉、芽、莖，形成完整植株。2.胚狀體：愈傷組織經再分化后形成的具有類似于胚芽、胚軸、胚根的結構，能進一步發育成完整植株。3.細胞全能性高低的判斷及比較。（1）全能性表達的標志：細胞形成了完整的個體。（2）不同細胞全能性比較：①受精卵（全能性最高）＞生殖細胞（具有較高的全能性）＞干細胞＞體細胞（全能性較低）。②未分化或分化程度低的體細胞＞分化程度高的體細胞。③植物細胞的全能性大于動物細胞的全能性。（3）細胞全能性與細胞的分裂能力呈正相關，即分裂能力越強，全能性越大。注意：分化程度高的細胞，其全能性不一定低。一般來說，細胞分化程度越高，全能性越難以表達，但卵細胞的分化程度較高，其全能性也較高。4.細胞全能性的應用：（1）快速繁殖花卉和蔬菜；（2）培養微型觀賞植株；（3）拯救瀕危物種。5.干細胞概念、種類及應用。（1）概念：動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞。（2）種類及應用：①全能干細胞：是從哺乳動物的早期胚胎中分離出來的，可分化成人體的各種細胞，構成人體的各種組織和器官，最終發育成一個完整的個體。如受精卵、胚胎干細胞。②多能干細胞：胚胎干細胞進一步分化，可以形成各種組織干細胞，它具有形成一種器官的多種組織的潛能，但不能發育成完整的個體。骨髓多能造血干細胞是典型的例子，它可分化出至少十二種血細胞。③專能干細胞：多能干細胞進一步分化成為專能干細胞，專能干細胞只能分化成某一類型的細胞，如神經干細胞專門分化成各類神經細胞。【典例3】

下列有關細胞全能性的敘述中，正確的是(

)A.植物體只有體細胞才具有發育成完整個體所必需的全套基因B.高度分化的植物細胞只有處于離體狀態時才有可能表現出全能性C.植物體內某些體細胞沒有表現出全能性，其原因是所含基因發生了改變D.紫色糯性玉米種子培育成植株，這反映植物種子具有全能性B[解析]

植物體內體細胞和生殖細胞都具有發育成完整個體所必需的全套基因，A錯誤；高度分化的植物細胞只有處于離體狀態時才有可能表現出全能性，B正確；植物體內某些體細胞沒有表現出全能性的原因是由于基因的選擇性表達，不是所含基因不同，C錯誤；紫色糯性玉米種子培育成植株，這是個體發育過程，種子已經是新個體的幼體，所以該過程不是全能性表現，D錯誤。【典例4】

在下列自然現象或科學研究成果中，能為“動物細胞具有全能性”觀點提供直接證據的是(

)A.壁虎斷尾后重新長出尾部

B.蜜蜂未受精的卵細胞發育成雄蜂C.用體外培養的皮膚治療燒傷病人

D.小鼠腺細胞的自我復制B[解析]

細胞全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性，即判定全能性的標志是能否發育成完整生物體或各種類型細胞。蜜蜂未受精的卵細胞發育成雄蜂，體現了動物細胞具有全能性，A、C、D均未表現出發育成完整生物體或各種類型細胞，B正確。甄別比較細胞分化與細胞全能性比較項目細胞分化細胞全能性原因細胞內基因的選擇性表達已分化的細胞仍含有本物種全套的遺傳物質特點普遍性、持久性、不可逆性（相對穩定性）、遺傳物質不變性高度分化的植物細胞具有全能性；已分化的動物細胞的全能性受到限制，但其細胞核仍具有全能性結果形成形態、結構、功能不同的細胞，即組織或器官形成新個體比較項目細胞分化細胞全能性大小比較細胞分化程度有高低之分：高度分化的體細胞＞生殖細胞＞受精卵細胞全能性高低順序：受精卵＞生殖細胞＞體細胞；植物細胞＞動物細胞兩者關系①二者的遺傳物質都未發生改變；②已分化的細胞仍具有全能性；③一般情況下，分化程度越高，全能性越難以表達，即全能性越低續表課后篇

課時分層訓練【基礎通關練】單選題1.一個受精卵能發育成一個多細胞的生物體，這主要是通過下列哪兩種生命現象實現的(

)A.細胞分裂和細胞生長

B.細胞生長和細胞分化C.細胞分裂和細胞分化

D.細胞的無絲分裂和有絲分裂C[解析]

細胞分裂導致細胞數目增多，使生物體的體積增大，生長加快。細胞分化形成不同的組織和器官。兩者共同作用完成了生物體的生長發育過程。故選C。2.下列有關細胞分化的敘述錯誤的是(

)A.細胞分化發生在生物體的整個生命過程中B.生物體內含各種不同的細胞和組織是細胞分化的結果C.細胞分化是一種持久性的變化D.通過細胞分化，使細胞的數量和種類越來越多D[解析]

細胞分化是指在個體發育過程中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，發生在生物體的整個生命過程中，是一種持久性的變化，A、C項正確；同一個體的各種細胞具有相同的遺傳信息，在個體發育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執行情況不同，使各種細胞的形態結構和功能出現很大差異，這是細胞分化的結果，B項正確；通過細胞增殖，細胞數量才會增多，D項錯誤。3.細胞分化前后不會發生改變的是(

)A.細胞核基因

B.形態結構

C.生理功能

D.基因的活動狀態A[解析]

細胞分化是細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，細胞分化的實質是基因的選擇性表達，遺傳物質不發生改變；因此細胞分化前后細胞的形態結構、生理功能、基因的活動狀態都會發生改變，細胞核基因不發生改變。故選A。4.人的胰島素和胰島素酶的主要成分都是蛋白質，但合成這兩種蛋白質的細胞的功能卻完全不同，其根本原因是(

)A.遺傳信息不同B.遺傳信息的執行情況不同C.組成蛋白質的氨基酸的種類、數量和排列順序不同D.細胞器的數量不同B[解析]

合成胰島素和胰島素酶的兩種基因都來自受精卵，細胞的核遺傳物質是相同的，之所以表現出不同的功能，是因為基因的選擇性表達，即遺傳信息的執行情況不同。故選B。5.如圖表示某生物體細胞發生的一系列變化過程，有關分析正確的是(

)A.過程①表示細胞生長

B.過程②表示細胞分化C.過程③表示細胞分裂

D.過程②染色體數目會減半A[解析]

①表示細胞體積由小到大，為細胞生長；②表示細胞一分為二，細胞數目增加，為細胞分裂；③表示細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異，為細胞分化；體細胞分裂的方式為有絲分裂，子細胞和母細胞染色體數目一致。故選A。6.細胞的全能性是指(

)A.細胞具有各項生理功能B.已分化的細胞能恢復到分化前的狀態C.已分化的細胞全部能再進一步分化D.細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性D[解析]

多細胞生物體的細胞分化使細胞趨向專門化，不同的細胞具有特定的結構和功能，A項錯誤；已分化的細胞能恢復到分化前的狀態，這是脫分化不是細胞的全能性，B項錯誤；某些已分化細胞能再進一步分化，但不是細胞的全能性，C項錯誤；細胞的全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性，D項正確。7.蝴蝶蘭幼葉的葉肉細胞經離體組織培養能培育成蝴蝶蘭幼苗，這說明植物細胞具有(

)A.專一性

B.全能性

C.恢復原狀態的能力

D.進一步分化的能力B[解析]

根據題意可知，蝴蝶蘭幼葉的葉肉細胞經離體組織培養能培育成蝴蝶蘭幼苗，這說明已經分化的植物細胞具有全能性。故選B。【素養提升練】單選題8.人的造血干細胞能增殖、分化產生各種血細胞，此過程(

)A.體現了細胞的全能性

B.細胞的形態、結構和生理功能不變C.細胞中基因選擇性表達

D.細胞中不會出現染色體和紡錘絲的變化C[解析]

造血干細胞增殖分化產生各種血細胞未體現細胞的全能性；細胞分化過程中細胞的形態、結構和生理功能均發生改變；細胞分化是基因選擇性表達的結果；細胞增殖過程中會出現染色體和紡錘絲的變化。故選C。9.下列實例中能體現細胞全能性的是(

)①用胡蘿卜單個細胞培養成了可育的植株

②植物用種子繁殖后代

③用煙草某種組織培養出了可育的完整植株A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③B[解析]

細胞全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。其中①和③都是由已分化的細胞經過培養形成可育的植株，均體現了細胞的全能性。植物種子繁殖后代不能體現細胞的全能性。故選B。10.“細胞核重編程”是指將人類成熟的體細胞重新誘導回干細胞狀態，它們就有再分化形成多種類型細胞的可能，可應用于臨床醫學。下列有關敘述錯誤的是(

)A.人類成熟的體細胞能重新誘導回干細胞狀態體現了細胞的全能性B.細胞核重編程和干細胞的再分化均與細胞內基因的選擇性表達相關C.干細胞是一類具有分裂和分化能力的細胞D.細胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡A[解析]

將體細胞誘導回干細胞沒有體現細胞的全能性，A項錯誤；細胞核重編程和干細胞的再分化均與細胞內基因的選擇性表達相關，B項正確；干細胞是一類具有分裂和分化能力的細胞，C項正確；細胞分化是一種持久的、穩定的過程，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡，D項正確。非選擇題11.據圖回答問題：（1）

①→②、①→④的過程叫做____________。細胞分化[解析]

①→②、①→④的過程中，細胞在形態、結構和生理功能上產生了差異，這種變化叫做細胞分化。（2）

①→③的過程叫做____________。細胞分裂[解析]

①→③的過程中，一個細胞分裂成兩個細胞，這是細胞分裂。（3）

③→⑤的過程叫做____________。細胞生長[解析]

③→⑤的過程中，細胞的體積由小變大，這是細胞的生長。（4）

②、③、④細胞的________、________、____________不同，因此它們屬于不同的________。形態結構生理功能組織[解析]

略。（5）

①→⑤所示各細胞群中，具有分裂能力的是__________（標號）所示的細胞群。①③⑤[解析]

①③⑤細胞群的細胞均有壁薄、質濃、核大、液泡小或無的特點，均具有分裂能力。12.如圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。據圖回答下列問題：（1）

在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因______________的結果。選擇性表達[解析]

細胞分化是基因選擇性表達的結果。（2）

某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質是將題圖中的__________細胞移植到患者