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第6章 第2節(jié) 細胞的分化 學案-2022-2023學年高一生物人教版必修1

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第6章 第2節(jié) 細胞的分化 學案-2022-2023學年高一生物人教版必修1

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第2節(jié) 細胞分化
一、細胞分化及其意義
1.概念:在個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生的穩(wěn)定性差異的過程,叫做細胞分化。
2.結果:形成形態(tài)、結構和生理功能都有很大差異的細胞,進而形成不同的組織和器官。
3.細胞分化的特點:
(1)穩(wěn)定性和不可逆性:一般來說,分化了的細胞不會再變成原始的細胞,將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡。
(2)持久性:細胞分化貫穿生物體整個生命歷程中,不同發(fā)育時期,細胞的分化程度不同,在胚胎期達到最大。
(3)遺傳物質不變性:分化后的細胞遺傳物質不變。
(4)普遍性:細胞分化是生物界普遍存在的生命現象。
4.分化的實質: 細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果,即在個體發(fā)育過程中,不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同。
5.分化細胞表達的基因
(1)管家基因:所有細胞均表達的一類基因,其表達的產物是維持細胞基本生命活動所必需的,如呼吸酶基因,ATP水解酶基因。
(2)奢侈基因:不同類型的細胞特異性表達的一類基因,其產物賦予了不同細胞特異性的生理功能,如血紅蛋白基因,胰島素基因。
6.意義:細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎,并且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。
(1)從細胞水平上分析:細胞分化使細胞的形態(tài)、結構和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性改變。
(2)從細胞器水平上分析:細胞分化使細胞器的種類、數目發(fā)生改變。
(3)從分子水平上分析:蛋白質角度,蛋白質種類、數量、功能發(fā)生改變;基因角度,基因選擇性表達,這是細胞分化的根本原因。
二、細胞的全能性
1.概念: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。
2.原因:已分化的細胞仍含有本物種個體發(fā)育所需要的全套遺傳信息。
3.實例:
(1)植物組織培養(yǎng):胡蘿卜韌皮部細胞→放入特定培養(yǎng)液中→形成細胞團塊根、莖和葉→新的植株。
結論:高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。(植物組織培養(yǎng))
(2)實例:非洲爪蟾的核移植實驗、克隆羊“多莉”、體細胞克隆猴“中中”和“華華”等。
結論:已分化的動物體細胞的細胞核是具有全能性的。(克隆技術)
4.全能性大小的比較:
①動植物細胞:植物細胞>動物細胞
②同一個體:受精卵>生殖細胞>干細胞>體細胞
③同一種細胞:剛產生的細胞>成熟的細胞>衰老的細胞
④分裂能力:具有旺盛分裂能力的分生組織細胞>不能分裂的細胞
⑤隨著細胞分化程度的提高,細胞全能性逐漸降低(生殖細胞除外)
5.生物體內細胞不能表現出全能性的原因:
在生物的生長發(fā)育過程中,細胞并不會表現出全能性,而是分化形成不同的組織和器官,這是因為在特定的時間和空間條件下,基因會選擇性表達。
6.細胞全能性表達的條件:離體、一定的營養(yǎng)物質、激素、適宜的條件。
7.細胞的分化程度越低,全能性越大,分裂能力越強,反之………。
8.從不同的水平理解細胞分化:
①從細胞水平看:細胞形態(tài)、結構、功能的改變。
②從亞顯微水平看:細胞器數目及細胞質基質成分和功能的改變。
③從分子水平看:
a.蛋白質分子:蛋白質種類、數量的改變。
b.核酸分子:RNA的種類和數量的改變(DNA未變)。
三、比較細胞分化和細胞全能性
項目 細胞分化 細胞全能性
原理 細胞內基因選擇性表達 已分化的細胞含有本物種全套遺傳物質
特點 持久性、普遍性、穩(wěn)定性和不可逆性、遺傳物質通常不改變 ①高度分化的植物體細胞具有全能性; ②動物已分化的體細胞全能性受限制,但細胞核仍具有全能性
結果 細胞種類增多 形成完整的有機體或分化成其他各種細胞
比較 大小 細胞分化程度有高低之分, 如體細胞>生殖細胞>受精卵 細胞全能性表達的難易程度不同, 如受精卵>生殖細胞>體細胞
關系 ①細胞分化和細胞全能性的遺傳物質一般不發(fā)生變化; ②通常情況下,細胞的分化程度越高,其全能性越難以表達
四、干細胞
動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞,稱為干細胞。如:胚胎干細胞、造血干細胞等。干細胞包括全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。

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