2012高三生物总复习教案 第14讲 细胞的分化
教学案
【考纲要求】
细胞的生命历程
考纲要求
(1)细胞的生长和增殖的周期性
(2)细胞的无丝分裂
(3)细胞的有丝分裂
(4)细胞的分化
(5)细胞的全能性
(6)细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系
(7)癌细胞的主要特征及防治
(8)观察细胞的有丝分裂
(9)模拟细胞表面积与体积的关系
I
I
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
实验与探究能力(2)
实验与探究能力(1)
【考点分析】
知识点
试题
分值
题型
(4)细胞的分化
2008 宁夏
4
选择题
2008 江苏
2
选择题
2008 山东
4
选择题
2009 安徽
2
选择题
2009 山东
4
选择题
2009 上海
2
选择题
【考点预测】
对于细胞的分化是遗传和进化的基础，是生物体生长的一个基本环节，所以在高考中本知识点涉及的形式很多，但是单独出题的形式很少，主要考察的是细胞分化的特点和实质，以及全能性的问题，主要是以选择题的形式呈现。
【知识梳理】
细胞分化
概念
实质
特点
意义
细胞的全能性
1、概念
2、基础
3、类型
【重点解析】
1．在个体发育中，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叫做细胞分化。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，但是在胚胎时期达到最大限度。多细胞生物体一般是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成。也就是说，仅仅有细胞的增殖而没有细胞的分化，生物体是不能进行正常的生长发育的。经过细胞分化，在多细胞生物体内就会形成各种不同的组织和器官。
2．虽然每个生物的所有体细胞都含有同样的全套基因． 但是各个基因的活性有差别，细胞开始分化时，不同细胞的不同基因会在不同时间内被激活。活化一段时间后，一批基因的活动可能停止而另一批基因的活动还在继续，从而产生了特定的蛋白质，进而产生了不同的组织。因此，虽然所有的细胞都具有同样的遗传信息，但由于不同的基因被活化，才有不同的发育。当然哪些基因表达且何时表达，取决于基因的环境因素和不同的调节分子，所以说，细胞分化是发育的主要过程。
3．分化后的细胞具有不同的功能，分化是不同基因表达的结果，这就是说，某些基因只能特异地在某种细胞中表达，细胞关闭或开启某些基因，都是在严格的控制作用下进行的。基因的这种特异性表达的调制机制，也是真核多细胞生来所特有的
4.细胞分化在生物界普遍存在的实例。例如，在植物的胚根发育成根的过程中，分生区的细胞不断分裂，形成的细胞近似正方体。随着细胞的生长，变成伸长区的长方体细胞，后来分化成成熟区的输导组织的导管细胞、根毛细胞、薄壁细胞等形态、结构、功能各异的细胞。又如动物的胚胎细胞形成多细胞生物体。干细胞再生出各种细胞等。
5.细胞分化的过程。在细胞外观尚未出现明显变化之前，细胞分化的前途就由遗传信息的执行情况决定了。分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，首先源于细胞内化学物质的变化，如结构蛋白和催化化学反应的酶，以后依次渐变，不能逆转。因此，分化是一种持久的、稳定的渐变过程。
6.细胞分化的意义。一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体，细胞分化是生物个体发育的基础。
例1下列关于细胞分化的说法错误的是
A．细胞分化与生物发育有密切关系
B．细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象
C．细胞分化仅发生在胚胎时期
D．细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程
解析：用“层析综合法”解。细胞分化是发育的主要过程，因此，细胞分化与生物发育有密切关系，是生物界的一种普遍存在的生命现象。D选项是细胞分化的概念的表述。细胞分化是一种持久性的变化，它不仅发生在胚胎时期，也发生在生物体的其他生命过程中。
答案：C
例2在动物胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位转移到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位，并参与那里的器官形成，现有科学家将处于原肠胚末期将发育成蝾螈下肢的部位的细胞转移到另一个蝾螈胚胎不长下肢的部位，结果发现蝾螈该部位发育出一条额外的腿。这说明
A．原肠胚末期已出现了组织和器官的形成
B．细胞是全能的
C．原肠胚末期出现了细胞分化
D．原肠胚已出现了三胚层
解析：用“成因法”解。该题涉及到第五章生殖和发育的知识，胚胎发育至原肠胚，出现了外、中、内三个胚层，此后三胚层细胞朝着各自的方向分化发育形成不同的组织、器官和系统，构成一个生物个体。该题的问题重点应该是移植某一胚层细胞后，在不该长腿的地方长出腿来，说明原肠胚末期细胞已经开始分化且这种分化不可逆转的进行，并不是去重新进行分化，所以不应该说明细胞的全能性。
答案：C
例3根据下图回答：
(1)①→②、①→④的过程叫做_________________。
(2)①→③的过程叫做_________。
(3)③→⑤的过程叫做_________。
(4)组成②、③、④细胞的_________、_________、_________不同，因此它属于不同的_________。
(5)①→④所示各细胞群中，具有分裂能力的是标号_________所示细胞群。
解析：用“图文转换法”和“联想对照法”解。组成①、②、④三个细胞群的细胞的形态不同，基本结构虽然相同(都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核)，但发生了特化，与其功能相适应。如②的细胞壁较厚，④的液泡较大。根据形态、结构与功能相适应的原理，①、②、④的细胞的功能也不同。从①→②、①→④的过程中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫做细胞的分化。细胞分化的结果产生了组织，②、③、④分别属于不同的组织。①→③，一个细胞分成两个细胞，这是细胞的分裂。③→⑤，细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。具有分裂能力的细胞的特征是:细胞壁薄，细胞质浓，细胞核大，液泡小或无。由此可见，①、③、⑤三个细胞群的细胞具有分裂能力。
答案：(1)细胞的分化 (2)细胞的分裂 (3)细胞的生长 (4)形态 结构 生理功能 组织 (5)①、③、⑤
二、细胞的全能性
1．细胞全能性及原因
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。因为生物体的每一个细胞都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。
2．各种细胞的全能性
(1)受精卵>生殖细胞>体细胞
①受精卵：全能性是最高的。进行有性生殖的生物体的任何一个细胞都是由受精卵分裂、分化而成。
②生殖细胞：具有较高的全能性。如蜜蜂的卵细胞可以进行孤雌生殖，发育成雄蜂。
③体细胞：全能性很低。如植物细胞只有脱离了所在的植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素、无菌等外界条件下，就可能表现出全能性，发育成
完整的植株；动物体细胞的全能性受到限制，只有细胞核仍然保持着全能性。
(2)植物体细胞>动物体细胞
植物体细胞的全能性科学家已通过实验进行验证，但动物体细胞的全能性尚未得到证实，只证实了动物体细胞核的全能性。
(3)囊胚期细胞>原肠胚期细胞
同一生物个体发育时期越早，其细胞全能性越高。
3．细胞全能性的应用
植物的组织培养，动物克隆等。
例4下列植物细胞的全能性在提供了适宜条件的情况下，最易表达的是
A．枝条上的一个芽
B．柱头上的花粉
C．胚珠中的珠被细胞
D．根尖分生区细胞
解析：用“成因法”解。组成枝条上的一个芽的细胞、胚珠中的珠被细胞、根尖分生区细胞都属于体细胞，而柱头上的花粉中的细胞(精子)属于生殖细胞，在适宜条件下，生殖细胞的全能性应该是大于体细胞的。
答案：B
【实战训练】
（09山东卷）1.细胞分化是奢侈基因选择表达的结果。下列属于奢侈基因的是
A. 血红蛋白基因 B. ATP合成的
C. DNA解旋酶基因 D. 核糖体蛋白基因
答案：A
解析：本题考查了对于基因选择性表达概念的理解。只有在红细胞中，控制血红蛋白合成的基因才能选择性的表达。而其他选项中的ATP合成酶基因、DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有生命活动的细胞中都要表达而分别合成ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白。
（09安徽卷）2．细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是
A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的
B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡
C．细胞癌变是细胞高度分化的结果
D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物
答案：B
解析：细胞会随着分裂次数的增多而衰老，可见人体各组织细胞的衰老不是同步进行的；环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞，是细胞不正常分化的结果；皮肤上的老年斑是细胞内的色素随细胞的衰老而逐渐积累的结果；人的早期胚胎有尾，尾部细胞会随着发育逐渐凋亡。故B正确。
（09上海卷）3.右图所示的细胞类型转换过程为
A. 细胞融合
B. 细胞生长
C. 细胞分裂
D. 细胞分化
答案：D
解析：由图示可知是细胞的形态功能发生变化的过程，应为细胞分化。
【名师点拨】
细胞分化与分裂
通过细胞分裂，将复制的遗传物质，平均地分配到两个子细胞中去，因此细胞分裂的结果是产生许多相同的细胞，使单细胞生物产生新的个体，使多细胞生物产生新细胞，用来补充体内衰老和死亡的细胞。细胞分化的结果是相同细胞的后代在形态和生理功能上产生了稳定性的差异。只有经过细胞分化才能形成各种不同的细胞和组织，进而形成胚胎、幼体，并发育成成体。一般说来，细胞分化的程度越高，细胞分裂的能力越低。高度分化的细胞往往不再发生分裂增殖，如红细胞、神经细胞等。
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