2018_2019版高中生物第四章细胞的增殖与分化第二节细胞的分化学案浙科版必修1

第二节 细胞的分化 知识内容 学考要求 选考要求 细胞分化的概念和意义 b b 细胞的全能性 b b 癌细胞的主要特征 a a 引起细胞癌变的因素 b b

学习导航 (1)说出细胞分化的概念、特点和意义。(2)简述癌细胞的特点和成因。(3)概述细胞的全能性。

方式一 “小蝌蚪找妈妈”的故事大家都很熟悉，小蝌蚪经过一系列的变化最终形成了能在陆地上生活的青蛙，这个过程中发生了很多的变化：逐渐地长出后腿、前腿，尾部变短最终消失，用腮呼吸变成用肺呼吸，这种种变化的细胞学基础就是细胞分化。

方式二 前几节课我们学习了细胞的增殖，知道了细胞的增殖是生物体重要的特征，通过细胞分裂使细胞数目增多。是不是生物体仅有细胞的增殖就够了呢？要搞清楚这个问题，还要通过我们今天的学习——细胞的分化。 一、细胞的分化 1．概念：细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化。 2．特点：正常情况下，细胞分化是不可逆的。 3．意义 (1)生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。 (2)正常发育的细胞在通过有丝分裂后，即有秩序地发生分化，形成具有特定功能的细胞。 归纳总结 1．细胞分化的过程图示

2．对细胞分化过程的理解 (1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。 (2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞溶胶成分和功能发生改变。 (3)从分子水平分析 ①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 ②基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。 例1 图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞，它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是( )

A．DNA的结构不同 B．遗传信息的表达情况不同 C．遗传物质不同 D．线粒体结构不同 答案 B 解析 题中甲、乙、丙是同一受精卵经过增殖、分化形成的，它们的遗传物质相同，DNA的结构相同，线粒体的结构也相同。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。 例2 (2017·金华一中期末)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是( )

①a过程是有丝分裂，b是细胞分化 ②乙和丙的染色体组成不同 ③丁与戊因遗传物质不同而发生分化 ④甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同 A．①② B．①④ C．③④ D．②③④ 答案 B 解析 甲、乙、丙三个细胞形态一样，故a表示有丝分裂，丁、戊与乙、丙比，细胞形态发生了变化，故b表示细胞分化；乙和丙来自甲的有丝分裂，有丝分裂前后亲子代遗传物质相同，染色体组成相同；乙、丙的遗传物质相同，由细胞分化形成丁、戊的过程中基因选择性表达；由于甲、丁、戊细胞形态不同，故三种细胞基因选择性表达产生的部分蛋白质不同。 深化拓展 细胞分裂与细胞分化的比较 (1)细胞分裂与细胞分化的区别 项目 细胞分裂 细胞分化

原因 ①细胞表面积和体积发展不平衡；②细胞核与细胞质发展不平衡；③增殖的需要 基因的选择性表达 细胞数量 增加 不变 发生时间 从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的发育到一定时期停止分裂 整个生命进程中 结果 产生相同的细胞 产生不同的细胞 意义 ①多细胞生物个体形成、生长和发育的需要； ②单细胞生物形成新个体的需要 ①组织、器官的形成； ②组织、器官的修复

特点 ①局部性；②周期性 ①持久性；②稳定性和不可逆性；③普遍性

(2)二者联系 ①在细胞分裂的基础上，通过细胞分化形成不同细胞、组织等，从而促进个体发育。在细胞分化过程中，细胞中的遗传物质并没有改变。 ②细胞分裂和细胞分化共同完成个体发育，但细胞分化是个体发育的主要过程。 ③在发育过程中，高度分化的细胞逐渐丧失分裂能力，如红细胞、神经细胞等。 二、细胞的癌变 1．概念：在某些致癌因素的作用下，有的细胞变得不受控制而无限增殖，这种细胞就是癌细胞。 2．癌细胞的主要特征 (1)最重要的是有无限增殖能力 (2)另一重要特点是能在体内转移，原因是细胞表面粘连蛋白很少或缺失，使它容易在组织之间转移。 3．原因：细胞异常分化的结果。 4．癌变：正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程。 5．致癌因素

 物理致癌因素：主要指辐射，如紫外线、X射线等化学致癌因素：无机或有机化合物，如亚硝胺、黄曲霉素等生物致癌因素：病毒，如Rous肉瘤病毒等

归纳总结 癌细胞的主要特征 (1)恶性增殖的“不死细胞” 癌细胞与正常细胞的比较 细胞来源 细胞周期 最多分裂次数 存活时间 正常人肝细胞 22 h 50～60 45.8 d～55 d 海拉子宫颈癌细胞 22 h — 多代传递

(2)粘着性降低的“扩散细胞”：细胞膜表面的粘连蛋白减少或缺失→细胞间粘着性下降→细胞容易转移(易扩散、转移)。 (3)形态结构发生显著变化即“变态的细胞”：例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大了，染色时，核的着丝粒颜色也明显加深。 例3 (2017·杭州期末)下列关于癌细胞及癌症的叙述，错误的是( ) A．癌细胞能够无限增殖 B．煤焦油是一种致癌因素 C．癌细胞是异常分化的体细胞 D．癌细胞膜上的载体蛋白比正常细胞少 答案 D 解析 癌细胞能够无限增殖，A正确；煤焦油是一种化学致癌因素，B正确；癌细胞是异常分化的体细胞，C正确；癌细胞膜上的粘连蛋白比正常细胞少，D错误。 例4 (2018·杭州学军中学期中)已知直肠癌发病早期仅在肠壁形成多个息肉(即良性肿瘤)，若病情持续发展就会形成恶性肿瘤，其机理如图所示。下列叙述错误的是( )

A．直肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 B．原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因 C．肿瘤抑制基因可以抑制细胞的异常增殖 D．细胞癌变时，细胞不断增殖，细胞周期变长 答案 D 解析 据图示可知，直肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，A正确；原癌基因位于正常细胞内，是与细胞增殖相关的基因，B正确；肿瘤抑制基因可以抑制细胞的异常增殖，C正确；细胞癌变时，细胞不断增殖，细胞周期变短，D错误。 三、细胞的全能性 1．概念 受精卵具有分化出各种细胞的潜能，这种潜能是细胞的全能性的表现。 2．不同生物细胞的全能性 (1)植物细胞的全能性 ①概念：高度分化的组织细胞仍具有发育成完整植株的能力。

②实例：植物离体组织或细胞――→脱分化愈伤组织(即分裂成多个细胞)――→再分化胚状体→植株。 (2)动物细胞的全能性 ①动物体细胞不具有全能性的原因：受细胞内物质的限制。 ②动物体细胞核具有全能性的原因：细胞核中有该物种的全套基因。蛙的核移植实验和多莉羊的克隆成功都能证明这一点。 归纳总结 1．细胞全能性实现的条件 (1)离体状态下。 (2)水、无机盐、有机营养及激素等。 (3)适宜的温度等外界环境条件。 2．动物体细胞核的全能性典例 说明动物体细胞核具有全能性。 例5 (2017·嘉兴一中期末)下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是( ) A．受精卵在自然条件下能形成完整个体，因此全能性最高 B．生物体内由于细胞分化，细胞的全能性不能表达 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 答案 C 解析 受精卵的分化程度低，在自然条件适宜的情况下能形成完整个体，因此全能性最高，A正确；在生物体内由于基因的选择性表达，细胞不能表现全能性，而是分化为不同的组织、器官，B正确；卵细胞属于已分化的细胞，与受精卵相比，全能性较低，C错误；处于离体状态的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件作用下，能表现出全能性，D正确。 例6 下列生物过程不能体现细胞全能性的是( ) ①玉米种子萌发长成新植株 ②马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯苗 ③小鼠的造血干细胞形成各种血细胞 ④胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 A．① B．③ C．①③ D．②④ 答案 C 解析 细胞的全能性是指分化的细胞发育成为完整生物个体的能力。玉米种子不是一个细胞而是幼体，萌发长成新植株属于细胞自然分化，没有体现细胞的全能性；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，但没有形成完整的个体，因此该过程不能体现细胞全能性；马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯和胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株都体现了体细胞的全能性。 特别提醒 (1)生物体的每一个细胞都包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，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 (2)细胞全能性大小的比较：受精卵＞卵细胞(生殖细胞)＞体细胞，植物细胞＞动物细胞。 (3)在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。 (4)细胞全能性以细胞形成个体为标志。 1．下列关于细胞分化的叙述错误的是( ) A．细胞的癌变是细胞异常分化的结果 B．细胞的功能差异与细胞中的蛋白质不同有关 C．细胞的形态差异与细胞的基因选择性表达有关 D．通常情况下，人体内神经细胞的分化是可逆的 答案 D 解析 细胞的癌变是由于基因突变导致细胞异常分化的结果，A正确；蛋白质是生命活动的承担者，细胞的功能差异与细胞中的蛋白质不同有关，B正确；不同类型细胞的生理功能的差异，说明细胞出现分化，与基因的选择性表达有关，C正确；细胞分化是稳定的，而且一般是持久性的、不可逆的，D错误。 2．下列哪种细胞的全能性最容易表达出来( ) A．青蛙的上皮细胞 B．胡萝卜的韧皮部细胞 C．大白鼠的肝脏细胞 D．人皮肤生发层细胞 答案 B 解析 胡萝卜的韧皮部细胞属于植物细胞，进行植物组织培养形成完整植株，成功率高；青蛙的上皮细胞、大白鼠的肝脏细胞、人皮肤生发层细胞属于动物细胞，细胞的全能性受到限制，而细胞核具有全能性，必须经过核移植技术才能体现细胞核的全能性。 3．下列四幅图表示人体细胞的生命现象，其中一定属于细胞分化的是( )

答案 D 解析 在个体发育过程中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和功能上发生差异的过程叫细胞分化，其结果是细胞的种类增加。图中A属于细胞生长，B属于细胞分裂，