高中生物《细胞的分化》导学案+课后作业Word文档下载推荐.docx
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是生物个体发育的基础
联系
细胞的分裂是细胞分化的基础。
细胞的分裂与分化往往是相伴相随的,随着细胞分化程度的进行,细胞的分裂能力逐渐下降
典题分析
题型一 细胞分化的实质及过程
[例1] 下列有关细胞分化的叙述,不正确的是( )
A.细胞分化是指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
B.细胞分化是一种持久性的变化
C.细胞分化使一个个体的各种细胞具有不同的遗传信息
D.细胞分化是由于不同细胞中遗传信息的执行情况不同
解题分析 细胞分化是指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,A正确;
细胞分化是由于不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致的,D正确;
细胞分化没有改变细胞的遗传信息,C错误;
细胞分化是一种持久性的变化,B正确。
答案 C
题型二 细胞分化与细胞分裂的关系
[例2] 下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述中,不正确的是( )
A.两者都是多细胞生物个体发育过程中不可缺少的过程
B.无论是细胞分裂还是细胞分化,与亲代细胞相比,子细胞遗传物质都不会发生改变
C.细胞分裂只发生在胚胎发育阶段,而细胞分化发生在生物体的整个生命过程中
D.细胞分裂使细胞数目增加,细胞分化使细胞种类增加
解题分析 细胞分裂使细胞数目增加,在整个生命过程中都可能发生,细胞分裂不会使子细胞的遗传物质发生改变;
细胞分化使细胞种类增加,它发生在生物体的整个生命过程中,且遗传物质也不会发生改变。
知识拓展
分裂、分化与个体发育的关系
知识点二 细胞的全能性
1.概念:
已经分化的细胞,仍然具有发育成
完整个体的潜能。
2.实例
(1)植物细胞的全能性
①实验过程
②结论:
高度分化的植物细胞仍然具有
发育成完整植株的能力。
(2)动物细胞核的全能性
已分化的动物体细胞的
细胞核仍具有全能性。
3.细胞全能性的原因
(1)原因:
已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的
全部基因。
(2)理解:
体细胞一般都是由
受精卵通过
有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带有相同的DNA分子。
4.干细胞
(1)特点
①具有
分裂和
分化能力。
②在动物和人体内,数量
很少。
(2)举例:
人骨髓中的许多
造血干细胞,能通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板。
1.植物细胞实现其全能性都需要什么条件?
(1)离体状态下。
(2)水、无机盐、有机营养及植物激素等。
(3)适宜的温度等外界环境条件。
2.举例说明干细胞研究的意义。
干细胞的研究为替换病变的组织和器官、某些癌症和遗传病的治疗带来了新的希望。
例如,骨髓移植和脐带血干细胞移植等。
题型三 细胞全能性的辨析
[例3] 有关细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因发生了改变
D.紫色糯性玉米种子培育成植株,这反映植物种子具有全能性
解题分析 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因,而配子也具有这样的全套基因,同样具有全能性,A错误;
植物体内细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果,C错误;
种子是器官,种子发育成植株是个体正常发育的过程,不能反映全能性,D错误;
已分化的植物细胞表达全能性的前提是处于离体状态,B正确。
答案 B
[例4] 下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )
A.胚胎干细胞经培育后形成心脏等器官
B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株
解题分析 体现全能性的依据:
起点是细胞,终点是个体。
A项终点是器官,B项终点是细胞,A、B错误;
小麦花粉是生殖细胞,不是体细胞,C错误。
答案 D
1.判断细胞全能性是否表现的方法
(1)依据:
发育的起点是细胞,终点是形成完整新个体。
(2)方法:
2.“具有”全能性与“体现”全能性
(1)理论上活细胞都具有全能性。
(2)只有由细胞发育为完整个体,才能“体现”或“实现”细胞的全能性。
课堂小结
一、知识结构
二、重要术语
1.细胞分化 2.细胞全能性 3.干细胞
三、重要概念
1.在个体发育中,细胞后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
细胞分化是不同细胞遗传信息的执行情况不同的结果。
2.细胞分化具有普遍性、遗传物质不变性、不可逆性以及持久性。
3.细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
当堂检测——查漏补缺 巩固提升
1.下列关于细胞分化的叙述,错误的是( )
A.植物器官的形成是细胞分化的结果
B.造血干细胞属于未分化的细胞
C.机体不同的组织细胞中,蛋白质的种类和数量不同
D.细胞分化一般是不可逆转的
解析 细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞,进而形成各种器官,A正确;
造血干细胞属于分化程度低的细胞,B错误;
机体不同的组织细胞中基因的表达不同,故蛋白质的种类和数量不同,C正确;
细胞分化在生物体内一般是不可逆的,D正确。
2.下列人体细胞中分化程度最低的是( )
A.胚胎干细胞B.造血干细胞
C.胰腺细胞D.肌肉细胞
答案 A
解析 细胞越靠近个体发育的起点——受精卵,其分化程度越低。
3.细胞的全能性是指( )
A.细胞具有全面的生理功能
B.细胞既能分化,也能恢复到分化前的状态
C.已经分化的细胞全部能进一步分化
D.已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
解析 细胞的全能性是指已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
4.在下列自然现象或科学研究成果中,能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是( )
A.壁虎断尾后重新长出尾部
B.蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂
C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D.小鼠腺细胞的自我复制
解析 根据细胞全能性的概念判断,壁虎断尾后重新长出尾部,属于器官的再生,是通过细胞的分裂和分化进行的,A错误;
用体外培养的皮肤治疗烧伤病人,小鼠腺细胞的自我复制都是通过细胞的有丝分裂进行增殖,均未发育成一个新的个体,C、D错误;
蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂符合细胞全能性的概念,B正确。
5.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞,图中a、b、c表示过程。
请回答:
(1)________过程表示干细胞能自我更新。
(2)________、________过程表示干细胞具有分化能力。
(3)图中各细胞遗传物质________(填“相同”或“不同”)。
(4)细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生________差异的过程。
答案
(1)a'
(2)b'
c'
(3)相同'
(4)稳定性
解析
(1)a过程表示干细胞能自我更新。
(2)b、c过程表示干细胞具有分化能力。
(3)图中细胞进行有丝分裂或细胞分化,而有丝分裂或细胞分化过程遗传物质不变,故各细胞遗传物质相同。
(4)细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
[基础对点]
1.下列四幅图表示人体内四种生命活动过程,其中能表示细胞分化的是( )
解析 A表示细胞生长;
B表示细胞增殖;
C表示受精作用的过程;
D表示细胞的分化。
2.下列不属于细胞分化的特点的是( )
A.持久性
B.遗传物质不变性
C.仅发生于胚胎发育的早期
D.不可逆性
解析 细胞分化发生于生物体的整个生长发育过程中。
3.细胞分化过程中,一般不会出现的是( )
A.细胞表面结构的改变
B.细胞器种类和数量的改变
C.蛋白质种类和数量的改变
D.细胞核中遗传物质的改变
解析 细胞分化的过程即基因选择性表达的过程,细胞核中遗传物质并未发生改变。
4.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.遗传信息的执行情况不同
C.遗传物质不同
D.线粒体结构不同
解析 细胞形态、结构和生理功能不同是细胞分化的结果,而细胞分化的根本原因是遗传信息的执行情况不同。
5.下列有关细胞全能性的叙述,不正确的是( )
A.美国科学家斯图尔德证明了植物细胞具有全能性
B.在任何条件下植物细胞都能表达其全能性
C.细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
D.植物组织培养技术利用的原理就是植物细胞的全能性
解析 植物细胞要表达出全能性必须在离体的情况下,提供适宜的条件才能实现,B错误。
6.下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述,不正确的是( )
A.高度分化的植物细胞仍然保持着全能性
B.细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础
C.利用组织培养的方法快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性
D.克隆羊多利的诞生证明了动物细胞具有全能性
解析 大量的科学事实证明,高度分化的植物细胞仍然具有全能性,A正确;
已分化的细胞能够表达出全能性的根本原因是细胞内含有全套的遗传物质,B正确;
利用植物组织培养技术快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性,C正确;
克隆羊多利的诞生只是证明了动物细胞的细胞核具有全能性,D错误。
7.下列细胞的全能性最容易表达出来的是( )
A.青蛙的皮肤细胞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
解析 高度分化的动物体细胞的全能性受到限制,通常植物体细胞的全能性高于动物体细胞。
8.下列实例中能体现细胞全能性的是( )
①用胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 ②植物用种子繁殖后代 ③用烟草某种组织培养出了可育的完整植株
A.①②B.①③C.②③D.①②③
解析 细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
其中①和③都是由已分化的细胞经过培养形成可育的植株,体现了细胞的全能性。
种子属于器官,用其繁殖后代,不能体现细胞的全能性。
9.下列说法错误的是( )
①胚胎干细胞 ②神经细胞 ③受精卵 ④造血干细胞 ⑤卵细胞
A.全能性:
受精卵>
胚胎干细胞>
造血干细胞>
卵细胞>
神经细胞
B.分化程度:
神经细胞>
受精卵
C.上述细胞中分裂能力最强的为受精卵
D.分裂能力越强,全能性越高
解析 高度分化的体细胞的全能性小于生殖细胞,分化程度大于生殖细胞。
10.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
解析 造血干细胞能分化成神经细胞和肝细胞,是因为具有全套的遗传基因,在特定条件下,不同的基因表达分化出了不同的细胞。
[能力提升]
11.下列能说明某细胞已经发生高度分化的是( )
A.进行ATP的合成
B.有核糖体合成
C.细胞核的DNA数目减少
D.存在肌动蛋白
解析 细胞分化是基因选择性表达的结果,高度分化的细胞内存在特有的蛋白质,肌动蛋白主要存在于肌纤维内,D正确;
在每个细胞内都能合成ATP,A错误;
几乎每个细胞内都有核糖体合成,B错误;
细胞在分化过程中,细胞核DNA一般不变,C错误。
12.美国斯坦福医学院成功绕过干细胞阶段,将老鼠的皮肤细胞直接转化为神经前体细胞,得到的细胞能发育成三种脑细胞,而且能在实验室里大量培育,该方法为受损神经细胞再生提供了一条新途径。
下列说法正确的是( )
A.老鼠皮肤细胞能够直接转化为神经前体细胞,是遗传物质改变的结果
B.大脑细胞和皮肤细胞形态结构不同的根本原因是核糖体上翻译的蛋白质不同
C.神经前体细胞是一种具有分裂、分化能力的细胞
D.利用该技术,老鼠皮肤细胞只能直接转化为神经前体细胞,不能转化成其他细胞
解析 老鼠皮肤细胞直接转化为神经前体细胞,细胞中的遗传物质没有改变,A错误;
大脑细胞和皮肤细胞形态结构不同的根本原因是基因的选择性表达,B错误;
神经前体细胞能发育成三种脑细胞,具有分裂、分化能力,C正确;
使用该技术,可能将皮肤细胞转化成其他类型的细胞,D错误。
13.根据下图回答下列问题。
(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的细胞的________、________、________________不同,因此它属于不同的________。
(5)图中所示各组细胞群中,具有分裂能力的是标号________所示细胞群。
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)①③⑤
解析 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、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。
图中①③⑤细胞形态、结构一致,说明①③⑤没有分化仍具有分裂能力。
14.美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株(如图所示)。
分析回答:
(1)所用的技术是________________。
(2)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过________分裂完成的。
(3)细胞团中的相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生了变化,这种现象叫做细胞的________。
(4)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说________________________。
(5)大量的科学实验证明,高度分化的动物细胞,它的________仍然保持着________性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套________。
答案
(1)植物组织培养
(2)有丝
(3)分化 (4)植物细胞具有全能性
(5)细胞核 全能 遗传信息
解析 本题图中,从单个植物细胞到培育出试管植物,采用了植物组织培养技术,单个植物细胞经历了细胞的分裂、分化才发育成植株,体现了植物细胞的全能性。
动物细胞的全能性受到限制,但细胞核的全能性在一定条件下可以实现。
15.高度分化的动物细胞分化潜能变小,它的全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。
请利用性成熟的青蛙作实验材料,设计一个实验方案证明上述说法。
(1)实验的大体思路是:
先把完整的体细胞单独培养,证明__________________;
再把体细胞的细胞核导入________________________,证明_________________________________________________________________。
(2)根据上述思路设计的实验步骤是:
第一步:
取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养,观察能否发育成一个完整的青蛙。
第二步:
准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。
第三步:
__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
第四步:
将第三步形成的重组细胞进行细胞培养,观察能否发育成完整的青蛙。
(3)实验结果:
______________________________________________________
(4)结论:
____________________________________________________________________。
(5)问题讨论:
第四步若能克隆出小型青蛙,其性别应为________,主要性状应与________相同;
上述实验能否说明细胞的分化受细胞质的影响?
为什么?
______________________________________________________________________
答案
(1)高度分化的动物细胞的全能性受到限制 去核的卵细胞内 细胞核仍具有全能性
(2)将卵细胞的细胞核去除,取体细胞的细胞核导入去核的卵细胞内
(3)单独培养完整的体细胞不能发育成完整的个体,培养重组细胞则能发育成完整个体
(4)高度分化的动物细胞其全能性受到限制,但其细胞核仍具有全能性
(5)雄性 雄性青蛙 能。
因为同样的细胞核在体细胞的细胞质作用下不能表现出全能性,在卵细胞的细胞质的作用下却能表现出全能性
解析 要证明高度分化的动物细胞分化潜能变小,全能性受到限制,而细胞核仍具全能性,可直接单独培养青蛙的成熟体细胞,再将体细胞的细胞核移入去核的卵细胞内培养,比较其培养结果,根据结果得出结论。
由于克隆出的小青蛙,其遗传物质基本上来自于雄性青蛙的细胞核,所以其性状基本上与雄性青蛙相同。
由于卵细胞的细胞质才能使动物体细胞的细胞核表达出全能性,说明细胞质能影响细胞的分化。
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- 细胞的分化 高中生物 细胞 分化 导学案 课后 作业