第2节细胞的分化学习目标核心素养1.结合课本中实例，理解细胞分化的过程、特点及意义。

2．结合植物组织培养和非洲爪蟾的核移植过程，阐述细胞全能性的概念。

3．搜集资料，了解干细胞的概念和研究意义。

1.科学思维：归纳与概括细胞分化和全能性；明确其关系；阐述细胞分化实质。

2．社会责任：举例说明细胞全能性，并解释其在生产实践中的应用。

知识点一细胞分化及其意义1．概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在□01形态、□02结构和□03生理功能上发生□04稳定性差异的过程。

2．特点3．实质：在个体发育过程中，不同种类的细胞中□09遗传信息的表达情况不同(即基因的选择性表达)。

4．表现细胞水平：产生特定的细胞。

分子水平：合成特定的蛋白质。

5．实例：构成人体四种组织的细胞，如上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等；植物的□10叶肉细胞、表皮细胞、□11储藏细胞等。

6．意义(1)是生物□12个体发育的基础。

(2)使多细胞生物体中的细胞趋向□13专门化，有利于提高生物体各种□14生理功能的效率。

问题思考比较细胞分裂和细胞分化有什么区别和联系？提示：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种类细胞中遗传信息的执行情况不同解题分析细胞分化没有改变细胞的遗传信息，C错误。

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进程中，且遗传物质也不会发生改变。

答案 C知识拓展分裂、分化与个体发育的关系知识点二细胞全能性1．概念：指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整□01有机体或分化成其他□02各种细胞的□03潜能和特性。

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□06植物细胞仍然具有□07发育成完整植株的能力。

(2)动物细胞核的全能性①实例a．用非洲爪蟾的蝌蚪的肠上皮细胞的□08细胞核移入□09去核的卵细胞中，得到新的个体。

b．我国科学家于2017年获得了世界上首批体细胞的克隆猴“中中”和“华华”。

②结论：已分化的动物体细胞的□10细胞核仍具有全能性。

3．细胞全能性的原因(1)原因：□11已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的□12全部基因。

(2)理解：体细胞一般都是由□13受精卵通过□14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。

问题思考植物细胞实现其全能性都需要什么条件？提示：(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。

问题思考植物组织培养的优点？提示：植物组织培养属于无性繁殖，有利于保持亲本的优良性状。

归纳总结(1)全能性表达的标志：细胞形成了完整的个体。

(2)不同细胞全能性比较①受精卵(全能性最高)>生殖细胞(具有较高的全能性)>干细胞>体细胞(全能性较低)。

②未分化或分化程度低的细胞>分化程度高的体细胞。

③植物细胞的全能性大于动物细胞的全能性。

(3)细胞全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。

4.干细胞(1)特点①具有□15分裂和□16分化能力。

②在动物和人体内，数量□17很少。

(2)举例：人骨髓中的许多□18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。

易漏边角（P121）与社会的联系人体许多疾病或意外伤害，都是由□19组织或器官受到损伤而引起的。

如果能够□20在体外保存和培养各种干细胞用于治疗，那么受到损伤的□21组织或器官就有修复的可能，患者就有了复原的希望。

,问题思考举例说明干细胞研究的意义。

提示：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不符合题意；小麦花粉是生殖细胞，不是体细胞，C不符合题意。

答案 D技法提升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答案 B解析细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞，进而形成各种组织和器官，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．(2019·临沂高一检测)下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过程是细胞分化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、乙、戊中的蛋白质不完全相同A．②③④B．①②C．①④D．③④答案 C解析a过程使细胞数目增加，属于有丝分裂，b过程使细胞种类增加，属于细胞分化，①正确；有丝分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂一次，则染色体组成不变，所以乙和丙染色体组成相同，②错误；体细胞的增殖方式是有丝分裂，细胞分化不改变遗传物质，丁与戊中遗传物质相同，③错误；由于基因的选择性表达，甲、乙、戊中信使RNA和蛋白质不完全相同，④相同，C正确。

3．对图中人体细胞的分析错误的是()A．图中四种细胞的基本组成元素相同，但所含大分子化合物的种类有差异B．上图充分证明了细胞分化是基因选择性表达的结果C．造血干细胞有增殖、分化的能力D．细胞a是研究细胞膜的理想材料，细胞a中Fe的含量远高于细胞b答案 B解析图中细胞a是红细胞，细胞b是白细胞。

组成细胞的基本元素都是C、H、O、N，人体成熟的红细胞中不含核酸，且细胞中蛋白质种类与其他细胞也有差异，因此这四类细胞中大分子化合物种类有差异，A正确；从图中观察到造血干细胞能增殖、分化为形态、结构等有稳定性差异的细胞，但并不能证明细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，B错误，C正确；人体成熟的红细胞中无细胞器膜和核膜的干扰，是研究细胞膜的理想材料，其内含有大量的血红蛋白，而Fe是构成血红蛋白不可缺少的元素，D正确。

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答案 B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不符合题意；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不符合题意；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符合题意。

5．下图甲是某细胞生命历程的图示，请据图回答下列有关问题：(1)图甲A、B分别表示________________过程；图乙处于有丝分裂的________期。

(2)图甲中b、c、d、e具有相同的________。

(3)若图甲中a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个植物体，则说明d具有________性。

(4)图甲中a、b、c、d、e这五个细胞相比，________细胞的全能性最大。

(5)图乙细胞中有________条染色体。

高尔基体与植物细胞有丝分裂中________的形成有关。

答案(1)细胞增殖、细胞分化后(2)遗传信息(或染色体数)(3)全能(4)a(5)8细胞壁解析(1)图甲中A是细胞增殖，B是细胞分化，a～e是不同的体细胞。

图乙是低等植物细胞有丝分裂后期。

(2)同一个体不同的体细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂，细胞中遗传信息或染色体数相同。

(3)植物的一个离体细胞经过组织培养过程可发育成一个完整植株，原理是植物细胞具有全能性。

(4)细胞分裂能力越强，其分化程度越低，细胞的全能性越高。

图甲中a的分裂能力最强，全能性最大，其他细胞均已经分化。

(5)染色体数目等于着丝粒数目，图乙细胞中有8条染色体。

高尔基体与植物细胞有丝分裂末期细胞壁的形成有关。

[基础测试]知识点一细胞分化及其意义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()答案 D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．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．线粒体结构不同答案 B解析细胞形态、结构和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。