說明在個體發(fā)育過程中，細胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了復雜的多細胞生物體。
積極思維：天竺葵植株中有哪些組織和器官？
受精卵（單個細胞）—→多個細胞—→形成不同組織—→器官—→個體
細胞分化形成復雜的多細胞生物體
概念：個體發(fā)育過程中，由一個或一種細胞經(jīng)細胞分裂產(chǎn)生的子代細胞，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上逐漸發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程
離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。
已經(jīng)分化的細胞一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡，都不能恢復到原來胚胎細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。
細胞分化發(fā)生在整個生命進程中,是一種持久性的變化
在生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎。
分化后的細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。
就一個個體來說，各種細胞具有相同的遺傳信息，為什么形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異呢？是細胞中基因選擇性表達的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。
細胞分化——原因（機理）
例：紅細胞和肌細胞的遺傳信息相同，基因的表達不同。
①細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎，能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官。②細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生命活動的效率。
產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細胞（增加細胞類型），形成特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的組織和器官。
細胞分化——結(jié)果及意義
從受精卵開始，有些細胞保持終生分裂能力，有些細胞發(fā)育到一定時期停止分裂
先分裂，后分化，細胞分裂是分化的基礎，共同完成生物個體發(fā)育過程
比較細胞分裂與細胞分化
下表表示人體不同細胞中基因和蛋白質(zhì)的存在情況。
注：“＋”表示有，“－”表示無。
(1)分析上述表格，可以發(fā)現(xiàn)人體不同種類的細胞含有的基因______，但不同種類的細胞內(nèi)表達的基因______。(2)為什么高度分化的動植物細胞中含有本物種全套的遺傳信息？提示：高度分化的動植物細胞都由同一細胞(受精卵)經(jīng)分裂、分化而來。
1.細胞分化的過程(1)圖示
(2)分析①從細胞水平分析：細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變。②從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析：細胞器的數(shù)目及細胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變。③從分子水平分析 　 細胞分化的直接原因a.蛋白質(zhì)角度：蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變。b.基因角度：基因選擇性表達，即在個體發(fā)育中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同，這是細胞分化的根本原因。
2.細胞分化的機制(1)不同細胞中基因“表達情況”不同，即基因“選擇性表達”，如胰島B細胞中胰島素基因表達，抗體基因關閉，而漿細胞則與之相反。①管家基因：所有細胞均表達的一類基因，其表達產(chǎn)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：不同類型細胞特異性表達的一類基因，其產(chǎn)物賦予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因。(2)由于基因的選擇性表達，導致遺傳信息相同的細胞中，蛋白質(zhì)“不完全相同”從而導致出現(xiàn)細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)或生理功能的“與眾不同”(即分化)。
1958年，美國科學家斯圖爾德()取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細胞旺盛地分裂和生長，形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。
實驗證明：已經(jīng)分化的植物細胞在離體培養(yǎng)下能夠形成完整的植物體。
細胞的全能性的實例——植物細胞的全能性
科學家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結(jié)果獲得了新的個體。但是目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體。
實驗證明：已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
細胞的全能性的實例——動物體細胞核具有全能性
1、細胞的全能性定義：
細胞內(nèi)含有本生物物種全套的遺傳信息。
2、細胞具有全能性的原因
細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
應用：快速繁殖花卉、蔬菜
應用：拯救珍稀、瀕危動植物
（1）概念：動物和人體內(nèi)保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。
全能干細胞：能分化成各種細胞，如胚胎干細胞；
多能干細胞：能分化成多種細胞，如造血干細胞；
專能干細胞：只能向特定細胞分化，如神經(jīng)干細胞；
干細胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病
閱讀材料，回答問題：材料1　如圖是1958年美國科學家斯圖爾德以一小塊胡蘿卜韌皮部的一些組織塊為材料，培育出能開花結(jié)果的胡蘿卜植株的實驗過程。
材料2　下圖是美洲爪蟾的小腸上皮細胞核移植過程。
(1)材料1培養(yǎng)過程說明，植物細胞具有________，然而在原植物體上并未表現(xiàn)出該特性，而是分化成了不同的組織和器官，這說明_________________________________________________________。(2)材料1中試管里的培養(yǎng)液應該含有哪些物質(zhì)？提示：植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)。(3)材料2說明______________________具有全能性。如果將小腸上皮細胞單獨培養(yǎng)能獲得新的個體嗎？_______。(4)材料2說明去核的卵細胞中的_______對動物細胞核全能性的表達發(fā)揮著重要作用。(5)分析兩個實例，請你說明已經(jīng)分化的細胞具有全能性的原因是什么？提示：已經(jīng)分化的細胞仍然具有本物種生長發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì)。
植物細胞全能性的表達需要在離體條件下并需要一定的外界條件
細胞全能性的比較(1)不同生物類型：植物細胞>動物細胞。(2)不同細胞類型：受精卵>生殖細胞>體細胞。(3)不同細胞分化程度：分化程度低的細胞>分化程度高的細胞。(4)不同細胞分裂能力：與細胞分裂能力呈正相關，即分裂能力強的細胞>分裂能力弱的細胞。
1.已分化的細胞都能進一步分化成其他細胞。( )2.生物體內(nèi)的所有細胞都要發(fā)生細胞分化。( )3.細胞分化使細胞趨向?qū)ｉT化，提高了機體生命活動的效率。( )4.正常情況下，同一生物個體內(nèi)不同分化細胞的遺傳信息相同。( )5.同一個體內(nèi)骨髓干細胞與胰島細胞的遺傳信息不同，遺傳信息的執(zhí)行情況也不同。 ( )
例1 下列關于細胞分化的敘述，錯誤的是(　　)A.細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎B.細胞分化有利于提高各種生命活動的效率D.已經(jīng)分化的細胞一般會保持分化后的狀態(tài)，直至死亡
C.細胞在形態(tài)上發(fā)生變化，但細胞結(jié)構(gòu)不變
例2 如圖表示同一個體的5種細胞中5種基因的表達情況，下列分析錯誤的是(　　)A.此圖能說明細胞分化的實質(zhì)B.基因B在5種細胞中均可能控制合成蛋白質(zhì)D.一般來說，這5種細胞的核遺傳物質(zhì)相同
C.細胞中形態(tài)或功能差異最大的是細胞2和4
例3 在下列自然現(xiàn)象或科學研究成果中，能體現(xiàn)細胞全能性的是(　　)A.壁虎斷尾后重新長出尾部C.用體外培養(yǎng)的皮膚治療燒傷病人D.蠶豆種子發(fā)育成幼苗
B.胡蘿卜根的愈傷組織培養(yǎng)成完整植株
例4 下列關于細胞分化和細胞全能性的敘述，正確的是(　　)A.細胞分化過程中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量未發(fā)生改變B.人體某細胞中存在纖維蛋白原基因說明已經(jīng)發(fā)生分化D.隨細胞分化的進行，細胞的全能性降低并最終喪失
C.人體某細胞中存在血紅蛋白說明已經(jīng)發(fā)生細胞分化
1.下列關于細胞分化的敘述錯誤的是(　　)A.高度分化的動物體細胞的細胞核保持著全能性C.細胞分化貫穿于整個生命過程中D.細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高生理功能的效率
B.隨著細胞分化的進行，細胞中的遺傳物質(zhì)種類會發(fā)生變化
2.植物根尖各種細胞都是由分生區(qū)細胞分化形成的，在此過程中不變的是(　　)A.細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)B.細胞器的種類和數(shù)量C.全能性的表達能力
D.細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)
3.下列事實能體現(xiàn)細胞全能性的是(　　)B.植物種子發(fā)育成幼苗C.骨髓造血干細胞分裂、分化成各種血細胞D.胚胎干細胞經(jīng)誘導培育成人體器官
A.棉花的根尖細胞經(jīng)誘導形成幼苗
4.下列有關細胞的全能性的說法，不正確的是 (　　)A.植物組織培養(yǎng)成功表明高度分化的植物細胞具有全能性C.細胞具有全能性是因為其具有該生物的全套遺傳物質(zhì)D.全能性的大小依次為受精卵>生殖細胞>植物體細胞>動物體細胞
B.動物克隆成功表明高度分化的動物細胞具有全能性

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第二節(jié) 細胞分化、衰老和死亡

版本： 蘇教版 (2019)

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