第4节细胞分化和细胞全能性分解

第4节细胞分化和细胞全能性分解 第4节 细胞分化和细胞全能性 一、学习目标 1、理解细胞分化的概念、过程、特点和意义。 2、知道细胞全能性的概念。 3.学会植物细胞分化装片的制作和观察 二、知识回顾 1、填空题 (1)、同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异，这个过程称为 。 (2)、细胞的全能性是指单个细胞经分裂和分化后仍具 有 。 (3)、大量科学实验证明，高度分化的植物细胞在离体情况下，仍具有发育成完整植物体能力，也就是保持了植物细胞的 。但高度分化的动物细胞和人体细胞的细胞 受限制，可是动物细胞的 仍然保持 ，这是因为它含有本物种遗传性所需要的 。 (4)、细胞分化、细胞全能性及相互比较 细胞分化 细胞全能性 原细胞内 选择性表达 含有本物种 理 ? :细胞分化贯穿于生物体整个生?高度分化的植物 具有全能性 命进程中，在胚胎期达到最大限度 植物细胞在离体的情况下，在一定的营养 ? :一般来物质，激素和其他适宜的外界条件下，才 特说，分化了的细胞将一直保持分化后的状能表现其全能性 点 态，直至死亡 ?动物已分化的体细胞全能性受限制，但 ? :生物界中普遍存在，是生物个 仍具有全能性。例如:动物克隆技术 体发育的基础 结形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体 果 关?两者的 都不发生改变 系 ?细胞的分化程度越高，具有的全能性 (5)选取已长1-2 cm有 的小麦苗幼根置于载玻片，用刀片将其 剖，留其中一 片，用镊子将其压扁。 (6)选用的染色液是 或 ，染色后，压片的目的是 。 (7)镜检时可以看到不同形态的细胞，如染色较浅的 细胞;处于不同分裂时期的 细胞;细胞较长的 细胞;成熟区的 细胞和 细胞。 2、选择题 (1) 在下列植物体细胞培养形成完整植株的过程中，属于细胞分化现象的是( ) A. 制作植株根的切片 B. 从根片分离出的细胞 C. 由单个细胞分裂后形成细胞团 D. 细胞团形成胚状体，最终形成新植株 (2)细胞分化过程中不会出现( ) 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. 细胞核遗传物质的改变 (3)下列关于细胞分裂和分化的叙述，不正确的是( ) A. 细胞分裂是细胞增殖的过程，在生物的一生中，细胞分裂旺盛的时期是胚胎期和生长发育期 B. 高度分化后的细胞结构无改变，因而具有全能性 C. 在生物的个体发育过程中，既有细胞的分裂又有细胞的分化 D. 细胞分化是细胞形态、结构、功能发生持久、不可逆转、稳定性的变化，形成特定组织细胞的过程。胚胎时期细胞分化达到最大程度性 (4)下列与体细胞的全能性无关的一项是( ) A. 紫色糯性玉米种子培育出植株 B. 试管婴儿的培育 C. 用胡萝卜的韧皮部细胞培养胡萝卜植株 D. 绵羊“多利”的产生 (5)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 (6)下列具有细胞全能性的是( ) A. 变形虫 B. 噬菌体 C. 棉花的愈伤组织 D. 大熊猫的肌肉组织 (7)高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型和构建组织器官的能力，这类细胞称为干细胞，如造血干细胞。下图中能完整显示正常机体内干细胞基 本特征的是 干细胞 干细胞 干细胞 干细胞 A B C D (8)正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外，在某些因素的诱导下，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. 还没有分化 B. 有旺盛的分裂能力 C. 能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质 D. 具有与受精卵相同的全套遗传基因 三、典型例题 1.美国科学家将分离得到的胡萝卜韧皮部细胞进行离体组织培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。见图 试管植物 胚状体 开花的胡萝卜植物 细胞团 根的切片 分离细胞 单个细胞 1)经分离出来的一个个根细胞又形成细胞团是通过细胞的 来实现的。 2)细胞团中一些相同的细胞又能在发育过程中，它们彼此的形态(结构和生理功能逐渐 向不同的方向变化，这种现象叫做 。 3)该实验证明了离体的植物细胞具有 。 4)根据上述实验推理推测，一个离体动物细胞能培育出一个完整的动物吗,原因是什么, 5)为什么克隆多利羊能培育成功呢,为什么, 2.下图是高等生物个体发育过程中发生的细胞 变化，请仔细观察(回答问题: 6-A-3 1) 图示的高等生物个体发育是从 开始的。 2) 由?到?，由于细胞 ，细胞的 、 和功能发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中 的结果。 3、2005年11月12日上午9点，济南军区总医院专家将台湾同胞捐献的造血干细胞缓缓输人大陆白血病患者巩中卫的体内。白血病是一种恶性血液病，目前主要通过骨髓移植治疗自血病，而造血干细胞配型是骨髓移植能成功的关键。 1) 干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞能通过分裂和分化形成各种组织器官，表明胚胎干细胞具有 性。 2) 个体发育过程中最原始的干细胞是 。通过细胞分裂，后代细胞具有与亲代完全相同的 ，但在细胞和生物体特定的调控作用下，导致后代细胞的遗传信息 不同,控制合成不同的 ，使细胞向不同的方向发展。 4.下面是以蚕豆为材料所进行的实验，请回答有关问题。将种子浸入水中24小时后，分成4组，分别培养后进行实验 (1)种子在浸泡过程中，主要以 方式吸水。 (2)将发芽的种子研磨液置于试管中，加入班氏试剂，并加热，试管中出现红黄色，说明发芽的种子中含有___________________。 (3)在盛有10ml3%过氧化氢溶液的试管中，加入新鲜的发芽种子研磨液时，试管中有大量气泡生成，将点燃的卫生香插入试管，火焰变得明亮，这个实验证明发芽的种子中含有________________。 (4)5天后蚕豆幼根吸水能力最强的部位是_________区，用显微镜观察此区的徒手纵切片，可见到该区已分化出木质部，其中输送水分的是_____________。 (5)为了研究蚕豆染色体数目、大小和形态特征，应以显微镜观察并计数蚕豆根尖的分生区处于_________期的细胞染色体。 (6)若利用小麦的根毛细胞进行质壁分离实验，由于观察的细胞无色透明，为了取得更 好的观察效果，调节显微镜的是:_____________________________。 四、课后练习 1(将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 ( ) A(具有完整细胞核的细胞 B(一定的营养物质和植物激素 C(离体状态 D(导入指定基因 2. 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(玉米种子萌发长成新植株 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(胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 2.右图中，结缔组织细胞、骨细胞、肌肉细胞和皮细 胞等细胞都来自同一细胞，但它们却形态各异。其原 结缔组织细胞 因是它们在生长发育过程中发生了 ( ) A(基因突变 B(染色体畸变 骨细胞 C(细胞分裂 D(细胞分化 研究发现，在体外一定条件下培养造血干细胞，可以3(肌肉细胞 形成神经细胞。下列相关叙述中，不正确的是( ) ((( 皮肤细胞 A(造血干细胞仅通过有丝分裂形成三种血细胞 B(造血干细胞在体外形成神经细胞是基因选择性表达的结果 C(神经细胞的形成除受基因的控制外，还受到细胞所处外界环境的影响 D(造血干细胞有细胞周期，而神经细胞不具有细胞周期 4. 右图为哺乳动物体内细胞的某些生命活动 的示意图。据图判断，下列说法不正确的是( ) ((( A(细胞a具有分裂和分化的功能 B(细胞c和h中染色体数目与细胞b不同 C(细胞f中同时含有X和Y染色体 D(细胞e所示生理过程取决于膜的选择透过性 5.人体甲状腺滤泡细胞分泌甲状腺素，C细胞分泌 32肽的降钙素，下列表述正确的是( ) A(滤泡细胞和C细胞内含有不同的基因 B(控制降钙素合成的基因长度至少为96对碱基 C(在降钙素溶液中加入适量的双缩脲试剂，溶液呈橘红色 D(滤泡细胞和C细胞内RNA种类相同 6.(植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是 A(细胞膜 B(叶绿体 C(线粒体 D(细胞核 7.( 如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段的示意图，图中甲、乙为两个阶段的细胞，a、b表示发育变化的模式过程。下列叙述正确的是 ( ) ?a过程有可能发生基因突变 ?乙细胞不同的基因重组导致b过程产生不同的细胞 ?上皮细胞与甲细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同 ?b过程中遗 传信息的流动方向为DNA?RNA?蛋白质 A(?? B(?? C(?? D(??? 8(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)。请: (1)这种生殖方式属于 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 分裂来 完成的。 (3)细胞团中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方向发生了变化，这种现象叫做细胞 的 。 (4)本实验说明植物细胞具有 。 (5)在培养试管植物时，试管内应至少放入 种矿质元素，其中应大量供给的是 元素。 9(右图是用胡萝卜根进行组织培养某些过程示意 图，请回答: (1)请把组织培养的过程按正常顺序排列(以字母表 示) 。 (2)图D上的细胞团是 ，它的特点 是 。 (3)图C和图D的培养基是否相同 。 (4)图C的培养物的变化是 。 (5)从原理上讲，植物细胞有形成再生植株的可能性，这是 的表现。 10.皮肤干细胞的研制成功被评为2007年国际十大科技新闻之一。这一技术将有望用于人类糖尿病、癌症等疾病的干细胞研究和治疗，从而避开利用胚胎干细胞研究面临的伦理争议，并且皮肤细胞可以取自自体，所以不会发生身体排斥反应。 (1)皮肤细胞在体内无法转变成其他体细胞，这是因为它是高度分化的细胞，其分化的根本原因是 。 (2)由皮肤干细胞可以诱导形成各种体细胞，其根本原因是 . (3)皮肤干细胞和癌细胞都具有旺盛的 能力。但是皮肤干细胞却可以通过诱导而发生 ，形成各种体细胞。而癌细胞由于细胞膜上的 等物质减少，容易在体内分散和转移。 (4)利用皮肤干细胞进行疾病研究和治疗，与利用胚胎干细胞相比具有很多优点，请你说出其中两点。 11(癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质(基因)发生改变后形成的。某生物兴趣小组的同 学从资料上获知:二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推 测:二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，能作为一种癌症的化疗药物，并就此问题设计 实验进行了探究。 实验材料:肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营 养物质的细胞培养液，显微镜，血细胞计数板，试管，吸管等。 (1)通常能够引起基因改变的因素可能有(填写序号)________________________。 A(紫外线 B(甘油 C(肝炎病毒 D(煤焦油及其衍生物苯 E(葡萄糖 F(尼古丁 G(丙酮酸 H(核辐射 (2)化疗时采用的烷化剂，如二氯二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA 复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的________期。 (3)在进行实验探究时其中某位同学的实验操作如下:(请将实验内容补充完整) ?取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液，从小鼠肝部切 取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养。 ?取洁净的试管5支，加入等量的培养液，编号1、2、3、4、5，并在1,4号试管中 加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液。5号试管中加入________________。 ?从培养皿中吸取等量的培养液置于1,5号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。 ?从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于____________________内，在显微镜下 计数，数据。 ?请你纠正上面这位同学操作上的两处错误: a(______________________________________________________________________ __; b(______________________________________________________________________ __。 (4)另一位同学按照正确的进行实验探究，得到的结果如下: 实验组别 1 2 3 4 5 二氯二乙胺 0.1 0.2 0.3 0.4 0 浓度(mg/mL) 细胞数目(个/mL) 320 275 186 96 560 ?在该实验中，遵循了实验设计的________原则和________________原则。 ?根据实验结果，你能得出的结论是_______________________________________ ________________________________________________________________________ 第四节 细胞分化和全能性 知识回顾 1、填空题 (1)细胞分化 (2)形成完整生物体的潜能 (3)、细胞的全能性 全能性 核全能性 全套遗传物质 (4)、细胞分化、细胞全能性及相互比较 细胞分化 细胞全能性 原理 基因 全套遗传物质 ?持久性: ?体细胞 特点 ?稳定性和不可逆性: ?细胞核 ?普遍性: ?遗传物质 关系 ?越小 (5)根毛 纵 (6)龙胆紫 醋酸洋红 使细胞分散成单层细胞，便于观察 (7)根冠 根尖分生组织 伸长区 导管 根毛 2、选择题。 (1)———(8) DDBAACDD 典型例题 1、1)有丝分裂 2)分化 3)细胞的全能性 4)不是 动物细胞一般不具有细胞全能性 5)克隆羊多利是将羊的乳腺细胞的核移植到去核的羊的卵细胞中培育成功的(说明了动 物细胞不具有全能性，但动物体细胞的核还具有全能性( 2、 1)受精卵 2)分化 形态 结构 选择性表达 3、 1) 全能 2)受精卵 遗传物质 表达 蛋白质 4.(1)吸胀(2) 还原性糖 (3)过氧化氢酶 (4)根毛 导管 (5)有丝分裂中 (6)缩小光圈或换平面反光镜 课后练习 1.D 2.D 3.D 4.D 5.B 6.D 7.A 8.(1)无性生殖 细胞培养 (2)有丝 (3)分化 (4)全能性 (5)13 NPKSCaMg 9.(1)B? D? C? A (2)愈伤组织 失去分化且较均一 (3)不同(4)细胞分化，导致器官形成 (5)细胞全能性 10(1)在个体发育过程中遗传信息的执行情况不同(或基因的选择性表达)(2)细胞含有一整套的遗传信息。 (3)分裂分化 糖蛋白 (4)优点一:利用皮肤干细胞可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议。优点二:皮肤干细胞可以取自自体，不会发生排斥反应。优点三:皮肤细胞比胚胎细胞更容易采集。(答出两点即可) 11.(1)A、C、D、F、H (2)间 (3)?等量生理盐水 ?血细胞计数板 ?a.在“冰箱中”应改为在“适宜温度下”或“恒温箱中” b(“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中 吸取适量的培养液” (4)?对照 单一变量 ?二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且在一定范围内，随二 氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强 中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书，如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 ——库法耶夫 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养料。而阅读，则正是这种养料———雨果