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高中一年级生物

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  • 读图填空题
    美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株,如下图所示,请分析:

    (1)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变化,这种现象叫做_____________________。
    (2)该实验说明植物细胞具有_____________性。
    (3)在整个过程中,细胞必须从培养基中获得______和小分子有机物等营养物质。
    (4)根据该实验推测,一个动物细胞是否能培育成一个完整的个体,原因是什么?
    本题信息:2011年同步题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株,如下图所示,请分析:(1)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过...” 主要考查您对

细胞的全能性

细胞的分化

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  • 细胞的全能性
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细胞的全能性:

1、概念: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。
2、细胞具有全能性的原因:
由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子,因此,分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。
3、植物细胞全能性
高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
例如:胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株
4、动物细胞全能性
高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制。但是,细胞核仍然保持着全能性。例如:克隆羊多莉
5、全能性大小:
(1)物种不同:植物细胞>动物细胞。
(2)分化程度不同:受精卵>生殖细胞>体细胞(肝脏、肌肉等)。
(3)分裂能力大小:>裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞,如分生区细胞>成熟区细胞。
6、细胞全能性表达的条件在离体状态下,需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等,还需要适宜的温度等条件。
7、干细胞
(1)概念:具有分裂和分化能力的细胞。
(2)种类
名称 特点 实例
全能干细胞 可分化成各种细胞,构成各种组织和器官,最终发育成完整个体 胚胎干细胞
多能干细胞 可发育形成一种器官的多种组织,但不能发育成完整个体 造血干细胞
专能干细胞 只能分化成某一类型的细胞 神经干细胞

知识拓展:

1、植物组织培养
(1)理论基础:植物细胞的全能性。
(2)过程

(3)意义:快速繁殖花卉和蔬菜等作物;拯救珍稀濒危植物;与基因工程结合培育作物新类型。

细胞的分化及其意义:

1、细胞的分化的概念:在个体发育中,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。
2、细胞分化的基础和实质
(1)分化的基础:每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体,即携带有本物种的全部遗传信息。
(2)分化的实质:是在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程,即基因的选择性表达。
3、细胞分化的过程
(1)从细胞水平分析:细胞形态、结构和功能改变的结果。
(2)从亚显微结构水平分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。
(3)从分子水平分析
①蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能改变的结果。
②基因角度:基因选择性表达的结果,这是细胞分化的根本原因。
4、细胞分化的特点
(1)持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中,在胚胎期达到最大限度。
(2)不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
(3)普遍性:是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(4)遗传物质不变性:细胞分化是伴随着细胞分裂进行的,亲代与子代细胞的形态、结构或功能发生改变,但细胞内的遗传物质却不变。
5、细胞分化的结果:形成形态、结构和功能不同的组织和器官。
6、细胞分化的意义
(1)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化,有利于提高各种生物功能的效率。


 


细胞增殖与细胞分化的区别分析:

细胞增殖 细胞分化
细胞变化 数量增多 细胞形态、结构、生埋功能发生了稳定性差异,且这种差异是不可逆转的
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,有的细胞发育到一定时期停止分裂 持久性变化,胚胎时期达最大限度
在个体发育中的意义 保持了亲代和子代间遗传物质的稳定性 没有细胞分化,生物体不能进行正常发育

细胞分化与细胞全能性的区别与联系:

细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因的选择性表达 含本物种全套遗传物质
特点 持久性、不可逆性、普遍性 ①高度分化的植物体细胞表达全能性需要一定的条件;②动物已分化的体细胞的全能性受到限制,但细胞核仍具有全能性
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新个体
 大小比较 细胞分化程度有高低之分,如体细胞>生殖细胞>受精卵  细胞全能性有大小之分,如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高,全能性越小


知识点拨:

1、过程:受精卵→增殖为多细胞→分化为组织、器官、系统→发育为生物体
2、细胞分化程度由高至低的顺序是神经组织干细胞、骨髓造血干细胞、胚胎干细胞;造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞,说明动物细胞也可能具有全能性,因为每个细胞都是由受精卵发育而来的,都具有全套的遗传物质。人们对干细胞的研究,可以对某些疾病进行治疗,可以进行医学上的组织修复,还可以帮助人们了解细胞的分化机制。


知识拓展:

1、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加深,细胞的分裂能力逐渐下降。
2、细胞分裂结束后,细胞生活有三种状态:一是继续分裂增殖,如根尖分生区细胞;二是暂不分裂增殖,如植株上受顶芽抑制的侧芽细胞;三是不再进入细胞周期而发生分化,如人体的红细胞、神经细胞等。 3、判断细胞全能性的表达与细胞分化的依据是二者的终点不同,细胞分化的终点是组织、器官;细胞全能性表达的终点是完整个体。
4、植物细胞的全能性易表现,动物细胞的全能性受限制,但动物细胞的细胞核仍具有全能性。
5、细胞全能性高低与分化的关系:细胞全能性高低与分化程度成负相关,分化程度越大,全能性越低。
6、管家基因与奢侈基因
(1)管家基因指所有细胞均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因。
(2)奢侈基因是指不同类型细胞特异性表达的基因,其严物赋予不同细胞特异的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。
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