資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
6.2 細胞的分化
1.通過比較同一生物個體的不同細胞在形態、結構和功能上的差異，領悟細胞分化的意義、歸納細胞分化的概念，進而闡明細胞分化的實質是基因的選擇性表達。
2.通過分析植物組織培養和植物體細胞移植等生物學事實，闡明植物細胞具有全能性、動物體細胞的細胞核具有全能性，進而歸納細胞全能性的概念和應用。21教育網
3.通過對骨髓移植和中華骨髓庫相關內容的分析，及對干細胞特點的理解；關注干細胞在醫學上的應用，說明生物技術在醫學上的應用，提升社會責任感。21cnjy.com
知識點01 細胞分化及其意義
1.在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果。21*cnjy*com
2.細胞分化是生物個體發育的基礎。使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生物體各種生理功能的效率?！景鏅嗨校?1教育】
3.細胞分化的標志在分子水平是合成了某種細胞特有的蛋白質不同種類。在細胞水平是形成不同種類的細胞。
知識點02 細胞的全能性
1.細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
2.植物細胞的組織培養：
①植物組織培養：胡蘿卜韌皮部細胞→放入特定培養基→形成細胞團塊根、莖和葉→新的植株。
②結論：高度分化的植物細胞仍然具有全能性。
3.核移植（克隆）
①非洲爪蟾的核移植實驗：將非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞的核移植到去核的卵母細胞細胞中，結果獲得了新的個體。21·世紀*教育網
②體細胞羊多利的培育：將乳腺細胞的細胞核移植到去去核的卵母細胞細胞中。
③結論：已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
知識點03 干細胞
干細胞是具有分裂和分化的能力的細胞。在動物和人體內，數量很少。人骨髓中的造血干細胞能通過增殖和分化不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。21教育名師原創作品
考法01 細胞的分化
下圖是受精卵細胞經分裂、分化形成不同類型細胞的模式圖。
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1.從細胞水平分析細胞分化是細胞的形態、結構和生理功能發生穩定性變化的過程過程。
2.從蛋白質的角度分析不同類型細胞蛋白質的種類不同；從基因的角度看細胞分化是基因選擇性表達 的結果；從細胞水平看是形成不同種類的細胞。
3.就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳物質，但不同細胞中遺傳信息的執行情況不同，控制合成的蛋白質不同。細胞分化的實質就是基因的選擇性表達。
4.細胞的分化具有普遍性、持久性、穩定性和不可逆性
①普遍性:是生物界中普遍存在的生命現象。
②持久性:細胞分化貫穿于生物體的整個生命進程中,在胚胎時期達到最大限度。
③穩定性和不可逆性:一般來說分化了的細胞將一直保持分化后的狀態,直到死亡。
5.細胞分化的結果
①分子水平的變化: mRNA種類不同→蛋白質種類不同。
②細胞水平的變化:細胞形態、結構和生理功能的變化,逐漸失去分裂能力。
③組織器官水平的變化:產生不同類型的細胞構成不同的組織和器官。
6.細胞分化是生物個體發育的基礎，使細胞趨向專門化,有利于提高各種生理功能的效率。
【典例1】如圖為人體某早期胚胎細胞所經歷的生長發育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述不正確的是(　　)
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A．a過程是有絲分裂，b是細胞分化
B．乙和丙的染色體組成相同
C．丁與戊因遺傳物質不同而發生分化
D．甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同
【答案】C
【解析】甲、乙、丙三個細胞形態一樣，故a表示有絲分裂，丁、戊與甲比，細胞形態發生了變化，故b表示細胞分化；乙和丙來自甲的有絲分裂，有絲分裂前后親子代遺傳物質相同，染色體組成相同；乙、丙的遺傳物質相同，由細胞分化形成丁、戊的過程中基因選擇性表達；由于甲、丁、戊細胞形態不同，故三種細胞基因選擇性表達產生的部分蛋白質不同。
【名師提醒】
①細胞分化導致一個個體不同細胞形態和生理功能不同的生理過程是細胞分化。細胞分化使細胞的功能趨向專門化，提高了生物體各項生理功能的執行效率。21世紀教育網版權所有
②一個個體不同的分化細胞遺傳物質完全相同。因為這些細胞是通過有絲分裂產生的，有絲分裂的特點是遺傳物質平均分配。2-1-c-n-j-y
③高度分化的細胞不能恢復分裂能力。細胞分化是細胞間形態、結構和生理功能產生穩定性差異的過程，具有不可逆性的特點。
考法02 細胞的全能性
下圖甲利用葉肉細胞培育植株的示意圖，乙是通過核移植技術培育克隆猴的示意圖。
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1.甲圖所示的過程說明分化的植物細胞具有全能性，原因是分化的植物細胞具有該物種的全部遺傳信息。
2.乙圖所示的過程說明動物體細胞的細胞核具有全能性，原因是動物體細胞的細胞核具有動物發育所需要的全部遺傳信息。
3.動物細胞和植物細胞全能性的差異
①已分化的動物細胞的細胞核具有全能性,在一定的條件下經過培養只能形成細胞群。
②植物細胞在一定的條件下經過培養可以形成植物體。
【典例2】下列生物過程不能體現細胞全能性的是(　　)
A．玉米種子萌發長成新植株
B．馬鈴薯根尖細胞培養成脫毒馬鈴薯苗
C．小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株
D．胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株
【答案】A
【解析】細胞的全能性是分化的細胞發育成為完整生物個體的能力。玉米種子萌發長成新植株是植物生殖器官的自然生長發育現象，沒有體現細胞的全能性。小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株，體現的是生殖細胞具有全能性。馬鈴薯根尖細胞培養成脫毒馬鈴薯和胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株都體現了體細胞的全能性。
【名師提醒】
①胡蘿卜韌皮部細胞內含有該物種的全部遺傳信息。所以，在離體情況下能夠表現出全能性。
②斷尾的小壁虎再次長出新的尾巴不屬于全能性。細胞的全能性是指已分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能，斷尾的小壁虎再次長出的是新的尾巴而不是壁虎。
③一粒種子萌發為幼苗沒有體現細胞的全能性，因為種子本來就是植物的完整幼體，不是一個細胞。
題組A 基礎過關練
1.細胞分化的實質是（　?。?br/>A．基因組的改變
B．基因的選擇性表達
C．細胞器數量和種類的變化
D．細胞亞顯微結構的變化
【答案】B
【解析】細胞分化的實質是基因的選擇性表達，從而導致細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定差異。
2.下列四幅圖表示人體內四種生命活動過程，其中能表示細胞分化的是（　　）
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【答案】D
【解析】A表示細胞生長；B表示細胞增殖；C表示受精作用的過程；D表示細胞的分化。
3．如圖所示的細胞類型轉換過程為(　　)
A．細胞融合　　B．細胞生長 C．細胞分裂 D．細胞分化
【答案】D
4．有關細胞分化的敘述，正確的是(　　)
A．高等動物細胞的分化只發生在胚胎發育過程中
B．細胞分化過程中遺傳物質發生了改變
C．細胞分化使細胞數目和種類增多
D．經細胞分化后，細胞的全能性降低
【答案】D
5．在下列自然現象或科學研究成果中，能為“動物細胞具有全能性”這一觀點提供直接證據的是(　　)
A．壁虎斷尾后重新長出尾部 B．蜜蜂的未受精卵細胞發育成雄蜂
C．用體外培養的皮膚治療燒傷病人 D．小鼠腺細胞的自我復制
【答案】B
6．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象,下列敘述不正確的是(　　)
A.老年人體內仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞
B.分化后的不同組織細胞其蛋白質種類完全不同
C.細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率
D.造血干細胞分化形成白細胞的過程是不可逆的
【答案】B
題組B 能力提升練
7.下圖為某人體內幾種類型的細胞模式圖。下列相關敘述中不正確的是 （　?。?br/>( http: / / www.21cnjy.com )
A．這些細胞最初來源于同一個受精卵
B．a的結構已發生很大變化，但仍屬于真核細胞
C．這些細胞在結構上具有統一性
D．這些細胞在功能上是相同的
【答案】D
【解析】人體所有的細胞都是由受精卵經分裂和分化產生的，所以圖中所有的細胞都來源于同一個受精卵；a細胞為精子，雖然形態發生了改變，但是仍屬于真核細胞；圖中所有的細胞都具有細胞核、細胞膜和細胞質，這體現了它們在結構上的統一性；圖中細胞形態不同，是其內部基因選擇性表達的結果，不同基因的表達使得細胞具有不同的功能。
8.下圖表示人體部分細胞所經歷的生長發育的各個階段，下列有關敘述正確的是（　?。?br/>( http: / / www.21cnjy.com )
A．細胞甲的分裂能力最強，分化程度最高
B．過程①②中均發生了遺傳物質的改變
C．T細胞與B細胞內所含的基因不同
D．淋巴因子作用于膜受體體現生物膜的信息交流功能
【答案】D
【解析】圖中細胞甲的分裂能力最強，分化程度最低，A錯誤；有絲分裂和細胞分化過程中，遺傳物質并沒有發生改變，B錯誤；T細胞與B細胞是由同一個細胞經有絲分裂而來的，因此細胞內所含的基因相同，C錯誤；淋巴因子作用于膜受體體現生物膜的信息交流功能，D正確。www-2-1-cnjy-com
9．下列實例中能體現細胞全能性的是（　?。?br/>①用胡蘿卜單個細胞培養成了可育的植株　 ②植物用種子繁殖后代　
③用煙草某種組織培養出了可育的完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
【答案】　B
【解析】　細胞全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。其中①和③都是由已分化的細胞經過培養形成可育的植株，體現了細胞的全能性。種子屬于器官，用其繁殖后代，不能體現細胞的全能性?！境鎏帲?1教育名師】
10．植物細胞表現出全能性的必要條件是（　?。?br/>A．給予適宜的營養和外界條件
B．導入其他植物細胞的基因
C．脫離母體后，給予適宜的營養和外界條件
D．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內
【答案】C
【解析】離體的植物細胞、組織、器官，在一定的營養物質、激素和其他外界條件的作用下，就可以表現出全能性，發育成完整的植株。
11.細胞的基因可分為管家基因（所有細胞中均要表達的基因）和奢侈基因（不同類型細胞中特異性表達的基因）兩類，下表為人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況。請回答下列問題：
項目 基因存在情況 基因表達情況
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰島B細胞 √ √ √ √ √ √
眼晶狀體細胞（胚胎中） √ √ √ √ √ √
神經細胞 √ √ √ √ √ √
（1）四種基因中可能屬于管家基因的是________。
（2）甲基因________（填“能”或“不能”）表示控制胰島素合成的基因，理由是________________。21·cn·jy·com
（3）細胞分化的實質是________（填“管家基因”或“奢侈基因”）的選擇性表達。
（4）三種細胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是________________________________。三種細胞形態、功能表現不同，從細胞結構方面分析其原因是________________________________。
【答案】（1）丁
（2）能 胰島素基因只在胰島B細胞中表達
（3）奢侈基因
（4）人體細胞都來源于同一個受精卵 細胞器的種類和數量不同
【解析】（1）由表可知，丁基因在三種細胞中均表達，結合題中信息可知其應屬于管家基因；
（2）甲基因只在胰島B細胞中表達，而胰島素為胰島B細胞的特定分泌物，故甲基因能表示控制胰島素合成的基因；
（3）根據表中信息可知，細胞分化的實質是奢侈基因的選擇性表達，管家基因在每種細胞中都能表達；
（4）人體所有體細胞都是由同一個受精卵經有絲分裂形成的，有絲分裂過程中細胞內的遺傳物質不變，因此三種細胞中均含有四種基因；從細胞結構方面分析，細胞中所含細胞器的種類和數量不同導致細胞的形態和功能不同。
12.間充質干細胞是一種多能干細胞，在組織損傷修復領域有較廣泛的應用。成纖維細胞、肌成纖維細胞在創面愈合過程中起重要作用，科研人員對皮膚的創面愈合與細胞之間的相互作用做了如下研究。請回答相關問題：
（1）研究表明，肌成纖維細胞來源于皮膚成纖維細胞的轉變，這種轉變是通過___________過程實現的，發生這種轉變的根本原因是______________________。肌成纖維細胞內由核糖體合成的膠原纖維、纖維連接蛋白等蛋白質經過___________等細胞器分泌到細胞外修復組織損傷。在創面愈合過程中，肌成纖維細胞生成過度會造成瘢痕的增生。
（2）間充質干細胞可以產生外泌體（由細胞產生并分泌到細胞外的囊泡），外泌體主要是由___________等成分構成的生物膜包裹著內部的蛋白質、RNA等物質組成的。
（3）為探究間充質干細胞外泌體的作用，研究人員以無胸腺裸鼠為實驗材料，進行如下實驗。
實驗一：將背部皮膚有創傷的裸鼠若干，平均分為三組，處理方法及一段時間后檢測結果如下表所示。
組別 向創面皮下四周注射的物質 觀察皮膚創面愈合情況 檢測αSMA表達量
1 緩沖液 傷口直徑大，瘢痕大 +++
2 間充質干細胞+緩沖液 傷口直徑小，瘢痕小 +
3 間充質干細胞外泌體+緩沖液 傷口直徑小，瘢痕小 +
注：αSMA是肌成纖維細胞的標志產物
實驗二：為研究間充質干細胞外泌體對皮膚創面影響的機理，研究人員檢測不同物質對成纖維細胞增殖能力的影響并通過劃痕實驗（原理如圖所示）檢測不同物質對成纖維遷移能力的影響。一段時間后，結果如下表所示。www.21-cn-jy.com
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組別 向創面皮下四周注射的物質 對成纖維細胞增殖能力的影響 劃痕距離
4 緩沖液 4．8 1
5 間充質干細胞外泌體+緩沖液 9．5 0．5
6 去除外泌體和間充質干細胞的培養基+緩沖液 5．0 1
①實驗一表明，間充質細胞通過___________在創面愈合中發揮作用。
②綜合實驗一、二，可以看出間充質干細胞外泌體的作用是______________________。
（4）外泌體中含有多種物質，確定外泌體中發揮作用的關鍵物質的實驗思路是___________。
【答案】（1）分裂分化（或分化） 基因的選擇性表達 內質網和高爾基體
（2）蛋白質和脂質（或蛋白質和磷脂）
（3）①外泌體 ②加快創面愈合，抑制皮膚成纖維細胞向肌成纖維細胞轉變（或促進成纖維細胞增殖和遷移，抑制成纖維細胞向肌成纖維細胞轉變）
（4）將外泌體中的物質分離，分別觀察它們的作用
【解析】（1）皮膚成纖維細胞轉變為肌成纖維細胞是通過分裂分化過程實現的，細胞分化的實質是基因的選擇性表達；膠原纖維、纖維連接蛋白的實質是分泌蛋白，分泌蛋白的合成場所在核糖體，需要內質網和高爾基體分泌到細胞外。
（2）外泌體是由細胞產生并分泌到細胞外的囊泡，囊泡也屬于生物膜，生物膜的主要成分是磷脂和蛋白質。
（3）①實驗一：從上述實驗結果可以看出，第2和3組的小鼠作用效果相同，傷口直徑小，瘢痕小，αSMA表達量??；推測間充質干細胞通過外泌體加快創面愈合。
②從第6組去除外泌體和間充質干細胞的培養基+緩沖液，可以看出成纖維細胞的增殖能力比第5組低，劃痕距離增大，所以綜合實驗一、二，可以看出間充質干細胞外泌體的作用是：加快創面愈合，抑制皮膚成纖維細胞向肌成纖維細胞轉變（或促進成纖維細胞增殖和遷移，抑制成纖維細胞向肌成纖維細胞轉變）
（4）外泌體中含有多種物質，確定外泌體中發揮作用的關鍵物質的實驗思路是：將外泌體中的物質分離，分別觀察它們的作用。
題組C 培優拔尖練
13.（2022全國Ⅲ卷）下列關于細胞的結構和生命活動的敘述，錯誤的是（　?。?br/>A．成熟個體中的細胞增殖過程不需要消耗能量
B．細胞的核膜、內質網膜和細胞膜中都含有磷元素
C．兩個相鄰細胞的細胞膜接觸可實現細胞間的信息傳遞
D．哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程不可逆
【答案】A
【解析】成熟個體中的細胞增殖過程中，間期DNA復制和蛋白質合成需要消耗能量，分裂期紡錘絲牽引染色體運動需要消耗能量，A錯誤；細胞的核膜、內質網和細胞膜中都屬于生物膜，主要由磷脂和蛋白質組成，都含有磷元素，B正確；兩個相鄰細跑的細胞膜直接接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，C正確；哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞，屬于細胞分化，細胞分化一般不可逆，D正確。2·1·c·n·j·y
14.（2022江蘇卷改編）人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質干細胞（MSC），下圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述正確的是（　?。?br/>( http: / / www.21cnjy.com )
A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同
B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老
C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡
D．不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞
【答案】D
【解析】組織細胞中的DNA與MSC細胞中的DNA相同，但是RNA不同，A錯誤；組織細胞是MSC細胞增殖分化形成的，因此組織細胞比MSC細胞更容易衰老，B錯誤；當MSC中的基因都不能表達時，說明該細胞早就已經開始凋亡了，C錯誤；不同誘導因素能夠使MSC分化形成不同類型的細胞，D正確?！緛碓矗?1cnj*y.co*m】
15.（2020新課標2卷)在細胞的生命歷程中，會出現分裂、分化等現象。下列敘述錯誤的是
A.細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻
B.哺乳動物的造血干細胞是未經分化的細胞
C.細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果
D.通過組織培養可將植物葉肉細胞培育成新的植株
【答案】B
【解析】細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎，而細胞增殖的主要方式是有絲分裂，A項正確；哺乳動物的造血干細胞是已經分化的細胞，B項錯誤；細胞分化的實質是：在個體發育中，在遺傳物質的控制下合成特異性蛋白質的過程，即細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果，C項正確；借助植物組織培養技術，可將離體的植物葉肉細胞培育成新的植株，D項正確。21*cnjy*com
16．圖1所示為擬南芥根伸長區橫切圖，圖中根表皮細胞分為H型與R型，H型細胞與兩個皮層細胞接觸，將來分化成根毛細胞，R型細胞只與一個皮層細胞接觸，分化成非根毛細胞。研究表明多種基因參與根表皮細胞分化過程。
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（1）細胞分化是指在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在_______上發生穩定性差異的過程。分化的根本原因是在個體發育過程中，不同細胞_______。
（2）S基因缺失突變體擬南芥根部發育模式出現紊亂。已知C蛋白可通過胞間連絲由R型細胞轉移到H型細胞。研究人員檢測了野生型和S缺失突變體擬南芥中C蛋白在R型與H型細胞中的分布，結果如圖2。說明S蛋白在C蛋白的轉移過程中起_______作用。
（3）S蛋白主要定位在細胞膜上，在H型細胞中含量多于R型細胞。Q蛋白可與S蛋白相互作用并影響S蛋白含量。當某種泛素分子與S蛋白連接時，可將S蛋白送入特定細胞器中降解，稱為泛素化降解。研究者推測：“Q蛋白可能參與了S蛋白的泛素化降解”為證實此推測，科研人員在S缺失突變體和S、Q雙缺失突變體擬南芥中均轉入能穩定表達S-GFP融合蛋白的質粒（GFP為綠色熒光蛋白），利用抗GFP抗體檢測S-GFP融合蛋白含量，如圖3，并在熒光顯微鏡下觀察S-GFP融合蛋白__________，如圖4。結果表明，Q蛋白通過_______S蛋白泛素化降解來影響S蛋白的含量，依據是________?！緛碓矗?1·世紀·教育·網】
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（4）綜上分析，不同根表皮細胞中Q蛋白表達水平不同，它通過與S蛋白相互作用，影響了S蛋白的含量。積累S蛋白多的細胞能夠________，從而分化成為________。進一步研究表明，G基因是抑制擬南芥根表皮細胞形成根毛細胞的關鍵基因，而C蛋白可通過相關途徑影響G基因的表達。
【答案】（1）形態、結構和生理功能 遺傳信息執行情況不同（基因選擇性表達）
（2）促進
（3）在細胞的分布 抑制 Q蛋白缺失時，S-GFP融合蛋白含量減少，分子量增大；且從細胞膜進入到細胞質中
（4）促使更多的C蛋白進入 根毛細胞
【解析】
（1）細胞分化是指在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。分化的根本原因是基因的選擇性表達（不同細胞遺傳信息執行情況不同）。
（2）S基因缺失突變體擬南芥根部發育模式出現紊亂。已知C蛋白可通過胞間連絲由R型細胞轉移到H型細胞。研究人員檢測了野生型和S缺失突變體擬南芥中C蛋白在R型與H型細胞中的分布，結果如圖2，可知S缺失突變體中H型細胞占比減少，說明S蛋白在C蛋白的轉移過程中起促進作用。
（3）Q蛋白可能參與了S蛋白的泛素化降解（當某種泛素分子與S蛋白連接時，可將S蛋白送入特定細胞器中降解），在S缺失突變體和S、Q雙缺失突變體擬南芥中均轉入能穩定表達S-GFP融合蛋白的質粒（GFP為綠色熒光蛋白），在熒光顯微鏡下觀察S-GFP融合蛋白在細胞的分布，可以知道S蛋白的分布以及Q蛋白對S蛋白的作用。圖3、圖4結果表明，Q蛋白缺失時，S-GFP融合蛋白含量減少，分子量增大；且從細胞膜進入到細胞質中，說明Q蛋白通過抑制S蛋白泛素化降解來影響S蛋白的含量。
（4）S蛋白在C蛋白的轉移過程中起促進作用，積累S蛋白多的細胞能夠促使更多的C蛋白進入，C蛋白可通過胞間連絲由R型細胞轉移到H型細胞，H型細胞與兩個皮層細胞接觸，將來分化成根毛細胞。
目標導航
知識精講
能力拓展
分層提分
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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6.2 細胞的分化
1.通過比較同一生物個體的不同細胞在形態、結構和功能上的差異，領悟細胞分化的意義、歸納細胞分化的概念，進而闡明細胞分化的實質是基因的選擇性表達。
2.通過分析植物組織培養和植物體細胞移植等生物學事實，闡明植物細胞具有全能性、動物體細胞的細胞核具有全能性，進而歸納細胞全能性的概念和應用。21世紀教育網版權所有
3.通過對骨髓移植和中華骨髓庫相關內容的分析，及對干細胞特點的理解；關注干細胞在醫學上的應用，說明生物技術在醫學上的應用，提升社會責任感。21·cn·jy·com
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1.在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果。www.21-cn-jy.com
2.細胞分化是生物個體發育的基礎。使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。2·1·c·n·j·y
3.細胞分化的標志在分子水平是合成了某種細胞特有的蛋白質不同種類。在細胞水平是形成不同種類的細胞。
知識點02 細胞的全能性
1.細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
2.植物細胞的組織培養：
①植物組織培養：胡蘿卜韌皮部細胞→放入特定培養基→形成細胞團塊根、莖和葉→新的植株。
②結論：高度分化的植物細胞仍然具有全能性。
3.核移植（克?。?br/>①非洲爪蟾的核移植實驗：將非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞的核移植到去核的卵母細胞細胞中，結果獲得了新的個體。21*cnjy*com
②體細胞羊多利的培育：將乳腺細胞的細胞核移植到去去核的卵母細胞細胞中。
③結論：已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
知識點03 干細胞
干細胞是具有分裂和分化的能力的細胞。在動物和人體內，數量很少。人骨髓中的造血干細胞能通過增殖和分化不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。
考法01 細胞的分化
下圖是受精卵細胞經分裂、分化形成不同類型細胞的模式圖。
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1.從細胞水平分析細胞分化是細胞的形態、結構和生理功能發生穩定性變化的過程過程。
2.從蛋白質的角度分析不同類型細胞蛋白質的種類不同；從基因的角度看細胞分化是基因選擇性表達 的結果；從細胞水平看是形成不同種類的細胞。
3.就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳物質，但不同細胞中遺傳信息的執行情況不同，控制合成的蛋白質不同。細胞分化的實質就是基因的選擇性表達。
4.細胞的分化具有普遍性、持久性、穩定性和不可逆性
①普遍性:是生物界中普遍存在的生命現象。
②持久性:細胞分化貫穿于生物體的整個生命進程中,在胚胎時期達到最大限度。
③穩定性和不可逆性:一般來說分化了的細胞將一直保持分化后的狀態,直到死亡。
5.細胞分化的結果
①分子水平的變化: mRNA種類不同→蛋白質種類不同。
②細胞水平的變化:細胞形態、結構和生理功能的變化,逐漸失去分裂能力。
③組織器官水平的變化:產生不同類型的細胞構成不同的組織和器官。
6.細胞分化是生物個體發育的基礎，使細胞趨向專門化,有利于提高各種生理功能的效率。
【典例1】如圖為人體某早期胚胎細胞所經歷的生長發育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述不正確的是(　　)
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A．a過程是有絲分裂，b是細胞分化
B．乙和丙的染色體組成相同
C．丁與戊因遺傳物質不同而發生分化
D．甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同
【答案】C
【解析】甲、乙、丙三個細胞形態一樣，故a表示有絲分裂，丁、戊與甲比，細胞形態發生了變化，故b表示細胞分化；乙和丙來自甲的有絲分裂，有絲分裂前后親子代遺傳物質相同，染色體組成相同；乙、丙的遺傳物質相同，由細胞分化形成丁、戊的過程中基因選擇性表達；由于甲、丁、戊細胞形態不同，故三種細胞基因選擇性表達產生的部分蛋白質不同。
【名師提醒】
①細胞分化導致一個個體不同細胞形態和生理功能不同的生理過程是細胞分化。細胞分化使細胞的功能趨向專門化，提高了生物體各項生理功能的執行效率。21教育名師原創作品
②一個個體不同的分化細胞遺傳物質完全相同。因為這些細胞是通過有絲分裂產生的，有絲分裂的特點是遺傳物質平均分配。
③高度分化的細胞不能恢復分裂能力。細胞分化是細胞間形態、結構和生理功能產生穩定性差異的過程，具有不可逆性的特點。
考法02 細胞的全能性
下圖甲利用葉肉細胞培育植株的示意圖，乙是通過核移植技術培育克隆猴的示意圖。
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1.甲圖所示的過程說明分化的植物細胞具有全能性，原因是分化的植物細胞具有該物種的全部遺傳信息。
2.乙圖所示的過程說明動物體細胞的細胞核具有全能性，原因是動物體細胞的細胞核具有動物發育所需要的全部遺傳信息?！緛碓矗?1cnj*y.co*m】
3.動物細胞和植物細胞全能性的差異
①已分化的動物細胞的細胞核具有全能性,在一定的條件下經過培養只能形成細胞群。
②植物細胞在一定的條件下經過培養可以形成植物體。
【典例2】下列生物過程不能體現細胞全能性的是(　　)
A．玉米種子萌發長成新植株
B．馬鈴薯根尖細胞培養成脫毒馬鈴薯苗
C．小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株
D．胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株
【答案】A
【解析】細胞的全能性是分化的細胞發育成為完整生物個體的能力。玉米種子萌發長成新植株是植物生殖器官的自然生長發育現象，沒有體現細胞的全能性。小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株，體現的是生殖細胞具有全能性。馬鈴薯根尖細胞培養成脫毒馬鈴薯和胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株都體現了體細胞的全能性。【版權所有：21教育】
【名師提醒】
①胡蘿卜韌皮部細胞內含有該物種的全部遺傳信息。所以，在離體情況下能夠表現出全能性。
②斷尾的小壁虎再次長出新的尾巴不屬于全能性。細胞的全能性是指已分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能，斷尾的小壁虎再次長出的是新的尾巴而不是壁虎。
③一粒種子萌發為幼苗沒有體現細胞的全能性，因為種子本來就是植物的完整幼體，不是一個細胞。
題組A 基礎過關練
1.細胞分化的實質是（　　）
A．基因組的改變
B．基因的選擇性表達
C．細胞器數量和種類的變化
D．細胞亞顯微結構的變化
2.下列四幅圖表示人體內四種生命活動過程，其中能表示細胞分化的是（　?。?br/>( http: / / www.21cnjy.com )
3．如圖所示的細胞類型轉換過程為(　　)
A．細胞融合　　B．細胞生長 C．細胞分裂 D．細胞分化
4．有關細胞分化的敘述，正確的是(　　)
A．高等動物細胞的分化只發生在胚胎發育過程中
B．細胞分化過程中遺傳物質發生了改變
C．細胞分化使細胞數目和種類增多
D．經細胞分化后，細胞的全能性降低
5．在下列自然現象或科學研究成果中，能為“動物細胞具有全能性”這一觀點提供直接證據的是(　　)
A．壁虎斷尾后重新長出尾部 B．蜜蜂的未受精卵細胞發育成雄蜂
C．用體外培養的皮膚治療燒傷病人 D．小鼠腺細胞的自我復制
6．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象,下列敘述不正確的是(　　)
A.老年人體內仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞
B.分化后的不同組織細胞其蛋白質種類完全不同
C.細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率
D.造血干細胞分化形成白細胞的過程是不可逆的
題組B 能力提升練
7.下圖為某人體內幾種類型的細胞模式圖。下列相關敘述中不正確的是 （　　）
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A．這些細胞最初來源于同一個受精卵
B．a的結構已發生很大變化，但仍屬于真核細胞
C．這些細胞在結構上具有統一性
D．這些細胞在功能上是相同的
8.下圖表示人體部分細胞所經歷的生長發育的各個階段，下列有關敘述正確的是（　?。?br/>( http: / / www.21cnjy.com )
A．細胞甲的分裂能力最強，分化程度最高
B．過程①②中均發生了遺傳物質的改變
C．T細胞與B細胞內所含的基因不同
D．淋巴因子作用于膜受體體現生物膜的信息交流功能
9．下列實例中能體現細胞全能性的是（　　）
①用胡蘿卜單個細胞培養成了可育的植株　 ②植物用種子繁殖后代　
③用煙草某種組織培養出了可育的完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
10．植物細胞表現出全能性的必要條件是（　　）
A．給予適宜的營養和外界條件
B．導入其他植物細胞的基因
C．脫離母體后，給予適宜的營養和外界條件
D．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內
11.細胞的基因可分為管家基因（所有細胞中均要表達的基因）和奢侈基因（不同類型細胞中特異性表達的基因）兩類，下表為人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況。請回答下列問題：21cnjy.com
項目 基因存在情況 基因表達情況
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰島B細胞 √ √ √ √ √ √
眼晶狀體細胞（胚胎中） √ √ √ √ √ √
神經細胞 √ √ √ √ √ √
（1）四種基因中可能屬于管家基因的是________。
（2）甲基因________（填“能”或“不能”）表示控制胰島素合成的基因，理由是________________。【來源：21·世紀·教育·網】
（3）細胞分化的實質是________（填“管家基因”或“奢侈基因”）的選擇性表達。
（4）三種細胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是________________________________。三種細胞形態、功能表現不同，從細胞結構方面分析其原因是________________________________。2-1-c-n-j-y
12.間充質干細胞是一種多能干細胞，在組織損傷修復領域有較廣泛的應用。成纖維細胞、肌成纖維細胞在創面愈合過程中起重要作用，科研人員對皮膚的創面愈合與細胞之間的相互作用做了如下研究。請回答相關問題：【出處：21教育名師】
（1）研究表明，肌成纖維細胞來源于皮膚成纖維細胞的轉變，這種轉變是通過___________過程實現的，發生這種轉變的根本原因是______________________。肌成纖維細胞內由核糖體合成的膠原纖維、纖維連接蛋白等蛋白質經過___________等細胞器分泌到細胞外修復組織損傷。在創面愈合過程中，肌成纖維細胞生成過度會造成瘢痕的增生。
（2）間充質干細胞可以產生外泌體（由細胞產生并分泌到細胞外的囊泡），外泌體主要是由___________等成分構成的生物膜包裹著內部的蛋白質、RNA等物質組成的。
（3）為探究間充質干細胞外泌體的作用，研究人員以無胸腺裸鼠為實驗材料，進行如下實驗。
實驗一：將背部皮膚有創傷的裸鼠若干，平均分為三組，處理方法及一段時間后檢測結果如下表所示。
組別 向創面皮下四周注射的物質 觀察皮膚創面愈合情況 檢測αSMA表達量
1 緩沖液 傷口直徑大，瘢痕大 +++
2 間充質干細胞+緩沖液 傷口直徑小，瘢痕小 +
3 間充質干細胞外泌體+緩沖液 傷口直徑小，瘢痕小 +
注：αSMA是肌成纖維細胞的標志產物
實驗二：為研究間充質干細胞外泌體對皮膚創面影響的機理，研究人員檢測不同物質對成纖維細胞增殖能力的影響并通過劃痕實驗（原理如圖所示）檢測不同物質對成纖維遷移能力的影響。一段時間后，結果如下表所示。www-2-1-cnjy-com
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組別 向創面皮下四周注射的物質 對成纖維細胞增殖能力的影響 劃痕距離
4 緩沖液 4．8 1
5 間充質干細胞外泌體+緩沖液 9．5 0．5
6 去除外泌體和間充質干細胞的培養基+緩沖液 5．0 1
①實驗一表明，間充質細胞通過___________在創面愈合中發揮作用。
②綜合實驗一、二，可以看出間充質干細胞外泌體的作用是______________________。
（4）外泌體中含有多種物質，確定外泌體中發揮作用的關鍵物質的實驗思路是___________。
題組C 培優拔尖練
13.（2020全國Ⅲ卷）下列關于細胞的結構和生命活動的敘述，錯誤的是（　?。?br/>A．成熟個體中的細胞增殖過程不需要消耗能量
B．細胞的核膜、內質網膜和細胞膜中都含有磷元素
C．兩個相鄰細胞的細胞膜接觸可實現細胞間的信息傳遞
D．哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程不可逆
14.（2020江蘇卷改編）人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質干細胞（MSC），下圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述正確的是（　　）
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A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同
B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老
C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡
D．不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞
15.（2020新課標2卷)在細胞的生命歷程中，會出現分裂、分化等現象。下列敘述錯誤的是
A.細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻
B.哺乳動物的造血干細胞是未經分化的細胞
C.細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果
D.通過組織培養可將植物葉肉細胞培育成新的植株
16．圖1所示為擬南芥根伸長區橫切圖，圖中根表皮細胞分為H型與R型，H型細胞與兩個皮層細胞接觸，將來分化成根毛細胞，R型細胞只與一個皮層細胞接觸，分化成非根毛細胞。研究表明多種基因參與根表皮細胞分化過程。21·世紀*教育網
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（1）細胞分化是指在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在_______上發生穩定性差異的過程。分化的根本原因是在個體發育過程中，不同細胞_______。
（2）S基因缺失突變體擬南芥根部發育模式出現紊亂。已知C蛋白可通過胞間連絲由R型細胞轉移到H型細胞。研究人員檢測了野生型和S缺失突變體擬南芥中C蛋白在R型與H型細胞中的分布，結果如圖2。說明S蛋白在C蛋白的轉移過程中起_______作用。
（3）S蛋白主要定位在細胞膜上，在H型細胞中含量多于R型細胞。Q蛋白可與S蛋白相互作用并影響S蛋白含量。當某種泛素分子與S蛋白連接時，可將S蛋白送入特定細胞器中降解，稱為泛素化降解。研究者推測：“Q蛋白可能參與了S蛋白的泛素化降解”為證實此推測，科研人員在S缺失突變體和S、Q雙缺失突變體擬南芥中均轉入能穩定表達S-GFP融合蛋白的質粒（GFP為綠色熒光蛋白），利用抗GFP抗體檢測S-GFP融合蛋白含量，如圖3，并在熒光顯微鏡下觀察S-GFP融合蛋白__________，如圖4。結果表明，Q蛋白通過_______S蛋白泛素化降解來影響S蛋白的含量，依據是________。21*cnjy*com
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（4）綜上分析，不同根表皮細胞中Q蛋白表達水平不同，它通過與S蛋白相互作用，影響了S蛋白的含量。積累S蛋白多的細胞能夠________，從而分化成為________。進一步研究表明，G基因是抑制擬南芥根表皮細胞形成根毛細胞的關鍵基因，而C蛋白可通過相關途徑影響G基因的表達。
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