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生物（人教版）
高中生物 必修一
第六章 細胞的生命歷程
第二節(jié) 細胞的分化
？問題探討在人體內(nèi)，紅細胞的壽命為120d左右，白細胞的壽命為5～7d。這些血細胞都是失去分裂能力的細胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細胞，而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效地治療白血病。討論：1、為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？2、骨髓與血細胞的形成有什么關系？健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞,補充到血液中去。骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化,不斷產(chǎn)生不同種類的血細胞。個體發(fā)育中各組織細胞形成的過程胚胎形成的過程構(gòu)成人體器官有四種組織：上皮組織、肌肉組織、結(jié)締組織和神經(jīng)組織。
1、這些細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么不同？
這些細胞形態(tài)相差很大，結(jié)構(gòu)上也有區(qū)別，功能上各不相同，
但總體上都由胞膜、細胞質(zhì)、細胞核組成。
思考 討論
比較構(gòu)成人體組織的細胞
骨骼肌細胞
軟骨細胞
神經(jīng)細胞
上皮細胞
2、這些細胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的細胞，正常情況下，它們還能恢復成早期胚胎細胞嗎？一種組織的細胞會不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞？
正常情況下，它們不能恢復成早期胚胎細胞，也不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞。
思考 討論
比較構(gòu)成人體組織的細胞
受精卵
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地理課件：www./kejian/dili/ 歷史課件：www./kejian/lishi/
葉肉細胞
表皮細胞
儲藏細胞
功能：光合作用
功能：保護作用
功能：貯藏營養(yǎng)物質(zhì)
結(jié)論：同一植物體的這些細胞都來自一群彼此相似的早期胚細胞。
比較植物體的不同細胞
思考 討論
細胞分化
1、概念：在個體發(fā)育中，由______________增殖產(chǎn)生的后代，在____________________上發(fā)生___________的過程，叫細胞分化。
一個或一種細胞
形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能
穩(wěn)定性差異
有絲分裂
細胞分化
一、細胞分化及其意義
（2）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)，也不會變成其他類型的細胞。
（1）細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。
（3）在生物界中普遍存在，是多細胞生物個體發(fā)育的基礎。
（4）分化后的細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。
(持久性)
(不可逆性/穩(wěn)定性)
(普遍性)
(遺傳物質(zhì)不變性)
2、細胞分化的特點
一、細胞分化及其意義
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
細胞中的基因選擇性表達的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同。
3、細胞分化的實質(zhì):
①細胞分化是多細胞生物個體發(fā)育的基礎；
②細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。
4、細胞分化的意義
一、細胞分化及其意義
比較 細胞分裂 細胞分化
不 同 點 細胞變化
發(fā)生時間
相同點 聯(lián)系 增加細胞數(shù)目
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
增加細胞種類
發(fā)生在整個生命進程中
遺傳信息都不變
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；分化程度越大則分裂能力下降
比較細胞分裂與細胞分化
歸納總結(jié)
思考：既然細胞分化具有不可逆性，那么已經(jīng)發(fā)生高度分化的細胞，還能像早期胚胎那樣，再分化成其他細胞嗎？
二、細胞的全能性
1958年，美國科學家斯圖爾德(F.C.Steward)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。
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。
材料一
實驗結(jié)論：
二、細胞的全能性
已分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性。
科學家曾用非洲爪檐的蝌蚪做實驗，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。
材料二
實驗結(jié)論：
拯救珍稀、瀕危動植物
克隆人體器官，
用于器官移植
快速繁殖花卉、蔬菜等
細胞全能性的應用
白鰭豚
丹頂鶴
心臟移植
腎臟移植
二、細胞的全能性
細胞內(nèi)含有本生物物種全套的遺傳信息。
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。一些沒有分化的細胞，如受精卵、動物和人體的早期胚胎細胞、植物體的分生組織細胞也具有全能性。
1、細胞的全能性定義（p121）
2、細胞具有全能性的原因：
二、細胞的全能性
3.細胞全能性的大小比較
受精卵 > 生殖細胞 > 高度分化的體細胞
植物細 > 動物細胞
分裂能力越強，全能性越高；(生殖細胞例外,生殖細胞不能分化，但全能性高）
細胞分化程度越高，全能性越低;
細胞分化程度越低，全能性越高;
二、細胞的全能性
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。
（2）分類：
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；
4、干細胞（p121）
（1）概念：
細胞全能性的應用
課堂小結(jié)
1、蝌蚪能長成青蛙，小樹能長成大樹依靠的是（ ）。
A.細胞分裂、分化 B.細胞分裂、生長
C.細胞生長、分化 D.細胞分裂
A
鞏固練習
2、下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是（ ）
① 用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個細胞培養(yǎng)成了可育的植株
② 植物用種子進行繁殖
③ 用煙草組織培養(yǎng)的單個細胞培育出了可育的完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
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6.2　細胞的分化 課時練習
【基礎練習】
一、單選題
1．如圖為根尖的結(jié)構(gòu)及細胞分裂和分化的情況。下列相關敘述正確的是（ ）
A．觀察細胞質(zhì)壁分離時可選擇a區(qū)和b區(qū)細胞
B．觀察根尖有絲分裂時應選擇d區(qū)細胞
C．②過程所經(jīng)歷的時間明顯比①過程長
D．③和④過程中細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變
2．下列關于細胞的結(jié)構(gòu)和生命活動的敘述，錯誤的是（　　）
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(nèi)質(zhì)網(wǎng)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(xiàn)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
3．2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎被授予英國科學家約翰·格登和日本醫(yī)學教授山中伸彌，以表彰他們在“細胞核重編程技術(shù)”領域做出的革命性貢獻。下圖為該技術(shù)的操作流程模式圖：
根據(jù)推斷，以下說法正確的是
A．干細胞的葉綠體、線粒體、細胞核均具有雙層膜結(jié)構(gòu)
B．干細胞分化形成的表皮細胞中染色體數(shù)目發(fā)生了變化
C．干細胞分化形成各種類型的細胞體現(xiàn)了細胞的全能性
D．干細胞可用于治療因胰島B細胞受損而引起的糖尿病
4．2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了在細胞核重編程研究領域作出杰出貢獻的英國和日本的兩位生物學家。所謂“細胞核重編程”即將人類成熟的體細胞重新誘導回干細胞狀態(tài)，它們就有再分化形成多種類型細胞的可能，可應用于臨床醫(yī)學。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A．細胞核重編程與細胞內(nèi)基因的選擇性表達密切相關
B．該項研究為臨床上解決器官移植的免疫排斥反應帶來希望
C．“動物細胞的分化是一個不可逆的過程”將可能被改寫
D．他們的實驗驗證了動物細胞的全能性
5．下列關于細胞分化的敘述錯誤的是（ ）
A．細胞分化意味著不同細胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì)
B．細胞分化是動物和植物發(fā)育的基礎且貫穿于其整個生命進程中
C．通常體內(nèi)已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡
D．具分裂能力的細胞一定會分化且分化程度越高分裂能力就越低
6．某實驗室進行下圖所示實驗研究，下列相關敘述中正確的是
A．肝細胞、神經(jīng)細胞、上皮細胞等細胞中基因組成相同，蛋白質(zhì)完全不同
B．該生物體內(nèi)肝細胞與神經(jīng)細胞的染色體數(shù)相同
C．過程b是誘導干細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程
D．上述細胞中具有細胞周期的是誘導干細胞和神經(jīng)細胞
7．下表表示人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況。下列有關說法不正確的是（ ）
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（合成胰島素） √ √ √ √ √ √
眼晶狀體細胞（胚胎中） √ √ √ √ √ √
神經(jīng)細胞 √ √ √ √ √ √
A．甲基因可能是控制胰島素合成的基因
B．丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C．三種細胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是人體細胞都來源于同一個受精卵
D．三種細胞不同的根本原因是細胞中遺傳信息不同
8．下列關于細胞分化的敘述，正確的是(　　)
A．胚胎干細胞和胰腺腺泡細胞的膜蛋白的種類和數(shù)量相同
B．細胞分化過程中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量未發(fā)生改變
C．造血干細胞與成熟紅細胞中的酶存在差異
D．細胞的分化程度越高，全能性越強
9．2017年11月27日，世界上首只體細胞克隆猴“中中”誕生，12月5日第二只克隆猴“華華”誕生，該成果標志著中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代，實現(xiàn)了我國在非人靈長類研究領域由國際“并跑”到“領跑”的轉(zhuǎn)變。下列有關細胞全能性的敘述錯誤的是（ ）
A．克隆猴“中中”和“華華”的誕生證明了動物細胞具有全能性
B．細胞具有全能性的根本原因是細胞內(nèi)含有一套本物種個體發(fā)育所需的全部遺傳信息
C．斯圖爾德的胡蘿卜韌皮部細胞的組織培養(yǎng)實驗表明植物細胞具有全能性
D．植物體細胞分化程度越高，它的全能性越低
10．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象， 下列敘述中不正確的有幾項（ ）
①老年人體內(nèi)仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞
②分化后的不同組織細胞其蛋白質(zhì)種類完全不同
③細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率
④從細胞結(jié)構(gòu)水平分析，細胞分化是由于細胞器的數(shù)目、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能及細胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能改變的結(jié)果
⑤從蛋白質(zhì)分子的角度分析，細胞分化是由于蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能改變的結(jié)果，這是細胞分化的根本原因
⑥從核酸分子的角度分析，細胞分化是由于基因選擇性表達的結(jié)果
A．4項 B．3項 C．2項 D．1項
將自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為“胰島樣”細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述錯誤的是( )
A．骨髓干細胞分化為“胰島樣”細胞，體現(xiàn)了細胞的全能性
B．“胰島樣”細胞比骨髓干細胞分化程度高，分裂能力弱
C．骨髓干細胞和“胰島樣”細胞的基因組成相同，基因表達情況不同
D．“胰島樣”細胞的形成是骨髓干細胞的基因選擇性表達的結(jié)果
二、非選擇題
12．下圖是與細胞增殖和分化有關的圖解，據(jù)圖回答（1）~（6）題。
(1)圖甲中A表示的是________過程，B表示的是_______過程。圖乙所示細胞處于有絲分裂的_______期。
(2)圖甲中b、c、d、e具有相同的__________。
(3)圖甲中，若e能合成血紅蛋白，則b、c、d都_______（填“能”或“不能”）合成血紅蛋白，其根本原因是_______________________________________________________。
(4)若a為植物細胞，而d能在體外條件下培養(yǎng)成一個完整植物體，說明d具有_________性。
(5)圖甲中的a、b、c、d、e這五個細胞相比較，哪一個細胞的全能性最大？_______________。
(6)圖乙所示細胞有_______條染色體，①和⑤兩條染色體是在細胞有絲分裂_______期經(jīng)染色體復制形成的。
13．科學家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養(yǎng)，由單個細胞發(fā)育成完整的新植株（如圖所示），分析回答下列問題：
(1)分離出來的胡蘿卜根細胞成為細胞團是通過______分裂來完成的。
(2)細胞團中相同的細胞在發(fā)育成胚狀體和植株的過程中，形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸向不同的方向發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象叫作細胞的______。
(3)本實驗說明高度分化的植物細胞仍有發(fā)育成完整植株的能力，也就是說，______。
(4)大量的科學實驗證明，高度分化的動物細胞，它的______仍然保持著全能性，這是因為它含有保持本物種遺傳特性所需要的全套______。
6.2　細胞的分化 課時練習
【基礎練習】
一、單選題
1.D
[分析]分析題圖可知:a為根冠，b為分生區(qū)，c為伸長區(qū)，d為成熟區(qū)，據(jù)此分析作答.
[詳解]A、觀察細胞質(zhì)壁分離時應選擇成熟區(qū)的細胞，即d區(qū)的細胞，A錯誤;
B、觀察根尖有絲分裂應選擇分生區(qū)的細胞，此處細胞分裂能力強，即b區(qū)細胞，B錯誤;
C、若0@表示一個完整的細胞周期，則@過程表示細胞的生長即間期，@過程表示細胞的分裂即分裂期，細胞生長的時間要比分裂的時間長，C錯誤;
D、3O表示細胞的分化，而細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，該過程中遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變，D正確.選D
[點睛]解答此題的關鍵是準確辨析圖中各字母及序號的含義，并明確實驗選材要求及分化的實質(zhì)。
2.A
[分析]本題綜合考查了細胞增殖、生物膜、細胞膜及細胞分化的有關知識。細胞增殖都需要消耗能量，生物膜的基本骨架是磷脂雙分子層;細胞膜的功能有將細胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質(zhì)出入細胞及進行細胞間的信息交流，店息交流的方式有三種:通過化學物質(zhì)傳遞信息、通過相鄰細胞的細胞膜直接接觸傳遞信息和相鄰細胞之間形成通道傳遞信息;細胞分化具有以下幾個特點:持久性、穩(wěn)定性和不可逆性、普遍性、遺傳物質(zhì)不變性
[詳解]成熟個體中的細胞增殖過程中，間期DNA復制和蛋白質(zhì)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞膜中都屬于生物膜，主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成，都含有磷元素，B正確，兩個相鄰細胞的細胞膜直接接觸，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，所以選A。
[點睛]無論生物個體是否成熟，細胞增殖都需要消耗能量，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層生物膜圍成的細胞器，生物膜的基本骨架是磷脂雙分子層。
3.D
[詳解]干細胞無葉綠體，A錯誤。干細胞分化過程中，染色體數(shù)目不變，B錯誤。分化形成細胞不能體現(xiàn)細胞的全能性，C錯誤。干細胞可定向誘導分化為胰島B細胞，從而治療糖尿病，D正確。故選: D
[點睛]判斷細胞全能性的標志:由種子發(fā)育成個體能證明受精卵具有全能性，不能證明體細胞的全能性;由體細胞發(fā)育成一個個體能證明體細胞的全能性。判斷體細胞是否具有全能性的標志是看起點和終點，起點是“已分化的體細胞”，終點是發(fā)育成“個體”。
4.D
[分析]細胞全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整生物體的潛能，一個生物體的全部細胞，都是從受精卵經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的，有絲分裂之前對DNA進行了復制，因此每一個細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)都是相同的，包含這個生物發(fā)育的全部遺傳信
詳解]A、細胞核重編程即將成熟的體細胞誘導回干細胞狀態(tài)，與細胞內(nèi)基因的選擇性表
達有關，A正確;
運用該研究可將成熟的體細胞誘導為干細胞，從而克隆出相應的器官，B正確;
在人為條件下，可以將人類高度分化的成熟體細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉只潭鹊偷母杉毎f明動物細胞的分化可能會發(fā)生逆轉(zhuǎn)，C正確
D、該實驗中科學家并未將成熟的動物細胞克隆成一個完整個體，故不能驗證動物細胞的全能性，D錯誤。
故選D。
5.D
[分析]細胞分化是指相同細胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能方面發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，具有穩(wěn)定性、持久性和不可逆性，它發(fā)生在生物體的整個生命進程中;細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，細胞的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變[詳解]A細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，使細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類產(chǎn)生差異，A正確B.細胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進程中，B正確
c.細胞分化是不可逆的，因此體內(nèi)已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直至衰老死亡，C正確;
D.一般來說，分化程度越低的細胞全能性越高，分裂能力越強，分化程度越高的細胞分裂能力就越弱，但具有分裂能力的細胞不一定會發(fā)生分化，D錯誤
6.B
[分析]本題考查細胞的分化有關知識，意在考查考生識圖能力和理解所學知識的要點，把
握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力
[詳解] A、肝細胞、神經(jīng)細胞、上皮細胞等細胞中部分蛋白質(zhì)如呼吸酶相同，A錯誤B、該生物體內(nèi)肝細胞與神經(jīng)細胞是由同一個受精卵分化而成的不同體細胞，故染色體數(shù)相同，B正確
C、過程b為細胞分化，是基因的選擇性表達，不發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變，C錯誤D、神經(jīng)細胞一般不具有分裂能力，故沒有細胞周期，D錯誤。故選B。
[點睛]解答本題的關鍵是明確由同一個受精卵發(fā)育而來的各種細胞的遺傳物質(zhì)相同，但是會發(fā)生基因的選擇性表達而導致細胞中蛋白質(zhì)不完全相同
7.D
[分析]分析表格:表格中表示人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況三種細胞都存在甲、乙、丙和丁四種基因，但甲基因只在胰島B細胞中表達，可能是胰島素基因乙基因只在眼晶狀體細胞中表達;丙基因只在神經(jīng)細胞中表達;而丁基因在三種細胞中均表達，可能是控制呼吸酶合成的基因[詳解]A、甲基因只在胰島B細胞中表達，可能是控制胰島素合成的基因，A正確B、丁基因在三種細胞中均得到表達，而所有活細胞都會進行細胞呼吸，所以丁可能是控制呼吸酶合成的基因，B正確
C、三種體細胞中都具有4種基因的根本原因是人體細胞都來源于同一個受精卵含有相同的遺傳信息，C正確
D、同一人體所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂后分化來的，細胞中遺傳信息相同，三種細胞不同的根本原因是細胞中基因的選擇性表達，D錯誤故選D。
8.C
[分析]同一個體的所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂而來的，含有相同的遺傳物質(zhì)，且含有該個體全部的遺傳信息。細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，從而使細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生穩(wěn)定性差異，如造血干細胞能分化形成各種血細胞。細胞分化程度越低，其全能性越高，細胞分裂能力越強(詳解]A.胚胎干細胞與胰腺腺泡細胞選擇性表達的基因有所不同，其細胞膜上膜蛋白的種類和數(shù)量不完全相同，A錯誤;
B.細胞分化過程中，由于基因的選擇性表達，細胞中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量會有所不同，B錯誤;
C.成熟紅細胞由造血干細胞分化而來，兩細胞內(nèi)的酶存在差異，C正確;D.細胞的分化程度越高，全能性越低，D錯誤故選C。
[點睛] 本題考查細胞分化的相關內(nèi)容，要求考生識記細胞分化的概念，掌握細胞分化的實質(zhì)，明確不同細胞的遺傳物質(zhì)相同，但mRNA和蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不同，再對各選項作出準確的判斷即可
9.A
[分析] 1、細胞的全能性
(1)概念:已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能.(2)原因: 已分化的細胞具有本物種全套的遺傳物質(zhì)
(3)干細胞:動物和人體內(nèi)保留著少量具有分裂和分化能力的細胞
2、細胞全能性的證明實例
(1)植物組織培養(yǎng)證明了植物細胞具有全能性
(2)克隆動物證明了高度分化的動物細胞核也具有發(fā)育的潛能
3、細胞分化程度與全能性的關系:分化程度越低的細胞全能性越高
4、細胞全能性比較
(1)動物與植物: 植物細胞>動物細胞
(2)同一個體:受精卵>生殖胞>體細胞
(3)同一細胞: 剛產(chǎn)生的細胞>成熟細胞>衰老細胞。
[詳解]A 克隆猴“中中和“華華”的誕生證明了動物細胞細胞核具有全能性，A錯誤B.細胞具有全能性的根本原因是細胞內(nèi)含有一套本物種個體發(fā)育所需的全部遺傳信息，B正確;
c.斯圖爾德的胡蘿卜韌皮部細胞的組織培養(yǎng)實驗表明植物細胞具有全能性，C正確
D.植物體細胞分化程度越高，它的全能性越低，D正確故選A。
10.C
[分析]1個體衰老與細胞衰老不同，老年人體內(nèi)仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞。
2、分化后的不同組織細胞其蛋白質(zhì)種類不完全相同，由特定的基因表達的結(jié)果。3、細胞分化可以使多細胞生物體中的細胞趨于專門化形成各種不同細胞，進而形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官，而每一種器官都可以相對獨立地完成特定的生理功能，這樣就使得機體內(nèi)可以同時進行多項生理活動，而不相互干擾，這樣有利于提高各種生理功能的效率
[詳解]①老年人體內(nèi)仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞，如造血細胞，①正確；②分化后的不同組織細胞其蛋白質(zhì)種類有一些是相同的，如呼吸酶等，②錯誤；③細胞分化形成具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的細胞，有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率，③正確;
④結(jié)構(gòu)決定功能，細胞的功能與細胞器、細胞質(zhì)基質(zhì)以及細胞核等細胞結(jié)構(gòu)有關從細胞結(jié)構(gòu)水平分析，細胞分化是由于細胞器的數(shù)目、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能及細胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能改變的結(jié)果，④正確
⑤從蛋白質(zhì)分子的角度分析，細胞分化是由于蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能改變的結(jié)果，這是細胞分化的直接原因，細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達，⑤錯誤;
⑥細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達，因此從核酸分子的角度分析，細胞分化是由于基因選擇性表達的結(jié)果，⑥正確。
綜上分析可知，②⑤錯誤，C符合題意。
故選C。
11.A
[分析]細胞分化過程中遺傳物質(zhì)不變，只是基因的選擇性表達。細胞的全能性是指已分化的細胞具有發(fā)育為完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性[詳解]A、骨髓干細胞分化為“胰島樣”細胞，沒有發(fā)育為完整有機體，不能體現(xiàn)細胞的全能性，A錯誤;
B、細胞分化程度越高，分裂能力越弱，“胰島樣”細胞比骨髓干細胞分化程度高分裂能力弱，B正確;
C、自體骨干細胞分化為“胰島樣”細胞，二者的基因組成相同，基因表達情況不同，C正確;
D“胰島樣”細胞的形成是骨髓干細胞的基因選擇性表達的結(jié)果，產(chǎn)生了特定的蛋白質(zhì)，D正確。
故選A。
二、非選擇題
12.[答案](1)細胞增殖 細胞分化 后 (2)遺傳物質(zhì) （3）不能 基因
(4)全能 (5)a (6) 8 間
[分析]分析甲圖:A表示細胞增殖，該過程會使細胞數(shù)目增多，但細胞種類不變;B表示細胞分化過程，該過程會導致細胞種類增多，但不會增加細胞數(shù)目。分析乙圖: 乙圖細胞含有同源染色體，且著絲點分裂，處于有絲分裂后期。
(1)甲圖中A、B分別是胞數(shù)目增多和形態(tài)改變，說明其分別是細胞增殖和細胞分化;圖所示細胞著絲點分裂，每一極均有同源染色體，為有絲分裂后期(2) 甲圖中b、c、d、e細胞都是由a細胞分裂、分化而來的，所以具有相同的遺傳物質(zhì)。
(3)不同細胞功能不同的內(nèi)因是基因的選擇性表達，血紅蛋白基因只在紅細胞中才表達，在其他細胞中控制合成血紅蛋白的遺傳信息處于關閉狀態(tài)。因此若e能合成血紅蛋白，則b、c、d都不能合成血紅蛋白。
(4)植物細胞能在體外條件下培養(yǎng)成一個植物體，說明植物細胞具有全能性(5)在細胞分裂、分化的過程中細胞的全能性降低，因此甲圖中的a、b、c、d、e這五個細胞相比，細胞全能性最高的是a。
(6)據(jù)圖可知，圖乙中細胞有8條染色體;D和S兩條染色體原先的姐妹染色單體，是在分裂間期經(jīng)復制形成的。
[點睛]本題結(jié)合圖解，考查細胞增殖和細胞分化的相關知識，要求考生識記細胞分化的概念，掌握細胞分化的實質(zhì);識記細胞有絲分裂不同時期的特點，能準確判斷圖中細胞的分裂方式及所處的時期，再結(jié)合圖解答題。
13.[答案](1)有絲 (2)分化 (3)植物細胞具有全能性 （4）細胞核 遺傳信息
[分析] 遺傳信息由一個已經(jīng)分化的單個細胞經(jīng)過分裂和分化成為一個完整植株的過程，是植物細胞全能性的表現(xiàn)。而動物細胞的細胞核也具有全能性，其表現(xiàn)全能性的能力較植物細胞弱。細胞具有全能性的原因是細胞中仍然含有保持本物種遺傳特性所需要的全套遺傳信息。
[詳解](1)單個植物細胞經(jīng)歷了細胞的分裂、分化才發(fā)育成植株，其中從胡蘿卜細胞成為細胞團是通過有絲分裂完成的。
(2)細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能發(fā)生差異是細胞分化。
(3)本實驗說明高度分化的植物細胞仍有發(fā)育成完整植株的能力，也就是說，植物細胞具有全能性。
(4)動物細胞的全能性受到限制，但細胞核的全能性在一定條件下可以實現(xiàn)，因此高度分化的動物細胞，它們的細胞核仍然保持全能性，這是因為它含有保持本物種遺傳特性所需要的全套遺傳信息。
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6.2　細胞的分化 課時練習
【基礎練習】
1.下列關于細胞分化的敘述不正確的是 (　　)
A.細胞分化在生物界普遍存在,是多細胞生物發(fā)育的基礎之一
B.細胞分化發(fā)生在多細胞生物體的整個生命進程中
C.細胞分化一定是不可逆的,一直保持分化后的狀態(tài)
D.分化產(chǎn)生的不同組織細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)不完全相同
2.某科研團隊從患者脫落的乳牙中獲取牙髓干細胞,經(jīng)過體外培養(yǎng),將形成的干細胞聚合體植入患者所需的牙髓腔里,使得牙齒神經(jīng)、血管再生,完全恢復牙齒原有的功能。下列相關敘述正確的是 (　　)
A.牙髓干細胞的分裂能力和分化程度都要高于神經(jīng)細胞
B.細胞分化的實質(zhì)是細胞中的細胞器種類增加
C.干細胞分化的過程中,細胞中的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變
D.已經(jīng)分化的牙髓干細胞分化成牙齒神經(jīng),說明細胞分化是可逆的
3.2017年我國科學家利用體細胞核移植技術(shù),將核供體猴A的體細胞移植到去核的卵母細胞(來自供體猴B)中,最終得到2只克隆猴——“中中”和“華華”。下列相關敘述正確的是 (　　)
A.克隆猴的獲得證實了動物體細胞具有全能性
B.該過程證明細胞核發(fā)揮功能時,不需要細胞質(zhì)的協(xié)助
C.克隆猴不同組織的發(fā)育依賴于基因選擇性表達
D.“中中”和“華華”的全部遺傳信息來自供體猴A
4.美國科學家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養(yǎng),由單個細胞發(fā)育成完整的新植株,如圖所示。分析回答下列問題:
(1)分離出來的胡蘿卜根細胞成為細胞團是通過　　　 　分裂完成的。
(2)細胞團中的相同的細胞在發(fā)育成胚狀體和植株的過程中,形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸向不同的方向發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫作細胞的　　 　　。
(3)本實驗說明高度分化的植物細胞仍有發(fā)育成完整植株的能力,也就是說　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)大量的科學實驗證明,高度分化的動物細胞的　　 　　仍然保持著
　　　 　性,這是因為它含有保持本物種遺傳特性所需要的幾乎全部　　　　　　。
【干細胞及其應用】
5.中南大學湘雅醫(yī)院利用人胚胎干細胞誘導分化的肝細胞治療了一位肝衰竭病人。下列敘述正確的是 (　　)
A.胚胎干細胞誘導分化為肝細胞的過程中,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不會改變
B.由于基因的選擇性表達,胚胎干細胞和肝細胞在功能上存在差異
C.胚胎干細胞分化為肝細胞后,細胞的分化程度和全能性均提高
D.不同來源的胚胎干細胞均可用來救治該患者
【能力提升練】
1教材習題改編)胰島干細胞移植是將患者的骨髓取出,分離純化出干細胞后,從股動脈將純化的干細胞移植進患者的胰腺,干細胞可分化成胰島B細胞并分泌胰島素,從而達到治療糖尿病的目的,下列相關說法正確的是 (　　)
A.骨髓干細胞中的全部基因表達,從而分化成為胰島B細胞
B.ATP合成酶基因在骨髓干細胞與胰島B細胞中均會表達
C.骨髓干細胞分化為胰島B細胞體現(xiàn)了動物細胞的全能性
D.骨髓干細胞與胰島B細胞的核基因組成相同,遺傳信息的表達也相同
2.科研人員用小鼠胚胎干細胞(mESCs)構(gòu)建體外卵巢。該卵巢中的卵子可以受精,且受精卵產(chǎn)生的胚胎移植到雌性小鼠子宮后產(chǎn)生了健康、有生育能力的后代(如下圖所示)。下列說法正確的是 (　　)
A.過程①中胚胎干細胞只發(fā)生了細胞分化
B.過程③中細胞內(nèi)不存在基因的選擇性表達
C.后代小鼠的遺傳物質(zhì)均來自親代小鼠胚胎干細胞
D.該研究結(jié)果不能說明小鼠胚胎干細胞具有全能性
3.下表是人體內(nèi)幼紅細胞、胰島細胞和唾液腺細胞內(nèi)所含有的核基因及這些基因表達的情況(“+”表示該基因能表達,“-”表示該基因未表達)。下列有關敘述不正確的是 (　　)
細胞 血紅蛋 白基因 胰島素 基因 唾液淀粉 酶基因 丙酮酸激 酶基因
幼紅細胞 + - - +
胰島細胞 - ① - +
唾液腺細胞 - - ② +
A.表格中的①②都應該是“+”
B.幼紅細胞中存在血紅蛋白基因,缺乏胰島素和唾液淀粉酶基因
C.丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物,很可能對維持人體細胞的基本生命活動很重要
D.上述細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上的差異會一直保持,直到死亡
4.(多選題)如圖表示人體部分細胞的形成過程,PU、GATA為兩種蛋白質(zhì),是細胞內(nèi)調(diào)控因子。下列說法正確的是(　　)
A.根據(jù)圖中信息可推測N細胞具有全能性
B.圖中自然發(fā)育過程是基因選擇性表達的結(jié)果
C.圖中人為調(diào)控的過程說明細胞分化后遺傳物質(zhì)不變
D.細胞分化有利于提高人體各種生理功能的效率
6.2　細胞的分化 課時練習
【基礎練習】
1.C　細胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象,使多細胞生物體中的細胞種類增多,細胞趨向?qū)ｉT化,有利于提高生物體各種生理功能的效率,是多細胞生物發(fā)育的基礎之一,A正確;細胞分化發(fā)生在多細胞生物體的整個生命進程中,B正確;在生物體內(nèi)細胞分化一般是不可逆的,在離體的情況下,提供適宜條件,分化的細胞可能恢復到原先未分化的狀態(tài),C錯誤;分化產(chǎn)生的不同組織細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)有的相同,有的不同,D正確。
2.C　牙髓干細胞的分裂能力高于神經(jīng)細胞,分化程度低于神經(jīng)細胞,A錯誤;細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達,并沒有改變遺傳物質(zhì),B錯誤,C正確;牙髓干細胞分化成牙齒神經(jīng)是一個分化過程,并不是回到分化前的狀態(tài),因此并不能說明細胞分化是可逆的,D錯誤。
3.C　克隆猴的獲得證實了動物體細胞的細胞核具有全能性,A錯誤;題述過程既有細胞核參與,也有去核的卵母細胞的細胞質(zhì)參與,B錯誤;不同組織的發(fā)育與細胞分化有關,依賴于基因選擇性表達,C正確;“中中”和“華華”的遺傳信息還來自供體猴B的細胞質(zhì),D錯誤。
4.答案　(1)有絲　(2)分化　(3)植物細胞具有全能性　(4)細胞核　全能　遺傳物質(zhì)
解析　單個植物細胞經(jīng)歷了細胞的分裂、分化發(fā)育成植株,體現(xiàn)了植物細胞的全能性。動物細胞的全能性受到限制,但細胞核的全能性在一定條件下可以表達出來,因為它含有保持本物種遺傳特性所需要的幾乎全部遺傳物質(zhì)。
5.B　胚胎干細胞誘導分化為肝細胞的過程涉及基因的選擇性表達,細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量會改變,A錯誤;胚胎干細胞分化為肝細胞后,細胞的分化程度提高,但是細胞的全能性降低,C錯誤;接受器官的個體可能會對某些來源的胚胎干細胞產(chǎn)生免疫排斥,D錯誤。
特別提醒　通常情況下,細胞的分化程度越高,其全能性越難以表達。
【能力提升練】
1.B　細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,骨髓干細胞分化成為胰島B細胞時,其內(nèi)的基因并不會全部表達,A錯誤;ATP是細胞的直接能源物質(zhì),ATP合成酶基因在骨髓干細胞與胰島B細胞中均會表達,B正確;細胞體現(xiàn)全能性的條件:發(fā)育起點是細胞,終點是完整個體或構(gòu)成個體的各種細胞,骨髓干細胞分化為胰島B細胞不能體現(xiàn)細胞的全能性,C錯誤;骨髓干細胞分化為胰島B細胞,分化前后遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化,但發(fā)生了基因的選擇性表達,因此骨髓干細胞與胰島B細胞的核基因組成相同,但遺傳信息的表達不同,D錯誤。
2.D　過程①細胞發(fā)生了分裂、分化,A錯誤;過程③為卵泡發(fā)育與卵母細胞生長的過程,存在基因的選擇性表達,B錯誤;后代小鼠的遺傳物質(zhì)來自親代小鼠胚胎干細胞和精子,C錯誤;題述研究中胚胎干細胞用于構(gòu)建卵巢(不是完整個體),后代小鼠由受精卵發(fā)育而來,不能說明小鼠的胚胎干細胞具有全能性,D正確。
3.B　幼紅細胞中血紅蛋白基因選擇性表達,胰島細胞中胰島素基因選擇性表達,唾液腺細胞中唾液淀粉酶基因選擇性表達,丙酮酸激酶基因在三種細胞中均表達,表格中的①②都應該是“+”,A正確;同一個體中的幼紅細胞和其他細胞均由同一個受精卵分裂、分化而來,含有的基因相同,B錯誤;表格中的細胞都表達丙酮酸激酶基因,丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物很可能對維持人體細胞的基本生命活動很重要,C正確。
知識拓展
管家基因和奢侈基因
　　(1)有一類基因在不同細胞中都要表達,如ATP水解酶基因,這類基因稱為管家基因。
　　(2)一些基因只在特定細胞中才得以表達,如胰島素基因只在胰島B細胞中表達,這類基因可稱為奢侈基因。細胞分化是奢侈基因在不同細胞中選擇性表達的結(jié)果。
4.BCD　題圖沒有體現(xiàn)出N細胞能發(fā)育成完整個體或分化成其他各種細胞,不能推測N細胞具有全能性,A錯誤。題圖中自然發(fā)育過程是基因選擇性表達的結(jié)果,B正確。
條件 圖示過程 結(jié)論
自然發(fā)育 過程中 單核細胞前體分化為單核細胞,紅細胞前體分化成幼紅細胞 細胞具有全套遺傳物質(zhì),細胞分化后遺傳物質(zhì)不變,C正確
人為調(diào) 控下 單核細胞前體分化為幼紅細胞,紅細胞前體分化為單核細胞
單核細胞和幼紅細胞可以相互轉(zhuǎn)化
細胞分化使細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上具有穩(wěn)定性差異,使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化,有利于提高生物體各種生理功能的效率,D正確。
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必修1 分子與細胞
第六章 細胞的生命歷程
第二節(jié)細胞的分化
細胞的分化
（1）概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)，結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。
（2）過程：受精卵→增殖為多細胞→分化為組織、器官、系統(tǒng)→發(fā)育為生物體
（3）特點：持久性、穩(wěn)定性、不可逆轉(zhuǎn)性、普遍性遺傳物質(zhì)不變性
分裂結(jié)果：增加細胞的數(shù)目
分化結(jié)果：增加細胞的種類
（4）分化的實質(zhì)：基因選擇性表達
（5）細胞分化的意義：①細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎。 ②使多種生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。基因進行選擇性表達。
細胞全能性
全能性：已經(jīng)高度分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，叫做全能性。
特點（判斷）：①高度分化 ②基因沒改變 ③完整個體
體細胞具有全能性的原因：細胞內(nèi)含有本生物物種全套的遺傳信息。
（3）植物細胞全能性
例如：胡蘿卜的莖組織的細胞，可以發(fā)育成完整的新植株
（3）動物細胞全能性
①細胞分化程度越高，全能性越低。
（但是，細胞核仍然保持著全能性。例如：克隆羊多莉）
全能性大小：②受精卵>生殖細胞>體細胞； ③植物細胞>動物細胞
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6.2　細胞的分化 課時練習
【基礎練習】
1.下列關于細胞分化的敘述不正確的是 (　　)
A.細胞分化在生物界普遍存在,是多細胞生物發(fā)育的基礎之一
B.細胞分化發(fā)生在多細胞生物體的整個生命進程中
C.細胞分化一定是不可逆的,一直保持分化后的狀態(tài)
D.分化產(chǎn)生的不同組織細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)不完全相同
2.下列關于細胞多樣性的說法,錯誤的是 (　　)
A.細胞多樣性的根本原因是細胞中的基本結(jié)構(gòu)不同
B.在不同環(huán)境中生存的細胞,其結(jié)構(gòu)和功能有所不同
C.同一多細胞生物,細胞結(jié)構(gòu)和功能的分化導致細胞呈現(xiàn)多樣化
D.不同生物細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)是多種多樣的,體現(xiàn)了細胞的多樣性
3.下圖為一只牛蛙體內(nèi)幾種類型的細胞模式圖。下列相關敘述錯誤的是 (　　)
A.四種細胞都是真核細胞
B.四種細胞來源于同一個受精卵細胞
C.四種細胞的形態(tài)各不相同
D.四種細胞的遺傳物質(zhì)都不相同
4.如圖為人體細胞的分裂、分化過程的示意圖,圖中①~⑥為各個時期的細胞,A~C表示細胞所進行的生理過程,據(jù)圖回答下列問題:
(1)圖中細胞③④⑤⑥中與細胞①核遺傳物質(zhì)相同的細胞有　 　　。
(2)細胞⑤與⑥中的蛋白質(zhì)種類　　　　　　　　(填“完全不相同”“完全相同”或“不完全相同”),細胞⑤⑥的功能不同的根本原因是　　　　　　　　　　　　。
(3)圖中a表示　　　　　過程,b表示　　　　過程。c過程細胞的　　　　、　　　　和　　　　發(fā)生了穩(wěn)定性差異,其生理意義是　　　　　　　　　　　　。
(4)用丙酮從⑥細胞中提取磷脂,在空氣—水界面上鋪展成單分子層,測得的單分子層面積為S1,⑥細胞表面積為S2,已知S1> 2S2,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【細胞的全能性】
5.下列關于細胞分化和細胞全能性的敘述,錯誤的是 (　　)
A.在個體發(fā)育過程中,有序的細胞分化能夠增加細胞的類型
B.克隆猴“中中”“華華”的誕生,說明動物體細胞的細胞核具有全能性
C.血紅蛋白基因在紅細胞中處于活動狀態(tài),在肌細胞中處于關閉狀態(tài)
D.植物的保衛(wèi)細胞是高度分化的體細胞,失去了分裂能力和細胞全能性
6.下列關于細胞全能性的說法,正確的是 (　　)
A.植物細胞的全能性是植物組織培養(yǎng)技術(shù)得以實現(xiàn)的理論基礎
B.現(xiàn)代技術(shù)還未實現(xiàn)用動物卵細胞或精子直接培育出動物個體,說明它們沒有全能性
C.通過組織培養(yǎng)得到大量黃花蒿細胞,用于大量生產(chǎn)青蒿素的過程體現(xiàn)了黃花蒿細胞的全能性
D.農(nóng)作物的“春種夏長秋收”體現(xiàn)了細胞的全能性
7.在細胞的生命歷程中,會出現(xiàn)分化的現(xiàn)象,下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.哺乳動物的造血干細胞是未經(jīng)分化的細胞
B.壁虎斷尾后重新長出新的尾巴,不能體現(xiàn)細胞的全能性
C.通常情況下,細胞的分化程度越低,全能性越高
D.高度分化的成熟的葉肉細胞仍具備發(fā)育成完整植株的潛能
8.美國科學家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養(yǎng),由單個細胞發(fā)育成完整的新植株,如圖所示。分析回答下列問題:
(1)分離出來的胡蘿卜根細胞成為細胞團是通過　 　　　分裂完成的。
(2)細胞團中的相同的細胞在發(fā)育成胚狀體和植株的過程中,形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸向不同的方向發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫作細胞的　　　 　。
(3)本實驗說明高度分化的植物細胞仍有發(fā)育成完整植株的能力,也就是說 　　　　　　。
(4)大量的科學實驗證明,高度分化的動物細胞,它的　　　 　仍然保持著　　 　　性,這是因為它含有保持本物種遺傳特性所需要的幾乎全部　　　　　　。
【干細胞及其應用】
9.人的骨髓中有許多造血干細胞,它們通過增殖和分化,能不斷產(chǎn)生其他種類的細胞。如圖展示了造血干細胞分化成多種細胞的潛能。下列相關敘述錯誤的是　(　　)
A.與肥大細胞相比,造血干細胞的分化程度低,分裂能力強
B.過程b表示細胞分化,得到的各種細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變
C.紅細胞、巨核細胞和單核細胞不同的根本原因是基因進行了選擇性表達
D.造血干細胞分化成血小板和巨噬細胞,說明造血干細胞具有全能性
10.我國科學家通過體細胞誘導培養(yǎng)出了類似受精卵發(fā)育3天狀態(tài)的人類全能干細胞,這是目前全球在體外培養(yǎng)的“最年輕”的人類細胞。下列相關說法錯誤的是 (　　)
A.材料中誘導產(chǎn)生的人類全能干細胞具有分裂和分化能力
B.材料中誘導產(chǎn)生的人類全能干細胞具有細胞全能性,原因是細胞含有個體發(fā)育的全套基因
C.該項技術(shù)有助于解決器官短缺等問題
D.材料中體細胞與人類全能干細胞的基因組成相同,基因表達情況也相同
【能力提升練】
1.多細胞生物體的生長發(fā)育離不開細胞的分裂與分化,下列關于細胞分裂與細胞分化的相關敘述正確的是 (　　)
A.肝細胞和肌細胞在形態(tài)、遺傳信息及生理功能等方面均存在差異
B.體細胞克隆猴實驗說明已分化的動物體細胞具有全能性
C.白血病患者血液中出現(xiàn)大量異常增殖、分化的白細胞,可通過骨髓移植治療
D.人體內(nèi)大多數(shù)乳腺細胞仍然具有分裂和分化能力
2.下表是人體內(nèi)幼紅細胞、胰島細胞和唾液腺細胞內(nèi)所含有的核基因及這些基因表達的情況(“+”表示該基因能表達,“-”表示該基因未表達)。下列有關敘述不正確的是 (　　)
細胞 血紅蛋 白基因 胰島素 基因 唾液淀粉 酶基因 丙酮酸激 酶基因
幼紅細胞 + - - +
胰島細胞 - ① - +
唾液腺細胞 - - ② +
A.表格中的①②都應該是“+”
B.幼紅細胞中存在血紅蛋白基因,缺乏胰島素和唾液淀粉酶基因
C.丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物,很可能對維持人體細胞的基本生命活動很重要
D.上述細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上的差異會一直保持,直到死亡
3.在胚胎學研究中,人們注意到細胞間的相互作用對細胞分化和器官構(gòu)建有一定的影響。還有實驗證明,改變細胞所處的位置可導致細胞分化的方向改變。下列關于細胞分化的敘述正確的是 (　　)
A.已分化的細胞不可能具有細胞分裂能力
B.細胞分化過程中,細胞內(nèi)核酸的種類和數(shù)量不會發(fā)生改變
C.細胞分化的方向改變,可能與周圍細胞分泌的信號分子的誘導有關
D.細胞分化過程中細胞器的種類和數(shù)量不會發(fā)生變化
4.下圖表示人體部分細胞的形成過程,PU、GATA為兩種蛋白質(zhì),是細胞內(nèi)調(diào)控因子。下列說法錯誤的是 (　　)
A.根據(jù)圖中信息可推測N細胞具有全能性
B.圖中自然發(fā)育過程是基因選擇性表達的結(jié)果
C.圖中人為調(diào)控的過程說明細胞分化后遺傳物質(zhì)不變
D.細胞分化有利于提高人體各種生理功能的效率
5.(多選題)科學家將4個關鍵基因?qū)胍逊只募〖毎胁⒈磉_,使這個細胞成為多能干細胞(iPS細胞),該實驗過程如圖所示。下列有關敘述正確的是 (　　)
A.應用該技術(shù)可提高器官移植的成功率
B.iPS細胞所帶遺傳信息與肌細胞相同
C.關鍵基因表達使細胞功能趨向多能化,降低了細胞的分化程度
D.圖示過程體現(xiàn)了iPS細胞的全能性
6.2　細胞的分化 課時練習答案
【基礎練習】
1.C　細胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象,使細胞的種類增多,趨向?qū)ｉT化,有利于提高生物體各種生理功能的效率,是多細胞生物發(fā)育的基礎之一,A正確;細胞分化發(fā)生在多細胞生物個體發(fā)育的整個過程中,B正確;在生物體內(nèi)細胞分化一般是不可逆的,在離體的情況下,提供適宜條件,細胞可能表現(xiàn)全能性,C錯誤;分化產(chǎn)生的不同組織細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)有的相同,有的不同,D正確。
2.A　不同個體細胞多樣性的根本根本原因是DNA不同,同一個體細胞多樣性的根本原因是基因的選擇性表達,A錯誤;同一多細胞生物,其細胞結(jié)構(gòu)和功能的分化導致細胞呈現(xiàn)多樣化,進而形成不同的組織和器官,C正確。
3.D　圖示細胞來自牛蛙,牛蛙屬于真核生物,A正確;圖示細胞來自同一只牛蛙,則四種細胞來自同一個受精卵,其中的遺傳物質(zhì)(DNA)相同,B正確,D錯誤;四種細胞由于分化而在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上存在差異,C正確。
4.答案　(1)③④⑤⑥　(2)不完全相同　基因的選擇性表達　(3)細胞生長　細胞分裂　形態(tài)　結(jié)構(gòu)　生理功能　使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化,有利于提高各種生理功能的效率　(4)⑥細胞內(nèi)除了細胞膜外,還有其他生物膜
解析　(1)(2)細胞③④⑤⑥都來源于細胞①的有絲分裂和分化,核遺傳物質(zhì)與①均相同,細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達(不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同),細胞⑤與⑥中的蛋白質(zhì)種類不完全相同。(3)a過程細胞變大,表示細胞生長過程;b過程細胞一分為二,表示分裂過程;c過程形成不同形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的細胞,該過程的生理意義是使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化,有利于提高各種生理功能的效率。(4)生物膜以磷脂雙分子層為骨架,骨骼肌細胞內(nèi)除了細胞膜外,還有細胞器膜和核膜等其他生物膜,所以用丙酮從骨骼肌細胞中提取磷脂,測得的單分子層面積S1>2×細胞表面積S2。
5.D　植物的保衛(wèi)細胞是高度分化的體細胞,失去了分裂能力,但細胞仍具有全能性,D錯誤。
6.A　生殖細胞中具有全套的遺傳物質(zhì),理論上具有全能性,沒有實現(xiàn)是目前的技術(shù)問題,B錯誤;細胞全能性的體現(xiàn)是由細胞產(chǎn)生新的個體或分化成其他各種細胞,C錯誤;種子萌發(fā)長成新植株是植物的自然生長發(fā)育現(xiàn)象,未體現(xiàn)細胞全能性,D錯誤。
7.A　哺乳動物的造血干細胞是分化程度相對較低的細胞,A錯誤;斷尾的壁虎長出新尾巴是許多細胞作用的結(jié)果,且沒有形成完整個體或分化成其他各種細胞,不能體現(xiàn)細胞的全能性,B正確;細胞的全能性一般與分化程度呈負相關,通常情況下分化程度越低,全能性越高,C正確;高度分化的成熟的葉肉細胞在離體條件下,可發(fā)育為完整植株,D正確。
歸納總結(jié)　細胞全能性高低的比較
(1)植物細胞>動物細胞。
(2)受精卵>生殖細胞>體細胞。
(3)幼嫩細胞>衰老細胞。
(4)通常情況下,分裂能力強的細胞>分裂能力弱的細胞,分化程度低的細胞>分化程度高的細胞。
8.答案　(1)有絲　(2)分化　(3)植物細胞具有全能性　(4)細胞核　全能　遺傳物質(zhì)
解析　單個植物細胞經(jīng)歷了細胞的分裂、分化發(fā)育成植株,體現(xiàn)了植物細胞的全能性。動物細胞的全能性受到限制,但細胞核的全能性在一定條件下可以表達出來,因為它含有保持本物種遺傳特性所需要的幾乎全部遺傳物質(zhì)。
9.D　肥大細胞是由造血干細胞分裂、分化來的,與肥大細胞相比,造血干細胞的分化程度低,分裂能力強,A正確;圖中a表示細胞分裂,b是細胞分化,紅細胞、巨核細胞和單核細胞都是由造血干細胞分裂、分化來的,細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,得到的各種細胞遺傳物質(zhì)不發(fā)生變化,B、C正確;造血干細胞分化成血小板和巨噬細胞,說明其具有分裂和分化能力,但沒有形成完整的個體或分化成其他各種細胞,不能體現(xiàn)造血干細胞具有全能性,D錯誤。
易錯分析　細胞分裂與細胞分化程度一般呈負相關,即分裂能力強的細胞一般分化程度較低。高度分化的細胞一般不具有分裂能力。
10.D　若能夠培養(yǎng)材料中誘導產(chǎn)生的人類全能干細胞,使之形成組織或器官,則有助于解決器官短缺等問題,C正確;人類全能干細胞是由體細胞誘導培養(yǎng)成的,基因組成相同,但是基因表達情況不完全相同,D錯誤。
【能力提升練】
1.C　同一個體的肝細胞和肌細胞都是由受精卵分裂、分化而來的,它們的遺傳信息相同,但形態(tài)、生理功能存在差異,A錯誤;體細胞克隆猴實驗說明已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性,B錯誤;骨髓中有許多造血干細胞,它們能夠通過增殖和分化不斷產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板等,補充到血液中去,白血病患者血液中出現(xiàn)大量異常增殖、分化的白細胞,可通過將健康人的骨髓移植到白血病患者體內(nèi)進行治療,C正確;人體內(nèi)大多數(shù)乳腺細胞是高度分化的細胞,已失去分裂和分化能力,D錯誤。
歸納總結(jié)　細胞分化不是單個細胞的變化,細胞需經(jīng)過分裂達到一定數(shù)目才能進行分化,兩者相伴隨,隨著細胞分化的進行,細胞分裂能力逐漸下降,最后高度分化的細胞失去分裂能力。
2.B　幼紅細胞中血紅蛋白基因選擇性表達,胰島細胞中胰島素基因選擇性表達,唾液腺細胞中唾液淀粉酶基因選擇性表達,丙酮酸激酶基因在三種細胞中均表達,表格中的①②都應該是“+”,A正確;幼紅細胞和其他細胞均由受精卵分裂、分化而來,含有的基因相同,B錯誤;表格中每個細胞都表達丙酮酸激酶基因,說明丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物很可能對維持人體細胞的基本生命活動很重要,C正確。
知識拓展　(1)有一類基因在不同細胞中都要表達,如ATP水解酶基因,這類基因稱為管家基因。
(2)一些基因只在特定細胞中才得以表達,如胰島素基因只在胰島B細胞中表達,這類基因可稱之為奢侈基因。細胞分化是奢侈基因在不同細胞中選擇性表達的結(jié)果。
3.C　已分化的細胞可能具有細胞分裂能力,如干細胞保留分裂和分化能力,A錯誤;細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,細胞分化過程中細胞內(nèi)的DNA不會發(fā)生改變,但是細胞內(nèi)的RNA會發(fā)生改變,B錯誤;由題意可知,改變細胞所處的位置可導致細胞分化方向改變,可能與周圍細胞分泌的信號分子誘導有關,C正確;在細胞分化過程中由于基因的選擇性表達,細胞中的細胞器種類和數(shù)量有所不同,D錯誤。
4.A　細胞全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性,圖示沒有體現(xiàn)出N細胞能發(fā)育成完整個體或分化成其他各種細胞,A錯誤。在自然發(fā)育過程中,單核細胞前體分化為單核細胞,紅細胞前體分化成幼紅細胞;在人為調(diào)控下,單核細胞前體分化為幼紅細胞,紅細胞前體發(fā)育為單核細胞,且在人為調(diào)控下,單核細胞和幼紅細胞可以相互轉(zhuǎn)化,說明細胞具有全套遺傳物質(zhì),細胞分化后遺傳物質(zhì)不變,C正確。細胞分化使細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上具有穩(wěn)定性差異,使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化,有利于提高生物體各種生理功能的效率,D正確。
5.AC　誘導iPS細胞分化成所需器官后進行自體移植,可避免發(fā)生免疫排斥反應,提高器官移植的成功率,A正確;iPS細胞導入了外源基因(4個關鍵基因),其遺傳信息與肌細胞不同,B錯誤;關鍵基因表達使高度分化的細胞成為iPS細胞,使細胞功能趨向多能化,降低了細胞的分化程度,C正確;圖示過程中iPS細胞分化形成了神經(jīng)細胞、肝臟細胞和心肌細胞,沒有體現(xiàn)出iPS細胞能分化成其他各種細胞或產(chǎn)生完整有機體的潛能和特性,故沒有體現(xiàn)iPS細胞的全能性,D錯誤。
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