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高中生物学沪科版2019必修一同步练习5.2 细胞会发生特异性分化
一、单选题
1.(2022·浙江模拟)下列实例可以说明动物细胞也具有全能性的是( )
A.皮肤伤口愈合 B.雄蜂的产生
C.克隆羊多利的培育 D.蝾螈断尾的再生
【答案】B
【知识点】动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、皮肤划破后伤口重新愈合,没有形成完整个体,因此不能体现细胞具有全能性,A错误;
B、蜜蜂由未受精的卵细胞发育成雄蜂,形成了完整个体,这说明动物细胞也具有全能性,B正确;
C、克隆羊多利的培育只能体现动物细胞的细胞核具有全能性,C错误;
D、蝾螈断尾的再生,即蝾螈断尾后重新长出尾部,没有形成完整个体,不能体现动物细胞的全能性,D错误。
故答案为:B。
【分析】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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。
细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
2.(2022高一下·湖北期中)下列有关细胞分化和全能性的说法,正确的是( )
A.细胞的分化导致相关细胞中的基因选择性表达
B.一般而言,细胞分化程度与细胞全能性大小负相关
C.从一粒玉米长成一棵植株体现了植物细胞的全能性
D.与植物细胞相比,动物细胞都不具备全能性
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此相关细胞中的基因选择性表达导致细胞分化,A错误;
B、一般而言,细胞分化程度与细胞全能性大小负相关,细胞分化程度越大,全能性越难以表达,B正确;
C、从一粒玉米长成一棵植株是植物的正常发育过程,不能体现了植物细胞的全能性,C错误;
D、与植物细胞相比,受细胞质的限制,动物细胞的细胞核具备全能性,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。细胞分化是细胞个体发育的基础,使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率。
2、细胞的全能性:细胞经分裂分化后,仍具有产生完整有机体或分化成去其他各种细胞的潜能和特性。 植物组织培养说明植物细胞具有全能性,动物克隆说明动物细胞可具有全能性。
3.(2022高一下·汕头期中)下列相关叙述,正确的是( )
A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B.若细胞中存在血红蛋白基因说明细胞已经分化了
C.细胞分化是细胞中遗传物质发生稳定性差异的过程
D.细胞分化是一种持久性的变化,在胚胎时期达到最大限度
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、单细胞生物没有细胞分化现象,细胞分化是针对多细胞生物而言的,A错误;
B、只有红细胞才能合成血红蛋白,存在血红蛋白说明其已经高度分化,但该个体所有细胞均包含整套遗传物质,即所有细胞中都含有血红蛋白基因,B错误;
C、细胞分化是细胞结构和功能发生稳定性差异的过程,但遗传物质并没发生改变,C错误;
D、细胞分化是一种持久性的变化,在胚胎时期达到最大限度,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果。
(2)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进程中;
②稳定性和不可逆性: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:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础。
(3)细胞分化最终的结果是形成形态、结构、功能不同的细胞 。
(4)细胞分化的过程中遗传物质都不发生变化。
4.(2022高一下·开平期中)下列关于蛙的细胞中最容易表达出全能性的是( )
A.神经细胞 B.肌肉细胞
C.受精卵细胞 D.口腔上皮细胞
【答案】C
【知识点】动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】神经细胞、肌肉细胞和口腔上皮细胞的分化程度均高于受精卵,受精卵的分化程度较低,全能性最高,最易表达出全能性。
综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。
细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
5.(2022高一下·博罗期中)在骨髓中的多能造血干细胞只能分化产生各种血细胞,但是这种造血干细胞在体外受某些促进分化的因子诱导,还可以分化为神经细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.造血干细胞的细胞核中含有与受精卵相同的全套基因
B.造血干细胞分化形成上述各种类型的细胞体现了细胞的全能性
C.造血干细胞通过基因的选择性表达分化成各种血细胞
D.造血干细胞中不同基因的表达受环境因子的影响
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、造血干细胞由受精卵分裂分化形成,所以细胞核中含有与全套基因,A正确;
B、造血干细胞分化形成各种类型的细胞,但没有形成完整个体,因此不能体现细胞的全能性,B错误;
C、由于基因的选择性表达,造血干细胞可以分化形成各种血细胞,例如红细胞、白细胞和血小板,C正确;
D、由于造血干细胞在体外受某些促进分化的因子诱导,所以不同基因的表达受环境因子的影响,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
6.(2022高一下·湖州期中)胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发有成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞( )
A.具有旺盛的分裂能力
B.具有该物种个体生长发育的全套基因
C.通过有丝分裂形成了植株
D.能合成胡萝卜素所需的蛋白质
【答案】B
【知识点】植物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,这体现了植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性的根本原因是体细胞具有该物种个体生长发育的全套基因。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养利用的是植物细胞的全能性,离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织,再分化成丛芽,诱导出根,然后进行移栽。
7.(2022·杭州模拟)单细胞生物也存在细胞分化,例如枯草杆菌的营养细胞在恶劣环境中会形成休眠体(芽孢),条件适宜时会重新形成营养细胞。下列叙述正确的是( )
A.细胞分化沿着一定的方向进行且不可逆
B.枯草杆菌的营养细胞和芽孢的结构相同
C.枯草杆菌通过细胞分化形成不同的组织
D.该芽孢的形成是基因选择性表达的结果
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、一般情况下,细胞分化过程是不可逆的,然而在某些条件下,分化了的细胞也不稳定,其基因表达模式也可以发生可逆性变化,又回到原来未分化的状态。再根据题干信息“单细胞生物也存在细胞分化,例如枯草杆菌的营养细胞在恶劣环境中会形成休眠体(芽孢),条件适宜时会重新形成营养细胞”,说明细胞分化在一定条件下,是可逆的,A错误;
B、枯草杆菌的营养细胞的结构和一般的细菌相同,具有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等,芽孢的结构较为复杂,主要由孢外壁、芽孢衣、皮层和核心四个部分组成。所以枯草杆菌的营养细胞和芽孢的结构不相同,B错误;
C、多细胞生物可以通过细胞分化形成不同的组织,枯草杆菌是单细胞生物,不能形成不同的组织,C错误;
D、不论多细胞生物还是单细胞生物,细胞分化其本质就是基因的选择性表达,D正确。
故答案为:D。
【分析】原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
8.(2022高二下·吉林月考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,所以其降解产物可被细胞再利用,A正确;
B、根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B正确;
C、根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C错误;
D、目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,体现了生物膜的流动性,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
9.(2022高一下·嫩江月考)下列细胞离体培养,最容易表达全能性的是( )
A.分生组织细胞 B.成熟的叶肉细胞
C.人体神经细胞 D.猪成熟红细胞
【答案】A
【知识点】植物细胞的全能性及应用;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、 分生组织细胞是在植物体的一定部位,具有持续或周期性分裂能力的细胞群 ,容易表达全能性,A正确;
B、成熟的叶肉细胞是植物的成熟的组织细胞,有全能性但表达全能性需要进行脱分化处理,B错误;
C、人体神经细胞是动物的体细胞无法表达出全能性,C错误;
D、猪成熟红细胞没有细胞核,也无法表达出全能性,D错误;
故答案为:A
【分析】细胞的全能性
(1)概念:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因:细胞中含有本物种的全套遗传物质 。
(3)实例
①植物组织培养:说明已分化的植物细胞具有全能性,如胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株。
②克隆(核移植):说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,如克隆羊多莉的诞生。
(4)全能性高低比较:
①受精卵(最高)>生殖细胞>体细胞
②已分化植物细胞>已分化动物细胞
③分化程度高的细胞< 分化程度低的细胞
④分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
10.(2022高一下·高州月考)细胞分化发生在( )
A.胚胎发育早期 B.胚胎发育时期
C.生物体的整个生命进程中 D.幼体时期
【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】由分析可知 ,细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性,发生在生物体的整个生命过程中,C正确。
故答案为:C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
11.(2022·兴城模拟)下列关于人体内细胞分化的叙述,错误的是( )
A.细胞分化是基因在不同时间或空间选择性表达的结果
B.细胞分化使细胞功能专门化,提高了各项生理功能的效率
C.细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志
D.胚胎干细胞、成肌细胞及造血干细胞的分化程度依次降低
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、细胞分化是基因选择性表达的结果,A正确;
B、细胞分化形成不同组织,使多细胞生物体中的细胞功能趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率,B正确;
C、红细胞来源于造血干细胞的增殖分化,红细胞分化的标志是合成了其特有的血红蛋白,C正确;
D、胚胎干细胞是全能干细胞,造血干细胞是多能干细胞,成肌细胞是专能干细胞,可见,胚胎干细胞、造血干细胞及成肌细胞的分化程度依次降低,D错误。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
12.(2021高一上·农安期末)在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,这是因为( )
A.细胞发生了变异
B.不同细胞的基因不同
C.某些细胞失去了全能型
D.不同细胞中的基因选择性地表达
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,是因为发生了细胞分化,不同细胞中的基因选择性地表达,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
2.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
13.(2022·浙江选考)在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的( )
A.分裂与分化 B.分化与癌变 C.癌变与衰老 D.衰老与分裂
【答案】A
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞的过程既需要细胞数量的增加也需要细胞功能的变化,所以涉及到细胞的分裂和分化两个过程,A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
【分析】1、细胞有丝分裂是将亲代细胞的染色体先经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中,亲子代的遗传物质相同,其重要的意义是保持了细胞的亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
14.(2021高一上·牡丹江期末)关于细胞的全能性的叙述,错误的是( )
A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性
B.在生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高
C.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性
D.植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高
【答案】C
【知识点】植物细胞的全能性及应用;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、离体的植物细胞可以通过组织培养得到试管苗,从而体现了细胞的全能性,A正确;
B、在生物体所有的细胞中,细胞的全能性的大小为:受精卵的全能性>生殖细胞的全能性>体细胞的全能性,即受精卵的全能性最高,B正确;
C、克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞核具有全能性,C错误;
D、动物细胞的全能性受限,植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高,D正确。
故答案为:C。
【分析】澄清细胞全能性的理解误区
①由一个细胞发育成一个完整个体才能称为全能性。判断的标准是:“细胞→个体”。如一个体细胞经植物组织培养形成幼苗,称为全能性。而将一个细胞培养成叶片不是全能性,因为叶片不是个体。将一个干细胞培养成一个幼小动物可以称为全能性,而培养成一个跳动的心脏不是全能性。
②分化程度高的细胞全能性不一定低。如生殖细胞由性原细胞分化而来,属于高度分化的细胞,但全能性依然很高。
15.(2021高一上·哈尔滨期末)下列关于细胞分化和细胞全能性的叙述中,正确的是( )
A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶均不相同
B.人体内造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.细胞分化程度越高,全能性也越高
D.细胞的全能性只有在特定条件下才能表现出来
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、造血干细胞与成熟的红细胞相比,在形态、结构和功能上存在稳定性差异,酶也存在差异,A错误;
B、在生物体内细胞分化具有不可逆性,B错误;
C、细胞分化程度越高,全能性一般越低,C错误;
D、细胞全能性是指在离体的条件下发育成完整个体的潜能,只能在特定条件下表现出来,D正确。
故答案为:D。
【分析】
二、综合题
16.(2022高二下·衢州期末)下图1为某动物(2N=4)从受精卵起发生的一系列细胞部分历程示意图。请回答相关问题:
(1)此个体为 (雄性/雌性),过程④代表 ,B、C、D、E四种细胞结构和功能不同的根本原因是 。
(2)B、C、E三种细胞中适合做制备细胞膜的实验材料是 ,原因是 。
(3)图中 细胞含有的细胞核数目最多的,细胞中含有核酸的细胞器有 (填编号)。
(4)形成的D细胞的染色体如图1中所示,请在图2中补全A细胞的有丝分裂后期图。
【答案】(1)雄性;细胞分化;基因的选择性表达
(2)E;所有细胞器和细胞核都退化消失,只有细胞膜一种膜结构
(3)B;线粒体和核糖体
(4)
【知识点】其它细胞器及分离方法;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】 (1)D为精子,因此该动物为雄性;过程④为细胞分化,可以产生多种多样的细胞;B、C、D、E四种细胞是细胞分化的结构,细胞分化的实质是基因的选择性表达。
(2)B为骨骼肌细胞,C为分泌细胞,E为红细胞,哺乳动物成熟的红细胞细胞器退化消失,细胞核也退化消失,只剩细胞膜一种膜结构,适宜用来做细胞膜的实验材料。
(3)图中B为骨骼肌细胞,含有多个核;细胞中含有核酸的细胞器为线粒体(含有DNA和RNA)和核糖体(含有RNA)。
(4)D为精子,为精细胞变形而来,其中含有两条非同源染色体,则A中含有4条染色体,A细胞的有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,含有8条染色体,被拉下两极,示意图如下。
【分析】分析题图:①过程为细胞生长,②过程为细胞分裂,③过程为细胞分裂,④过程为细胞分化。
1、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。
2、动物细胞有丝分裂过程:
分裂间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,中心粒完成增倍。
分裂前期:染色质螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,中心体移向两极,并发出星射线形成纺锤体。
分裂中期:着丝粒排列在赤道板上,染色体形态固定,数目清晰,便于观察。
分裂后期:着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离,成为两条染色体,由星射线牵引移向细胞两极。
分裂末期:染色体解螺旋形成染色质,纺锤体消失,核膜核仁重新出现,细胞膜由中间向内凹陷,细胞缢裂。
17.(2021高一下·成都期中)如图是细胞分化实质的模式图,请回答下列问题:
(1)分化会导致由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、结构和 上发生 性的差异。
(2)细胞分化的实质是 。
(3)细胞分化的标志从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的 ,该物质是生命活动的主要承担者。从细胞水平看,形成了不同种类的细胞。
(4)分化细胞表达的基因,可概括为①管家基因:所有细胞均表达的一类基因;②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因。图中的A、B、C三个基因可能属于奢侈基因的是 。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于 基因(填“管家”或“奢侈”)。
(5)细胞含有全套基因,这是细胞全能性的基础,细胞的全能性,是指已经 的细胞,仍然具有发育成 的潜能。
(6)图中的D基因在左右两个细胞都未表达,原因可能是 。
【答案】(1)形态;生理功能;稳定
(2)基因的选择性表达
(3)蛋白质
(4)A和C;管家
(5)分化;完整个体
(6)D基因是奢侈基因,在该个体其它细胞表达
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】(1)根据分化概念可知,分化会造成细胞三个方面的变化,形态上(比如红细胞变成双面凹,圆饼状)、结构上(比如叶肉细胞出现叶绿体),功能上(比如神经细胞可以传导兴奋)的变化,这些变化使得同一细胞的后代之间发生了稳定性的差异。
(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达,也可描述为使基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
(3)图中显示细胞分化出了两种细胞,图中展示了表达的基因不完全相同,可能形成不同的mRNA,进而形成不同的蛋白质,因此可以说从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的蛋白质,由于蛋白质是生命活动的主要承担者,进而使细胞担负不同的功能。
(4)据图分析,A基因只在“左侧细胞”中表达,而C基因只在“右侧细胞”中表达,所以是奢侈基因。而呼吸酶每个细胞都应该有,ATP水解酶每个细胞都有,所以相关基因是管家基因。
(5)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,原因是这些分化的细胞中含有本物种全套的遗传信息。
(6)图中的D基因在左右两个细胞都未被选择表达,说明D基因是奢侈基因,可能在该个体其它细胞表达。
【分析】(1)细胞分化是细胞结构和功能发生稳定性差异的过程,使不同的细胞有不同的功能,提高代谢效率。实质是基因的选择性表达。
(2)细胞的全能性: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。
原因:体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
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。
18.(2021高一下·庄河开学考)下图中,甲是细胞分裂和分化的模式图,乙是一体细胞中染色体数目为6条的植物细胞细胞周期过程图解,丙是一个细胞周期示意图。请据图回答问题。
(1)可用图甲中 过程表示图乙所示的细胞分裂过程。过程Ⅱ所形成的细胞形态、结构和功能上产生差异的根本原因是 。
(2)图乙中E是细胞有丝分裂的 期,在此时期中每个细胞中有染色单体 条。
(3)请用图丙中的字母回答,动、植物细胞有丝分裂在 和 过程中有较大的差异。图乙中B细胞位于图丙中的 时期。
【答案】(1)Ⅰ;基因的选择性表达
(2)中;12
(3)b;e;d
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;动、植物细胞有丝分裂的异同点;细胞分化及其意义
【解析】【解答】(1)图甲中Ⅰ表示细胞分裂过程;Ⅱ表示细胞分化过程,该过程的实质是基因的选择性表达。
(2)图乙中E细胞处于有丝分裂中期,此时细胞中有6条染色体,12个核DNA分子,12条染色单体。
(3)图丙中a表示分裂间期;b表示前期、c表示中期、d表示后期、e表示末期。植物细胞和动物细胞有丝分裂前期(纺锤体的形成不同)和末期(细胞质的分裂方式不同)存在较大差异,对应于乙图中的b和e时期;图乙中B细胞处于有丝分裂后期,对应于图丙中的d时期。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、有丝分裂不同时期的特点︰(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同为:前期纺锤体的形成原因不同,动物是中心体发出星射线构成纺锤体、植物细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体;末期细胞质分成两部分的方式不同:植物有丝分裂末期形成细胞板将细胞分成两部分;动物细胞末期是膜缢裂将细胞质分成两部分。
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一、单选题
1.(2022·浙江模拟)下列实例可以说明动物细胞也具有全能性的是( )
A.皮肤伤口愈合 B.雄蜂的产生
C.克隆羊多利的培育 D.蝾螈断尾的再生
【答案】B
【知识点】动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、皮肤划破后伤口重新愈合,没有形成完整个体,因此不能体现细胞具有全能性,A错误;
B、蜜蜂由未受精的卵细胞发育成雄蜂,形成了完整个体,这说明动物细胞也具有全能性,B正确;
C、克隆羊多利的培育只能体现动物细胞的细胞核具有全能性,C错误;
D、蝾螈断尾的再生,即蝾螈断尾后重新长出尾部,没有形成完整个体,不能体现动物细胞的全能性,D错误。
故答案为:B。
【分析】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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。
细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
2.(2022高一下·湖北期中)下列有关细胞分化和全能性的说法,正确的是( )
A.细胞的分化导致相关细胞中的基因选择性表达
B.一般而言,细胞分化程度与细胞全能性大小负相关
C.从一粒玉米长成一棵植株体现了植物细胞的全能性
D.与植物细胞相比,动物细胞都不具备全能性
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此相关细胞中的基因选择性表达导致细胞分化,A错误;
B、一般而言,细胞分化程度与细胞全能性大小负相关,细胞分化程度越大,全能性越难以表达,B正确;
C、从一粒玉米长成一棵植株是植物的正常发育过程,不能体现了植物细胞的全能性,C错误;
D、与植物细胞相比,受细胞质的限制,动物细胞的细胞核具备全能性,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。细胞分化是细胞个体发育的基础,使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率。
2、细胞的全能性:细胞经分裂分化后,仍具有产生完整有机体或分化成去其他各种细胞的潜能和特性。 植物组织培养说明植物细胞具有全能性,动物克隆说明动物细胞可具有全能性。
3.(2022高一下·汕头期中)下列相关叙述,正确的是( )
A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B.若细胞中存在血红蛋白基因说明细胞已经分化了
C.细胞分化是细胞中遗传物质发生稳定性差异的过程
D.细胞分化是一种持久性的变化,在胚胎时期达到最大限度
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、单细胞生物没有细胞分化现象,细胞分化是针对多细胞生物而言的,A错误;
B、只有红细胞才能合成血红蛋白,存在血红蛋白说明其已经高度分化,但该个体所有细胞均包含整套遗传物质,即所有细胞中都含有血红蛋白基因,B错误;
C、细胞分化是细胞结构和功能发生稳定性差异的过程,但遗传物质并没发生改变,C错误;
D、细胞分化是一种持久性的变化,在胚胎时期达到最大限度,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果。
(2)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进程中;
②稳定性和不可逆性: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:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础。
(3)细胞分化最终的结果是形成形态、结构、功能不同的细胞 。
(4)细胞分化的过程中遗传物质都不发生变化。
4.(2022高一下·开平期中)下列关于蛙的细胞中最容易表达出全能性的是( )
A.神经细胞 B.肌肉细胞
C.受精卵细胞 D.口腔上皮细胞
【答案】C
【知识点】动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】神经细胞、肌肉细胞和口腔上皮细胞的分化程度均高于受精卵,受精卵的分化程度较低,全能性最高,最易表达出全能性。
综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。
细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
5.(2022高一下·博罗期中)在骨髓中的多能造血干细胞只能分化产生各种血细胞,但是这种造血干细胞在体外受某些促进分化的因子诱导,还可以分化为神经细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.造血干细胞的细胞核中含有与受精卵相同的全套基因
B.造血干细胞分化形成上述各种类型的细胞体现了细胞的全能性
C.造血干细胞通过基因的选择性表达分化成各种血细胞
D.造血干细胞中不同基因的表达受环境因子的影响
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、造血干细胞由受精卵分裂分化形成,所以细胞核中含有与全套基因,A正确;
B、造血干细胞分化形成各种类型的细胞,但没有形成完整个体,因此不能体现细胞的全能性,B错误;
C、由于基因的选择性表达,造血干细胞可以分化形成各种血细胞,例如红细胞、白细胞和血小板,C正确;
D、由于造血干细胞在体外受某些促进分化的因子诱导,所以不同基因的表达受环境因子的影响,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
6.(2022高一下·湖州期中)胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发有成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞( )
A.具有旺盛的分裂能力
B.具有该物种个体生长发育的全套基因
C.通过有丝分裂形成了植株
D.能合成胡萝卜素所需的蛋白质
【答案】B
【知识点】植物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,这体现了植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性的根本原因是体细胞具有该物种个体生长发育的全套基因。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养利用的是植物细胞的全能性,离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织,再分化成丛芽,诱导出根,然后进行移栽。
7.(2022·杭州模拟)单细胞生物也存在细胞分化,例如枯草杆菌的营养细胞在恶劣环境中会形成休眠体(芽孢),条件适宜时会重新形成营养细胞。下列叙述正确的是( )
A.细胞分化沿着一定的方向进行且不可逆
B.枯草杆菌的营养细胞和芽孢的结构相同
C.枯草杆菌通过细胞分化形成不同的组织
D.该芽孢的形成是基因选择性表达的结果
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、一般情况下,细胞分化过程是不可逆的,然而在某些条件下,分化了的细胞也不稳定,其基因表达模式也可以发生可逆性变化,又回到原来未分化的状态。再根据题干信息“单细胞生物也存在细胞分化,例如枯草杆菌的营养细胞在恶劣环境中会形成休眠体(芽孢),条件适宜时会重新形成营养细胞”,说明细胞分化在一定条件下,是可逆的,A错误;
B、枯草杆菌的营养细胞的结构和一般的细菌相同,具有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等,芽孢的结构较为复杂,主要由孢外壁、芽孢衣、皮层和核心四个部分组成。所以枯草杆菌的营养细胞和芽孢的结构不相同,B错误;
C、多细胞生物可以通过细胞分化形成不同的组织,枯草杆菌是单细胞生物,不能形成不同的组织,C错误;
D、不论多细胞生物还是单细胞生物,细胞分化其本质就是基因的选择性表达,D正确。
故答案为:D。
【分析】原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
8.(2022高二下·吉林月考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,所以其降解产物可被细胞再利用,A正确;
B、根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B正确;
C、根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C错误;
D、目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,体现了生物膜的流动性,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
9.(2022高一下·嫩江月考)下列细胞离体培养,最容易表达全能性的是( )
A.分生组织细胞 B.成熟的叶肉细胞
C.人体神经细胞 D.猪成熟红细胞
【答案】A
【知识点】植物细胞的全能性及应用;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、 分生组织细胞是在植物体的一定部位,具有持续或周期性分裂能力的细胞群 ,容易表达全能性,A正确;
B、成熟的叶肉细胞是植物的成熟的组织细胞,有全能性但表达全能性需要进行脱分化处理,B错误;
C、人体神经细胞是动物的体细胞无法表达出全能性,C错误;
D、猪成熟红细胞没有细胞核,也无法表达出全能性,D错误;
故答案为:A
【分析】细胞的全能性
(1)概念:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因:细胞中含有本物种的全套遗传物质 。
(3)实例
①植物组织培养:说明已分化的植物细胞具有全能性,如胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株。
②克隆(核移植):说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,如克隆羊多莉的诞生。
(4)全能性高低比较:
①受精卵(最高)>生殖细胞>体细胞
②已分化植物细胞>已分化动物细胞
③分化程度高的细胞< 分化程度低的细胞
④分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
10.(2022高一下·高州月考)细胞分化发生在( )
A.胚胎发育早期 B.胚胎发育时期
C.生物体的整个生命进程中 D.幼体时期
【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】由分析可知 ,细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性,发生在生物体的整个生命过程中,C正确。
故答案为:C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
11.(2022·兴城模拟)下列关于人体内细胞分化的叙述,错误的是( )
A.细胞分化是基因在不同时间或空间选择性表达的结果
B.细胞分化使细胞功能专门化,提高了各项生理功能的效率
C.细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志
D.胚胎干细胞、成肌细胞及造血干细胞的分化程度依次降低
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、细胞分化是基因选择性表达的结果,A正确;
B、细胞分化形成不同组织,使多细胞生物体中的细胞功能趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率,B正确;
C、红细胞来源于造血干细胞的增殖分化,红细胞分化的标志是合成了其特有的血红蛋白,C正确;
D、胚胎干细胞是全能干细胞,造血干细胞是多能干细胞,成肌细胞是专能干细胞,可见,胚胎干细胞、造血干细胞及成肌细胞的分化程度依次降低,D错误。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
12.(2021高一上·农安期末)在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,这是因为( )
A.细胞发生了变异
B.不同细胞的基因不同
C.某些细胞失去了全能型
D.不同细胞中的基因选择性地表达
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,是因为发生了细胞分化,不同细胞中的基因选择性地表达,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
2.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
13.(2022·浙江选考)在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的( )
A.分裂与分化 B.分化与癌变 C.癌变与衰老 D.衰老与分裂
【答案】A
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞的过程既需要细胞数量的增加也需要细胞功能的变化,所以涉及到细胞的分裂和分化两个过程,A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
【分析】1、细胞有丝分裂是将亲代细胞的染色体先经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中,亲子代的遗传物质相同,其重要的意义是保持了细胞的亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
14.(2021高一上·牡丹江期末)关于细胞的全能性的叙述,错误的是( )
A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性
B.在生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高
C.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性
D.植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高
【答案】C
【知识点】植物细胞的全能性及应用;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、离体的植物细胞可以通过组织培养得到试管苗,从而体现了细胞的全能性,A正确;
B、在生物体所有的细胞中,细胞的全能性的大小为:受精卵的全能性>生殖细胞的全能性>体细胞的全能性,即受精卵的全能性最高,B正确;
C、克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞核具有全能性,C错误;
D、动物细胞的全能性受限,植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高,D正确。
故答案为:C。
【分析】澄清细胞全能性的理解误区
①由一个细胞发育成一个完整个体才能称为全能性。判断的标准是:“细胞→个体”。如一个体细胞经植物组织培养形成幼苗,称为全能性。而将一个细胞培养成叶片不是全能性,因为叶片不是个体。将一个干细胞培养成一个幼小动物可以称为全能性,而培养成一个跳动的心脏不是全能性。
②分化程度高的细胞全能性不一定低。如生殖细胞由性原细胞分化而来,属于高度分化的细胞,但全能性依然很高。
15.(2021高一上·哈尔滨期末)下列关于细胞分化和细胞全能性的叙述中,正确的是( )
A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶均不相同
B.人体内造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.细胞分化程度越高,全能性也越高
D.细胞的全能性只有在特定条件下才能表现出来
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、造血干细胞与成熟的红细胞相比,在形态、结构和功能上存在稳定性差异,酶也存在差异,A错误;
B、在生物体内细胞分化具有不可逆性,B错误;
C、细胞分化程度越高,全能性一般越低,C错误;
D、细胞全能性是指在离体的条件下发育成完整个体的潜能,只能在特定条件下表现出来,D正确。
故答案为:D。
【分析】
二、综合题
16.(2022高二下·衢州期末)下图1为某动物(2N=4)从受精卵起发生的一系列细胞部分历程示意图。请回答相关问题:
(1)此个体为 (雄性/雌性),过程④代表 ,B、C、D、E四种细胞结构和功能不同的根本原因是 。
(2)B、C、E三种细胞中适合做制备细胞膜的实验材料是 ,原因是 。
(3)图中 细胞含有的细胞核数目最多的,细胞中含有核酸的细胞器有 (填编号)。
(4)形成的D细胞的染色体如图1中所示,请在图2中补全A细胞的有丝分裂后期图。
【答案】(1)雄性;细胞分化;基因的选择性表达
(2)E;所有细胞器和细胞核都退化消失,只有细胞膜一种膜结构
(3)B;线粒体和核糖体
(4)
【知识点】其它细胞器及分离方法;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】 (1)D为精子,因此该动物为雄性;过程④为细胞分化,可以产生多种多样的细胞;B、C、D、E四种细胞是细胞分化的结构,细胞分化的实质是基因的选择性表达。
(2)B为骨骼肌细胞,C为分泌细胞,E为红细胞,哺乳动物成熟的红细胞细胞器退化消失,细胞核也退化消失,只剩细胞膜一种膜结构,适宜用来做细胞膜的实验材料。
(3)图中B为骨骼肌细胞,含有多个核;细胞中含有核酸的细胞器为线粒体(含有DNA和RNA)和核糖体(含有RNA)。
(4)D为精子,为精细胞变形而来,其中含有两条非同源染色体,则A中含有4条染色体,A细胞的有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,含有8条染色体,被拉下两极,示意图如下。
【分析】分析题图:①过程为细胞生长,②过程为细胞分裂,③过程为细胞分裂,④过程为细胞分化。
1、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。
2、动物细胞有丝分裂过程:
分裂间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,中心粒完成增倍。
分裂前期:染色质螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,中心体移向两极,并发出星射线形成纺锤体。
分裂中期:着丝粒排列在赤道板上,染色体形态固定,数目清晰,便于观察。
分裂后期:着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离,成为两条染色体,由星射线牵引移向细胞两极。
分裂末期:染色体解螺旋形成染色质,纺锤体消失,核膜核仁重新出现,细胞膜由中间向内凹陷,细胞缢裂。
17.(2021高一下·成都期中)如图是细胞分化实质的模式图,请回答下列问题:
(1)分化会导致由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、结构和 上发生 性的差异。
(2)细胞分化的实质是 。
(3)细胞分化的标志从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的 ,该物质是生命活动的主要承担者。从细胞水平看,形成了不同种类的细胞。
(4)分化细胞表达的基因,可概括为①管家基因:所有细胞均表达的一类基因;②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因。图中的A、B、C三个基因可能属于奢侈基因的是 。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于 基因(填“管家”或“奢侈”)。
(5)细胞含有全套基因,这是细胞全能性的基础,细胞的全能性,是指已经 的细胞,仍然具有发育成 的潜能。
(6)图中的D基因在左右两个细胞都未表达,原因可能是 。
【答案】(1)形态;生理功能;稳定
(2)基因的选择性表达
(3)蛋白质
(4)A和C;管家
(5)分化;完整个体
(6)D基因是奢侈基因,在该个体其它细胞表达
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】(1)根据分化概念可知,分化会造成细胞三个方面的变化,形态上(比如红细胞变成双面凹,圆饼状)、结构上(比如叶肉细胞出现叶绿体),功能上(比如神经细胞可以传导兴奋)的变化,这些变化使得同一细胞的后代之间发生了稳定性的差异。
(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达,也可描述为使基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
(3)图中显示细胞分化出了两种细胞,图中展示了表达的基因不完全相同,可能形成不同的mRNA,进而形成不同的蛋白质,因此可以说从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的蛋白质,由于蛋白质是生命活动的主要承担者,进而使细胞担负不同的功能。
(4)据图分析,A基因只在“左侧细胞”中表达,而C基因只在“右侧细胞”中表达,所以是奢侈基因。而呼吸酶每个细胞都应该有,ATP水解酶每个细胞都有,所以相关基因是管家基因。
(5)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,原因是这些分化的细胞中含有本物种全套的遗传信息。
(6)图中的D基因在左右两个细胞都未被选择表达,说明D基因是奢侈基因,可能在该个体其它细胞表达。
【分析】(1)细胞分化是细胞结构和功能发生稳定性差异的过程,使不同的细胞有不同的功能,提高代谢效率。实质是基因的选择性表达。
(2)细胞的全能性: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。
原因:体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
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。
18.(2021高一下·庄河开学考)下图中,甲是细胞分裂和分化的模式图,乙是一体细胞中染色体数目为6条的植物细胞细胞周期过程图解,丙是一个细胞周期示意图。请据图回答问题。
(1)可用图甲中 过程表示图乙所示的细胞分裂过程。过程Ⅱ所形成的细胞形态、结构和功能上产生差异的根本原因是 。
(2)图乙中E是细胞有丝分裂的 期,在此时期中每个细胞中有染色单体 条。
(3)请用图丙中的字母回答,动、植物细胞有丝分裂在 和 过程中有较大的差异。图乙中B细胞位于图丙中的 时期。
【答案】(1)Ⅰ;基因的选择性表达
(2)中;12
(3)b;e;d
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;动、植物细胞有丝分裂的异同点;细胞分化及其意义
【解析】【解答】(1)图甲中Ⅰ表示细胞分裂过程;Ⅱ表示细胞分化过程,该过程的实质是基因的选择性表达。
(2)图乙中E细胞处于有丝分裂中期,此时细胞中有6条染色体,12个核DNA分子,12条染色单体。
(3)图丙中a表示分裂间期;b表示前期、c表示中期、d表示后期、e表示末期。植物细胞和动物细胞有丝分裂前期(纺锤体的形成不同)和末期(细胞质的分裂方式不同)存在较大差异,对应于乙图中的b和e时期;图乙中B细胞处于有丝分裂后期,对应于图丙中的d时期。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、有丝分裂不同时期的特点︰(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同为:前期纺锤体的形成原因不同,动物是中心体发出星射线构成纺锤体、植物细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体;末期细胞质分成两部分的方式不同:植物有丝分裂末期形成细胞板将细胞分成两部分;动物细胞末期是膜缢裂将细胞质分成两部分。
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高中生物学沪科版2019必修一同步练习5.2 细胞会发生特异性分化
一、单选题
1.(2022·浙江模拟)下列实例可以说明动物细胞也具有全能性的是( )
A.皮肤伤口愈合 B.雄蜂的产生
C.克隆羊多利的培育 D.蝾螈断尾的再生
2.(2022高一下·湖北期中)下列有关细胞分化和全能性的说法,正确的是( )
A.细胞的分化导致相关细胞中的基因选择性表达
B.一般而言,细胞分化程度与细胞全能性大小负相关
C.从一粒玉米长成一棵植株体现了植物细胞的全能性
D.与植物细胞相比,动物细胞都不具备全能性
3.(2022高一下·汕头期中)下列相关叙述,正确的是( )
A.单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B.若细胞中存在血红蛋白基因说明细胞已经分化了
C.细胞分化是细胞中遗传物质发生稳定性差异的过程
D.细胞分化是一种持久性的变化,在胚胎时期达到最大限度
4.(2022高一下·开平期中)下列关于蛙的细胞中最容易表达出全能性的是( )
A.神经细胞 B.肌肉细胞
C.受精卵细胞 D.口腔上皮细胞
5.(2022高一下·博罗期中)在骨髓中的多能造血干细胞只能分化产生各种血细胞,但是这种造血干细胞在体外受某些促进分化的因子诱导,还可以分化为神经细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.造血干细胞的细胞核中含有与受精卵相同的全套基因
B.造血干细胞分化形成上述各种类型的细胞体现了细胞的全能性
C.造血干细胞通过基因的选择性表达分化成各种血细胞
D.造血干细胞中不同基因的表达受环境因子的影响
6.(2022高一下·湖州期中)胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发有成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞( )
A.具有旺盛的分裂能力
B.具有该物种个体生长发育的全套基因
C.通过有丝分裂形成了植株
D.能合成胡萝卜素所需的蛋白质
7.(2022·杭州模拟)单细胞生物也存在细胞分化,例如枯草杆菌的营养细胞在恶劣环境中会形成休眠体(芽孢),条件适宜时会重新形成营养细胞。下列叙述正确的是( )
A.细胞分化沿着一定的方向进行且不可逆
B.枯草杆菌的营养细胞和芽孢的结构相同
C.枯草杆菌通过细胞分化形成不同的组织
D.该芽孢的形成是基因选择性表达的结果
8.(2022高二下·吉林月考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
9.(2022高一下·嫩江月考)下列细胞离体培养,最容易表达全能性的是( )
A.分生组织细胞 B.成熟的叶肉细胞
C.人体神经细胞 D.猪成熟红细胞
10.(2022高一下·高州月考)细胞分化发生在( )
A.胚胎发育早期 B.胚胎发育时期
C.生物体的整个生命进程中 D.幼体时期
11.(2022·兴城模拟)下列关于人体内细胞分化的叙述,错误的是( )
A.细胞分化是基因在不同时间或空间选择性表达的结果
B.细胞分化使细胞功能专门化,提高了各项生理功能的效率
C.细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志
D.胚胎干细胞、成肌细胞及造血干细胞的分化程度依次降低
12.(2021高一上·农安期末)在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,这是因为( )
A.细胞发生了变异
B.不同细胞的基因不同
C.某些细胞失去了全能型
D.不同细胞中的基因选择性地表达
13.(2022·浙江选考)在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的( )
A.分裂与分化 B.分化与癌变 C.癌变与衰老 D.衰老与分裂
14.(2021高一上·牡丹江期末)关于细胞的全能性的叙述,错误的是( )
A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性
B.在生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高
C.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性
D.植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高
15.(2021高一上·哈尔滨期末)下列关于细胞分化和细胞全能性的叙述中,正确的是( )
A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶均不相同
B.人体内造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.细胞分化程度越高,全能性也越高
D.细胞的全能性只有在特定条件下才能表现出来
二、综合题
16.(2022高二下·衢州期末)下图1为某动物(2N=4)从受精卵起发生的一系列细胞部分历程示意图。请回答相关问题:
(1)此个体为 (雄性/雌性),过程④代表 ,B、C、D、E四种细胞结构和功能不同的根本原因是 。
(2)B、C、E三种细胞中适合做制备细胞膜的实验材料是 ,原因是 。
(3)图中 细胞含有的细胞核数目最多的,细胞中含有核酸的细胞器有 (填编号)。
(4)形成的D细胞的染色体如图1中所示,请在图2中补全A细胞的有丝分裂后期图。
17.(2021高一下·成都期中)如图是细胞分化实质的模式图,请回答下列问题:
(1)分化会导致由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、结构和 上发生 性的差异。
(2)细胞分化的实质是 。
(3)细胞分化的标志从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的 ,该物质是生命活动的主要承担者。从细胞水平看,形成了不同种类的细胞。
(4)分化细胞表达的基因,可概括为①管家基因:所有细胞均表达的一类基因;②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因。图中的A、B、C三个基因可能属于奢侈基因的是 。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于 基因(填“管家”或“奢侈”)。
(5)细胞含有全套基因,这是细胞全能性的基础,细胞的全能性,是指已经 的细胞,仍然具有发育成 的潜能。
(6)图中的D基因在左右两个细胞都未表达,原因可能是 。
18.(2021高一下·庄河开学考)下图中,甲是细胞分裂和分化的模式图,乙是一体细胞中染色体数目为6条的植物细胞细胞周期过程图解,丙是一个细胞周期示意图。请据图回答问题。
(1)可用图甲中 过程表示图乙所示的细胞分裂过程。过程Ⅱ所形成的细胞形态、结构和功能上产生差异的根本原因是 。
(2)图乙中E是细胞有丝分裂的 期,在此时期中每个细胞中有染色单体 条。
(3)请用图丙中的字母回答,动、植物细胞有丝分裂在 和 过程中有较大的差异。图乙中B细胞位于图丙中的 时期。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、皮肤划破后伤口重新愈合,没有形成完整个体,因此不能体现细胞具有全能性,A错误;
B、蜜蜂由未受精的卵细胞发育成雄蜂,形成了完整个体,这说明动物细胞也具有全能性,B正确;
C、克隆羊多利的培育只能体现动物细胞的细胞核具有全能性,C错误;
D、蝾螈断尾的再生,即蝾螈断尾后重新长出尾部,没有形成完整个体,不能体现动物细胞的全能性,D错误。
故答案为:B。
【分析】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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。
细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
2.【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此相关细胞中的基因选择性表达导致细胞分化,A错误;
B、一般而言,细胞分化程度与细胞全能性大小负相关,细胞分化程度越大,全能性越难以表达,B正确;
C、从一粒玉米长成一棵植株是植物的正常发育过程,不能体现了植物细胞的全能性,C错误;
D、与植物细胞相比,受细胞质的限制,动物细胞的细胞核具备全能性,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。细胞分化是细胞个体发育的基础,使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率。
2、细胞的全能性:细胞经分裂分化后,仍具有产生完整有机体或分化成去其他各种细胞的潜能和特性。 植物组织培养说明植物细胞具有全能性,动物克隆说明动物细胞可具有全能性。
3.【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、单细胞生物没有细胞分化现象,细胞分化是针对多细胞生物而言的,A错误;
B、只有红细胞才能合成血红蛋白,存在血红蛋白说明其已经高度分化,但该个体所有细胞均包含整套遗传物质,即所有细胞中都含有血红蛋白基因,B错误;
C、细胞分化是细胞结构和功能发生稳定性差异的过程,但遗传物质并没发生改变,C错误;
D、细胞分化是一种持久性的变化,在胚胎时期达到最大限度,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果。
(2)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进程中;
②稳定性和不可逆性: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:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础。
(3)细胞分化最终的结果是形成形态、结构、功能不同的细胞 。
(4)细胞分化的过程中遗传物质都不发生变化。
4.【答案】C
【知识点】动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】神经细胞、肌肉细胞和口腔上皮细胞的分化程度均高于受精卵,受精卵的分化程度较低,全能性最高,最易表达出全能性。
综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。
细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
5.【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、造血干细胞由受精卵分裂分化形成,所以细胞核中含有与全套基因,A正确;
B、造血干细胞分化形成各种类型的细胞,但没有形成完整个体,因此不能体现细胞的全能性,B错误;
C、由于基因的选择性表达,造血干细胞可以分化形成各种血细胞,例如红细胞、白细胞和血小板,C正确;
D、由于造血干细胞在体外受某些促进分化的因子诱导,所以不同基因的表达受环境因子的影响,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。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。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
6.【答案】B
【知识点】植物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,这体现了植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性的根本原因是体细胞具有该物种个体生长发育的全套基因。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养利用的是植物细胞的全能性,离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织,再分化成丛芽,诱导出根,然后进行移栽。
7.【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、一般情况下,细胞分化过程是不可逆的,然而在某些条件下,分化了的细胞也不稳定,其基因表达模式也可以发生可逆性变化,又回到原来未分化的状态。再根据题干信息“单细胞生物也存在细胞分化,例如枯草杆菌的营养细胞在恶劣环境中会形成休眠体(芽孢),条件适宜时会重新形成营养细胞”,说明细胞分化在一定条件下,是可逆的,A错误;
B、枯草杆菌的营养细胞的结构和一般的细菌相同,具有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等,芽孢的结构较为复杂,主要由孢外壁、芽孢衣、皮层和核心四个部分组成。所以枯草杆菌的营养细胞和芽孢的结构不相同,B错误;
C、多细胞生物可以通过细胞分化形成不同的组织,枯草杆菌是单细胞生物,不能形成不同的组织,C错误;
D、不论多细胞生物还是单细胞生物,细胞分化其本质就是基因的选择性表达,D正确。
故答案为:D。
【分析】原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
8.【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,所以其降解产物可被细胞再利用,A正确;
B、根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B正确;
C、根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C错误;
D、目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,体现了生物膜的流动性,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
9.【答案】A
【知识点】植物细胞的全能性及应用;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、 分生组织细胞是在植物体的一定部位,具有持续或周期性分裂能力的细胞群 ,容易表达全能性,A正确;
B、成熟的叶肉细胞是植物的成熟的组织细胞,有全能性但表达全能性需要进行脱分化处理,B错误;
C、人体神经细胞是动物的体细胞无法表达出全能性,C错误;
D、猪成熟红细胞没有细胞核,也无法表达出全能性,D错误;
故答案为:A
【分析】细胞的全能性
(1)概念:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因:细胞中含有本物种的全套遗传物质 。
(3)实例
①植物组织培养:说明已分化的植物细胞具有全能性,如胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株。
②克隆(核移植):说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,如克隆羊多莉的诞生。
(4)全能性高低比较:
①受精卵(最高)>生殖细胞>体细胞
②已分化植物细胞>已分化动物细胞
③分化程度高的细胞< 分化程度低的细胞
④分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
10.【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】由分析可知 ,细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性,发生在生物体的整个生命过程中,C正确。
故答案为:C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
11.【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、细胞分化是基因选择性表达的结果,A正确;
B、细胞分化形成不同组织,使多细胞生物体中的细胞功能趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率,B正确;
C、红细胞来源于造血干细胞的增殖分化,红细胞分化的标志是合成了其特有的血红蛋白,C正确;
D、胚胎干细胞是全能干细胞,造血干细胞是多能干细胞,成肌细胞是专能干细胞,可见,胚胎干细胞、造血干细胞及成肌细胞的分化程度依次降低,D错误。
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
12.【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,是因为发生了细胞分化,不同细胞中的基因选择性地表达,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
2.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
13.【答案】A
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞的过程既需要细胞数量的增加也需要细胞功能的变化,所以涉及到细胞的分裂和分化两个过程,A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
【分析】1、细胞有丝分裂是将亲代细胞的染色体先经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中,亲子代的遗传物质相同,其重要的意义是保持了细胞的亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
14.【答案】C
【知识点】植物细胞的全能性及应用;动物细胞的全能性及应用
【解析】【解答】A、离体的植物细胞可以通过组织培养得到试管苗,从而体现了细胞的全能性,A正确;
B、在生物体所有的细胞中,细胞的全能性的大小为:受精卵的全能性>生殖细胞的全能性>体细胞的全能性,即受精卵的全能性最高,B正确;
C、克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞核具有全能性,C错误;
D、动物细胞的全能性受限,植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高,D正确。
故答案为:C。
【分析】澄清细胞全能性的理解误区
①由一个细胞发育成一个完整个体才能称为全能性。判断的标准是:“细胞→个体”。如一个体细胞经植物组织培养形成幼苗,称为全能性。而将一个细胞培养成叶片不是全能性,因为叶片不是个体。将一个干细胞培养成一个幼小动物可以称为全能性,而培养成一个跳动的心脏不是全能性。
②分化程度高的细胞全能性不一定低。如生殖细胞由性原细胞分化而来,属于高度分化的细胞,但全能性依然很高。
15.【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、造血干细胞与成熟的红细胞相比,在形态、结构和功能上存在稳定性差异,酶也存在差异,A错误;
B、在生物体内细胞分化具有不可逆性,B错误;
C、细胞分化程度越高,全能性一般越低,C错误;
D、细胞全能性是指在离体的条件下发育成完整个体的潜能,只能在特定条件下表现出来,D正确。
故答案为:D。
【分析】
16.【答案】(1)雄性;细胞分化;基因的选择性表达
(2)E;所有细胞器和细胞核都退化消失,只有细胞膜一种膜结构
(3)B;线粒体和核糖体
(4)
【知识点】其它细胞器及分离方法;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】 (1)D为精子,因此该动物为雄性;过程④为细胞分化,可以产生多种多样的细胞;B、C、D、E四种细胞是细胞分化的结构,细胞分化的实质是基因的选择性表达。
(2)B为骨骼肌细胞,C为分泌细胞,E为红细胞,哺乳动物成熟的红细胞细胞器退化消失,细胞核也退化消失,只剩细胞膜一种膜结构,适宜用来做细胞膜的实验材料。
(3)图中B为骨骼肌细胞,含有多个核;细胞中含有核酸的细胞器为线粒体(含有DNA和RNA)和核糖体(含有RNA)。
(4)D为精子,为精细胞变形而来,其中含有两条非同源染色体,则A中含有4条染色体,A细胞的有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,含有8条染色体,被拉下两极,示意图如下。
【分析】分析题图:①过程为细胞生长,②过程为细胞分裂,③过程为细胞分裂,④过程为细胞分化。
1、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。
2、动物细胞有丝分裂过程:
分裂间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,中心粒完成增倍。
分裂前期:染色质螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,中心体移向两极,并发出星射线形成纺锤体。
分裂中期:着丝粒排列在赤道板上,染色体形态固定,数目清晰,便于观察。
分裂后期:着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离,成为两条染色体,由星射线牵引移向细胞两极。
分裂末期:染色体解螺旋形成染色质,纺锤体消失,核膜核仁重新出现,细胞膜由中间向内凹陷,细胞缢裂。
17.【答案】(1)形态;生理功能;稳定
(2)基因的选择性表达
(3)蛋白质
(4)A和C;管家
(5)分化;完整个体
(6)D基因是奢侈基因,在该个体其它细胞表达
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】(1)根据分化概念可知,分化会造成细胞三个方面的变化,形态上(比如红细胞变成双面凹,圆饼状)、结构上(比如叶肉细胞出现叶绿体),功能上(比如神经细胞可以传导兴奋)的变化,这些变化使得同一细胞的后代之间发生了稳定性的差异。
(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达,也可描述为使基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
(3)图中显示细胞分化出了两种细胞,图中展示了表达的基因不完全相同,可能形成不同的mRNA,进而形成不同的蛋白质,因此可以说从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的蛋白质,由于蛋白质是生命活动的主要承担者,进而使细胞担负不同的功能。
(4)据图分析,A基因只在“左侧细胞”中表达,而C基因只在“右侧细胞”中表达,所以是奢侈基因。而呼吸酶每个细胞都应该有,ATP水解酶每个细胞都有,所以相关基因是管家基因。
(5)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,原因是这些分化的细胞中含有本物种全套的遗传信息。
(6)图中的D基因在左右两个细胞都未被选择表达,说明D基因是奢侈基因,可能在该个体其它细胞表达。
【分析】(1)细胞分化是细胞结构和功能发生稳定性差异的过程,使不同的细胞有不同的功能,提高代谢效率。实质是基因的选择性表达。
(2)细胞的全能性: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。
原因:体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
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。
18.【答案】(1)Ⅰ;基因的选择性表达
(2)中;12
(3)b;e;d
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;动、植物细胞有丝分裂的异同点;细胞分化及其意义
【解析】【解答】(1)图甲中Ⅰ表示细胞分裂过程;Ⅱ表示细胞分化过程,该过程的实质是基因的选择性表达。
(2)图乙中E细胞处于有丝分裂中期,此时细胞中有6条染色体,12个核DNA分子,12条染色单体。
(3)图丙中a表示分裂间期;b表示前期、c表示中期、d表示后期、e表示末期。植物细胞和动物细胞有丝分裂前期(纺锤体的形成不同)和末期(细胞质的分裂方式不同)存在较大差异,对应于乙图中的b和e时期;图乙中B细胞处于有丝分裂后期,对应于图丙中的d时期。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、有丝分裂不同时期的特点︰(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同为:前期纺锤体的形成原因不同,动物是中心体发出星射线构成纺锤体、植物细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体;末期细胞质分成两部分的方式不同:植物有丝分裂末期形成细胞板将细胞分成两部分;动物细胞末期是膜缢裂将细胞质分成两部分。
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