(共39张PPT)
第6章
细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
2025年高考生物一轮基础知识复习
必备知识解读
知识点1 细胞分化及其意义
例1-1 生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因为多细胞生物体的细
胞中均表达的基因,奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。如图是人
体三种细胞内的部分基因及它们的状态。下列说法错误的是( )
C
A.上述基因属于管家基因的是1,属于奢侈基因的是2、
3、4
B.基因3不可能是血红蛋白基因,基因1可能是呼吸酶
基因
C.不同细胞中所含基因种类的不同是细胞分化的结果
D.图中三种细胞内均不可发生核 含量的动态变化
【解析】基因1在图示三种细胞中都表达,属于管家基因;而基因2、3、4都只在特
定的细胞中才表达,属于奢侈基因,A正确;基因3只在胰岛细胞中表达,则其不可
能是血红蛋白基因,基因1属于管家基因,可能是呼吸酶基因,B正确;同一生物的
不同细胞中所含基因的种类相同,细胞分化是基因选择性表达的结果,C错误;图中
三种细胞是高度分化的细胞,不能进行分裂,不发生核 含量的动态变化,D正确。
例1-2 下列对细胞分化的相关叙述,错误的是( )
B
A.从核酸角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
B.从蛋白质角度分析,细胞分化是蛋白质种类不变、数量改变的结果
C.从细胞水平分析,细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生了改变
D.从细胞器水平分析,细胞分化时细胞器的种类、数目发生改变
【解析】从不同水平、角度理解细胞分化
分子水平 核酸角度:细胞分化是基因选择性表达的结果 (细胞分化的根本原因) A正确
蛋白质角度:蛋白质种类、数量发生改变(细胞分化 的直接原因) B错误
细胞水平 细胞形态、结构和功能发生改变(细胞分化的结果) C正确
细胞器水平 细胞器的种类、数目发生改变 D正确
知识点2 细胞的全能性
例2-3 关于细胞的全能性,下列叙述正确的是( )
B
A.将蝌蚪肠上皮细胞单独培养能获得新的个体
B.胡萝卜的韧皮部发育成植株体现了细胞的全能性
C.已分化的动物细胞的全能性表达受限制与遗传物质丢失有关
D.用动物胚胎干细胞培育出神经元体现了细胞的全能性
【解析】到目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞(如蝌蚪肠上
皮细胞)单独培养成新个体,A错误;胡萝卜的韧皮部发育成植株,是已分化的细
胞产生完整有机体,体现了植物细胞具有全能性,B正确;已分化的动物细胞中遗传
物质并没有丢失,C错误;用动物胚胎干细胞培育出神经元不符合概念中“分化成其
他各种细胞”,没有体现全能性,D错误。
例2-4 [新情境 太空造血](2024·江苏扬州期末)科学家在“神舟”飞船上成功完成了
多能干细胞向早期造血干细胞分化的实验,并带回了研究样品,首次实现了人类干
细胞的“太空造血”。下列说法错误的是( )
A
A.多能干细胞和造血干细胞的遗传物质不同
B.多能干细胞参与损伤部位修复时要经历细胞分裂和分化
C.细胞分化增加了细胞的类型,有利于提高生命活动的效率
D.太空的微重力环境能为提高干细胞诱导分化效率提供新途径
【解析】列表分析逐项解疑惑
选项 分析 判断
多能干细胞向早期造血干细胞分化的过程中,遗传物质不变,因此它 们的遗传物质相同
B 细胞通过分裂是细胞分化的基础,多能干细胞参与损伤部位修复时要 经历细胞分裂和分化 √
C 细胞通过分化产生了形态、结构和功能不同的细胞,增加了细胞的类 型,有利于提高生命活动的效率 √
D 由题干信息“科学家在‘神舟’飞船上成功完成了多能干细胞向早期造血 干细胞分化的实验”可知,太空的微重力环境能为提高干细胞诱导分化 效率提供新途径 √
关键能力构建
题型1 细胞分化
例5 [新情境 红细胞分化](2024·河南三门峡期末)人体成熟的红细胞经过几个阶段
发育而来,各阶段细胞的特征如下表。下列叙述错误的是( )
阶段 阶段1 阶段2 阶段3 阶段4
细胞 特征 无血红蛋 白,有较强 的分裂能力 核糖体丰富,开始 合成血红蛋白,有 分裂能力 核糖体等细胞器 逐渐减少,分裂 能力减弱 无细胞核、核糖体等细
胞结构,血红蛋白含量
高,无分裂能力
C
A.阶段1至阶段4是红细胞分化的过程
B.核糖体增多有利于红细胞合成较多的血红蛋白
C.阶段4红细胞失去分裂能力不利于红细胞行使功能
D.细胞特征发生变化的根本原因是基因的选择性表达
【解析】结合选项分析题表找突破口
【学会了吗丨变式题】
1.[变形式 基因表达棋盘图](2024·江苏常州期末)如图为同一生物体不同类型的体
细胞的基因表达情况,相关叙述错误的是( )
A
A.基因中,控制 水解酶合成的基因最可能
是基因4
B.细胞中,细胞和细胞 的生理功能可能最为
相近
C.细胞分化使细胞的类型增多,其实质是基因的选择
性表达
D. 各个细胞中,染色体上所含的遗传物质一般
都相同
【解析】细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 供能,所以6种细胞中都可
能合成水解酶,故控制 水解酶合成的基因最可能是基因2,A错误;功能越
相近的细胞,含有的蛋白质种类越相似,基因表达情况越相似,所以细胞、 的功
能最为相近, 正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化会使细胞的
类型增多,C正确;图中 细胞来自同一生物体,所以细胞内染色体上基因的种类
和数量一般都相同,D正确。
题型2 考查细胞的全能性
例6 (2024·湖北孝感期中)胡萝卜根细胞在离体的状态下分化并发育成完整胡萝卜植
株的过程,体现了植物细胞的全能性。下列对植物细胞全能性的叙述中,错误的是
( )
D
A.植物细胞全能性的表达需要一定的条件
B.理论上,胡萝卜各个部位的活细胞都具有全能性
C.植物细胞的全能性与细胞内遗传物质的完整性有关
D.胡萝卜根细胞在不离体的条件下也能分化成完整植株
【解析】列表分析逐项解疑惑
选项 分析 判断
植物细胞全能性的表达需要一定的条件,如需要离体、一定的营养和 激素条件、适宜的温度等
由于胡萝卜各个部位的活细胞都含有发育形成完整个体所需的全套遗 传物质,理论上胡萝卜各个部位的活细胞都具有全能性
由于细胞含有该生物全部的遗传物质,所以细胞才具有全能性,因此 植物细胞的全能性与细胞内遗传物质的完整性有关
胡萝卜根细胞表现全能性的首要条件是离体,所以胡萝卜根细胞在不 离体的条件下不能分化成完整植株
【学会了吗丨变式题】
2.[变角度 动物细胞全能性](2024·天津五十四中期中改编)已知蜜蜂家族中的工蜂
和蜂王由受精卵发育而来,而雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来。哺乳动物的卵细
胞属于高度分化的细胞,动物核移植是将动物体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞
中才能发育成一个完整个体。下列有关叙述错误的是( )
A
A.动物体细胞的全能性大于其生殖细胞的全能性
B.受精卵可以发育成完整的个体是因为其具有全能性
C.雄蜂的发育可以说明个体发育的起点不一定是受精卵
D.细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础
【解析】动物体细胞的全能性小于其生殖细胞的全能性,A错误;受精卵可以发育
成完整的个体,是因为受精卵拥有发育成完整个体所需的全部遗传物质, 正确;
雄蜂是由雌蜂的卵细胞直接发育而来的,说明个体发育的起点不一定是受精卵,C正
确;细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础,D正确。
题型3 干细胞的特征与应用
例7 (2024·陕西西安期末)人的骨髓中有许多造血干细胞,它
们通过增殖和分化,能不断产生其他种类的细胞。下图展示
了造血干细胞分化成多种细胞的潜能。下列相关叙述错误的
是( )
A
A.过程 表示细胞分化,得到的单核细胞、肥大细胞、巨核细胞、红细胞4种细胞内
的遗传物质均发生改变
B.红细胞、巨核细胞和单核细胞形态不同的根本原因是基因的选择性表达
C.造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞,不能体现造血干细胞具有全能性
D.各种干细胞的发现,为治疗某些由组织或器官受损引起的疾病提供了可能
【解析】图中表示细胞分裂,表示细胞分化,经 细胞分化得到的4种细胞内的遗
传物质一般不发生变化,A错误;红细胞、巨核细胞和单核细胞都是由造血干细胞
分化来的,其形态不同的根本原因是基因的选择性表达,B正确;造血干细胞能分化
成血小板和巨噬细胞,说明其具有分裂和分化能力,但该过程不能形成完整的个体
或产生各种细胞,因此不能体现其具有全能性,C正确;各种干细胞能分化为不同类
型的细胞,为治疗某些由组织或器官受损引起的疾病提供了可能,D正确。
【学会了吗丨变式题】
3.[变情境 糖尿病治疗新途径](2024·山西太原期末)科学家将骨髓干细胞诱导分化
成胰岛细胞(可分泌胰岛素),有望替代或修复糖尿病患者受损的胰岛组织,为治
疗糖尿病提供新途径。下列说法正确的是( )
A
A.与骨髓干细胞相比,胰岛细胞的生物膜面积会更大
B.人体内的细胞分化,仅发生于个体发育的胚胎时期
C.骨髓干细胞是未分化的细胞,不进行基因的选择性表达
D.干细胞分化为胰岛细胞的过程中,遗传物质发生了改变
【解析】与骨髓干细胞相比,胰岛细胞能合成并分泌胰岛素(分泌蛋白),胰岛细
胞内的内质网和高尔基体发达,内质网膜和高尔基体膜属于生物膜,故推测胰岛细
胞的生物膜面积会更大,A正确;人体内的细胞分化发生在生物体的整个生命进程
中,在胚胎发育时期达到最大限度, 错误;骨髓干细胞是由胚胎干细胞分化形成
的,属于分化后的细胞,骨髓干细胞分化成胰岛细胞时进行了基因的选择性表达,C
错误;干细胞分化为胰岛细胞的过程中,遗传物质没有发生改变,只是基因进行了
选择性表达,D错误。
核心素养聚焦
考向1 细胞分化
例8 [新考法结合基因表达考查细胞分化](2022·湖北卷·T6) 基因具有维持红
系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成
熟红细胞, 基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟
红细胞的数量是正常情况下的 倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是( )
A
A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B. 基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与 基因表达量有关
【解析】红系祖细胞能分化为成熟红细胞,但不具有无限增殖的能力,A错误;由
题意可知, 基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况
下的倍,推测 基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化,B正确;
若使 基因过量表达,则可在短时间内获得大量成熟红细胞,因此该研究可为解
决临床医疗血源不足的问题提供思路,C正确;当红系祖细胞分化为成熟红细胞后,
基因表达量迅速下降,若使该基因过量表达,则成熟红细胞的数量快速增加,
可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与 基因表达量有关,D正确。
考向2 细胞的全能性
例9 (2021·浙江6月选考·T11)将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建
的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪,而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。
下列叙述错误的是( )
B
A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
【解析】肠细胞是高度分化的动物细胞,其不能表现全能性的原因是受到了细胞内某
些物质的限制,A正确;“合子”第一次分裂后形成的细胞仍具有全能性,B错误;个
体发育过程中伴随着细胞分化,C正确;细胞核具有发育成完整个体所需的全套基因,
其具备发育成完整个体的潜能,D正确。
【类题链接丨变式题】
1.[变情境|植物组织培养](2020·浙江1月选考·T6)胡萝卜根单个细胞经体外培养,
能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞( )
B
A.具有旺盛的分裂能力 B.具有该物种的全套基因
C.通过有丝分裂形成了植株 D.能合成胡萝卜所需的蛋白质
【解析】找关键点分步分析
考向3 干细胞及其应用
例10 (多选)(2022·河北卷·T14)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌
干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修
复损伤。下列叙述正确的是( )
ACD
A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力
B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中
C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备
D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型
【解析】由题干信息“卫星细胞被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融
合”可知,卫星细胞具有自我更新和分化的能力,A正确;因为同一个体的所有细胞
最初均来源于受精卵,所以大多数细胞均含有该个体全部的遗传信息,肌动蛋白在
肌细胞中特异性表达,其编码基因也存在于其他类型的细胞中,只是没有表达而已,
B错误;卫星细胞被激活后会进行增殖、分化,所以激活的卫星细胞中,多种细胞器
分工合作,为细胞分裂进行物质准备,如核糖体会合成与细胞分裂有关的蛋白质,
线粒体为该过程提供能量等,C正确;根据题干信息可知,适当进行抗阻性有氧运动,
骨骼肌受牵拉,可以激活卫星细胞,卫星细胞增殖、分化最后使肌肉增粗,有助于
塑造健美体型,D正确。
【类题链接丨变式题】
2.[变情境|脐血干细胞](2021·重庆卷·T5)人脐血含有与骨髓中相同类型的干细胞。
关于脐血中的干细胞,下列叙述错误的是( )
D
A.可用来治疗造血功能障碍类疾病
B.分化后,表达的蛋白质种类发生变化
C.分化后,细胞结构发生变化
D.具有与人体早期胚胎细胞相同的分化程度
【解析】人的骨髓中有许多造血干细胞,脐血中含有与骨髓中相同类型的干细胞,
可以增殖、分化为血细胞,用来治疗造血功能障碍类疾病,A正确;细胞分化的实
质是基因的选择性表达,分化后的细胞表达的蛋白质种类发生变化, 正确;细胞
分化使细胞在形态、结构和功能上发生稳定性变化,C正确;脐血中的干细胞与早期
胚胎细胞的分化程度不同,人体早期胚胎细胞的分化程度比脐血中的干细胞更低,
D错误。
习题课
A 基础练 知识测评
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1.(2024·陕西西安期中)人的胰岛B细胞能合成胰岛素,但不能合成血红蛋白,据此推
测胰岛B细胞中( )
D
A.比人的受精卵细胞中的基因要少
B.只有胰岛素基因,且胰岛素基因能表达
C.有胰岛素基因和其他基因,但没有血红蛋白基因
D.既有胰岛素基因,也有血红蛋白基因和其他基因
【解析】胰岛B细胞含有该个体全部的基因,与受精卵细胞中所含的基因数目和种类
相同,故其既有胰岛素基因,也有血红蛋白基因和其他基因,A、B、C错误,D正确。
2.(2024·广东广州期末)下列关于细胞全能性的叙述,正确的是( )
C
A.体细胞克隆猴的诞生可以说明动物细胞具有全能性
B.种子萌发长成植株可以说明植物细胞具有全能性
C.将菠菜的叶肉细胞培养成菠菜植株说明植物细胞具有全能性
D.细胞的全能性是指细胞具有全面的生理功能
【解析】克隆猴的诞生可以说明动物细胞的细胞核具有全能性,A错误;种子属于器
官,其萌发长成植株为自然生长过程,不能说明植物细胞具有全能性, 错误;将菠
菜的叶肉细胞培养成菠菜植株说明植物细胞具有全能性,C正确;细胞的全能性是指
已经分化的细胞仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能,D错误。
3.(2024·四川自贡蜀光中学月考)科学家利用小鼠胚胎干细胞成功制造了直径大小约
为 的“胃”,这一研究成果对器官移植技术的发展意义重大,该成果说明( )
B
A.胚胎干细胞具有无限增殖的能力
B.胚胎干细胞经诱导可发生定向分化
C.胚胎干细胞的全能性得以完全表达
D.胚胎干细胞内的所有基因表达都很活跃
【解析】由题干信息不能说明胚胎干细胞具有无限增殖的能力,A不符合题意;利
用胚胎干细胞成功制造了直径大小约为 的“胃”,说明胚胎干细胞经诱导可发生
定向分化,B符合题意;该成果中,胚胎干细胞没有发育成完整有机体或分化成其他
各种细胞,故其全能性没有完全表达,C不符合题意;细胞分化是基因选择性表达的
结果,在胚胎干细胞中并非所有基因表达都很活跃,D不符合题意。
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4.[教材情境链接教材P121与社会的联系]国际杂志《 》上刊登了来自
美国加州大学旧金山分校的一项研究成果,科研人员利用蓝色光脉冲开启了一种名
为的基因,当 (蛋白)信号足够强时,干细胞就会快速转化为神经元。下
列有关分析错误的是( )
C
A.该实验证明了蓝色光脉冲可以促使干细胞分化为神经元
B. 基因在神经元的形成过程中具有重要作用
C.蓝色光脉冲使 基因的结构发生了改变
D. 蛋白可能是诱导干细胞分化的重要信号蛋白之一
【解析】依题意可知,蓝色光脉冲通过开启 基因可促使干细胞分化为神经元,
可知基因在神经元的形成过程中具有重要作用, 蛋白可能是诱导干细胞分化
的重要信号蛋白之一,A、 B、D正确;蓝色光脉冲的作用是诱导基因表达,并没有
诱导 基因的结构发生改变,C错误。
5.[新概念 转分化](2024·山东德州期末)转分化指某种类型的已分化细胞转变为另
一种类型细胞的现象,如分化程度低的神经干细胞可转分化形成骨髓细胞和淋巴细
胞等。转分化一般要经历去分化和再分化等过程。 下列说法错误的是( )
A
A.转分化过程中细胞的遗传信息发生了变化
B.再分化过程的实质是基因的选择性表达
C.骨髓细胞与淋巴细胞中的蛋白质不完全相同
D.转分化可以协助组织器官进行修复和再生
【解析】转分化过程中细胞的遗传信息未发生变化,只是基因进行了选择性表达,
A错误;再分化过程的实质是基因的选择性表达,分化后的细胞承担不同的生理功
能, 正确;细胞在分化过程中,有些基因在所有细胞中都表达,有些基因只在特
定的组织或细胞中表达,所以骨髓细胞与淋巴细胞中的蛋白质不完全相同,C正确;
转分化可以形成不同的细胞,可以协助组织器官进行修复和再生,D正确。
6.(2024·山东淄博期末)人类大多数干细胞不会直接形成分化的子细胞。干细胞首先
通过不对称的有丝分裂,产生一个干细胞和一个过渡放大细胞,过渡放大细胞经过
若干次分裂、分化后产生终末分化细胞,如图所示。下列说法错误的是( )
A
A.①过程产生的过渡放大细胞的核遗传物
质与亲本不同
B.②过程使细胞趋向专门化,提高了生物
体各种生理功能的效率
C.基因的选择性表达导致终末分化细胞在
形态、结构和功能上出现差异
D.终末分化细胞的细胞核仍具有全能性
【解析】①过程为干细胞不对称的有丝分裂过程,有丝分裂产生的子细胞中核遗传
物质相同,因此过渡放大细胞的核遗传物质与亲本相同,A错误;②过程为细胞分
化,能使细胞趋向专门化,提高了生物体各种生理功能的效率, 正确;终末分化
细胞由过渡放大细胞分化形成,细胞分化的实质是基因的选择性表达,基因的选择
性表达导致终末分化细胞在形态、结构和功能上出现差异,C正确;终末分化细胞的
细胞核含有该物种生长发育的全套遗传信息,仍具有全能性,D正确。
7.[新考法 形式创新](2024·安徽合肥模
拟)海鞘未受精的卵经过活体染色后,可被
人工分离为四种不同颜色的卵片
(具有细胞膜),如图所示。研究发现只有
红卵片含有细胞核,不同卵片所含物质不
A
①只有红卵片受精后才能形成胚胎,并且只能分化成表皮细胞; ②当红卵片和黄卵
片融合并受精后,产生含有表皮细胞和肌肉细胞的胚胎; ③当红卵片与棕卵片或白
卵片融合,受精后所得胚胎仅含有表皮细胞; ④当黄卵片与棕卵片或白卵片融合,
受精后都不会产生含有肌肉细胞的胚胎。
A.①②③ B.①② C.②③④ D.①③④
完全相同,其中一些物质与细胞的发育命运有关。下列选项中,对“只有黄卵片具有
决定分化为肌肉细胞的能力”的推断,最有力的实验证据组合是( )
【解析】①只有红卵片含有细胞核,实验结果为只有红卵片受精后才能形成胚胎,
并且只能分化成表皮细胞,说明红卵片具有决定分化为表皮细胞的能力;②当红卵
片和黄卵片融合并受精后,产生含有表皮细胞和肌肉细胞的胚胎,由题干信息“不同
卵片所含物质不完全相同”,再结合①实验证据,可以说明“黄卵片具有决定分化为
肌肉细胞的能力”;③当红卵片与棕卵片或白卵片融合,受精后所得胚胎仅含有表皮
细胞,结合①②的实验证据,说明“棕卵片和白卵片不具有决定分化为肌肉细胞的能
力”,①②③组合可以说明“只有黄卵片具有决定分化为肌肉细胞的能力”;④当黄卵
片与棕卵片或白卵片融合,受精后都不会产生含有肌肉细胞的胚胎,说明“黄、白或
黄、棕卵片融合后也无法形成胚胎”,不能作为实验证据,综上分析,A符合题意。
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