第2节 细胞的分化
【学习目标】
1.阐述细胞分化的概念，阐明细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，是形成多细胞生物体的必要过程；
2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面的应用；
3.阐述干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。
聚焦·学案一 细胞分化及其意义
[学案设计]
1．细胞分化的概念
2．细胞分化的特点
持久性 细胞分化是一种持久性的变化
稳定性 一般来说，分化的细胞将一直保持 的状态，直到死亡
普遍性 细胞分化是生物界 的生命现象
3．细胞分化的原因
细胞中的 的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中 的表达情况不同。
4．细胞分化的意义
(1)是生物个体 的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向 ，有利于提高生物体 。
微点拨：细胞分化的“不变”与“改变”
|情|境|思|考|探|究|
下图表示细胞分化的过程，据图回答有关问题：
(1)据图分析，基因A、B中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？
(2)细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？
(3)通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？
(4)请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况，在所有细胞内都表达的基因是 ，在不同的细胞选择性表达的基因是 。
①核糖体合成酶基因 ②ATP合成酶基因
③呼吸酶基因 ④血红蛋白基因
⑤抗体基因 ⑥胰岛素基因
[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。( )
(2)生物体内的所有细胞都要发生细胞分化。( )
(3)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，提高了生物体各种生理功能的效率。( )
(4)就一个个体来说，骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。( )
2．下列有关细胞分化的叙述，错误的是( )
A．使各种细胞的遗传信息发生改变
B．使各种细胞的功能趋向专门化
C．是一种持久性的变化
D．是多细胞生物个体发育的基础
3．下列有关细胞分化的分析，错误的是( )
A．在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B．从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和生理功能各不相同
D．从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
4．下表是人体内幼红细胞、胰岛细胞和唾液腺细胞内所含有的部分核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关叙述不正确的是( )
细胞 血红蛋 白基因 胰岛素 基因 唾液淀粉 酶基因 丙酮酸激 酶基因
幼红细胞 ＋ － － ＋
胰岛细胞 － ① － ＋
唾液腺细胞 － － ② ＋
A．表格中的①②都应该是“＋”
B．幼红细胞中存在血红蛋白基因，缺乏胰岛素和唾液淀粉酶基因
C．丙酮酸激酶基因的表达产物，很可能对维持人体细胞的基本生命活动很重要
D．一般来说，上述细胞在形态、结构和生理功能上的差异会一直保持，直到死亡
聚焦·学案二 细胞的全能性
[学案设计]
1．细胞的全能性
2．细胞分化与细胞的全能性比较
项目 细胞分化 细胞的全能性
原理 细胞内基因选择性表达 细胞内含有本物种全套遗传物质
结果 形成不同的组织和器官 形成完整个体或分化成其他各种细胞
关系 ①两者的遗传物质都未发生改变 ②高度分化的植物细胞仍然具有全能性 ③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
3.干细胞
概念 动物和人体内仍保留着少数具有 能力的细胞，叫作干细胞
实例 人骨髓中的许多 能够通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板；脐带血干细胞可以培养并分化成人体的各种
[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化。( )
(2)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。( )
(3)壁虎断尾后重新长出尾巴未体现细胞的全能性。( )
(4)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。( )
2．下列有关细胞全能性的叙述，错误的是( )
A．种子萌发长成新植株无法体现细胞的全能性
B．人骨髓中造血干细胞的增殖和分化无法体现细胞的全能性
C．克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞具有全能性
D．胡萝卜韧皮部细胞的组织培养实验表明植物细胞具有全能性
3．如图表示造血干细胞的生长、增殖和分化的过程，下列相关叙述正确的是( )
A．过程①细胞a体积增大，物质运输效率升高
B．造血干细胞形成各种血细胞的过程体现了细胞的全能性
C．由于人的成熟红细胞没有细胞核，所以细胞分化是遗传物质丢失造成的
D．白细胞所含的遗传信息与造血干细胞相同
4．(教材P121“图6-7”发掘训练)医学上常采用骨髓移植的方法治疗白血病，移植成功的骨髓造血干细胞可在患者体内增殖分化产生多种血细胞。下列叙述错误的是( )
A．造血干细胞分化为白细胞的过程是一种持久性的变化
B．造血干细胞与其分化产生的白细胞遗传物质不相同
C．分化产生的白细胞与红细胞遗传信息的表达情况不相同
D．分化产生多种血细胞的过程不能体现细胞的全能性
5．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于上述事实，下列叙述错误的是( )
A．高度分化的动物细胞都具有全能性
B．动物细胞的细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．植物细胞具有全能性
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．人体胰岛B细胞和唾液腺细胞产生的分泌蛋白不同的根本原因是
。
2．胡萝卜韧皮部细胞的组织培养实验表明植物细胞具有全能性，然而在原植物体上并未表现出该特性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明
。
3．利用干细胞的分离和体外培养可在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。利用干细胞体外培育出组织和器官的过程没有体现细胞的全能性，理由是
三、综合检测反馈
1．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．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，提高了生物体生理功能的效率
C．遗传信息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
2．研究人员从患有罕见的胰岛素依赖型糖尿病的患者皮肤上提取了一部分细胞，并将其诱导成多能干细胞，进一步诱导分化为分泌胰岛素的细胞，然后将这部分细胞输入患者体内进行治疗，下列说法错误的是( )
A．输入患者体内进行治疗的细胞，将一直存活于人体内
B．该患者体内本身就存在干细胞，如骨髓中的造血干细胞
C．将患者的皮肤细胞诱导成多能干细胞，说明细胞分化在一定条件下是可逆的
D．多能干细胞在诱导分化为分泌胰岛素的细胞的过程中遗传物质未发生改变
3．花是种子植物特有的繁殖器官，花的发育由A～E五类基因共同决定。五类基因在花的不同结构中的表达情况如下表。下列相关叙述不合理的是( )
基因 花的结构
花萼 花瓣 雄蕊 雌蕊 胚珠
A类 ＋ ＋ － － －
B类 － ＋ ＋ － －
C类 － － ＋ ＋ ＋
D类 － － － － ＋
E类 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示表达，“－”表示不表达。
A．花结构的形成过程中存在着基因的选择性表达
B．花瓣细胞中含有控制该植物生长发育的全套遗传信息
C．若抑制B类基因表达，则花的结构为花萼、雌蕊、胚珠
D．E 类基因在种子植物器官中均表达，才能促进花的发育
4．如图是造血干细胞的分化途径，据图回答下列问题。
(1)造血干细胞是人体内保留的少数具有____________________能力的细胞，造血干细胞分化成其他细胞是____________________的结果。
(2)在淋巴细胞中____(填“有”或“无”)血红蛋白基因；巨噬细胞的吞噬作用说明细胞膜具有______________。
(3)将已分化体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，可以发育成新的个体，说明已分化的体细胞________________________。
第2节 细胞的分化
[学案设计]
1．个体发育中 形态、结构和生理功能 2.分化后 普遍存在 3.基因选择性表达 遗传信息
4．(1)发育 (2)专门化 各种生理功能的效率
[情境思考探究]
(1)提示：细胞甲含有的是基因A和B，表达的是基因A；细胞乙含有的是基因A和B，表达的是基因B。
(2)提示：DNA相同，蛋白质不完全相同。
(3)提示：基因的选择性表达。
(4)①②③ ④⑤⑥
[迁移训练]
1．(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．选A 细胞分化的本质是基因的选择性表达，过程中遗传信息没有发生改变，A错误；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，B正确；细胞分化是一种持久性变化，C正确；细胞分化对于多细胞生物的意义是个体发育的基础，D正确。
3．选C 在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，A正确；从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细胞中的遗传物质，C错误；从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因，D正确。
4．选B 胰岛素基因只在胰岛细胞中表达，唾液淀粉酶基因只在唾液腺细胞中表达，则①②均是“＋”，A正确；幼红细胞和其他细胞均由受精卵发育而来，含有人体各种基因，B错误；三种细胞中丙酮酸激酶基因都表达，说明丙酮酸激酶基因的表达产物很可能对维持人体细胞的基本生命活动很重要，C正确；一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，D正确。
[学案设计]
1．完整有机体 其他各种细胞 植物细胞 动物体细胞核
3．分裂和分化 造血干细胞 血细胞
[迁移训练]
1．(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．选C 种子本身就是已经分化的胚，萌发长成新植株是生长发育的过程，没有体现细胞的全能性，A正确；人骨髓中造血干细胞的增殖是细胞的有丝分裂，而分化是基因的选择性表达，都没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞，因此都无法体现细胞的全能性，B正确；克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞核具有全能性，C错误；胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成新植株的过程，表明植物细胞具有全能性，D正确。
3．选D 细胞生长的过程中细胞的数量、形态不变，体积增大，细胞体积越大，物质运输效率越低，A错误；细胞的全能性指的是高度分化的细胞仍然具有分化成其他各种细胞或产生完整有机体的潜能，因此，分化成各种血细胞没有体现造血干细胞的全能性，B错误；人的成熟红细胞是由于在未成熟时进行基因的选择性表达而形成的，细胞分化与遗传物质的丢失无关，C错误；造血干细胞分化为白细胞的过程中，只是发生了基因的选择性表达，细胞中的遗传信息没有发生改变，D正确。
4．选B 细胞分化是一种持久性的变化，因此造血干细胞分化为白细胞的过程是一种持久性的变化，A正确；分化过程细胞遗传物质不发生变化，因此造血干细胞与其分化产生的白细胞遗传物质相同，B错误；分化产生的白细胞与红细胞形态、结构及功能都不同，故其遗传信息的表达情况不相同，C正确；细胞全能性指的是已经高度分化的细胞仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，而造血干细胞只能分化产生多种血细胞，该过程并没有体现细胞的全能性，D正确。
5．选A 事实②说明动物细胞的细胞核具有全能性，不能证明高度分化的动物细胞具有全能性，A错误， B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会导致基因丢失，不表达的基因仍在已分化细胞的细胞核中，C正确；事实①说明高度分化的植物细胞具有全能性，D正确。
二、融通科学思维
1．基因在不同细胞中进行选择性表达
2．植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件
3．细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，利用干细胞体外培育出组织和器官并未产生完整有机体或分化成其他各种细胞，不能体现细胞的全能性
三、综合检测反馈
1．选A 有丝分裂产生的子细胞和亲本核遗传物质相同，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，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，可以产生形态、结构和功能不同的细胞，使细胞趋向专门化，提高了生物体生理功能的效率，B正确；细胞分化的本质是遗传信息的选择性表达，正因为遗传信息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，因此仍具有全能性，D正确。
2．选A 输入患者体内进行治疗的细胞，一段时间后会死亡，A错误；该患者体内本身就存在干细胞，如骨髓中的造血干细胞，B正确；皮肤细胞可诱导成多能干细胞，说明细胞分化在一定条件下是可逆的，C正确；多能干细胞诱导分化为分泌胰岛素的细胞的过程中，发生了细胞的分化，遗传物质未发生改变，D正确。
3．选D 花结构的形成依赖细胞分化，细胞分化的本质是基因的选择性表达，A正确；花瓣细胞属于体细胞，其中含有控制该植物生长发育的全套遗传信息，B正确；若抑制B类基因表达，则会影响花瓣和雄蕊的形成，因此，花的结构中会含有花萼、雌蕊、胚珠，C正确；表中信息说明，E 类基因在花的各部分结构形成过程中均起作用，但不能说明E 类基因在种子植物器官中均表达，D错误。
4．解析：(1)干细胞是动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达。(2)在淋巴细胞中有血红蛋白基因，但该基因不表达；巨噬细胞的吞噬作用说明细胞膜具有流动性。(3)将已分化体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，可以发育成新的个体，说明已分化的体细胞的细胞核具有全能性。
答案：(1)分裂和分化 基因选择性表达 (2)有 流动性
(3)细胞核具有全能性(共83张PPT)
第2节
细胞的分化
学习目标
1.阐述细胞分化的概念，阐明细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，是形成多细胞生物体的必要过程；
2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面的应用；
3.阐述干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦·学案一 细胞分化及其意义
聚焦·学案二 细胞的全能性
课时跟踪检测
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.1
聚焦·学案一 细胞分化及其意义
学案设计
1．细胞分化的概念
2．细胞分化的特点
持久性 细胞分化是一种持久性的变化
稳定性 一般来说，分化的细胞将一直保持_______的状态，直到死亡
普遍性 细胞分化是生物界_________的生命现象
分化后
普遍存在
3．细胞分化的原因
细胞中的________________的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中__________的表达情况不同。
基因选择性表达
遗传信息
4．细胞分化的意义
(1)是生物个体______的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向________，有利于提高生物体
_____________________。
发育
专门化
各种生理功能的效率
微点拨：细胞分化的“不变”与“改变”
|情|境|思|考|探|究|
下图表示细胞分化的过程，据图回答有关问题：
(1)据图分析，基因A、B中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？
提示：细胞甲含有的是基因A和B，表达的是基因A；细胞乙含有的是基因A和B，表达的是基因B。
(2)细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？
提示：DNA相同，蛋白质不完全相同。
(3)通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？
提示：基因的选择性表达。
(4)请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况，在所有细胞内都表达的基因是_______，在不同的细胞选择性表达的基因是_______。
①核糖体合成酶基因 ②ATP合成酶基因
③呼吸酶基因 ④血红蛋白基因 ⑤抗体基因
⑥胰岛素基因
①②③
④⑤⑥
迁移训练
1．概念理解判断
(1)已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。 ( )
(2)生物体内的所有细胞都要发生细胞分化。 ( )
(3)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，提高了生物体各种生理功能的效率。 ( )
(4)就一个个体来说，骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。 ( )
×
×
√
×
2．下列有关细胞分化的叙述，错误的是( )
A．使各种细胞的遗传信息发生改变
B．使各种细胞的功能趋向专门化
C．是一种持久性的变化
D．是多细胞生物个体发育的基础
√
解析：细胞分化的本质是基因的选择性表达，过程中遗传信息没有发生改变，A错误；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，B正确；细胞分化是一种持久性变化，C正确；细胞分化对于多细胞生物的意义是个体发育的基础，D正确。
3．下列有关细胞分化的分析，错误的是( )
A．在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B．从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和
生理功能各不相同
D．从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
√
解析：在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，A正确；从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细胞中的遗传物质，C错误；从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因，D正确。
4．下表是人体内幼红细胞、胰岛细胞和唾液腺细胞内所含有的部分核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关叙述不正确的是( )
细胞 血红蛋 白基因 胰岛素 基因 唾液淀粉酶基因 丙酮酸激
酶基因
幼红细胞 ＋ － － ＋
胰岛细胞 － ① － ＋
唾液腺细胞 － － ② ＋
A．表格中的①②都应该是“＋”
B．幼红细胞中存在血红蛋白基因，缺乏胰岛素和唾液淀粉酶基因
C．丙酮酸激酶基因的表达产物，很可能对维持人体细胞的基本生命活动很重要
D．一般来说，上述细胞在形态、结构和生理功能上的差异会一直保持，直到死亡
√
解析：胰岛素基因只在胰岛细胞中表达，唾液淀粉酶基因只在唾液腺细胞中表达，则①②均是“＋”，A正确；幼红细胞和其他细胞均由受精卵发育而来，含有人体各种基因，B错误；三种细胞中丙酮酸激酶基因都表达，说明丙酮酸激酶基因的表达产物很可能对维持人体细胞的基本生命活动很重要，C正确；一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，D正确。
NO.2
聚焦·学案二 细胞的全能性
学案设计
1．细胞的全能性
2．细胞分化与细胞的全能性比较
项目 细胞分化 细胞的全能性
原理 细胞内基因选择性表达 细胞内含有本物种全套遗传物质
结果 形成不同的组织和器官 形成完整个体或分化成其他各种细胞
关系 ①两者的遗传物质都未发生改变 ②高度分化的植物细胞仍然具有全能性 ③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低 3.干细胞
概念 动物和人体内仍保留着少数具有____________能力的细胞，叫作干细胞
实例 人骨髓中的许多____________能够通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板；脐带血干细胞可以培养并分化成人体的各种________
分裂和分化
造血干细胞
血细胞
迁移训练
1．概念理解判断
(1)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化。 ( )
(2)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。 ( )
(3)壁虎断尾后重新长出尾巴未体现细胞的全能性。 ( )
(4)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。 ( )
×
×
√
×
2．下列有关细胞全能性的叙述，错误的是( )
A．种子萌发长成新植株无法体现细胞的全能性
B．人骨髓中造血干细胞的增殖和分化无法体现细胞的全能性
C．克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞具有全能性
D．胡萝卜韧皮部细胞的组织培养实验表明植物细胞具有全能性
√
解析：种子本身就是已经分化的胚，萌发长成新植株是生长发育的过程，没有体现细胞的全能性，A正确；人骨髓中造血干细胞的增殖是细胞的有丝分裂，而分化是基因的选择性表达，都没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞，因此都无法体现细胞的全能性，B正确；克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞核具有全能性，C错误；胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成新植株的过程，表明植物细胞具有全能性，D正确。
3．如图表示造血干细胞的生长、增殖和分化的过程，下列相关叙述正确的是( )
A．过程①细胞a体积增大，物质运输效率升高
B．造血干细胞形成各种血细胞的过程体现了细胞的全能性
C．由于人的成熟红细胞没有细胞核，所以细胞分化是遗传物质丢失造成的
D．白细胞所含的遗传信息与造血干细胞相同
√
解析：细胞生长的过程中细胞的数量、形态不变，体积增大，细胞体积越大，物质运输效率越低，A错误；细胞的全能性指的是高度分化的细胞仍然具有分化成其他各种细胞或产生完整有机体的潜能，因此，分化成各种血细胞没有体现造血干细胞的全能性，B错误；人的成熟红细胞是由于在未成熟时进行基因的选择性表达而形成的，细胞分化与遗传物质的丢失无关，C错误；造血干细胞分化为白细胞的过程中，只是发生了基因的选择性表达，细胞中的遗传信息没有发生改变，D正确。
4．(教材P121“图6-7”发掘训练)医学上常采用骨髓移植的方法治疗白血病，移植成功的骨髓造血干细胞可在患者体内增殖分化产生多种血细胞。下列叙述错误的是( )
A．造血干细胞分化为白细胞的过程是一种持久性的变化
B．造血干细胞与其分化产生的白细胞遗传物质不相同
C．分化产生的白细胞与红细胞遗传信息的表达情况不相同
D．分化产生多种血细胞的过程不能体现细胞的全能性
√
解析：细胞分化是一种持久性的变化，因此造血干细胞分化为白细胞的过程是一种持久性的变化，A正确；分化过程细胞遗传物质不发生变化，因此造血干细胞与其分化产生的白细胞遗传物质相同，B错误；分化产生的白细胞与红细胞形态、结构及功能都不同，故其遗传信息的表达情况不相同，C正确；细胞全能性指的是已经高度分化的细胞仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，而造血干细胞只能分化产生多种血细胞，该过程并没有体现细胞的全能性，D正确。
5．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于上述事实，下列叙述错误的是( )
A．高度分化的动物细胞都具有全能性
B．动物细胞的细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．植物细胞具有全能性
√
解析：事实②说明动物细胞的细胞核具有全能性，不能证明高度分化的动物细胞具有全能性，A错误， B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会导致基因丢失，不表达的基因仍在已分化细胞的细胞核中，C正确；事实①说明高度分化的植物细胞具有全能性，D正确。
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.3
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．人体胰岛B细胞和唾液腺细胞产生的分泌蛋白不同的根本原因是______________________________________。
2．胡萝卜韧皮部细胞的组织培养实验表明植物细胞具有全能性，然而在原植物体上并未表现出该特性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明______________________________________________
__________________。
基因在不同细胞中进行选择性表达
植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要
一定的外界条件
3．利用干细胞的分离和体外培养可在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。利用干细胞体外培育出组织和器官的过程没有体现细胞的全能性，理由是_________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
细胞的全能性是指
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，利用干细胞体外培育出组织和器官并未产生完整有机体或分化成其他各种细胞，不能体现细胞的全能性
三、综合检测反馈
1．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．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，提高了生物体生理功能的效率
C．遗传信息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：有丝分裂产生的子细胞和亲本核遗传物质相同，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，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，可以产生形态、结构和功能不同的细胞，使细胞趋向专门化，提高了生物体生理功能的效率，B正确；细胞分化的本质是遗传信息的选择性表达，正因为遗传信息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，因此仍具有全能性，D正确。
2．研究人员从患有罕见的胰岛素依赖型糖尿病的患者皮肤上提取了一部分细胞，并将其诱导成多能干细胞，进一步诱导分化为分泌胰岛素的细胞，然后将这部分细胞输入患者体内进行治疗，下列说法错误的是( )
A．输入患者体内进行治疗的细胞，将一直存活于人体内
B．该患者体内本身就存在干细胞，如骨髓中的造血干细胞
C．将患者的皮肤细胞诱导成多能干细胞，说明细胞分化在一定条件下是可逆的
D．多能干细胞在诱导分化为分泌胰岛素的细胞的过程中遗传物质未发生改变
√
解析：输入患者体内进行治疗的细胞，一段时间后会死亡，A错误；该患者体内本身就存在干细胞，如骨髓中的造血干细胞，B正确；皮肤细胞可诱导成多能干细胞，说明细胞分化在一定条件下是可逆的，C正确；多能干细胞诱导分化为分泌胰岛素的细胞的过程中，发生了细胞的分化，遗传物质未发生改变，D正确。
3．花是种子植物特有的繁殖器官，花的发育由A～E五类基因共同决定。
五类基因在花的不同结构中的表达情况如下表。下列相关叙述不合理的是( )
基因 花的结构 花萼 花瓣 雄蕊 雌蕊 胚珠
A类 ＋ ＋ － － －
B类 － ＋ ＋ － －
C类 － － ＋ ＋ ＋
D类 － － － － ＋
E类 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示表达，“－”表示不表达。
A．花结构的形成过程中存在着基因的选择性表达
B．花瓣细胞中含有控制该植物生长发育的全套遗传信息
C．若抑制B类基因表达，则花的结构为花萼、雌蕊、胚珠
D．E 类基因在种子植物器官中均表达，才能促进花的发育
√
解析：花结构的形成依赖细胞分化，细胞分化的本质是基因的选择性表达，A正确；花瓣细胞属于体细胞，其中含有控制该植物生长发育的全套遗传信息，B正确；若抑制B类基因表达，则会影响花瓣和雄蕊的形成，因此，花的结构中会含有花萼、雌蕊、胚珠，C正确；表中信息说明，E 类基因在花的各部分结构形成过程中均起作用，但不能说明E 类基因在种子植物器官中均表达，D错误。
4．如图是造血干细胞的分化途径，据图回答下列问题。
(1)造血干细胞是人体内保留的少数具有____________________能力的细胞，造血干细胞分化成其他细胞是____________________的结果。
(2)在淋巴细胞中____(填“有”或“无”)血红蛋白基因；巨噬细胞的吞噬作用说明细胞膜具有______________。
(3)将已分化体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，可以发育成新的个体，说明已分化的体细胞________________________。
解析：(1)干细胞是动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达。(2)在淋巴细胞中有血红蛋白基因，但该基因不表达；巨噬细胞的吞噬作用说明细胞膜具有流动性。(3)将已分化体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，可以发育成新的个体，说明已分化的体细胞的细胞核具有全能性。
答案：(1)分裂和分化 基因选择性表达 (2)有 流动性 (3)细胞核具有全能性
课时跟踪检测
NO.5
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A级 强基固本
1．下列有关细胞分化及全能性的叙述，错误的是( )
A．细胞分化的实质是基因的选择性表达
B．受精卵是生命的起点，分裂和分化能力最强，因此全能性最高
C．在一定条件下，离体培养的植物细胞能表现出细胞的全能性
D．同一生物体细胞内遗传物质不同从而呈现出不同的形态、
结构和生理功能
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解析：同一生物体内，分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，来源于基因的选择性表达，细胞内的遗传物质未发生改变，同一生物不同体细胞内的遗传物质相同，A正确，D错误；受精卵是生命的起点，分裂和分化能力最强，自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高，B正确；在一定条件下，离体培养的植物细胞能发育成完整植株，表现出细胞的全能性，C正确。
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2．研究发现，壁虎断尾后，横隔处的细胞依然保留着干细胞功能，可以继续发育成尾巴。下列关于该过程的叙述错误的是( )
A．该过程体现了尾部横隔处细胞具有全能性
B．该过程形成的细胞遗传物质没有改变
C．该过程的实现是基因选择性表达的结果
D．该过程形成的细胞形态、结构和生理功能发生改变
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解析：由题干信息知，壁虎尾部横隔处的细胞，在断尾后依然保留着干细胞功能，可以继续发育成尾巴，横隔处细胞只能分化为部分种类细胞，不能体现该处细胞具有全能性，A错误；根据基因的选择性表达，细胞分化前后，新形成的尾部细胞中遗传物质不变，只是表达的基因有所不同，B正确；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，C正确；该过程形成的细胞形态、结构和生理功能发生改变，D正确。
3．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的过程。 下列说法错误的是( )
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的修复和再生
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解析：转分化过程中细胞的遗传信息未发生变化，只是基因发生选择性表达，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，B正确；细胞在分化的过程中，有些基因是管家基因，在所有细胞中都表达，有些基因是组织特异性基因，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；通过转分化可以形成不同的细胞，则转分化可以协助组织器官的修复和再生，D正确。
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4．脐带血中有多种类型的干细胞，能产生不同种类的体细胞，如神经细胞、肝脏细胞和成纤维细胞等。脐带血干细胞在医学上有广泛的应用，有些患白血病等血液系统疾病的儿童，可通过移植自己的脐带血干细胞得到治愈。下列相关叙述错误的是( )
A．已分化的成纤维细胞的细胞核具有全能性
B．神经细胞中血红蛋白合成基因处于活动状态
C．人体中多种分化的细胞有利于提高各种生理功能的效率
D．脐带血干细胞可用于治疗血液系统疾病、组织损伤修复
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解析：已分化的成纤维细胞的细胞核含有本物种的所有遗传信息，所以具有全能性，A正确；神经细胞不表达血红蛋白，所以血红蛋白合成基因在神经细胞中处于关闭状态，B错误；人体中多种分化的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率，C正确；脐带血中有多种类型的干细胞，能产生不同种类的体细胞，所以脐带血干细胞可用于治疗血液系统疾病、组织损伤修复，D正确。
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5．下列有关细胞正常分化的叙述，错误的是( )
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A．该图能表示细胞分化的实质
B．细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变
C．神经细胞和唾液腺细胞中细胞器的种类和数量都相同
D．不同细胞中蛋白质的种类有差异
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解析：题图能表示细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程中细胞的遗传信息不会改变，故细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变，A、B正确；神经细胞和唾液腺细胞是高度分化的细胞，一般细胞器的种类相同，但数量会有差异，C错误；不同细胞表达的遗传信息不同，合成的蛋白质有差异，D正确。
6．假设人体内有L个基因，人的骨骼肌细胞中有M个基因处于表达状态，唾液腺细胞中有N个基因处于表达状态。下列有关分析错误的是( )
A．L、M、N三者的大小关系是M＋N>L
B．从种类上看，M、N中有部分基因是不同的
C．从种类上看，M、N中有部分基因是相同的
D．仅从数量上看，L值最大，它大于M、N中的任一值
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解析：L是人体内的全部基因数，M是人的骨骼肌细胞中处于表达状态的基因数，N是人的唾液腺细胞中处于表达状态的基因数，因而M＋N与L无法比较，A错误；由于人的骨骼肌细胞和唾液腺细胞存在差异，所以从种类上看，M、N中有部分基因不同、有部分基因相同，B、C正确；由于细胞的分化，所以任何一个体细胞中的基因都不可能全部表达，因此从数量上看，L值最大，它大于M、N中的任一值，D正确。
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7．人体造血干细胞分化存在如下过程：造血干细胞→淋巴干细胞→淋巴母细胞，淋巴母细胞转移到不同器官可分别分化为B淋巴细胞和T淋巴细胞。下列有关说法错误的是( )
A．人体造血干细胞能够通过细胞分裂进行增殖，并在分裂前期出现中心粒的倍增
B．细胞分化的方向受到细胞所处微环境的影响，说明环境会影响基因的选择性表达
C．人体造血干细胞在胚胎时期分化形成，在出生之后依然保持分化能力
D．通过捐献造血干细胞可有望治愈接受者的血液系统疾病
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解析：细胞分裂间期实现中心粒的倍增，A错误；淋巴母细胞转移到不同器官可分别分化为不同细胞，说明细胞分化的方向受到细胞所处微环境的影响，也说明环境会影响基因的选择性表达，B正确；在胚胎发育过程中，造血干细胞由受精卵细胞分裂、分化而来，在出生后依然可分裂、分化为各种血细胞，C正确；通过捐献造血干细胞可有望治愈接受者的血液系统疾病，D正确。
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8．如图表示人体某细胞的生命历程，图中①～④表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列相关叙述正确的是( )
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A．过程①表示细胞的生长，细胞体积越大物质运输效率越高，越有利于细胞从周围环境中吸收营养物质
B．过程②③表示细胞增殖，结果是使每个细胞的染色体数量增加
C．过程④的结果是形成了不同的组织等，其原因是基因的选择性表达
D．克隆羊“多莉”的诞生证明了动物细胞也具有全能性
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解析：过程①表示细胞的生长，细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低，越不利于细胞从周围环境中吸收营养物质，A错误；过程②③表示细胞增殖，结果是使细胞的数量增加，但每个细胞内染色体数量不变，B错误；过程④是细胞分化，是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，结果是形成了不同的组织等，其原因是基因的选择性表达，C正确；克隆羊“多莉”的诞生证明了动物细胞核具有全能性，D错误。
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9．(13分)细胞内的基因可分为管家基因(所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因(不同类型细胞中特异性表达的基因)两类，下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。请回答下列问题：
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(1)四种基因中可能属于管家基因的是________。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于__________(填“管家”或“奢侈”)基因。
(2)甲基因________(填“能”或“不能”)表示控制血红蛋白合成的基因，理由是_______________________________________。
(3)由上可知，细胞分化的实质是____________________。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________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)理论上讲，三种细胞的细胞核都__________(填“具有”或“不具有”)全能性，原因是____________________________________。
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解析：(1)由题意可知，管家基因在所有细胞中均要表达，因此丁基因可能属于管家基因。所有细胞都进行呼吸作用并可合成ATP，以及需要ATP水解为细胞提供能量，所以呼吸酶基因、ATP水解酶基因在所有细胞都表达，都属于管家基因。(2)甲基因只在胰岛B细胞中表达，血红蛋白基因只在红细胞中表达，因此甲基因能表示控制胰岛素合成的基因，不能表示控制血红蛋白合成的基因。(3)细胞分化的实质是基因的选择性表达，蛋白质是生命活动的承担者。(4)由于细胞核中含有发育成完整个体的全套遗传信息(或全套遗传物质或基因)，所以三种细胞的细胞核均具有全能性。
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答案：(1)丁(基因) 管家 (2)不能 血红蛋白基因只在红细胞中表达 (3)基因选择性表达 蛋白质 (4)具有 细胞核中含有发育成完整个体的全套遗传信息
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B级 发展提能
10．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( )
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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
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解析：题干提出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，说明红卵片不具有决定分化为肌肉细胞的能力；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，结合①实验证据，可以说明“黄卵片可能具有决定分化为肌肉细胞的能力”；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，进一步说明棕卵片和白卵片不具有决定分化为肌肉细胞的能力；由于只有红卵片具有细胞核，当黄卵片与棕卵片或白卵片融合，受精后都不会产生胚胎，不能说明是否能决定分化成肌肉。综上所述，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”，A符合题意。
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11．某研究院诱导人成纤维细胞重编程(类似细胞分化)为hiHep细胞获得成功，hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述错误的是( )
A．人成纤维细胞与hiHep细胞中的核DNA和蛋白质完全相同
B．人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，存在基因的选择性表达
C．该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的
D．hiHep细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性
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解析：hiHep细胞是由人成纤维细胞重编程获得的，所以它们的核DNA完全相同，但由于基因的选择性表达，蛋白质不完全相同，A错误；将人成纤维细胞重编程获得hiHep细胞属于细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，B正确；该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态在一定的人工诱导条件下是可以改变的，C正确；hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，故hiHep细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性，D正确。
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12．(13分)随着年龄增长，肌肉损伤的恢复能力不断下降。其原因与蛋白质Gas1有关，该蛋白质会影响肌肉干细胞的相关行为。
(1)肌肉干细胞可以通过__________产生更多的肌肉干细胞，还能通过__________形成成熟的肌肉细胞，从而实现肌肉损伤的恢复。
(2)研究发现随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加，据此推测，Gas1蛋白可能________(填“促进”或“抑制”)肌肉损伤修复。为进一步明确Gas1蛋白在肌肉损伤修复过程中的作用，
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分别检测4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化，结果如下图所示，请在图中补充支持上述推测的结果。
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(3)已知Ret蛋白能够促进肌肉修复。科研人员根据相关研究提出假设：Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复。支持该假设的证据包括________(填编号)。
A．Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同
B．Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低
C．用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白
D．Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白，其对肌肉修复的影响作用消失
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(4)根据以上研究提出一种治疗“肌肉衰退症”的思路：
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解析：(1)细胞通过细胞分裂进行增殖，因此肌肉干细胞可以通过细胞分裂产生更多的肌肉干细胞。通过细胞分化会使细胞种类增多，故肌肉干细胞通过细胞分化形成成熟的肌肉细胞。(2)随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加，且肌肉损伤的恢复能力不断下降，由此推测，Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复。分析题干左侧图，幼龄鼠中肌肉干细胞分裂能力较强，在损伤后，对照组幼龄鼠肌肉中肌肉干细胞中只有一部分表达Gas1基因，而全面表达Gas1基因的幼龄鼠全部表达Gas1基因，Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复，因此全面表达Gas1基因的幼龄鼠中肌肉干细胞的含量低于对照组幼龄鼠。
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分析题干右侧图，老年鼠中肌肉干细胞分裂能力较弱，因此对照组老年鼠肌肉干细胞的分裂较少，敲除Gas1基因的老年鼠由于不能表达出Gas1基因，因此，肌肉中肌肉干细胞分裂较多。4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化图见答案。(3)Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复，由此分析，Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同，A正确；Gas1基因的全面表达会导致Gas1蛋白与Ret蛋白的结合增加，但无法说明Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低，B错误；Gas1蛋白会与Ret蛋白结合，
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因此用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白，C正确；Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复，因此，如果Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白，Gas1蛋白对肌肉损伤修复的抑制作用会消失，D正确。(4)Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复，且Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复，Ret蛋白能够促进肌肉修复，因此通过激活 Ret 蛋白的活性、抑制 Gas1 基因的表达、增强 Ret 基因的表达、抑制 Gas1 蛋白与 Ret 蛋白的结合可治疗“肌肉衰退症”。
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答案：(1)(细胞)分裂 (细胞)分化
(2)抑制
(3)ACD (4)激活Ret蛋白的活性(或“抑制Gas1基因的表达”
“增强Ret基因的表达”“抑制Gas1蛋白与Ret蛋白的结合”)课时跟踪检测(二十七) 细胞的分化
A级 强基固本
1．下列有关细胞分化及全能性的叙述，错误的是( )
A．细胞分化的实质是基因的选择性表达
B．受精卵是生命的起点，分裂和分化能力最强，因此全能性最高
C．在一定条件下，离体培养的植物细胞能表现出细胞的全能性
D．同一生物体细胞内遗传物质不同从而呈现出不同的形态、结构和生理功能
2．研究发现，壁虎断尾后，横隔处的细胞依然保留着干细胞功能，可以继续发育成尾巴。下列关于该过程的叙述错误的是( )
A．该过程体现了尾部横隔处细胞具有全能性
B．该过程形成的细胞遗传物质没有改变
C．该过程的实现是基因选择性表达的结果
D．该过程形成的细胞形态、结构和生理功能发生改变
3．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的过程。 下列说法错误的是( )
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的修复和再生
4．脐带血中有多种类型的干细胞，能产生不同种类的体细胞，如神经细胞、肝脏细胞和成纤维细胞等。脐带血干细胞在医学上有广泛的应用，有些患白血病等血液系统疾病的儿童，可通过移植自己的脐带血干细胞得到治愈。下列相关叙述错误的是( )
A．已分化的成纤维细胞的细胞核具有全能性
B．神经细胞中血红蛋白合成基因处于活动状态
C．人体中多种分化的细胞有利于提高各种生理功能的效率
D．脐带血干细胞可用于治疗血液系统疾病、组织损伤修复
5．下列有关细胞正常分化的叙述，错误的是( )
A．该图能表示细胞分化的实质
B．细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变
C．神经细胞和唾液腺细胞中细胞器的种类和数量都相同
D．不同细胞中蛋白质的种类有差异
6．假设人体内有L个基因，人的骨骼肌细胞中有M个基因处于表达状态，唾液腺细胞中有N个基因处于表达状态。下列有关分析错误的是( )
A．L、M、N三者的大小关系是M＋N>L
B．从种类上看，M、N中有部分基因是不同的
C．从种类上看，M、N中有部分基因是相同的
D．仅从数量上看，L值最大，它大于M、N中的任一值
7．人体造血干细胞分化存在如下过程：造血干细胞→淋巴干细胞→淋巴母细胞，淋巴母细胞转移到不同器官可分别分化为B淋巴细胞和T淋巴细胞。下列有关说法错误的是( )
A．人体造血干细胞能够通过细胞分裂进行增殖，并在分裂前期出现中心粒的倍增
B．细胞分化的方向受到细胞所处微环境的影响，说明环境会影响基因的选择性表达
C．人体造血干细胞在胚胎时期分化形成，在出生之后依然保持分化能力
D．通过捐献造血干细胞可有望治愈接受者的血液系统疾病
8．如图表示人体某细胞的生命历程，图中①～④表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列相关叙述正确的是( )
A．过程①表示细胞的生长，细胞体积越大物质运输效率越高，越有利于细胞从周围环境中吸收营养物质
B．过程②③表示细胞增殖，结果是使每个细胞的染色体数量增加
C．过程④的结果是形成了不同的组织等，其原因是基因的选择性表达
D．克隆羊“多莉”的诞生证明了动物细胞也具有全能性
9.
得分
(13分)细胞内的基因可分为管家基因(所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因(不同类型细胞中特异性表达的基因)两类，下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。请回答下列问题：
(1)四种基因中可能属于管家基因的是________。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于__________(填“管家”或“奢侈”)基因。
(2)甲基因________(填“能”或“不能”)表示控制血红蛋白合成的基因，理由是_______________________________________。
(3)由上可知，细胞分化的实质是____________________。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________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)理论上讲，三种细胞的细胞核都__________(填“具有”或“不具有”)全能性，原因是__________________________________________________。
B级 发展提能
10．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( )
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
11．某研究院诱导人成纤维细胞重编程(类似细胞分化)为hiHep细胞获得成功，hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述错误的是( )
A．人成纤维细胞与hiHep细胞中的核DNA和蛋白质完全相同
B．人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，存在基因的选择性表达
C．该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的
D．hiHep细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性
12.
得分
(13分)随着年龄增长，肌肉损伤的恢复能力不断下降。其原因与蛋白质Gas1有关，该蛋白质会影响肌肉干细胞的相关行为。
(1)肌肉干细胞可以通过__________产生更多的肌肉干细胞，还能通过__________形成成熟的肌肉细胞，从而实现肌肉损伤的恢复。
(2)研究发现随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加，据此推测，Gas1蛋白可能________(填“促进”或“抑制”)肌肉损伤修复。为进一步明确Gas1蛋白在肌肉损伤修复过程中的作用，分别检测4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化，结果如下图所示，请在图中补充支持上述推测的结果。
(3)已知Ret蛋白能够促进肌肉修复。科研人员根据相关研究提出假设：Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复。支持该假设的证据包括________(填编号)。
A．Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同
B．Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低
C．用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白
D．Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白，其对肌肉修复的影响作用消失
(4)根据以上研究提出一种治疗“肌肉衰退症”的思路：_________________________
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课时跟踪检测(二十七)
1．选D 同一生物体内，分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，来源于基因的选择性表达，细胞内的遗传物质未发生改变，同一生物不同体细胞内的遗传物质相同，A正确，D错误；受精卵是生命的起点，分裂和分化能力最强，自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高，B正确；在一定条件下，离体培养的植物细胞能发育成完整植株，表现出细胞的全能性，C正确。
2．选A 由题干信息知，壁虎尾部横隔处的细胞，在断尾后依然保留着干细胞功能，可以继续发育成尾巴，横隔处细胞只能分化为部分种类细胞，不能体现该处细胞具有全能性，A错误；根据基因的选择性表达，细胞分化前后，新形成的尾部细胞中遗传物质不变，只是表达的基因有所不同，B正确；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，C正确；该过程形成的细胞形态、结构和生理功能发生改变，D正确。
3．选A 转分化过程中细胞的遗传信息未发生变化，只是基因发生选择性表达，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，B正确；细胞在分化的过程中，有些基因是管家基因，在所有细胞中都表达，有些基因是组织特异性基因，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；通过转分化可以形成不同的细胞，则转分化可以协助组织器官的修复和再生，D正确。
4．选B 已分化的成纤维细胞的细胞核含有本物种的所有遗传信息，所以具有全能性，A正确；神经细胞不表达血红蛋白，所以血红蛋白合成基因在神经细胞中处于关闭状态，B错误；人体中多种分化的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率，C正确；脐带血中有多种类型的干细胞，能产生不同种类的体细胞，所以脐带血干细胞可用于治疗血液系统疾病、组织损伤修复，D正确。
5．选C 题图能表示细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程中细胞的遗传信息不会改变，故细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变，A、B正确；神经细胞和唾液腺细胞是高度分化的细胞，一般细胞器的种类相同，但数量会有差异，C错误；不同细胞表达的遗传信息不同，合成的蛋白质有差异，D正确。
6．选A L是人体内的全部基因数，M是人的骨骼肌细胞中处于表达状态的基因数，N是人的唾液腺细胞中处于表达状态的基因数，因而M＋N与L无法比较，A错误；由于人的骨骼肌细胞和唾液腺细胞存在差异，所以从种类上看，M、N中有部分基因不同、有部分基因相同，B、C正确；由于细胞的分化，所以任何一个体细胞中的基因都不可能全部表达，因此从数量上看，L值最大，它大于M、N中的任一值，D正确。
7．选A 细胞分裂间期实现中心粒的倍增，A错误；淋巴母细胞转移到不同器官可分别分化为不同细胞，说明细胞分化的方向受到细胞所处微环境的影响，也说明环境会影响基因的选择性表达，B正确；在胚胎发育过程中，造血干细胞由受精卵细胞分裂、分化而来，在出生后依然可分裂、分化为各种血细胞，C正确；通过捐献造血干细胞可有望治愈接受者的血液系统疾病，D正确。
8．选C 过程①表示细胞的生长，细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低，越不利于细胞从周围环境中吸收营养物质，A错误；过程②③表示细胞增殖，结果是使细胞的数量增加，但每个细胞内染色体数量不变，B错误；过程④是细胞分化，是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，结果是形成了不同的组织等，其原因是基因的选择性表达，C正确；克隆羊“多莉”的诞生证明了动物细胞核具有全能性，D错误。
9．解析：(1)由题意可知，管家基因在所有细胞中均要表达，因此丁基因可能属于管家基因。所有细胞都进行呼吸作用并可合成ATP，以及需要ATP水解为细胞提供能量，所以呼吸酶基因、ATP水解酶基因在所有细胞都表达，都属于管家基因。(2)甲基因只在胰岛B细胞中表达，血红蛋白基因只在红细胞中表达，因此甲基因能表示控制胰岛素合成的基因，不能表示控制血红蛋白合成的基因。(3)细胞分化的实质是基因的选择性表达，蛋白质是生命活动的承担者。(4)由于细胞核中含有发育成完整个体的全套遗传信息(或全套遗传物质或基因)，所以三种细胞的细胞核均具有全能性。
答案：(1)丁(基因) 管家 (2)不能 血红蛋白基因只在红细胞中表达 (3)基因选择性表达 蛋白质 (4)具有 细胞核中含有发育成完整个体的全套遗传信息
10．选A 题干提出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，说明红卵片不具有决定分化为肌肉细胞的能力；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，结合①实验证据，可以说明“黄卵片可能具有决定分化为肌肉细胞的能力”；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，进一步说明棕卵片和白卵片不具有决定分化为肌肉细胞的能力；由于只有红卵片具有细胞核，当黄卵片与棕卵片或白卵片融合，受精后都不会产生胚胎，不能说明是否能决定分化成肌肉。综上所述，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”，A符合题意。
11．选A hiHep细胞是由人成纤维细胞重编程获得的，所以它们的核DNA完全相同，但由于基因的选择性表达，蛋白质不完全相同，A错误；将人成纤维细胞重编程获得hiHep细胞属于细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，B正确；该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态在一定的人工诱导条件下是可以改变的，C正确；hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，故hiHep细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性，D正确。
12．解析：(1)细胞通过细胞分裂进行增殖，因此肌肉干细胞可以通过细胞分裂产生更多的肌肉干细胞。通过细胞分化会使细胞种类增多，故肌肉干细胞通过细胞分化形成成熟的肌肉细胞。(2)随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加，且肌肉损伤的恢复能力不断下降，由此推测，Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复。分析题干左侧图，幼龄鼠中肌肉干细胞分裂能力较强，在损伤后，对照组幼龄鼠肌肉中肌肉干细胞中只有一部分表达Gas1基因，而全面表达Gas1基因的幼龄鼠全部表达Gas1基因，Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复，因此全面表达Gas1基因的幼龄鼠中肌肉干细胞的含量低于对照组幼龄鼠。分析题干右侧图，老年鼠中肌肉干细胞分裂能力较弱，因此对照组老年鼠肌肉干细胞的分裂较少，敲除Gas1基因的老年鼠由于不能表达出Gas1基因，因此，肌肉中肌肉干细胞分裂较多。4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化图见答案。(3)Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复，由此分析，Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同，A正确；Gas1基因的全面表达会导致Gas1蛋白与Ret蛋白的结合增加，但无法说明Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低，B错误；Gas1蛋白会与Ret蛋白结合，因此用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白，C正确；Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复，因此，如果Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白，Gas1蛋白对肌肉损伤修复的抑制作用会消失，D正确。(4)Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复，且Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复，Ret蛋白能够促进肌肉修复，因此通过激活 Ret 蛋白的活性、抑制 Gas1 基因的表达、增强 Ret 基因的表达、抑制 Gas1 蛋白与 Ret 蛋白的结合可治疗“肌肉衰退症”。
答案：(1)(细胞)分裂 (细胞)分化
(2)抑制
(3)ACD (4)激活Ret蛋白的活性(或“抑制Gas1基因的表达”“增强Ret基因的表达”“抑制Gas1蛋白与Ret蛋白的结合”)
