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生物（人教版）
高中生物 必修一
第六章 细胞的生命历程
第二节 细胞的分化
？问题探讨在人体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为5～7d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。讨论：1、为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？2、骨髓与血细胞的形成有什么关系？健康人会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化,不断产生不同种类的血细胞。个体发育中各组织细胞形成的过程胚胎形成的过程构成人体器官有四种组织：上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织。
1、这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？
这些细胞形态相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，
但总体上都由胞膜、细胞质、细胞核组成。
思考 讨论
比较构成人体组织的细胞
骨骼肌细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
2、这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？
正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞，也不会转变成其他组织的细胞。
思考 讨论
比较构成人体组织的细胞
受精卵
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叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
功能：光合作用
功能：保护作用
功能：贮藏营养物质
结论：同一植物体的这些细胞都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
比较植物体的不同细胞
思考 讨论
细胞分化
1、概念：在个体发育中，由______________增殖产生的后代，在____________________上发生___________的过程，叫细胞分化。
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
稳定性差异
有丝分裂
细胞分化
一、细胞分化及其意义
（2）已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构，也不会变成其他类型的细胞。
（1）细胞分化发生在整个生命进程中。
（3）在生物界中普遍存在，是多细胞生物个体发育的基础。
（4）分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。
(持久性)
(不可逆性/稳定性)
(普遍性)
(遗传物质不变性)
2、细胞分化的特点
一、细胞分化及其意义
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
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。
3、细胞分化的实质:
①细胞分化是多细胞生物个体发育的基础；
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
4、细胞分化的意义
一、细胞分化及其意义
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加细胞数目
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加细胞种类
发生在整个生命进程中
遗传信息都不变
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程；分化程度越大则分裂能力下降
比较细胞分裂与细胞分化
归纳总结
思考：既然细胞分化具有不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎那样，再分化成其他细胞吗？
二、细胞的全能性
1958年，美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。
已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
材料一
实验结论：
二、细胞的全能性
已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。但是目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
材料二
实验结论：
拯救珍稀、濒危动植物
克隆人体器官，
用于器官移植
快速繁殖花卉、蔬菜等
细胞全能性的应用
白鳍豚
丹顶鹤
心脏移植
肾脏移植
二、细胞的全能性
细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
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。一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。
1、细胞的全能性定义（p121）
2、细胞具有全能性的原因：
二、细胞的全能性
3.细胞全能性的大小比较
受精卵 > 生殖细胞 > 高度分化的体细胞
植物细 > 动物细胞
分裂能力越强，全能性越高；(生殖细胞例外,生殖细胞不能分化，但全能性高）
细胞分化程度越高，全能性越低;
细胞分化程度越低，全能性越高;
二、细胞的全能性
动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
（2）分类：
全能干细胞：能分化成各种细胞，如胚胎干细胞；
多能干细胞：能分化成多种细胞，如造血干细胞；
专能干细胞：只能向特定细胞分化，如神经干细胞；
4、干细胞（p121）
（1）概念：
细胞全能性的应用
课堂小结
1、蝌蚪能长成青蛙，小树能长成大树依靠的是（ ）。
A.细胞分裂、分化 B.细胞分裂、生长
C.细胞生长、分化 D.细胞分裂
A
巩固练习
2、下列实例中能体现细胞全能性的是（ ）
① 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株
② 植物用种子进行繁殖
③ 用烟草组织培养的单个细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 细胞的分化 课时练习
【基础练习】
一、单选题
1．如图为根尖的结构及细胞分裂和分化的情况。下列相关叙述正确的是（ ）
A．观察细胞质壁分离时可选择a区和b区细胞
B．观察根尖有丝分裂时应选择d区细胞
C．②过程所经历的时间明显比①过程长
D．③和④过程中细胞核内的遗传物质不发生改变
2．下列关于细胞的结构和生命活动的叙述，错误的是（ ）
A．成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量
B．细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素
C．两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递
D．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆
3．2012年诺贝尔生理学或医学奖被授予英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“细胞核重编程技术”领域做出的革命性贡献。下图为该技术的操作流程模式图：
根据推断，以下说法正确的是
A．干细胞的叶绿体、线粒体、细胞核均具有双层膜结构
B．干细胞分化形成的表皮细胞中染色体数目发生了变化
C．干细胞分化形成各种类型的细胞体现了细胞的全能性
D．干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病
4．2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重编程研究领域作出杰出贡献的英国和日本的两位生物学家。所谓“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是（ ）
A．细胞核重编程与细胞内基因的选择性表达密切相关
B．该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望
C．“动物细胞的分化是一个不可逆的过程”将可能被改写
D．他们的实验验证了动物细胞的全能性
5．下列关于细胞分化的叙述错误的是（ ）
A．细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．细胞分化是动物和植物发育的基础且贯穿于其整个生命进程中
C．通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡
D．具分裂能力的细胞一定会分化且分化程度越高分裂能力就越低
6．某实验室进行下图所示实验研究，下列相关叙述中正确的是
A．肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同，蛋白质完全不同
B．该生物体内肝细胞与神经细胞的染色体数相同
C．过程b是诱导干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
D．上述细胞中具有细胞周期的是诱导干细胞和神经细胞
7．下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。下列有关说法不正确的是（ ）
基因存在情况 基因表达情况
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰岛B细胞（合成胰岛素） √ √ √ √ √ √
眼晶状体细胞（胚胎中） √ √ √ √ √ √
神经细胞 √ √ √ √ √ √
A．甲基因可能是控制胰岛素合成的基因
B．丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C．三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵
D．三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同
8．下列关于细胞分化的叙述，正确的是( )
A．胚胎干细胞和胰腺腺泡细胞的膜蛋白的种类和数量相同
B．细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
C．造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异
D．细胞的分化程度越高，全能性越强
9．2017年11月27日，世界上首只体细胞克隆猴“中中”诞生，12月5日第二只克隆猴“华华”诞生，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代，实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑”到“领跑”的转变。下列有关细胞全能性的叙述错误的是（ ）
A．克隆猴“中中”和“华华”的诞生证明了动物细胞具有全能性
B．细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有一套本物种个体发育所需的全部遗传信息
C．斯图尔德的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
D．植物体细胞分化程度越高，它的全能性越低
10．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象， 下列叙述中不正确的有几项（ ）
①老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞
②分化后的不同组织细胞其蛋白质种类完全不同
③细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率
④从细胞结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果
⑤从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因
⑥从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果
A．4项 B．3项 C．2项 D．1项
将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述错误的是( )
A．骨髓干细胞分化为“胰岛样”细胞，体现了细胞的全能性
B．“胰岛样”细胞比骨髓干细胞分化程度高，分裂能力弱
C．骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
D．“胰岛样”细胞的形成是骨髓干细胞的基因选择性表达的结果
二、非选择题
12．下图是与细胞增殖和分化有关的图解，据图回答（1）~（6）题。
(1)图甲中A表示的是________过程，B表示的是_______过程。图乙所示细胞处于有丝分裂的_______期。
(2)图甲中b、c、d、e具有相同的__________。
(3)图甲中，若e能合成血红蛋白，则b、c、d都_______（填“能”或“不能”）合成血红蛋白，其根本原因是_______________________________________________________。
(4)若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个完整植物体，说明d具有_________性。
(5)图甲中的a、b、c、d、e这五个细胞相比较，哪一个细胞的全能性最大？_______________。
(6)图乙所示细胞有_______条染色体，①和⑤两条染色体是在细胞有丝分裂_______期经染色体复制形成的。
13．科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如图所示），分析回答下列问题：
(1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过______分裂来完成的。
(2)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生了变化，这种现象叫作细胞的______。
(3)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力，也就是说，______。
(4)大量的科学实验证明，高度分化的动物细胞，它的______仍然保持着全能性，这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套______。
6.2 细胞的分化 课时练习
【基础练习】
一、单选题
1.D
[分析]分析题图可知:a为根冠，b为分生区，c为伸长区，d为成熟区，据此分析作答.
[详解]A、观察细胞质壁分离时应选择成熟区的细胞，即d区的细胞，A错误;
B、观察根尖有丝分裂应选择分生区的细胞，此处细胞分裂能力强，即b区细胞，B错误;
C、若0@表示一个完整的细胞周期，则@过程表示细胞的生长即间期，@过程表示细胞的分裂即分裂期，细胞生长的时间要比分裂的时间长，C错误;
D、3O表示细胞的分化，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程中遗传物质不发生改变，D正确.选D
[点睛]解答此题的关键是准确辨析图中各字母及序号的含义，并明确实验选材要求及分化的实质。
2.A
[分析]本题综合考查了细胞增殖、生物膜、细胞膜及细胞分化的有关知识。细胞增殖都需要消耗能量，生物膜的基本骨架是磷脂双分子层;细胞膜的功能有将细胞与外界环境分隔开、控制物质出入细胞及进行细胞间的信息交流，店息交流的方式有三种:通过化学物质传递信息、通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息和相邻细胞之间形成通道传递信息;细胞分化具有以下几个特点:持久性、稳定性和不可逆性、普遍性、遗传物质不变性
[详解]成熟个体中的细胞增殖过程中，间期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量，分裂期纺锤丝牵引染色体运动需要消耗能量，A错误;细胞的核膜、内质网和细胞膜中都属于生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成，都含有磷元素，B正确，两个相邻细胞的细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，C正确，哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞，属于细胞分化，细胞分化一般不可逆，D正确，所以选A。
[点睛]无论生物个体是否成熟，细胞增殖都需要消耗能量，内质网是由单层生物膜围成的细胞器，生物膜的基本骨架是磷脂双分子层。
3.D
[详解]干细胞无叶绿体，A错误。干细胞分化过程中，染色体数目不变，B错误。分化形成细胞不能体现细胞的全能性，C错误。干细胞可定向诱导分化为胰岛B细胞，从而治疗糖尿病，D正确。故选: D
[点睛]判断细胞全能性的标志:由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性;由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。
4.D
[分析]细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能，一个生物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的，有丝分裂之前对DNA进行了复制，因此每一个细胞内的遗传物质都是相同的，包含这个生物发育的全部遗传信
详解]A、细胞核重编程即将成熟的体细胞诱导回干细胞状态，与细胞内基因的选择性表
达有关，A正确;
运用该研究可将成熟的体细胞诱导为干细胞，从而克隆出相应的器官，B正确;
在人为条件下，可以将人类高度分化的成熟体细胞转变为分化程度低的干细胞，说明动物细胞的分化可能会发生逆转，C正确
D、该实验中科学家并未将成熟的动物细胞克隆成一个完整个体，故不能验证动物细胞的全能性，D错误。
故选D。
5.D
[分析]细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能方面发生稳定性差异的过程，具有稳定性、持久性和不可逆性，它发生在生物体的整个生命进程中;细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞的遗传物质并没有发生改变[详解]A细胞分化是基因选择性表达的结果，使细胞内蛋白质的种类产生差异，A正确B.细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，B正确
c.细胞分化是不可逆的，因此体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡，C正确;
D.一般来说，分化程度越低的细胞全能性越高，分裂能力越强，分化程度越高的细胞分裂能力就越弱，但具有分裂能力的细胞不一定会发生分化，D错误
6.B
[分析]本题考查细胞的分化有关知识，意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点，把
握知识间的内在联系的能力
[详解] A、肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中部分蛋白质如呼吸酶相同，A错误B、该生物体内肝细胞与神经细胞是由同一个受精卵分化而成的不同体细胞，故染色体数相同，B正确
C、过程b为细胞分化，是基因的选择性表达，不发生遗传物质的改变，C错误D、神经细胞一般不具有分裂能力，故没有细胞周期，D错误。故选B。
[点睛]解答本题的关键是明确由同一个受精卵发育而来的各种细胞的遗传物质相同，但是会发生基因的选择性表达而导致细胞中蛋白质不完全相同
7.D
[分析]分析表格:表格中表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况三种细胞都存在甲、乙、丙和丁四种基因，但甲基因只在胰岛B细胞中表达，可能是胰岛素基因乙基因只在眼晶状体细胞中表达;丙基因只在神经细胞中表达;而丁基因在三种细胞中均表达，可能是控制呼吸酶合成的基因[详解]A、甲基因只在胰岛B细胞中表达，可能是控制胰岛素合成的基因，A正确B、丁基因在三种细胞中均得到表达，而所有活细胞都会进行细胞呼吸，所以丁可能是控制呼吸酶合成的基因，B正确
C、三种体细胞中都具有4种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵含有相同的遗传信息，C正确
D、同一人体所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂后分化来的，细胞中遗传信息相同，三种细胞不同的根本原因是细胞中基因的选择性表达，D错误故选D。
8.C
[分析]同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的遗传物质，且含有该个体全部的遗传信息。细胞分化的实质是基因的选择性表达，从而使细胞形态、结构和功能发生稳定性差异，如造血干细胞能分化形成各种血细胞。细胞分化程度越低，其全能性越高，细胞分裂能力越强(详解]A.胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞选择性表达的基因有所不同，其细胞膜上膜蛋白的种类和数量不完全相同，A错误;
B.细胞分化过程中，由于基因的选择性表达，细胞中蛋白质种类和数量会有所不同，B错误;
C.成熟红细胞由造血干细胞分化而来，两细胞内的酶存在差异，C正确;D.细胞的分化程度越高，全能性越低，D错误故选C。
[点睛] 本题考查细胞分化的相关内容，要求考生识记细胞分化的概念，掌握细胞分化的实质，明确不同细胞的遗传物质相同，但mRNA和蛋白质种类和数量不同，再对各选项作出准确的判断即可
9.A
[分析] 1、细胞的全能性
(1)概念:已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能.(2)原因: 已分化的细胞具有本物种全套的遗传物质
(3)干细胞:动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞
2、细胞全能性的证明实例
(1)植物组织培养证明了植物细胞具有全能性
(2)克隆动物证明了高度分化的动物细胞核也具有发育的潜能
3、细胞分化程度与全能性的关系:分化程度越低的细胞全能性越高
4、细胞全能性比较
(1)动物与植物: 植物细胞>动物细胞
(2)同一个体:受精卵>生殖胞>体细胞
(3)同一细胞: 刚产生的细胞>成熟细胞>衰老细胞。
[详解]A 克隆猴“中中和“华华”的诞生证明了动物细胞细胞核具有全能性，A错误B.细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有一套本物种个体发育所需的全部遗传信息，B正确;
c.斯图尔德的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，C正确
D.植物体细胞分化程度越高，它的全能性越低，D正确故选A。
10.C
[分析]1个体衰老与细胞衰老不同，老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞。
2、分化后的不同组织细胞其蛋白质种类不完全相同，由特定的基因表达的结果。3、细胞分化可以使多细胞生物体中的细胞趋于专门化形成各种不同细胞，进而形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，而每一种器官都可以相对独立地完成特定的生理功能，这样就使得机体内可以同时进行多项生理活动，而不相互干扰，这样有利于提高各种生理功能的效率
[详解]①老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞，如造血细胞，①正确；②分化后的不同组织细胞其蛋白质种类有一些是相同的，如呼吸酶等，②错误；③细胞分化形成具有不同形态结构和功能的细胞，有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率，③正确;
④结构决定功能，细胞的功能与细胞器、细胞质基质以及细胞核等细胞结构有关从细胞结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果，④正确
⑤从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的直接原因，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，⑤错误;
⑥细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，因此从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果，⑥正确。
综上分析可知，②⑤错误，C符合题意。
故选C。
11.A
[分析]细胞分化过程中遗传物质不变，只是基因的选择性表达。细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性[详解]A、骨髓干细胞分化为“胰岛样”细胞，没有发育为完整有机体，不能体现细胞的全能性，A错误;
B、细胞分化程度越高，分裂能力越弱，“胰岛样”细胞比骨髓干细胞分化程度高分裂能力弱，B正确;
C、自体骨干细胞分化为“胰岛样”细胞，二者的基因组成相同，基因表达情况不同，C正确;
D“胰岛样”细胞的形成是骨髓干细胞的基因选择性表达的结果，产生了特定的蛋白质，D正确。
故选A。
二、非选择题
12.[答案](1)细胞增殖 细胞分化 后 (2)遗传物质 （3）不能 基因
(4)全能 (5)a (6) 8 间
[分析]分析甲图:A表示细胞增殖，该过程会使细胞数目增多，但细胞种类不变;B表示细胞分化过程，该过程会导致细胞种类增多，但不会增加细胞数目。分析乙图: 乙图细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期。
(1)甲图中A、B分别是胞数目增多和形态改变，说明其分别是细胞增殖和细胞分化;图所示细胞着丝点分裂，每一极均有同源染色体，为有丝分裂后期(2) 甲图中b、c、d、e细胞都是由a细胞分裂、分化而来的，所以具有相同的遗传物质。
(3)不同细胞功能不同的内因是基因的选择性表达，血红蛋白基因只在红细胞中才表达，在其他细胞中控制合成血红蛋白的遗传信息处于关闭状态。因此若e能合成血红蛋白，则b、c、d都不能合成血红蛋白。
(4)植物细胞能在体外条件下培养成一个植物体，说明植物细胞具有全能性(5)在细胞分裂、分化的过程中细胞的全能性降低，因此甲图中的a、b、c、d、e这五个细胞相比，细胞全能性最高的是a。
(6)据图可知，图乙中细胞有8条染色体;D和S两条染色体原先的姐妹染色单体，是在分裂间期经复制形成的。
[点睛]本题结合图解，考查细胞增殖和细胞分化的相关知识，要求考生识记细胞分化的概念，掌握细胞分化的实质;识记细胞有丝分裂不同时期的特点，能准确判断图中细胞的分裂方式及所处的时期，再结合图解答题。
13.[答案](1)有丝 (2)分化 (3)植物细胞具有全能性 （4）细胞核 遗传信息
[分析] 遗传信息由一个已经分化的单个细胞经过分裂和分化成为一个完整植株的过程，是植物细胞全能性的表现。而动物细胞的细胞核也具有全能性，其表现全能性的能力较植物细胞弱。细胞具有全能性的原因是细胞中仍然含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息。
[详解](1)单个植物细胞经历了细胞的分裂、分化才发育成植株，其中从胡萝卜细胞成为细胞团是通过有丝分裂完成的。
(2)细胞的形态、结构、生理功能发生差异是细胞分化。
(3)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力，也就是说，植物细胞具有全能性。
(4)动物细胞的全能性受到限制，但细胞核的全能性在一定条件下可以实现，因此高度分化的动物细胞，它们的细胞核仍然保持全能性，这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息。
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6.2 细胞的分化 课时练习
【基础练习】
1.下列关于细胞分化的叙述不正确的是 ( )
A.细胞分化在生物界普遍存在,是多细胞生物发育的基础之一
B.细胞分化发生在多细胞生物体的整个生命进程中
C.细胞分化一定是不可逆的,一直保持分化后的状态
D.分化产生的不同组织细胞内的蛋白质不完全相同
2.某科研团队从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者所需的牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有的功能。下列相关叙述正确的是 ( )
A.牙髓干细胞的分裂能力和分化程度都要高于神经细胞
B.细胞分化的实质是细胞中的细胞器种类增加
C.干细胞分化的过程中,细胞中的遗传物质没有发生改变
D.已经分化的牙髓干细胞分化成牙齿神经,说明细胞分化是可逆的
3.2017年我国科学家利用体细胞核移植技术,将核供体猴A的体细胞移植到去核的卵母细胞(来自供体猴B)中,最终得到2只克隆猴——“中中”和“华华”。下列相关叙述正确的是 ( )
A.克隆猴的获得证实了动物体细胞具有全能性
B.该过程证明细胞核发挥功能时,不需要细胞质的协助
C.克隆猴不同组织的发育依赖于基因选择性表达
D.“中中”和“华华”的全部遗传信息来自供体猴A
4.美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株,如图所示。分析回答下列问题:
(1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过 分裂完成的。
(2)细胞团中的相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生变化,这种现象叫作细胞的 。
(3)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说 。
(4)大量的科学实验证明,高度分化的动物细胞的 仍然保持着
性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的几乎全部 。
【干细胞及其应用】
5.中南大学湘雅医院利用人胚胎干细胞诱导分化的肝细胞治疗了一位肝衰竭病人。下列叙述正确的是 ( )
A.胚胎干细胞诱导分化为肝细胞的过程中,蛋白质的种类和数量不会改变
B.由于基因的选择性表达,胚胎干细胞和肝细胞在功能上存在差异
C.胚胎干细胞分化为肝细胞后,细胞的分化程度和全能性均提高
D.不同来源的胚胎干细胞均可用来救治该患者
【能力提升练】
1教材习题改编)胰岛干细胞移植是将患者的骨髓取出,分离纯化出干细胞后,从股动脉将纯化的干细胞移植进患者的胰腺,干细胞可分化成胰岛B细胞并分泌胰岛素,从而达到治疗糖尿病的目的,下列相关说法正确的是 ( )
A.骨髓干细胞中的全部基因表达,从而分化成为胰岛B细胞
B.ATP合成酶基因在骨髓干细胞与胰岛B细胞中均会表达
C.骨髓干细胞分化为胰岛B细胞体现了动物细胞的全能性
D.骨髓干细胞与胰岛B细胞的核基因组成相同,遗传信息的表达也相同
2.科研人员用小鼠胚胎干细胞(mESCs)构建体外卵巢。该卵巢中的卵子可以受精,且受精卵产生的胚胎移植到雌性小鼠子宫后产生了健康、有生育能力的后代(如下图所示)。下列说法正确的是 ( )
A.过程①中胚胎干细胞只发生了细胞分化
B.过程③中细胞内不存在基因的选择性表达
C.后代小鼠的遗传物质均来自亲代小鼠胚胎干细胞
D.该研究结果不能说明小鼠胚胎干细胞具有全能性
3.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.上述细胞在形态、结构和功能上的差异会一直保持,直到死亡
4.(多选题)如图表示人体部分细胞的形成过程,PU、GATA为两种蛋白质,是细胞内调控因子。下列说法正确的是( )
A.根据图中信息可推测N细胞具有全能性
B.图中自然发育过程是基因选择性表达的结果
C.图中人为调控的过程说明细胞分化后遗传物质不变
D.细胞分化有利于提高人体各种生理功能的效率
6.2 细胞的分化 课时练习
【基础练习】
1.C 细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,使多细胞生物体中的细胞种类增多,细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率,是多细胞生物发育的基础之一,A正确;细胞分化发生在多细胞生物体的整个生命进程中,B正确;在生物体内细胞分化一般是不可逆的,在离体的情况下,提供适宜条件,分化的细胞可能恢复到原先未分化的状态,C错误;分化产生的不同组织细胞内的蛋白质有的相同,有的不同,D正确。
2.C 牙髓干细胞的分裂能力高于神经细胞,分化程度低于神经细胞,A错误;细胞分化的实质是基因选择性表达,并没有改变遗传物质,B错误,C正确;牙髓干细胞分化成牙齿神经是一个分化过程,并不是回到分化前的状态,因此并不能说明细胞分化是可逆的,D错误。
3.C 克隆猴的获得证实了动物体细胞的细胞核具有全能性,A错误;题述过程既有细胞核参与,也有去核的卵母细胞的细胞质参与,B错误;不同组织的发育与细胞分化有关,依赖于基因选择性表达,C正确;“中中”和“华华”的遗传信息还来自供体猴B的细胞质,D错误。
4.答案 (1)有丝 (2)分化 (3)植物细胞具有全能性 (4)细胞核 全能 遗传物质
解析 单个植物细胞经历了细胞的分裂、分化发育成植株,体现了植物细胞的全能性。动物细胞的全能性受到限制,但细胞核的全能性在一定条件下可以表达出来,因为它含有保持本物种遗传特性所需要的几乎全部遗传物质。
5.B 胚胎干细胞诱导分化为肝细胞的过程涉及基因的选择性表达,细胞内蛋白质的种类和数量会改变,A错误;胚胎干细胞分化为肝细胞后,细胞的分化程度提高,但是细胞的全能性降低,C错误;接受器官的个体可能会对某些来源的胚胎干细胞产生免疫排斥,D错误。
特别提醒 通常情况下,细胞的分化程度越高,其全能性越难以表达。
【能力提升练】
1.B 细胞分化的实质是基因的选择性表达,骨髓干细胞分化成为胰岛B细胞时,其内的基因并不会全部表达,A错误;ATP是细胞的直接能源物质,ATP合成酶基因在骨髓干细胞与胰岛B细胞中均会表达,B正确;细胞体现全能性的条件:发育起点是细胞,终点是完整个体或构成个体的各种细胞,骨髓干细胞分化为胰岛B细胞不能体现细胞的全能性,C错误;骨髓干细胞分化为胰岛B细胞,分化前后遗传物质没有发生变化,但发生了基因的选择性表达,因此骨髓干细胞与胰岛B细胞的核基因组成相同,但遗传信息的表达不同,D错误。
2.D 过程①细胞发生了分裂、分化,A错误;过程③为卵泡发育与卵母细胞生长的过程,存在基因的选择性表达,B错误;后代小鼠的遗传物质来自亲代小鼠胚胎干细胞和精子,C错误;题述研究中胚胎干细胞用于构建卵巢(不是完整个体),后代小鼠由受精卵发育而来,不能说明小鼠的胚胎干细胞具有全能性,D正确。
3.B 幼红细胞中血红蛋白基因选择性表达,胰岛细胞中胰岛素基因选择性表达,唾液腺细胞中唾液淀粉酶基因选择性表达,丙酮酸激酶基因在三种细胞中均表达,表格中的①②都应该是“+”,A正确;同一个体中的幼红细胞和其他细胞均由同一个受精卵分裂、分化而来,含有的基因相同,B错误;表格中的细胞都表达丙酮酸激酶基因,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。
知识拓展
管家基因和奢侈基因
(1)有一类基因在不同细胞中都要表达,如ATP水解酶基因,这类基因称为管家基因。
(2)一些基因只在特定细胞中才得以表达,如胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,这类基因可称为奢侈基因。细胞分化是奢侈基因在不同细胞中选择性表达的结果。
4.BCD 题图没有体现出N细胞能发育成完整个体或分化成其他各种细胞,不能推测N细胞具有全能性,A错误。题图中自然发育过程是基因选择性表达的结果,B正确。
条件 图示过程 结论
自然发育 过程中 单核细胞前体分化为单核细胞,红细胞前体分化成幼红细胞 细胞具有全套遗传物质,细胞分化后遗传物质不变,C正确
人为调 控下 单核细胞前体分化为幼红细胞,红细胞前体分化为单核细胞
单核细胞和幼红细胞可以相互转化
细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异,使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率,D正确。
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必修1 分子与细胞
第六章 细胞的生命历程
第二节细胞的分化
细胞的分化
（1）概念：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）过程：受精卵→增殖为多细胞→分化为组织、器官、系统→发育为生物体
（3）特点：持久性、稳定性、不可逆转性、普遍性遗传物质不变性
分裂结果：增加细胞的数目
分化结果：增加细胞的种类
（4）分化的实质：基因选择性表达
（5）细胞分化的意义：①细胞分化是生物个体发育的基础。 ②使多种生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。基因进行选择性表达。
细胞全能性
全能性：已经高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，叫做全能性。
特点（判断）：①高度分化 ②基因没改变 ③完整个体
体细胞具有全能性的原因：细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
（3）植物细胞全能性
例如：胡萝卜的茎组织的细胞，可以发育成完整的新植株
（3）动物细胞全能性
①细胞分化程度越高，全能性越低。
（但是，细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多莉）
全能性大小：②受精卵>生殖细胞>体细胞； ③植物细胞>动物细胞
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6.2 细胞的分化 课时练习
【基础练习】
1.下列关于细胞分化的叙述不正确的是 ( )
A.细胞分化在生物界普遍存在,是多细胞生物发育的基础之一
B.细胞分化发生在多细胞生物体的整个生命进程中
C.细胞分化一定是不可逆的,一直保持分化后的状态
D.分化产生的不同组织细胞内的蛋白质不完全相同
2.下列关于细胞多样性的说法,错误的是 ( )
A.细胞多样性的根本原因是细胞中的基本结构不同
B.在不同环境中生存的细胞,其结构和功能有所不同
C.同一多细胞生物,细胞结构和功能的分化导致细胞呈现多样化
D.不同生物细胞的形态和结构是多种多样的,体现了细胞的多样性
3.下图为一只牛蛙体内几种类型的细胞模式图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.四种细胞都是真核细胞
B.四种细胞来源于同一个受精卵细胞
C.四种细胞的形态各不相同
D.四种细胞的遗传物质都不相同
4.如图为人体细胞的分裂、分化过程的示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,A~C表示细胞所进行的生理过程,据图回答下列问题:
(1)图中细胞③④⑤⑥中与细胞①核遗传物质相同的细胞有 。
(2)细胞⑤与⑥中的蛋白质种类 (填“完全不相同”“完全相同”或“不完全相同”),细胞⑤⑥的功能不同的根本原因是 。
(3)图中a表示 过程,b表示 过程。c过程细胞的 、 和 发生了稳定性差异,其生理意义是 。
(4)用丙酮从⑥细胞中提取磷脂,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积为S1,⑥细胞表面积为S2,已知S1> 2S2,其原因是 。
【细胞的全能性】
5.下列关于细胞分化和细胞全能性的叙述,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.克隆猴“中中”“华华”的诞生,说明动物体细胞的细胞核具有全能性
C.血红蛋白基因在红细胞中处于活动状态,在肌细胞中处于关闭状态
D.植物的保卫细胞是高度分化的体细胞,失去了分裂能力和细胞全能性
6.下列关于细胞全能性的说法,正确的是 ( )
A.植物细胞的全能性是植物组织培养技术得以实现的理论基础
B.现代技术还未实现用动物卵细胞或精子直接培育出动物个体,说明它们没有全能性
C.通过组织培养得到大量黄花蒿细胞,用于大量生产青蒿素的过程体现了黄花蒿细胞的全能性
D.农作物的“春种夏长秋收”体现了细胞的全能性
7.在细胞的生命历程中,会出现分化的现象,下列有关叙述错误的是 ( )
A.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
B.壁虎断尾后重新长出新的尾巴,不能体现细胞的全能性
C.通常情况下,细胞的分化程度越低,全能性越高
D.高度分化的成熟的叶肉细胞仍具备发育成完整植株的潜能
8.美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株,如图所示。分析回答下列问题:
(1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过 分裂完成的。
(2)细胞团中的相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生变化,这种现象叫作细胞的 。
(3)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说 。
(4)大量的科学实验证明,高度分化的动物细胞,它的 仍然保持着 性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的几乎全部 。
【干细胞及其应用】
9.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。如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.与肥大细胞相比,造血干细胞的分化程度低,分裂能力强
B.过程b表示细胞分化,得到的各种细胞内的遗传物质没有发生改变
C.红细胞、巨核细胞和单核细胞不同的根本原因是基因进行了选择性表达
D.造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞,说明造血干细胞具有全能性
10.我国科学家通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞,这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。下列相关说法错误的是 ( )
A.材料中诱导产生的人类全能干细胞具有分裂和分化能力
B.材料中诱导产生的人类全能干细胞具有细胞全能性,原因是细胞含有个体发育的全套基因
C.该项技术有助于解决器官短缺等问题
D.材料中体细胞与人类全能干细胞的基因组成相同,基因表达情况也相同
【能力提升练】
1.多细胞生物体的生长发育离不开细胞的分裂与分化,下列关于细胞分裂与细胞分化的相关叙述正确的是 ( )
A.肝细胞和肌细胞在形态、遗传信息及生理功能等方面均存在差异
B.体细胞克隆猴实验说明已分化的动物体细胞具有全能性
C.白血病患者血液中出现大量异常增殖、分化的白细胞,可通过骨髓移植治疗
D.人体内大多数乳腺细胞仍然具有分裂和分化能力
2.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.上述细胞在形态、结构和功能上的差异会一直保持,直到死亡
3.在胚胎学研究中,人们注意到细胞间的相互作用对细胞分化和器官构建有一定的影响。还有实验证明,改变细胞所处的位置可导致细胞分化的方向改变。下列关于细胞分化的叙述正确的是 ( )
A.已分化的细胞不可能具有细胞分裂能力
B.细胞分化过程中,细胞内核酸的种类和数量不会发生改变
C.细胞分化的方向改变,可能与周围细胞分泌的信号分子的诱导有关
D.细胞分化过程中细胞器的种类和数量不会发生变化
4.下图表示人体部分细胞的形成过程,PU、GATA为两种蛋白质,是细胞内调控因子。下列说法错误的是 ( )
A.根据图中信息可推测N细胞具有全能性
B.图中自然发育过程是基因选择性表达的结果
C.图中人为调控的过程说明细胞分化后遗传物质不变
D.细胞分化有利于提高人体各种生理功能的效率
5.(多选题)科学家将4个关键基因导入已分化的肌细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞),该实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A.应用该技术可提高器官移植的成功率
B.iPS细胞所带遗传信息与肌细胞相同
C.关键基因表达使细胞功能趋向多能化,降低了细胞的分化程度
D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
6.2 细胞的分化 课时练习答案
【基础练习】
1.C 细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,使细胞的种类增多,趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率,是多细胞生物发育的基础之一,A正确;细胞分化发生在多细胞生物个体发育的整个过程中,B正确;在生物体内细胞分化一般是不可逆的,在离体的情况下,提供适宜条件,细胞可能表现全能性,C错误;分化产生的不同组织细胞内的蛋白质有的相同,有的不同,D正确。
2.A 不同个体细胞多样性的根本根本原因是DNA不同,同一个体细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达,A错误;同一多细胞生物,其细胞结构和功能的分化导致细胞呈现多样化,进而形成不同的组织和器官,C正确。
3.D 图示细胞来自牛蛙,牛蛙属于真核生物,A正确;图示细胞来自同一只牛蛙,则四种细胞来自同一个受精卵,其中的遗传物质(DNA)相同,B正确,D错误;四种细胞由于分化而在形态、结构和功能上存在差异,C正确。
4.答案 (1)③④⑤⑥ (2)不完全相同 基因的选择性表达 (3)细胞生长 细胞分裂 形态 结构 生理功能 使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率 (4)⑥细胞内除了细胞膜外,还有其他生物膜
解析 (1)(2)细胞③④⑤⑥都来源于细胞①的有丝分裂和分化,核遗传物质与①均相同,细胞分化的实质是基因的选择性表达(不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同),细胞⑤与⑥中的蛋白质种类不完全相同。(3)a过程细胞变大,表示细胞生长过程;b过程细胞一分为二,表示分裂过程;c过程形成不同形态、结构和功能的细胞,该过程的生理意义是使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。(4)生物膜以磷脂双分子层为骨架,骨骼肌细胞内除了细胞膜外,还有细胞器膜和核膜等其他生物膜,所以用丙酮从骨骼肌细胞中提取磷脂,测得的单分子层面积S1>2×细胞表面积S2。
5.D 植物的保卫细胞是高度分化的体细胞,失去了分裂能力,但细胞仍具有全能性,D错误。
6.A 生殖细胞中具有全套的遗传物质,理论上具有全能性,没有实现是目前的技术问题,B错误;细胞全能性的体现是由细胞产生新的个体或分化成其他各种细胞,C错误;种子萌发长成新植株是植物的自然生长发育现象,未体现细胞全能性,D错误。
7.A 哺乳动物的造血干细胞是分化程度相对较低的细胞,A错误;断尾的壁虎长出新尾巴是许多细胞作用的结果,且没有形成完整个体或分化成其他各种细胞,不能体现细胞的全能性,B正确;细胞的全能性一般与分化程度呈负相关,通常情况下分化程度越低,全能性越高,C正确;高度分化的成熟的叶肉细胞在离体条件下,可发育为完整植株,D正确。
归纳总结 细胞全能性高低的比较
(1)植物细胞>动物细胞。
(2)受精卵>生殖细胞>体细胞。
(3)幼嫩细胞>衰老细胞。
(4)通常情况下,分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞,分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
8.答案 (1)有丝 (2)分化 (3)植物细胞具有全能性 (4)细胞核 全能 遗传物质
解析 单个植物细胞经历了细胞的分裂、分化发育成植株,体现了植物细胞的全能性。动物细胞的全能性受到限制,但细胞核的全能性在一定条件下可以表达出来,因为它含有保持本物种遗传特性所需要的几乎全部遗传物质。
9.D 肥大细胞是由造血干细胞分裂、分化来的,与肥大细胞相比,造血干细胞的分化程度低,分裂能力强,A正确;图中a表示细胞分裂,b是细胞分化,红细胞、巨核细胞和单核细胞都是由造血干细胞分裂、分化来的,细胞分化的实质是基因的选择性表达,得到的各种细胞遗传物质不发生变化,B、C正确;造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞,说明其具有分裂和分化能力,但没有形成完整的个体或分化成其他各种细胞,不能体现造血干细胞具有全能性,D错误。
易错分析 细胞分裂与细胞分化程度一般呈负相关,即分裂能力强的细胞一般分化程度较低。高度分化的细胞一般不具有分裂能力。
10.D 若能够培养材料中诱导产生的人类全能干细胞,使之形成组织或器官,则有助于解决器官短缺等问题,C正确;人类全能干细胞是由体细胞诱导培养成的,基因组成相同,但是基因表达情况不完全相同,D错误。
【能力提升练】
1.C 同一个体的肝细胞和肌细胞都是由受精卵分裂、分化而来的,它们的遗传信息相同,但形态、生理功能存在差异,A错误;体细胞克隆猴实验说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,B错误;骨髓中有许多造血干细胞,它们能够通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板等,补充到血液中去,白血病患者血液中出现大量异常增殖、分化的白细胞,可通过将健康人的骨髓移植到白血病患者体内进行治疗,C正确;人体内大多数乳腺细胞是高度分化的细胞,已失去分裂和分化能力,D错误。
归纳总结 细胞分化不是单个细胞的变化,细胞需经过分裂达到一定数目才能进行分化,两者相伴随,随着细胞分化的进行,细胞分裂能力逐渐下降,最后高度分化的细胞失去分裂能力。
2.B 幼红细胞中血红蛋白基因选择性表达,胰岛细胞中胰岛素基因选择性表达,唾液腺细胞中唾液淀粉酶基因选择性表达,丙酮酸激酶基因在三种细胞中均表达,表格中的①②都应该是“+”,A正确;幼红细胞和其他细胞均由受精卵分裂、分化而来,含有的基因相同,B错误;表格中每个细胞都表达丙酮酸激酶基因,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。
知识拓展 (1)有一类基因在不同细胞中都要表达,如ATP水解酶基因,这类基因称为管家基因。
(2)一些基因只在特定细胞中才得以表达,如胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,这类基因可称之为奢侈基因。细胞分化是奢侈基因在不同细胞中选择性表达的结果。
3.C 已分化的细胞可能具有细胞分裂能力,如干细胞保留分裂和分化能力,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化过程中细胞内的DNA不会发生改变,但是细胞内的RNA会发生改变,B错误;由题意可知,改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向改变,可能与周围细胞分泌的信号分子诱导有关,C正确;在细胞分化过程中由于基因的选择性表达,细胞中的细胞器种类和数量有所不同,D错误。
4.A 细胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍然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,图示没有体现出N细胞能发育成完整个体或分化成其他各种细胞,A错误。在自然发育过程中,单核细胞前体分化为单核细胞,红细胞前体分化成幼红细胞;在人为调控下,单核细胞前体分化为幼红细胞,红细胞前体发育为单核细胞,且在人为调控下,单核细胞和幼红细胞可以相互转化,说明细胞具有全套遗传物质,细胞分化后遗传物质不变,C正确。细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异,使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率,D正确。
5.AC 诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植,可避免发生免疫排斥反应,提高器官移植的成功率,A正确;iPS细胞导入了外源基因(4个关键基因),其遗传信息与肌细胞不同,B错误;关键基因表达使高度分化的细胞成为iPS细胞,使细胞功能趋向多能化,降低了细胞的分化程度,C正确;图示过程中iPS细胞分化形成了神经细胞、肝脏细胞和心肌细胞,没有体现出iPS细胞能分化成其他各种细胞或产生完整有机体的潜能和特性,故没有体现iPS细胞的全能性,D错误。
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