6.2 细胞的分化（课后练习）---2025-2026学年高一上学期《生物》（人教版）必修1

6.2 细胞的分化
基础知识过关
一、细胞分化
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.特点
（1）细胞分化是一种___持久性____的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
（2）细胞分化是生物界___普遍存在____的生命现象。
（3）分化后的细胞内遗传物质_____不发生改变_______。
3.原因
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。
4.意义
（1）是生物____个体发育____的基础。
（2）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。
二、细胞的全能性
1.概念
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。
2.基础
细胞中含有发育成完整生物体所需要的_____全部遗传信息_____。
3.植物细胞的全能性
植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定____培养基______→形成____细胞团块____→分化出根、茎、和叶→长成植株。
4.动物细胞核的全能性
（1）非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的___核____移植到去核的____卵细胞____中，结果获得了新个体。
（2）体细胞克隆猴“中中”“华华”的培育及克隆羊“多莉”的培育：将体细胞移植到去核的____卵细胞___中。
5.干细胞：
（1）特点：动物和人体内，数量__少___；具有分裂和____分化___能力。
（2）举例：人的骨髓中有许多造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生___红细胞____、白细胞和血小板。
【基础练】
核心点一　细胞的分化
1.研究人员在研究肥胖机理时发现了一种与脂肪细胞的分化、形成有关的蛋白质M，其细胞分化过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息
B.间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变
C.与干细胞相比，肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性
D.理论上促进蛋白质M的合成是治疗肥胖症的有效途径之一
【答案】C
【解析】细胞分化并不改变遗传信息，因此同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息，A项正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变，B项正确；干细胞比肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性，C项错误；据题干信息可知，促进蛋白质M的合成可抑制间充质细胞分化为脂肪细胞，从而达到治疗肥胖症的目的，D项正确。
2．关于细胞分化的叙述错误的是（　　）
A.白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的
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.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞基因不完全相同
D.同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强
【答案】C
【解析】同一个体是由受精卵经分裂分化形成的，不同组织细胞中所含基因均相同，由此判定C项叙述有误。
3.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，叫作细胞分化。下列有关细胞分化说法错误的是(　　)
A.细胞分化有利于多细胞生物体提高各种生理功能的效率
B.细胞分化导致细胞内的DNA、mRNA和蛋白质种类都有不同
C.一般来说，细胞分化是一种持久性的变化，分化了的细胞一直保持分化后的状态
D.细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象
【答案】B
【解析】细胞分化的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，A项正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会导致细胞内的DNA不同，B项错误；细胞分化的特点是普遍性、稳定性、不可逆性，一般来说，分化了的细胞会一直保持分化后的状态，C、D两项正确。
4.下图为人体胚胎发育过程中细胞变化的示意图。下列叙述错误的是（　　）
A.过程①中有细胞分裂发生
B.过程①中没有细胞的生长
C.过程②通常是不可逆的
D.过程②属于细胞分化
【答案】B
【解析】过程①表示有丝分裂，在分裂间期有细胞的生长，B项错误。
核心点二　细胞的全能性
1.实验发现向小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞)(下图)。科学家将获得的iPS细胞分化为其他细胞以期用于某些疾病的治疗。下列叙述正确的是(　　)
A.诱导iPS细胞的过程中，细胞发生形态、结构的改变
B.诱导体细胞分化成iPS细胞体现了细胞的全能性
C.上图表示的所有过程，仅涉及图中这四种基因的表达
D.KLF4基因能够促进细胞凋亡和衰老，从而实现细胞的更新
【答案】A
【解析】iPS细胞是由体细胞诱导分化而成的，该过程中有细胞形态、结构的改变，A项正确；诱导体细胞分化成iPS细胞没有形成完整个体或其他各种细胞，不能体现细胞的全能性，B项错误；该过程中还有其他基因的表达，如控制ATP合成的基因、控制呼吸酶合成的基因等，C项错误；据图可知，KLF4基因能够抑制细胞凋亡和衰老，可实现细胞的无限增殖，D项错误。
2. 如图表示人体干细胞发生的变化过程。下列有关此图的叙述，正确的是（　　）
A.a、b、c均代表细胞分化过程
B.图中各细胞中蛋白质种类相同
C.b、c过程产生的细胞一般都具有细胞周期
D.a、b、c过程产生的各细胞遗传物质没有发生变化
【答案】D
【解析】a过程表示干细胞的生成，即干细胞的自我更新；干细胞通过b、c过程生成了不同形态结构的细胞，所以b、c过程表示细胞分化的过程，A项错误。细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，导致各细胞中蛋白质种类存在差异，B项错误。高度分化的细胞会丧失分裂能力，不具有细胞周期，C项错误。在细胞的分裂和分化过程中，遗传物质不发生变化，D项正确。
3.人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC)，下列叙述正确的是(　　)
A.MSC具有多向分化潜能，可通过定向诱导分化，用于治疗组织细胞损伤类的疾病
B.MSC具有增殖分化的能力，也正是由于不断分裂使其比组织细胞更易衰老
C.MSC分化成脂肪、骨、肌肉等多种组织细胞的过程中，胞内DNA和RNA逐渐发生改变
D.MSC可分化形成多种类型的细胞，体现了动物细胞的全能性
【答案】A
【解析】MSC属于多能干细胞，通过定向诱导分化后，可分化成不同的组织细胞，用于治疗某些组织细胞损伤的疾病，A项正确；MSC具有增殖分化的能力，分化程度低，不易衰老，B项错误；MSC分化成不同组织细胞的过程中，细胞中的DNA不发生改变，但RNA不完全相同，C项错误；细胞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，MSC分化成多种类型细胞没有体现动物细胞的全能性，D项错误。
【提升练】
1．B细胞分化为浆细胞的过程中，细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排，形成多样性的抗体可变区序列，理论上可形成数百亿种抗体。下列叙述错误的是(　　)
A.该分化过程中细胞的形态、结构、功能发生了稳定性的变化
B.该分化过程有利于细胞趋向专门化，提高生理功能的效率
C.该分化过程中遗传信息未发生改变，基因进行选择性表达
D.细胞中有限的抗体基因的可变表达有利于抵抗多种病原体
【答案】C
【解析】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，有利于提高多细胞生物进行各种生理功能的效率，A、B两项正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，但细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排，形成多样性的抗体可变区序列，说明遗传信息发生了改变，C项错误；细胞中有限的抗体基因的可变表达理论上可形成数百亿种抗体，有利于抵抗多种病原体，D项正确。
2．分析以下事实：①某植物韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②某动物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。基于以上事实，下列选项错误的是（　　）A.高度分化的动物细胞都具有全能性
B.高度分化的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.高度分化的植物细胞具有全能性
【答案】A
【解析】事实①可证明植物细胞的全能性，事实②只能证明动物细胞的细胞核具有全能性。细胞具有全能性的原因是生物体的每个细胞中都含有该物种的全套遗传物质。
3．下图表示人体内干细胞形成白细胞、血小板和红细胞的过程。下列分析错误的是（　　）
A.图中的细胞分化过程需要以细胞分裂为基础
B.图中的干细胞是一类可以分化为多种细胞的未分化细胞
C.在干细胞分化为白细胞的过程中发生了遗传物质的丢失
D.图示的细胞中，干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强
【答案】C
【解析】细胞分化是在个体发育过程中，同一个或同一类细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，细胞分化要以细胞分裂为基础，A正确；图中的干细胞是一类可以分化为多种细胞的未分化细胞，B正确；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，C错误；图示所有的细胞中，只有干细胞能连续进行有丝分裂，因此只有干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强，D正确。
4．下列实例能体现细胞全能性的是（　　）
A.皮肤被划破后，伤口重新愈合
B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部
C.小鼠腺细胞的自我复制
D.胡萝卜组织块经离体培养形成完整植株
【答案】D
【解析】根据细胞全能性的概念判断，皮肤被划破后，伤口重新愈合；蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部都有细胞的增殖，并分化成了其他细胞，上述细胞都未发育成完整个体，不可体现细胞的全能性，A、B项不符合题意。小鼠腺细胞的自我复制，只进行了细胞分裂，没有体现细胞的全能性，C项不符合题意。胡萝卜组织块经离体培养形成完整植株，体现了植物细胞的全能性，D项符合题意。
5．下图表示人体部分细胞的形成过程，PU、GATA为两种蛋白质，是细胞内的调控因子。下列说法错误的是(　　)
A.图中自然发育过程是基因选择性表达的结果
B.图中单核细胞和幼红细胞的核DNA序列存在差异
C.从理论上讲，生物体的每一个具核体细胞都具有全能性
D.细胞分化有利于提高人体细胞生理功能的效率
【答案】B
【解析】细胞分化的实质是基因选择性表达，个体自然发育过程包括细胞分裂和细胞分化过程，是基因选择性表达的结果，A项正确；图中单核细胞和幼红细胞都是由N细胞分化形成的，细胞分化不改变细胞内的遗传物质，因此图中单核细胞和幼红细胞的核DNA序列不存在差异，B项错误；从理论上讲，每一个具有细胞核的生物体细胞都有全套基因，都具有全能性，C项正确；细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，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项正确。
【素养探究练】
1.科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，并对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果发现3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β－珠蛋白基因、胰岛素基因，但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
提示：这一事实说明基因的表达具有选择性。
2.体细胞与早期胚胎干细胞都起源于受精卵，理论上都具有全能性，但到目前为止还没有通过培养体细胞得到任何动物个体，而将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中形成的重组细胞，可以培育出动物个体。这个事实说明了什么？
提示：这个事实说明动物细胞的全能性随着分化程度的提高而逐渐受到抑制，已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。