第二节
细胞通过分化产生不同类型的细胞
知识清单
多细胞生物都是由许多在形态和功能上不同的细胞组成的，这些具有不同形态和功能的细胞是通过____________过程形成的。
一、美洲爪蟾的核移植实验
将美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入____________的卵细胞，结果发现一部分卵细胞依然可以发育成蝌蚪，其中的一部分蝌蚪可以继续发育成成熟的爪蟾。这是人类第一次利用动物体细胞“复制”出一个新的动物。
二、细胞能产生特异性变化
1.
多细胞生物的个体是由各种各样的细胞组成的。
2.
细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为____________________。我们都观察过植物根尖的纵切片，根尖中各种细胞都是由分生区细胞分化形成的。
3.
干细胞是一类可以分化成为各种细胞的________________细胞。不同干细胞的分化____________是不同的。受精卵是____________干细胞，因为它能产生生物体所需要的所有类型的细胞。来源于早期胚胎的胚胎干细胞是____________干细胞，它的分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织。主要存在于骨髓中的造血干细胞，能够分化成各种血细胞（红细胞、白细胞和血小板等），也能分化出造血系统以外的细胞。
4.
细胞分化并非由于遗传物质丢失造成的，它与遗传物质________________地发挥作用有关。
5.
生物的个体发育就是通过细胞的分化过程来实现的。正常情况下，细胞分化是________________的，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。
三、细胞具有全能性
1.
受精卵具有分化出各种细胞的潜能，这种潜能是________________________的表现。人和高等动物的受精卵，第____________次分裂所形成的2~4个细胞仍具备这种全能性，都可能分别发育成一个个体，但进一步分裂所产生的细胞就逐渐失去了这种特性，不能发育成完整的个体，只能发育成特定的组织。
2.
高度分化的组织细胞仍具有发育成____________________的能力，也就是说有全能性。将胡萝卜根中的细胞取出，放在液体培养基中培养，单个细胞就会分裂并分化，最后形成植株。将这种植株移植到土壤中，它生长正常，并能开花结实。
3.
高度分化的植物组织具有发育成完整植株的____________，保持着发育的全能性。
4.
动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能越来越____________，不表现出全能性，其原因是受到了细胞内____________的限制。尽管如此，它们的________________仍保持着原有的全部遗传物质，具有全能性。
5.
____________的成功克隆证明了细胞核的全能性。研究者从一只母羊的乳房中取出乳腺细胞进行培养，从另外的母羊体内取出卵细胞并移去其细胞核，然后使培养的乳腺细胞核与无核的卵细胞融合。融合的细胞经体外培养形成早期胚胎。将胚胎移入其他母羊的子宫中发育后生下了多莉羊。多莉羊与提供________________________的“母亲”在外貌上和染色体组成上都相同，而与另外两个“母亲”都不同。这是利用已分化细胞的细胞核克隆哺乳动物的第一个成功案例。
四、诱导多功能干细胞
1.
干细胞的一个显著特点是进行________________________，就是干细胞经过一次分裂所产生的两个细胞中，一个仍然是干细胞，另一个则经过多次分裂后，会变成各式各样的体细胞。
2.
按照来源，干细胞分为胚胎干细胞、成体干细胞和____________________________________。
课时速练（限时8分钟）
1.
下列关于细胞分化和细胞分裂的叙述，错误的是（ ）
A.
生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果
B.
细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
C.
细胞分裂是细胞分化的基础
D.
细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少
2.
下列有关细胞的全能性的叙述正确的是（ ）
A.
造血干细胞能增殖分化产生红细胞、白细胞和血小板说明造血干细胞具有细胞全能性
B.
高等植物成熟的筛管细胞没有细胞全能性
C.
水稻种子从萌发到长成植株的过程体现了细胞全能性
D.科学家用非洲爪蟾所做的实验，其结果说明动物细胞具有细胞全能性
3.
下列有关人体干细胞的说法错误的是（ ）
A.
干细胞只存在于胚胎发育期的个体中
B.
干细胞分化为肝细胞的过程没有体现细胞全能性
C.
干细胞具有控制该种生物生长和发育的全套遗传物质
D.
干细胞分化过程中细胞膜上蛋白质种类和数量会发生变化
4.
在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是（ ）
A.
壁虎断尾后重新长出尾部
B.
用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
C.
蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
D.
小鼠肝细胞的自我复制
第二节
细胞通过分化产生不同类型的细胞
?知识清单
分化
一、去核
二、2.
细胞分化
3.
未分化
潜能
全能
多能
4.
有选择
5.
不可逆
三、1.
细胞全能性
1~2
2.
完整植株
3.
潜能
4.
小
物质
细胞核
5.
多莉羊
乳腺细胞核
四、1.
不对称分裂
2.
诱导多功能干细胞
课时速练
1.
D
2.
B
3.
A
4.
C第二节
细胞通过分化产生不同类型的细胞
基础达标（限时15分钟）
1.
下列能说明某细胞已经发生分化的是（ ）
A.
能合成胰岛素
B.
具有细胞核
C.
进行ATP的合成
D.
存在血红蛋白基因
2.
下列关于细胞分化的叙述，不正确的是（ ）
A.
从个体水平分析，细胞分化是生物个体发育的基础
B.
从细胞水平分析，细胞功能趋向专门化
C.
从细胞器水平分析，细胞器数目可发生变化
D.
从分子水平分析，分化的本质是DNA发生改变
3.
如图所示的是来自同一人体的4种细胞，下列叙述错误的是（ ）
A.
上述四种细胞所携带的基因相同但形态、功能不同
B.
上述四种细胞的形态、大小不同，DNA含量也可能不同
C.
上述四种细胞大小虽不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.
上述四种细胞的生理功能不同，吸收葡萄糖的方式也可能不同
4.
生物的个体发育通过细胞的分化过程来实现，细胞正常分化的结果是（ ）
A.
增加细胞总表面积和蛋白质种类
B.
赋予不同种类细胞特定的结构和功能
C.
使细胞球形化并增强代谢
D.
导致酶的含量增多，催化能力增强
5.
下列有关细胞全能性的叙述，正确的是（ ）
A.用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性
B.
克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
C.
草莓、马铃薯等脱毒苗的培育成功表明了植物细胞具有全能性
D.
胡萝卜根细胞分化成植株不能说明植物细胞具有全能性
6.
同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是（ ）
A.
二者所处的细胞周期不同
B.
二者合成的特定蛋白不同
C.
二者所含有的基因不同
D.
二者所含的细胞器的种类与数目不一样
7.
人体红细胞的生命过程中一直不能产生胰岛素，但能产生血红蛋白，红细胞成熟前（ ）
A.
没有胰岛素基因
B.
比人的受精卵基因要少
C.
没有胰岛素基因和其他基因，但有血红蛋白基因
D.
既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因
8.
下列有关细胞的全能性的说法，不正确的是（ ）
A.
植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性
B.
动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性
C.
细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质
D.
全能性的大小依次为：受精卵>植物体细胞>动物体细胞
9.
干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞，一旦需要，它可以分裂、分化形成各种组织干细胞，再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列有关叙述中不正确的是（ ）
A.
心脏干细胞分化形成心脏的过程表现了细胞的全能性
B.
造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
C.
运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织，开创人类疾病治疗的新方法
D.
干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质
素养提升（限时5分钟）
10.
细胞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：
项目
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
√
√
√
√
√
√
眼晶状体细胞（胚胎中）
√
√
√
√
√
√
神经细胞
√
√
√
√
√
√
（1）四种基因中可能属于管家基因的是____________。
（2）甲基因____________（填“能”或“不能”）表示控制胰岛素合成的基因，理由是________________________________________________________________。
（3）细胞分化的实质是____________________（填“管家基因”或“奢侈基因”）的选择性表达。
（4）三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是____________________________________________________________。三种细胞形态、功能表现不同，从细胞结构方面分析其原因是____________________________________________________。
基础达标
1.
A
【解析】只有胰岛B细胞才能合成并分泌胰岛素，所以细胞分泌胰岛素说明其已经高度分化，A正确；几乎所有真核细胞都具有细胞核，B错误；所有细胞都能进行细胞呼吸合成ATP，所以据此不能判断细胞已经分化，C错误；同一个体的所有细胞都是由受精卵有丝分裂而来的，含有相同的遗传物质，D错误。
2.
D
【解析】细胞分化是生物个体发育的基础，A正确；细胞分化使细胞功能趋向专门化，B正确；细胞分化会产生不同的细胞、组织和器官，细胞中的细胞器数目可发生改变，C正确；细胞分化是基因的选择性表达，其DNA没有发生改变，D不正确。
3.
B
【解析】上述四种细胞所携带的基因完全相同，形态、大小和功能各不相同，A正确，B错误；上述四种细胞大小虽不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正确；因外界条件不同，葡萄糖的运输方式可能是主动转运，也可能是易化扩散，D正确。
4.
B
【解析】细胞分化的结果会使蛋白质的种类发生改变，但是细胞总面积增加不是细胞分化的结果，A错误；细胞分化是细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程，因此细胞分化的结果赋予不同种类细胞特异的结构和功能，B正确；细胞分化不一定使细胞呈球形化并增强代谢，C错误；细胞分化不一定导致酶的含量增多，催化能力增强，D错误。
5.
C
【解析】用花粉能培育成植株，说明花粉细胞具有全能性，A错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；草莓、马铃薯等脱毒苗的培育采用了植物组织培养技术，而该技术的原理是植物细胞具有全能性，C正确；胡萝卜根细胞分化成植株能说明植物细胞具有全能性，D错误。
6.
B
【解析】同一动物个体的神经细胞与肌细胞是通过细胞分化产生的，由于在细胞分化过程中基因的选择性表达，导致二者合成的特定蛋白不同，B正确，A、C、D均错误。
7.
D
【解析】红细胞是由受精卵有丝分裂而来的，含有胰岛素基因，A错误；人的受精卵和红细胞都是由受精卵有丝分裂而来的，因此红细胞成熟前和人的受精卵中的基因相同，B错误；红细胞是由受精卵有丝分裂而来的，既有血红蛋白基因，也有胰岛素基因和其他基因，C错误，D正确。
8.
B
【解析】植物组织培养是指利用植物细胞形成完整的植物体，其培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性，A正确；动物克隆成功表明高度分化的动物的细胞核具有全能性，B错误；细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质，C正确；一般情况下，细胞的分化程度越低，细胞的全能性越高，全能性的大小依次为：受精卵>植物体细胞>动物体细胞，D正确。
9.
A
【解析】心脏干细胞分化形成心脏的过程并没有形成完整个体，因此没有表现细胞的全能性，A错误；细胞分化具有不可逆性，B正确；运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织，开创人类疾病治疗的新方法，C正确；干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质，D正确。
素养提升
10.
（1）丁
（2）能
胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达
（3）奢侈基因
（4）人体细胞都来源于同一个受精卵
细胞器的种类和数量不同
【解析】（1）由表可知，丁基因在三种细胞中均表达，结合题中信息可知其应属于管家基因。
（2）甲基因只在胰岛B细胞中表达，而胰岛素为胰岛B细胞的特定分泌物，故甲基因能表示控制胰岛素合成的基因。
（3）根据表中信息可知，细胞分化的实质是奢侈基因的选择性表达，管家基因在每种细胞中都能表达。
（4）人体所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，有丝分裂过程中细胞内的遗传物质不变，因此三种细胞中均含有四种基因；从细胞结构方面分析，细胞中所含细胞器的种类和数量不同导致细胞的形态和功能不同。
