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细胞的生命历程（2）细胞分化—2023-2024学年初升高生物学人教版（2019）精准链接
知识衔接
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1.细胞分化是指在个体发育过程中，一个或一种细胞通过分裂产生的后代在形态、结构和生理功能上发生差异性的变化。细胞分化的结果是产生了不同的细胞群，进而形成组织。
2.组织就是由形态相似、结构和功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群。人体内的主要组织有上皮组织、肌肉组织、神经组织和结缔组织。
衔接高中
一、细胞分化及其意义
1. 细胞分化的概念：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。
2. 时间：发生在整个生命历程中，达到最大限度。
3. 结果：
（1）分子水平的变化：mRNA种类不同、蛋白质种类不同。
（2）细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。
（3）组织、器官水平的变化：产生不同类型的细胞，构成不同的组织和器官。
4. 细胞分化的特点
特点 解释
持久性 发生在生物体的整个生命进程中，分化程度在胚胎时期达到最大
不可逆性 一般来说，分化了的细胞，不会再演变成原始的细胞，将一直保持分化后的状态，直至死亡
普遍性 在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
稳定性 分化后的细胞内遗传物质不发生改变
意义：细胞分化是生物个体发育的基础；使多细胞生物体重细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
原因：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的情况不同（或基因的选择性表达）
二、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：细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。
3. 植物细胞全能性和动物细胞的全能性
植物细胞表现全能性的条件：离体（必要条件）、提供营养物质（水、无机盐维生素氨基酸等）、激素（细胞分裂素生长素等）及其他适宜条件（适宜的温度、pH等）
动物细胞的全能性：高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，其全能性受到限制。但是，其细胞核仍然保持着全能性。如利用核移植技术克隆动物（如克隆羊多利的产生）。
细胞全能型大小的比较
细胞全能性的大小：一般而言，细胞的分化程度越高，全能性越小。
受精卵＞生殖细胞＞体细胞；
植物细胞＞动物细胞；
能够增殖的细胞＞停止增殖的细胞。
注意：动物受精卵第一次分裂形成的两个细胞，具备与受精卵类似的全能性。
应用：细胞全能性的应用主要有植物组织培养、培育克隆动物。组织培养技术广泛地应用于名贵花卉珍稀草药优良物种的迅速繁殖等：克隆技术可以应用于濒危动物的保护。
习题巩固
1.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( )
A.细胞衰老 B.细胞分化 C.细胞凋亡 D.细胞癌变
2.下列能说明人体某细胞已经发生分化的是( )
A.存在血红蛋白 B.含有DNA和RNA
C.含有ATP合成酶 D.可将葡萄糖氧化分解
3.细胞分化过程中不会出现的是( )
A.细胞形态结构改变 B.细胞器种类和数量改变
C.蛋白质种类和数量的改变 D.细胞核遗传物质的改变
4.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是( )
A. 细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
B. 一般来说，细胞分化程度越高，分裂能力越低
C. 细胞分化过程中遗传物质发生了改变
D. 细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
5.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
6.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
7.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
8.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，在肌肉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
9.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
10.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__________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：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。B正确，ACD错误。故选B。
2.答案：A
解析：A、血红蛋白存在于人体的红细胞中，红细胞是高度分化的细胞，A正确;B、所有细胞都含有DNA和RNA，与细胞分化无关，B错误； C、ATP是直接能源物质，所有细胞都进行ATP的合成，与细胞分化无关，C错误； D、所有细胞都进行细胞呼吸将葡萄糖氧化分解，与细胞分化无关，D错误。
故选A。
3.答案：D
解析：细胞分化是由于细胞中遗传信息的执行情况不同导致的,分化形成的细胞均来源于受精卵的有丝分裂,因此细胞核中的遗传物质并未发生改变。
4.答案：C
解析：A、细胞分化具有持久性，即发生在生物体的整个生命进程中，A正确；
B、一股来说，细胞分化程度越高，分裂能力越低，B正确；
C、细胞分化过程中遗传物质没有发生改变，C错误；
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，即在个体发育过程中，不同细胞中的遗传信息的执行情况不同，D正确。
故选C。
5.答案：C
解析：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。
6.答案：A
解析：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。
7.答案：C
解析：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。
8.答案：D
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项正确;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,B项正确;基因的表达具有选择性，故血红蛋白基因在红细胞中处于活动状态，在肌肉细胞中处于关闭状态,C项正确；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项错误。
9.答案：C
解析：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。
10.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。
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