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6.2 细胞的分化学案
【预习新知】
（一）细胞分化及其意义
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 和生理功能上发生 差异的过程，叫作细胞分化。
2.特点
（1）细胞分化是一种 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 的生命现象。
（3）分化后的细胞内遗传物质
3.意义
（1）生物个 的基础。
（2）使细胞趋向 。有利于提高各种 的效率。
4.原因
细胞中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
的表达情况不同。
（二）细胞的全能性
1．概念：
(1)前提：__已经分化__的细胞。
(2)本质：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：
5．干细胞：
(1)特点：
①动物和人体内，数量少。
②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。
【巩固训练】
1.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。下列过程不发生细胞分化的是( )
A.胚细胞形成叶肉细胞 B.胚胎干细胞形成软骨细胞
C.植物细胞质壁分离 D.造血干细胞形成红细胞
2.蛙的下列细胞中，全能性最高的是( )
A.神经细胞 B.受精卵细胞 C.口腔上皮细胞 D.肌肉细胞
3.上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(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。下列相关叙述中不正确的是( )
A.hiHep细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞
B.人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同
C.人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，并未体现细胞的全能性
D.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
4.国际杂志Cell Systems上刊登了来自美国加州大学的一项研究成果：科研人员利用蓝色光脉冲开启了一种名为Brn2的基因，当Brn2（蛋白）信号足够强时，干细胞就会快速转化为神经细胞。下列有关分析错误的是( )
A.该实验说明蓝色光脉冲可促使干细胞分化为神经细胞
B.Brn2蛋白可能是诱导干细胞分化的重要信号蛋白之一
C.蓝色光脉冲改变了Brn2基因的碱基序列，进而促进干细胞的分化
D.干细胞和由其分化形成的神经细胞中，蛋白质的种类不完全相同
5.理论上来说，正常的植物细胞都具有全能性。下列有关植物细胞全能性的叙述，错误的是( )
A.植物细胞具有全能性的原因是细胞中含有发育成完整个体的全部信息
B.一粒玉米种子发育成完整植株的过程体现了植物细胞全能性
C.一般来说，植物体内分化程度越高的体细胞，其全能性越低
D.花药在体外被诱导成完整的单倍体植株不能体现体细胞全能性
6.在一个多细胞的生物体内，存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞，这是因为( )
A. 细胞发生了变异 B. 不同细胞的基因不同
C. 某些细胞失去了全能性 D. 不同细胞中的基因选择性地表达
7.下列有关细胞全能性的说法，错误的是( )
A.体细胞通常具有发育成完整个体所必需的全套基因
B.克隆羊多莉的培育体现了高度分化的动物细胞具有全能性
C.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
D.花药离体培养获得单倍体植株体现了植物配子的全能性
8.下列有关细胞全能性的叙述错误的是( )
A.一般来说，细胞分化程度越高，它的全能性越低
B.斯图尔德组织培养的成功表明植物细胞具有全能性
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.细胞全能性产生的根本原因是细胞内有能发育成完整个体的全套遗传信息
9.人的成熟红细胞经过几个阶段发育而来，各阶段细胞特征如下表。下列有关叙述正确的是( )
阶段 造血干细胞 幼红细胞 网织红细胞 成熟红细胞
特征 无血红蛋白，有较强的分裂能力 核糖体丰富，开始合成血红蛋白，有分裂能力 核糖体等细胞器逐渐减少，分裂逐渐减弱 无细胞核、核糖体、线粒体等，血红蛋白含量高，无分裂能力
A.细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志
B.表中各细胞生命活动所需的能量主要通过有氧呼吸提供
C.表中各细胞生理功能不同的原因是不同细胞中基因存在差异
D.成熟红细胞不具有完整的细胞结构，不利于红细胞运输氧气
10.下列关于细胞全能性的叙述，正确的是( )
A.判断细胞是否具有全能性的标准是看其能否发育成一个完整的个体
B.人的受精卵和早期胚胎细胞都是没有分化的细胞，因此都不具有全能性
C.壁虎断尾再生、克隆羊“多莉”的诞生，都体现了动物细胞的全能性
D.利用植物细胞的全能性，人们可以通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物
参考答案
1.答案：C
解析：A、在植物的生长发育过程中，胚细胞通过细胞分化形成叶肉细胞等各种细胞，A错误；
B、在动物的生长发育过程中，胚胎干细胞通过细胞分化形成软骨细胞等各种细胞，B错误；
C、植物细胞质壁分离后的复原是细胞吸水的原因，不属于细胞分化，C正确；
D、造血干细胞形成红细胞是经过细胞分化过程的，D错误。
故选C。
2.答案：B
解析：一般细胞分化程度越低，其全能性越高，所以全能性大小：受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞：植物细胞>动物细胞，故蛙的上述细胞中全能性最高的是受精卵细胞。故选B。
3.答案：A
解析：hiHep细胞通过胞吐的方式将血清白蛋白运出细胞，A错误；人成纤维细胞与hiHep细胞来自于同一个受精卵，因此两者的核DNA完全相同，B正确；人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，并没有发育为完整的个体，因此没有体现细胞的全能性，C正确；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正确。
4.答案：C
解析：A、由于蓝色光脉冲开启了Brn2的基因后，干细胞就会快速转化为神经元，所以该实验证明了蓝色光脉冲可以促使干细胞分化为神经元，A正确；
B、由于当Brn2信号足够强时，干细胞就会快速转化为神经元，说明Brn2基因在神经细胞的形成过程中具有重要作用，Brn2蛋白可能是诱导干细胞分化的重要信号蛋白之一，B正确；
C、蓝色光脉冲开启了Brn2的基因，使Brn2信号足够强，不能说明Brn2基因的碱基序列发生了改变，C错误；
D、干细胞和由其分化形成的神经细胞中，由于基因的选择性表达，所以干细胞和神经元这两种细胞中，蛋白质的种类不完全相同，D正确。
故选C。
5.答案：B
解析：正常的植物体细胞经受精卵有丝分裂产生相同的细胞，这些相同的细胞再经基因的选择性表达分化成不同功能的细胞，这些细胞仍含有与受精卵相同的本物种生长、发育所需的全部遗传信息；正常的植物生殖细胞经原始生殖细胞减数分裂产生，仍含有本物种生长、发育所需的全套遗传信息，因此植物细胞即使分化后仍具全能性，A正确；玉米种子中含有胚，种子发育成植株是胚发育成个体的过程，是正常的生长发育过程，不能体现细胞的全能性，B错误；植物细胞的全能性与植物细胞的分化程度相关，一般来说，分化程度越高，越难体现出细胞的全能性，C正确；植物花药在体外被诱导成为完整的单倍体植株，利用的是植物组织培养技术，体现的是生殖细胞的全能性而不是体细胞全能性，D正确。
6.答案：D
解析：A、形成多种细胞是细胞分化的结果而不是变异的结果，A错误；B、不同体细胞的基因相同，B错误；C、细胞分化的过程中全能性会下降，但不会消失，C错误；D、不同细胞中的基因选择性地表达，故形成了形态、结构和功能上有差异的细胞，D正确。故选D。
7.答案：B
解析：A、细胞具有全能性的原因是含有该种生物发育成完整个体的全套遗传物质，所以一般具有发育成完整个体所必需的全套基因，A正确;B、克隆羊多莉的培育利用了核移植技术，培育过程体现了高度分化的动物细胞核具有全能性，B错误;C、高度分化的细胞的全能性受到抑制，只有离体情况下经过诱导才能表现出全能性，C正确;D、花药离体培养获得单倍体植株过程中涉及到脱分化和再分化两个过程，最终培育成完整植株体现了植物配子的全能性，D正确。
8.答案：C
解析：A、细胞分化程度越高，它的全能性就越低，A正确；
B、植物组织培养成功表明已分化的植物细胞能发育成完整的植株，说明植物细胞具有全能性，B正确；
C、克隆猴的诞生说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；
D、细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息，D正确。
故选C。
9.答案：A
解析：A、血红蛋白基因只在红细胞中表达，故细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志，A正确；
B、表中成熟红细胞无线粒体等细胞器，该细胞生命活动所需的能量主要通过无氧呼吸提供，B错误；
C、表中各细胞所含具有基因相同，他们的生理功能不同的原因是基因的选择性表达，C错误；
D、哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器，内含丰富的血红蛋白，有利于红细胞运输氧气，D错误。
故选A。
10.答案：D
解析：A、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。判断细胞是否具有全能性的标准有两个：如果能发育为一个完整个体，或者可以分化为其他各种细胞，都说明该细胞具有全能性，A错误；
B、人的受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞，B错误；
C、壁虎断尾再生不是一（种）个细胞而是多（种）个细胞分裂分化完成的，且此过程仅体现了器官的再生，并没有产生完整个体或其他各种细胞，因此没有体现动物细胞的全能性，克隆羊“多莉”的诞生，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；
D、植物组织培养是用离体的细胞、组织或器官，最后培养出一个植物个体，利用植物细胞的全能性，D正确。
故选D。

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