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第2节　细胞的分化
课时学习目标　说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体(生命观念)。
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　　　　　　上发生稳定性差异的过程。
2.特点
3.意义
(1)是生物　　　　　　的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向　　　　，有利于提高生物体各种生理功能的　　　　。
4.原因
细胞分化是细胞中的基因　　　　　　　　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。
[微思考]
请在下图横线上标注具体生理过程并分析细胞分化的过程中遗传物质会发生变化吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。(　　)
(2)细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。(　　)
(3)细胞分化过程不改变细胞的数量。(　　)
生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因是在多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)上述基因属于管家基因、奢侈基因的分别是什么？(填图中标号)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况，说明细胞内的基因都只在特定的细胞内表达吗？
①核糖体合成酶基因　②ATP合成酶基因　③呼吸酶基因　④血红蛋白基因　
⑤胰岛素基因
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)这三种细胞是否可能为红细胞？(填“可能”或“不可能”)，说明理由。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)尝试分析高度分化的动植物细胞中含有本物种全套遗传信息的原因。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
三个水平层次上解读细胞分化
细胞水平 细胞的形态、结构和生理功能发生改变
亚显微结构水平 细胞器的数目及细胞质基质成分发生改变
分子水平 蛋白质角度 合成了某种细胞特有的蛋白质，蛋白质种类、数量、功能发生改变
基因角度 基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同
【学以致用】
1.(2024·西安高新一中检测)如图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是(　　)
A.因为来自同一人体，所以各细胞中的蛋白质种类均相同
B.因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、结构和生理功能不同
C.虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.各细胞的生理功能不同，细胞核中的遗传物质也不同
2.(2024·长沙一中调研)下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是(　　)
①a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化
②乙和丙的染色体组成不同　③丁与戊因遗传物质不同而发生分化　④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同
A.②③④ B.①②
C.①④ D.③④
二、细胞的全能性
1.细胞全能性的概念
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或　　　　　　　　　　的潜能和特性。
2.细胞全能性的实例
(1)植物组织培养
①过程：
②结论：高度分化的　　　　　　仍具有全能性。
(2)动物细胞核移植
①过程：
②结论：已分化的动物体细胞的　　　　具有全能性。
[微思考]
种子萌发成新植株能体现细胞的全能性吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.干细胞
[辨正误]
(1)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性。(　　)
(2)由受精卵发育成新个体体现了细胞的全能性。 (　　)
(3)卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高。(　　)
(4)干细胞具有分裂和分化能力。(　　)
1.阅读材料，回答问题：
如图是1958年美国科学家斯图尔德以一小块胡萝卜韧皮部的一些细胞为材料，培育出能开花结果的胡萝卜植株的实验过程。
请分析回答下列问题：
(1)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)图示的细胞遗传物质相同吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.下图是非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞的核移植过程。
(1)上图说明　　　　　　　　　　　　具有全能性。如果将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？　　　　。
(2)上图说明去核的爪蟾卵细胞中的　　　　　对动物细胞核全能性的表达发挥着重要作用。
(3)分析该实例，请你说明已经分化的细胞具有全能性的原因是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【学以致用】
3.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
4.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.植物体只有高度分化的体细胞才具有全能性
B.人体成熟红细胞在一定条件下可以体现出全能性
C.植物细胞的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
D.高度分化的植物细胞随时可以表现出全能性
细胞全能性的比较
(1)不同生物类型：植物细胞>动物细胞。
(2)不同细胞类型：受精卵>生殖细胞>体细胞。
(3)不同细胞分化程度：分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
(4)不同细胞分裂能力：与细胞分裂能力呈正相关，即分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞。　　　
1.(2024·广东茂名调研)细胞分化过程中不会出现的是(　　)
A.细胞结构的改变
B.细胞器种类和数量的改变
C.蛋白质种类和数量的改变
D.细胞核遗传物质的改变
2.(2024·洛阳市高一期末)分离的胡萝卜根细胞发育成植株过程示意图如图所示。据图，下列叙述中正确的是(　　)
A.过程a中的细胞均具有相同的染色体数目
B.过程b中的细胞遗传物质发生差异性变化
C.该过程体现了细胞的全能性
D.过程c中只有细胞分化
3.(2024·浙江名校联考)下列关于细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.多莉羊的成功培育证明了动物细胞具有全能性
B.种子萌发成植株的过程体现了细胞的全能性
C.胚胎干细胞分化成机体的各种器官不能体现细胞的全能性
D.利用细胞的全能性可将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整植株
4.(2024·大连市期末)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.人体的任何一个细胞都具有全能性
B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部，体现了细胞的全能性
C.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，体现了细胞的全能性
D.利用离体的植物组织、细胞培育花卉，所依据的原理是细胞具有全能性
5.下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。下列有关说法错误的是(　　)
细胞类型 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的遗传信息不同
第2节　细胞的分化
一、
自主梳理
1.形态、结构和生理功能
2.①—c　②—a　③—d　④—b
3.(1)个体发育　(2)专门化　效率
4.选择性表达　遗传信息
微思考
增殖　分化
提示：不会，细胞分化过程中只是不同细胞遗传信息的表达情况不同，细胞内的遗传物质没有发生改变。
辨正误
(1)√　
(2)×　提示：细胞分化发生在整个生命进程中。
(3)√
合作探究
(1)提示：a；b、c、d。
(2)提示：不是。④血红蛋白基因在红细胞内表达；⑤胰岛素基因在胰岛B细胞内表达，而①核糖体合成酶基因、②ATP合成酶基因、③呼吸酶基因在所有细胞中一般都可表达。
(3)提示：不可能，血红蛋白基因在这三种细胞中都没有表达。
(4)提示：高度分化的动植物细胞都是由同一细胞(受精卵)经分裂、分化而来的。
(5)提示：基因的选择性表达。
学以致用
1.C　[因为来自同一人体，所以各细胞核中的DNA相同，由于细胞分化，每种细胞的蛋白质种类不完全相同，A错误；各细胞中携带的基因相同，但由于基因的选择性表达，因此形态、结构和生理功能不同，B错误；4种细胞形态、大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正确；各细胞的生理功能不同，是细胞分化的结果，但是细胞核中的遗传物质相同，D错误。]
2.C　[由图可知，a过程为细胞的有丝分裂，b过程为细胞分化，①正确；乙、丙的染色体组成是相同的，②错误；b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，遗传物质不会发生变化，但蛋白质不完全相同，③错误，④正确。]
二、
自主梳理
1.分化成其他各种细胞
2.(1)①无机盐和糖类　②植物细胞　(2)②细胞核
微思考
提示：不能，种子萌发的过程是个体正常的生长发育过程。
3.分裂和分化　造血干细胞　血细胞
辨正误
(1)×　提示：克隆羊培育成功说明高度分化的动物体细胞核具有全能性。
(2)√
(3)×　提示：卵细胞属于已分化细胞。
(4)√
合作探究
1.(1)提示：植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。
(2)提示：相同；因为细胞分化并非遗传物质丢失造成的，它与遗传物质有选择性地发挥作用有关。
2.(1)动物体细胞的细胞核　不能　(2)细胞质
(3)提示：已经分化的细胞仍然具有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。
学以致用
3.D　[皮肤被划破后，伤口重新愈合以及蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部都属于细胞的增殖和分化，没有体现细胞的全能性，A、B错误；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错误；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正确。]
4.C　[植物体内几乎所有活细胞都具有全能性，A错误；人体成熟红细胞没有细胞核和线粒体等，没有遗传物质，所以无法体现全能性，B错误；高度分化的植物细胞在离体和适宜的条件下，可以表现出全能性，D错误。]
随堂检测
1.D　[细胞分化会使细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，A、B、C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会使细胞核中遗传物质发生改变，D正确。]
2.C　[题图a过程为有丝分裂，其后期染色体数目加倍，但分裂前后染色体数目保持不变，A错误；过程b为细胞的分化，该过程细胞遗传物质不发生改变，B错误；由单个根细胞形成试管幼苗体现了细胞的全能性，C正确；过程c涉及细胞分化和细胞分裂等，D错误。]
3.D　[多莉羊的成功培育证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；种子萌发成植株的过程是自然生长过程，不能体现细胞全能性，B错误；胚胎干细胞分化成机体的各种器官，体现了细胞的全能性，C错误；利用细胞全能性可将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整植株，D正确。]
4.D　[人的成熟红细胞没有细胞核和多种细胞器，不具有遗传物质，不具有全能性，A错误；蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部、小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞的过程都有细胞的增殖，并分化形成了其他细胞，但只是体现了能分化形成部分细胞，未体现出能分化成其他各种细胞，故没有体现细胞的全能性，B、C错误；利用离体的植物组织、细胞培育花卉，所依据的原理是细胞具有全能性，D正确。]
5.D　[细胞中基因表达具有选择性，由题表可知，甲基因只在胰岛B细胞中表达，在其他细胞中不表达，所以可能是控制胰岛素合成的基因，A正确；活细胞都能进行呼吸作用，丁基因在不同细胞中都表达，所以可能是控制呼吸酶合成的基因，B正确；三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因，根本原因是人体细胞都是由同一个受精卵经细胞分裂、分化产生的，核基因组成相同，C正确；三种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。](共40张PPT)
第6章　细胞的生命历程
第2节　
细胞的分化
课时学习目标
说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体(生命观念)。
目录 CONTENTS
1.细胞分化及其意义
2.细胞的全能性
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
形态、结构和生理功能
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___________________上发生稳定性差异的过程。
2.特点
3.意义
(1)是生物___________的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向________，有利于提高生物体各种生理功能的_______。
4.原因
细胞分化是细胞中的基因________________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。
个体发育
专门化
效率
选择性表达
遗传信息
[微思考]
请在下图横线上标注具体生理过程并分析细胞分化的过程中遗传物质会发生变化吗？
提示：不会，细胞分化过程中只是不同细胞遗传信息的表达情况不同，细胞内的遗传物质没有发生改变。
×
√
[辨正误]
(1)细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。( )
(2)细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。( )
提示：细胞分化发生在整个生命进程中。
(3)细胞分化过程不改变细胞的数量。( )
√
生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因是在多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)上述基因属于管家基因、奢侈基因的分别是什么？(填图中标号)
提示：a；b、c、d。
(2)请分析以下基因在不同分化细胞内
的表达情况，说明细胞内的基因都只
在特定的细胞内表达吗？
①核糖体合成酶基因　②ATP合成酶
基因　③呼吸酶基因　④血红蛋白基因　
⑤胰岛素基因
提示：不是。④血红蛋白基因在红细胞内表达；⑤胰岛素基因在胰岛B细胞内表达，而①核糖体合成酶基因、②ATP合成酶基因、③呼吸酶基因在所有细胞中一般都可表达。
(3)这三种细胞是否可能为红细胞？(填“可能”或“不可能”)，说明理由。
提示：不可能，血红蛋白基因在这三种细胞中都没有表达。
(4)尝试分析高度分化的动植物细胞中含有本物种全套遗传信息的原因。
提示：高度分化的动植物细胞都是由同一细胞(受精卵)经分裂、分化而来的。
(5)通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？
提示：基因的选择性表达。
三个水平层次上解读细胞分化
细胞水平 细胞的形态、结构和生理功能发生改变
亚显微结构水平 细胞器的数目及细胞质基质成分发生改变
分子水平 蛋白质角度 合成了某种细胞特有的蛋白质，蛋白质种类、数量、功能发生改变
基因角度 基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同
【学以致用】
1.(2024·西安高新一中检测)如图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是(　　)
C
A.因为来自同一人体，所以各细胞中
的蛋白质种类均相同
B.因为各细胞中携带的基因不同，所
以形态、结构和生理功能不同
C.虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.各细胞的生理功能不同，细胞核中的遗传物质也不同
解析:因为来自同一人体，所以各细胞核中的DNA相同，由于细胞分化，每种细胞的蛋白质种类不完全相同，A错误；
各细胞中携带的基因相同，但由于基因的选择性表达，因此形态、结构和生理功能不同，B错误；
4种细胞形态、大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正确；
各细胞的生理功能不同，是细胞分化的结果，但是细胞核中的遗传物质相同，D错误。
A.因为来自同一人体，所以各细胞中的蛋白质种类均相同
B.因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、结构和生理功能不同
C.虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.各细胞的生理功能不同，细胞核中的遗传物质也不同
C
2.(2024·长沙一中调研)下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是(　　)
①a过程是有丝分裂，b过程是细胞
分化
②乙和丙的染色体组成不同　
③丁与戊因遗传物质不同而发生分化　
④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同
A.②③④ B.①② C.①④ D.③④
解析:由图可知，a过程为细胞的有丝分裂，b过程为细胞分化，①正确；乙、丙的染色体组成是相同的，②错误；b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，遗传物质不会发生变化，但蛋白质不完全相同，③错误，④正确。
①a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化
②乙和丙的染色体组成不同　
③丁与戊因遗传物质不同而发生分化　
④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同
A.②③④ B.①②
C.①④ D.③④
分化成其他各种细胞
1.细胞全能性的概念
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或___________________的潜能和特性。
2.细胞全能性的实例
(1)植物组织培养
①过程：
②结论：高度分化的______________仍具有全能性。
无机盐和
糖类
植物细胞
(2)动物细胞核移植
①过程：
②结论：已分化的动物体细胞的__________具有全能性。
细胞核
[微思考]
种子萌发成新植株能体现细胞的全能性吗？
提示：不能，种子萌发的过程是个体正常的生长发育过程。
3.干细胞
分裂和分化
造血干细胞
血细胞
×
√
[辨正误]
(1)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性。( )
提示：克隆羊培育成功说明高度分化的动物体细胞核具有全能性。
(2)由受精卵发育成新个体体现了细胞的全能性。 ( )
(3)卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高。( )
提示：卵细胞属于已分化细胞。
(4)干细胞具有分裂和分化能力。( )
×
√
1.阅读材料，回答问题：
如图是1958年美国科学家斯图尔德以一小块胡萝卜韧皮部的一些细胞为材料，培育出能开花结果的胡萝卜植株的实验过程。
请分析回答下列问题：
(1)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？
提示：植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。
(2)图示的细胞遗传物质相同吗？为什么？
提示：相同；因为细胞分化并非遗传物质丢失造成的，它与遗传物质有选择性地发挥作用有关。
2.下图是非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞的核移植过程。
(1)上图说明_____________________具有全能性。如果将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？_______。
动物体细胞的细胞核
不能
(2)如图说明去核的爪蟾卵细胞中的_________对动物细胞核全能性的表达发挥着重要作用。
(3)分析该实例，请你说明已经分化的细胞具有全能性的原因是什么？
提示：已经分化的细胞仍然具有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。
细胞质
【 学以致用 】
D
3.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
解析:皮肤被划破后，伤口重新愈合以及蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部都属于细胞的增殖和分化，没有体现细胞的全能性，A、B错误；
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错误；
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正确。
C
4.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.植物体只有高度分化的体细胞才具有全能性
B.人体成熟红细胞在一定条件下可以体现出全能性
C.植物细胞的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
D.高度分化的植物细胞随时可以表现出全能性
解析:植物体内几乎所有活细胞都具有全能性，A错误；
人体成熟红细胞没有细胞核和线粒体等，没有遗传物质，所以无法体现全能性，B错误；
高度分化的植物细胞在离体和适宜的条件下，可以表现出全能性，D错误。
细胞全能性的比较
(1)不同生物类型：植物细胞>动物细胞。
(2)不同细胞类型：受精卵>生殖细胞>体细胞。
(3)不同细胞分化程度：分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
(4)不同细胞分裂能力：与细胞分裂能力呈正相关，即分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞。　　　
D
1.(2024·广东茂名调研)细胞分化过程中不会出现的是(　　)
A.细胞结构的改变
B.细胞器种类和数量的改变
C.蛋白质种类和数量的改变
D.细胞核遗传物质的改变
解析:细胞分化会使细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，A、B、C错误；
细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会使细胞核中遗传物质发生改变，D正确。
C
2.(2024·洛阳市高一期末)分离的胡萝卜根细胞发育成植株过程示意图如图所示。据图，下列叙述中正确的是(　　)
A.过程a中的细胞均具有相同的
染色体数目
B.过程b中的细胞遗传物质发生
差异性变化
C.该过程体现了细胞的全能性
D.过程c中只有细胞分化
解析:题图a过程为有丝分裂，其后期染色体数目加倍，但分裂前后染色体数目保持不变，A错误；
过程b为细胞的分化，该过程细胞遗传物质不发生改变，B错误；
由单个根细胞形成试管幼苗体现了细胞的全能性，C正确；
过程c涉及细胞分化和细胞分裂等，D错误。
A.过程a中的细胞均具有相同的染色体数目
B.过程b中的细胞遗传物质发生差异性变化
C.该过程体现了细胞的全能性
D.过程c中只有细胞分化
D
3.(2024·浙江名校联考)下列关于细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.多莉羊的成功培育证明了动物细胞具有全能性
B.种子萌发成植株的过程体现了细胞的全能性
C.胚胎干细胞分化成机体的各种器官不能体现细胞的全能性
D.利用细胞的全能性可将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整植株
解析:多莉羊的成功培育证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；
种子萌发成植株的过程是自然生长过程，不能体现细胞全能性，B错误；
胚胎干细胞分化成机体的各种器官，体现了细胞的全能性，C错误；
利用细胞全能性可将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整植株，D正确。
D
4.(2024·大连市期末)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A.人体的任何一个细胞都具有全能性
B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部，体现了细胞的全能性
C.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，体现了细胞的全能性
D.利用离体的植物组织、细胞培育花卉，所依据的原理是细胞具有全能性
解析:人的成熟红细胞没有细胞核和多种细胞器，不具有遗传物质，不具有全能性，A错误；
蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部、小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞的过程都有细胞的增殖，并分化形成了其他细胞，但只是体现了能分化形成部分细胞，未体现出能分化成其他各种细胞，故没有体现细胞的全能性，B、C错误；
利用离体的植物组织、细胞培育花卉，所依据的原理是细胞具有全能性，D正确。
D
5.下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。下列有关说法错误的是(　　)
细胞类型 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的遗传信息不同
解析:细胞中基因表达具有选择性，由题表可知，甲基因只在胰岛B细胞中表达，在其他细胞中不表达，所以可能是控制胰岛素合成的基因，A正确；
活细胞都能进行呼吸作用，丁基因在不同细胞中都表达，所以可能是控制呼吸酶合成的基因，B正确；
三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因，根本原因是人体细胞都是由同一个受精卵经细胞分裂、分化产生的，核基因组成相同，C正确；
三种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。限时练25　细胞的分化
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~13题,每小题3分,共39分。答案P234
【基础对点】
　　　　　　　　　　　　　　　　
知识点1　细胞分化及其意义
1.(2024·沈阳二中检测)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 (　　)
过程①中有细胞分裂发生
过程①中没有细胞的生长
过程②通常是不可逆的
过程②属于细胞分化
2.(2024·山西康杰中学质检)下列关于细胞分化的叙述,错误的是 (　　)
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
细胞分化是动物和植物发育的基础,且贯穿其整个生命进程
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
具有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
3.(2024·天津部分区期末)下列有关细胞分化的叙述,错误的是 (　　)
细胞分化仅发生在胚胎时期
细胞分化与生物的发育密切相关
细胞分化是生物界普遍存在的生命现象
细胞分化的实质是细胞中基因的选择性表达
4.(2024·北京朝阳区期中)下列对细胞分化的叙述,错误的是 (　　)
从核酸角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
从蛋白质角度分析,细胞分化是蛋白质种类不变、数量改变的结果
从细胞水平分析,细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生了改变
从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的种类、数目均改变的结果
知识点2　细胞的全能性
5.(2024·北京房山区期末)细胞的全能性是指 (　　)
细胞具有全面的生理功能
细胞既能分化也能恢复到分化前的状态
已经分化的细胞全部能进一步分化
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
6.(2024·北京平谷区期末改编)科学家利用非洲爪蟾的蝌蚪做实验,将肠上皮细胞的核移植到去核卵细胞中,结果获得了新的个体。下列叙述错误的是 (　　)
该过程发生了细胞的分裂
该过程发生了细胞的分化
说明已经分化的动物细胞具有全能性
说明肠上皮细胞的细胞核具有全能性
7.(2024·辽宁沈阳质量检测)2020年9月3日,某大学宣布,利用小鼠的胚胎干细胞成功培育出了“迷你心脏”,这一研究成果对器官移植技术的发展具有重大意义,该研究成果说明 (　　)
胚胎干细胞分化程度高于心肌细胞
胚胎干细胞内的所有基因都在活跃表达
胚胎干细胞经诱导可发生定向分化
胚胎干细胞的线粒体为细胞增殖提供了所有能量
【综合提升】
8.(2024·黑龙江齐齐哈尔高一上期末)下列关于细胞分化与全能性的叙述,错误的是 (　　)
细胞分化具有持久性、普遍性,且一般不可逆
造血干细胞分化成各种淋巴细胞时核DNA不变
马铃薯块茎长出大量的不定根体现了细胞的全能性
肌细胞的分化程度高于受精卵,而其全能性低于受精卵
9.(2024·浙江台州高一上期末)中国科学家将人皮肤纤维母细胞,诱导成为多能干细胞,如图中①②代表相应过程,甲~戊代表不同的细胞,下列相关叙述错误的是 (　　)
甲的全能性比乙低
乙具有分裂和分化能力
甲、乙、丁、戊细胞中都含有血红蛋白基因
②过程中细胞的形态结构和核遗传物质发生稳定性差异
10.(2024·江苏连云港期中)研究表明,人的毛囊干细胞老化会因黏性减弱而从原来位置逃逸进入真皮。脱离原微环境后,它们通常无法生存,导致头发变少,从而引起秃顶。下列有关说法错误的是 (　　)
毛囊干细胞在增殖期可以分化形成新的毛囊
毛囊干细胞的逃逸与细胞间的信息交流有关
毛囊干细胞黏性减弱与遗传物质无关
毛囊干细胞与其他干细胞一样都有较强的分裂能力
11.(2024·安徽滁州摸底考试)如图所示,小肠干细胞通过增殖分化使小肠上皮细胞得到更新,另外由它分化成的潘氏细胞能产生大量的表皮生长因子来调节邻近细胞的增殖和分化。下列说法正确的是 (　　)
小肠干细胞通过有丝分裂的方式进行细胞增殖
小肠干细胞和潘氏细胞都有细胞周期
小肠上皮细胞比小肠干细胞更容易表达出全能性
潘氏细胞和小肠上皮细胞功能不同的根本原因是蛋白质种类不同
12.(2024·山东枣庄滕州五中模拟)人的成熟红细胞经过四个阶段发育而来,各阶段细胞特征如表所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
阶段1 无血红蛋白,细胞有较强的分裂能力
阶段2 核糖体丰富,开始合成血红蛋白,细胞有分裂能力
阶段3 核糖体等细胞器逐渐减少,细胞分裂能力逐渐减弱
阶段4 无细胞核,无核糖体等细胞器,血红蛋白含量高,细胞无分裂能力
人体内的细胞分裂能力越弱,其寿命也相应越短
骨髓造血干细胞通过增殖分化产生新的红细胞补充到血液中
阶段2血红蛋白基因的选择性表达是细胞分化的原因之一
阶段4细胞核、多种细胞器的消失为携带氧的血红蛋白腾出了空间
13.(2024·广东湛江调研)科学家成功设计并打印出具有细胞、血管、心室和心房的人造心脏。他们先将干细胞制成“生物墨汁”,然后利用生物3D打印技术,通过一系列的技术引导,在生物支架上培育出所需的组织和器官。下列叙述错误的是 (　　)
生物3D打印技术中的“生物墨汁”也可用肌肉细胞替代
利用干细胞培育出所需人体器官体现了细胞的全能性
在培育器官的过程中,通过技术引导可以影响细胞分化的方向
在培育器官的过程中,会发生细胞的分裂、分化等
14.(21分)(2024·四川成都蓉城名校联盟高一下期中)如图是细胞分化实质的模式图,请回答下列问题:
(1)(6分)细胞分化会导致由一个或一种细胞增殖产生的后代,在　　　　　　、结构和　　　　　　上发生　　　　性的差异。
(2)(3分)细胞分化的实质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)细胞分化的标志从分子水平看,在细胞中合成了某种特有的　　　　,该物质是生命活动的主要承担者。从细胞水平看,形成了不同种类的细胞。
(4)(4分)分化细胞表达的基因,可概括为:①管家基因:所有细胞均表达的一类基因;②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因。图中的A、B、C三个基因可能属于奢侈基因的是　　　　;呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于　　　　(填“管家”或“奢侈”)基因。
(5)(2分)细胞中含有本物种的全套基因,这是细胞全能性的基础。细胞的全能性是指细胞经　　　　后,仍具有产生　　　　或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(6)(4分)图中的D基因在两个细胞中都未表达,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
限时练25　细胞的分化
1.B　[过程①表示细胞分裂，该过程中有细胞的生长，B错误。]
2.D　[具有分裂能力的细胞不一定会发生分化，D错误。]
3.A　[细胞分化贯穿于整个生命历程，A错误；细胞分化是生物个体发育的基础，与生物的发育密切相关，B正确；细胞分化具有普遍性，C正确；细胞分化的实质是细胞中基因的选择性表达，D正确。]
4.B　[从核酸角度分析，细胞分化的实质是基因的选择性表达，A正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，因此从分子水平的角度分析，细胞分化的直接原因是蛋白质种类、数量和功能改变的结果，B错误；从细胞水平分析，细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生了改变，C正确；从细胞器水平分析，细胞分化主要是细胞器的数目和种类及细胞质基质成分改变的结果，D正确。]
5.D　[细胞的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。]
6.C　[将蝌蚪肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞，结果获得了新个体，这体现了肠上皮细胞的细胞核具有全能性，但不能体现动物细胞具有全能性，由换核的卵细胞发育形成个体的过程中，存在细胞分裂、分化等正常的生命现象，综上分析，C错误，A、B、D正确。]
7.C　[由小鼠的胚胎干细胞分化出了“迷你心脏”，说明胚胎干细胞分化程度低于心肌细胞，A错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，胚胎干细胞分化出了“迷你心脏”，说明其细胞内的部分基因进行了活跃表达，B错误；题意显示，胚胎干细胞分化出了“迷你心脏”，说明胚胎干细胞经诱导可发生定向分化，C正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，细胞质基质中也能产生ATP，供细胞增殖耗能所需，因此胚胎干细胞的线粒体为细胞增殖提供了主要的能量来源，D错误。]
8.C　[细胞分化具有持久性、普遍性，且一般不可逆，A正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，并不改变核遗传物质，故造血干细胞分化成各种淋巴细胞时核DNA不变，B正确；细胞的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，马铃薯块茎长出大量的不定根(器官)不能体现细胞的全能性，C错误；受精卵发育成完整个体的潜能最大，即受精卵的全能性最高，故肌细胞全能性低于受精卵，一般来说，细胞分化程度与全能性高低呈负相关，即肌细胞的分化程度高于受精卵，D正确。]
9.D　[甲为已经高度分化的人皮肤纤维母细胞，而乙为多能干细胞，具有较强的分裂和分化能力，因此甲的全能性比乙低，A、B正确；甲经人工诱导分化成乙，而乙又分化出丙、丁、戊细胞，细胞分化前后核遗传物质保持不变，因此甲、乙、丁、戊细胞中都含有血红蛋白基因，C正确；由题图可知，②过程属于细胞分化过程，细胞的形态、结构和生理功能发生变化，但核遗传物质一般没有改变，D错误。]
10.C　[毛囊干细胞具有分裂、分化能力，在增殖期可以分化形成新的毛囊，A正确；老化的毛囊干细胞因黏性减弱而逃逸，这可能与细胞间的信息交流有关，B正确；毛囊干细胞黏性减弱与遗传物质有关，可能是特定遗传物质合成的蛋白质减少导致，C错误；毛囊干细胞与其他干细胞一样都有较强的分裂能力，D正确。]
11.A　[小肠干细胞属于体细胞，通过有丝分裂的方式进行细胞增殖，A正确；潘氏细胞是由小肠干细胞通过增殖分化而来的，是高度分化的细胞，没有细胞周期，B错误；小肠干细胞比小肠上皮细胞更容易表达出全能性，C错误；潘氏细胞和小肠上皮细胞功能不同的根本原因是基因的选择性表达，D错误。]
12.A　[细胞的分裂能力与寿命并非完全成正比，两者之间并无直接关系，A错误。]
13.A　[肌肉细胞已经高度分化，失去了分裂和分化能力，因此生物3D打印技术中的“生物墨汁”不能用肌肉细胞替代，A错误；细胞的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，利用干细胞培育出所需人体器官体现了细胞的全能性，B正确；在培育器官的过程中，通过技术引导可以影响细胞分化的方向，C正确；在培育器官的过程中，会发生细胞的分裂、分化等，D正确。]
14.(1)形态　生理功能　稳定
(2)基因的选择性表达
(3)蛋白质
(4)A和C　管家
(5)分裂和分化　完整有机体
(6)D基因是奢侈基因，在该个体其他细胞中表达(其他答案合理均可，如“基因选择性表达”或“D基因在该个体其他细胞中表达”)
解析　(1)根据细胞分化的概念可知，细胞分化会造成细胞在形态(比如红细胞变成双面凹的圆饼状)、结构(比如叶肉细胞中含有叶绿体)和生理功能上的变化，这些变化使得同一细胞的后代之间发生了稳定性的差异。
(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达。
(3)图中展示受精卵分化产生了两种细胞，它们表达的基因不完全相同，可能形成不同的mRNA，进而形成不同的蛋白质，因此可以说从分子水平看，在细胞中合成了某种特有的蛋白质，由于蛋白质是生命活动的主要承担者，进而使细胞担负不同的功能。
(4)据题图和题干分析，A基因只在左侧的细胞中表达，而C基因只在右侧的细胞中表达，所以A和C是奢侈基因。而每个细胞都有呼吸酶和ATP水解酶，所以相关基因是管家基因。
(5)细胞的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，原因是这些分裂和分化的细胞中含有本物种全套基因。
(6)图中的D基因在两个细胞中都未表达，说明D基因是奢侈基因，可能在该个体其他细胞中表达。

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