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第二节　细胞通过分化产生不同类型的细胞
[学习目标]　1.说出细胞分化的概念、特点和意义。2.概述细胞的全能性。
一、细胞能产生特异性变化
1．细胞分化
(1)概念：细胞在__________、结构和__________上发生__________、差异性变化的过程。
(2)原因(实质)：遗传物质__________发挥作用。
①细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所__________的，在各类细胞中都处于__________状态。
②有些遗传物质则在不同的组织细胞中表现__________的活动状态，从而使具有__________遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的__________变化。
(3)特点
①普遍性：细胞分化是多细胞生物普遍具有的。
②持久性：细胞的分化伴随着生物体整个生命进程。
③稳定性和不可逆性：正常情况下，细胞分化是__________，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。
④遗传物质不变性：细胞分化后，细胞内的遗传物质一般不发生变化。
(4)意义：生物的__________是通过细胞的分化过程来实现的。
2．干细胞
(1)特点：是一类可以分化成为各种细胞的__________细胞。不同干细胞的__________是不同的。
(2)种类
①全能干细胞：如受精卵，能产生生物体所需要的__________的细胞。
②__________：如胚胎干细胞，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。
(3)主要存在于骨髄中的__________，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。
判断正误
(1)细胞分化过程中细胞内的遗传物质发生了稳定性变化(　　)
(2)细胞分化在正常情况下是不可逆的过程(　　)
(3)干细胞只存在于胚胎发育期的个体中(　　)
任务一：分析细胞分化的原因
分析胰岛β细胞和红细胞(未成熟)中的基因和蛋白质(注：“＋”表示有，“－”表示无)，回答下列问题：
项目 基因 红细胞 胰岛β细胞
细胞中的基因 血红蛋白基因 ＋ ＋
胰岛素 ＋ ＋
角蛋白基因 ＋ ＋
ATP合成酶基因 ＋ ＋
呼吸酶基因 ＋ ＋
细胞中的蛋白质 血红蛋白 ＋ －
胰岛素 － ＋
角蛋白 － －
ATP合成酶 ＋ ＋
呼吸酶 ＋ ＋
(1)胰岛β细胞和红细胞中的遗传物质(基因)有没有差别，为什么？
(2)在红细胞和胰岛β细胞中都发挥作用的基因：__________和__________；仅在红细胞中发挥作用的基因：__________；仅在胰岛β细胞中发挥作用的基因：__________。
(3)由此说明细胞分化的根本原因：__________。
　细胞分化的“变”与“不变”
(1)“变”
①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。
②从细胞器水平分析：细胞器的种类和数目及细胞溶胶的成分和功能发生改变。
③从分子水平分析
a．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
b．基因角度：细胞内遗传物质有选择地发挥作用，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。
(2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
1．(2023·嘉兴高一月考)人体胚胎干细胞可分化成形态、结构与功能不同的神经细胞、骨骼肌细胞等多种类型的细胞。神经细胞和骨骼肌细胞中的遗传物质，有些都处于活动状态，有些则表现不同的活动状态。由此推测，细胞分化的根本原因是(　　)
A．细胞数量不断增多
B．位于生物体的不同部位
C．基因的结构不同
D．遗传物质有选择地发挥作用
2．如图表示人体内干细胞的增殖和分化。下列有关叙述中正确的是(　　)
A．造血干细胞与白细胞的DNA不同，因此合成的蛋白质种类也不同
B．造血干细胞增殖分化形成白细胞的过程中，遗传物质发生了不可逆的转变
C．生物个体的发育都是通过细胞分裂和分化实现的
D．细胞分化持续存在于整个人体发育过程中
二、细胞具有全能性
1．细胞全能性的概念：指细胞具有分化出各种细胞或发育成完整__________的潜能。
2．动、植物细胞的全能性
(1)高度分化的__________仍具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。
(2)动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能__________，不表现出全能性，但动物__________仍具有全能性。
(3)多莉羊的成功克隆证明了动物__________的全能性。
判断正误
(1)玉米种子形成新植株体现了细胞的全能性(　　)
(2)人体的早期胚胎细胞没有细胞分化，故没有全能性(　　)
(3)已分化的动物体细胞不能表现出全能性，但细胞核具有全能性(　　)
任务二：分析细胞具有全能性
1．如图是胡萝卜的组织培养过程，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和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？
(2)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？
2．如图是克隆羊的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能发育成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？
(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分的性状应该和哪只羊相同？
3．通过图示比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。
(1)正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？
(2)分化程度最低的细胞是__________。
(3)最容易表达全能性的细胞是__________。细胞全能性大小与分化程度之间的关系：__________。
3．细胞全能性是指细胞分裂和分化后，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。下列关于细胞全能性的叙述，错误的是(　　)
A．细胞表现出全能性的条件包括离体、适宜的营养条件、适宜的环境条件等
B．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性
C．体细胞克隆羊的成功培育，体现动物细胞核具有全能性
D．细胞全能性的物质基础是细胞具有该生物全套遗传信息
4．下列有关细胞分化与全能性的关系的表述，错误的是(　　)
A．受精卵没有分化，所以没有全能性
B．一般情况下，细胞分化程度越高，其全能性越弱
C．生殖细胞虽高度分化，但也可能有全能性
D．分化形成的哺乳动物成熟红细胞没有全能性
　　　　
答案精析
一、梳理教材新知
1．(1)形态　功能　持久的　(2)有选择地　①必需　活动　②不同　相同　特异性　(3)③不可逆的　(4)个体发育
2．(1)未分化　分化潜能　(2)①所有类型　②多能干细胞　(3)造血干细胞
判断正误
(1)×　(2)√　(3)×
提示　(1)细胞分化过程中细胞内的遗传物质一般不发生变化。(3)人体成熟以后体内也存在干细胞，如造血干细胞。
探究核心知识
(1)遗传物质没有差别，因为两种细胞都来自同一个受精卵，经过有丝分裂产生，与亲代细胞遗传物质相同。
(2)ATP合成酶基因　呼吸酶基因　血红蛋白基因　胰岛素基因　(3)细胞内遗传物质有选择地发挥作用
落实思维方法
1．D
2．D　[白细胞由造血干细胞增殖分化而来，故造血干细胞和白细胞中包含的DNA是相同的，但由于遗传物质有选择地发挥作用，二者合成的蛋白质种类不完全相同，A错误；造血干细胞增殖分化形成白细胞的过程中，遗传物质一般没有发生改变，B错误；单细胞生物不发生细胞分化；对多细胞生物而言，细胞分裂能增加细胞数目，而细胞分化能增加细胞种类，因此细胞分裂、分化是生物个体发育的基础，C错误；细胞分化持续存在于整个人体发育过程中，以保证生命活动的正常进行，D正确。]
二、梳理教材新知
1．个体
2．(1)植物组织　(2)越来越小　细胞核　(3)细胞核
判断正误
(1)×　(2)×　(3)√
提示　(1)玉米种子形成新植株的过程属于个体发育，不能体现植物细胞的全能性。
探究核心知识
1．(1)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)已分化的植物细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整有机体所需要的全套遗传信息。
2．(1)不能发育成完整个体。和植物细胞相比，动物高度分化的体细胞不能表现出全能性，但是细胞核仍具有全能性。
(2)和提供细胞核的B羊相同。
3．(1)皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞不再分裂。　(2)受精卵　(3)受精卵　一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低
落实思维方法
3．B　[种子由受精卵发育而来，是新个体的幼体，种子发育成植株不能体现全能性，B错误。]
4．A　[受精卵没有分化，其全能性最高，A错误。](共59张PPT)
第二节
细胞通过分化产生不同类型的细胞
第四章 细胞的生命历程
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学习目标
1.说出细胞分化的概念、特点和意义。
2.概述细胞的全能性。
内容索引
一、细胞能产生特异性变化
二、细胞具有全能性
课时对点练
细胞能产生特异性变化
一
1.细胞分化
(1)概念：细胞在 、结构和 上发生 、差异性变化的过程。
(2)原因(实质)：遗传物质 发挥作用。
①细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所 的，在各类细胞中都处于 状态。
②有些遗传物质则在不同的组织细胞中表现 的活动状态，从而使具有 遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的
变化。
梳理　教材新知
形态
功能
持久的
有选择地
必需
活动
不同
相同
特异性
(3)特点
①普遍性：细胞分化是多细胞生物普遍具有的。
②持久性：细胞的分化伴随着生物体整个生命进程。
③稳定性和不可逆性：正常情况下，细胞分化是 ，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。
④遗传物质不变性：细胞分化后，细胞内的遗传物质一般不发生变化。
(4)意义：生物的 是通过细胞的分化过程来实现的。
不可逆的
个体发育
2.干细胞
(1)特点：是一类可以分化成为各种细胞的 细胞。不同干细胞的
是不同的。
(2)种类
①全能干细胞：如受精卵，能产生生物体所需要的 的细胞。
② ：如胚胎干细胞，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。
(3)主要存在于骨髄中的 ，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。
未分化
分化潜能
所有类型
多能干细胞
造血干细胞
(1)细胞分化过程中细胞内的遗传物质发生了稳定性变化(　　)
提示　细胞分化过程中细胞内的遗传物质一般不发生变化。
(2)细胞分化在正常情况下是不可逆的过程(　　)
(3)干细胞只存在于胚胎发育期的个体中(　　)
提示　人体成熟以后体内也存在干细胞，如造血干细胞。
×
√
×
任务一：分析细胞分化的原因
分析胰岛β细胞和红细胞(未成熟)中的基因和蛋白质(注：“＋”表示有，“－”表示无)，回答下列问题：
探究　核心知识
项目 基因 红细胞 胰岛β细胞
细胞中的基因 血红蛋白基因 ＋ ＋
胰岛素 ＋ ＋
角蛋白基因 ＋ ＋
ATP合成酶基因 ＋ ＋
呼吸酶基因 ＋ ＋
项目 基因 红细胞 胰岛β细胞
细胞中的蛋白质 血红蛋白 ＋ －
胰岛素 － ＋
角蛋白 － －
ATP合成酶 ＋ ＋
呼吸酶 ＋ ＋
(1)胰岛β细胞和红细胞中的遗传物质(基因)有没有差别，为什么？
提示　遗传物质没有差别，因为两种细胞都来自同一个受精卵，经过有丝分裂产生，与亲代细胞遗传物质相同。
(2)在红细胞和胰岛β细胞中都发挥作用的基因： 和_____
；仅在红细胞中发挥作用的基因： ；仅在胰岛β细胞中发挥作用的基因： 。
(3)由此说明细胞分化的根本原因： 。
ATP合成酶基因
呼吸
酶基因
血红蛋白基因
胰岛素基因
细胞内遗传物质有选择地发挥作用
核心归纳
细胞分化的“变”与“不变”
(1)“变”
①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。
②从细胞器水平分析：细胞器的种类和数目及细胞溶胶的成分和功能发生改变。
核心归纳
③从分子水平分析
a.蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
b.基因角度：细胞内遗传物质有选择地发挥作用，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。
(2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
1.(2023·嘉兴高一月考)人体胚胎干细胞可分化成形态、结构与功能不同的神经细胞、骨骼肌细胞等多种类型的细胞。神经细胞和骨骼肌细胞中的遗传物质，有些都处于活动状态，有些则表现不同的活动状态。由此推测，细胞分化的根本原因是
A.细胞数量不断增多
B.位于生物体的不同部位
C.基因的结构不同
D.遗传物质有选择地发挥作用
落实　思维方法
√
2.如图表示人体内干细胞的增殖和分化。下列有关叙述中正确的是
A.造血干细胞与白细胞的DNA不同，
因此合成的蛋白质种类也不同
B.造血干细胞增殖分化形成白细胞
的过程中，遗传物质发生了不可
逆的转变
C.生物个体的发育都是通过细胞分裂和分化实现的
D.细胞分化持续存在于整个人体发育过程中
√
白细胞由造血干细胞增殖分化而来，故造血干细胞和白细胞中包含的DNA是相同的，但由于遗传物质有选择地发挥作用，二者合成的蛋白质种类不完全相同，A错误；
造血干细胞增殖分化形成白细胞的过程中，遗传物质一般没有发生改变，B错误；
单细胞生物不发生细胞分化；对多细胞生物而言，细胞分裂能增加细胞数目，而细胞分化能增加细胞种类，因此细胞分裂、分化是生物个体发育的基础，C错误；
细胞分化持续存在于整个人体发育过程中，以保证生命活动的正常进行，D正确。
细胞具有全能性
二
1.细胞全能性的概念：指细胞具有分化出各种细胞或发育成完整______
的潜能。
2.动、植物细胞的全能性
(1)高度分化的 仍具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。
(2)动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能 ，不表现出全能性，但动物 仍具有全能性。
(3)多莉羊的成功克隆证明了动物 的全能性。
梳理　教材新知
个体
植物组织
越来越小
细胞核
细胞核
(1)玉米种子形成新植株体现了细胞的全能性(　　)
提示　玉米种子形成新植株的过程属于个体发育，不能体现植物细胞的全能性。
(2)人体的早期胚胎细胞没有细胞分化，故没有全能性(　　)
(3)已分化的动物体细胞不能表现出全能性，但细胞核具有全能性
(　　)
×
×
√
任务二：分析细胞具有全能性
1.如图是胡萝卜的组织培养过程，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
组织和器官，这说明植物细胞
全能性的表达需要什么条件？
探究　核心知识
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)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？
提示　已分化的植物细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整有机体所需要的全套遗传信息。
2.如图是克隆羊的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能发育成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？
提示　不能发育成完整个体。和
植物细胞相比，动物高度分化的体细胞不能表现出全能性，但是细胞核仍具有全能性。
(2)得到的克隆羊的性别等绝大部
分的性状应该和哪只羊相同？
提示　和提供细胞核的B羊相同。
3.通过图示比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。
提示　皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞不再分裂。
(1)正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？
(2)分化程度最低的细胞是 。
(3)最容易表达全能性的细胞是 。细胞全能性大小与分化程度之间的关系： 。
受精卵
受精卵
一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低
3.细胞全能性是指细胞分裂和分化后，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。下列关于细胞全能性的叙述，错误的是
A.细胞表现出全能性的条件包括离体、适宜的营养条件、适宜的环境条
件等
B.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性
C.体细胞克隆羊的成功培育，体现动物细胞核具有全能性
D.细胞全能性的物质基础是细胞具有该生物全套遗传信息
落实　思维方法
√
种子由受精卵发育而来，是新个体的幼体，种子发育成植株不能体现全能性，B错误。
4.下列有关细胞分化与全能性的关系的表述，错误的是
A.受精卵没有分化，所以没有全能性
B.一般情况下，细胞分化程度越高，其全能性越弱
C.生殖细胞虽高度分化，但也可能有全能性
D.分化形成的哺乳动物成熟红细胞没有全能性
√
受精卵没有分化，其全能性最高，A错误。
网络构建
课时对点练
三
题组一　细胞的分化和干细胞
1.(2024·温州高一期中)下列哪项能说明某细胞已经发生了分化
A.进行ATP的合成 B.进行基因的表达
C.存在胰岛素基因 D.存在叶绿体
√
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所有细胞都能进行ATP的合成；未分化的细胞也进行基因的表达；存在胰岛素基因是分化的细胞和未分化的细胞共有的特征；存在叶绿体是分化细胞的特征，即分化的细胞中细胞器的种类和数量有差异，D符合题意。
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2.(2022·浙江1月选考，1)在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的
A.分裂与分化 B.分化与癌变
C.癌变与衰老 D.衰老与分裂
√
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3.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下列相关叙述错误的是
A.a过程表示干细胞能自我更新
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力
C.a、b、c过程中，细胞中遗传信息的执行情况不同
D.b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
√
a过程表示干细胞生成干细胞，即干细胞的自我
更新，A正确；
干细胞通过b、c过程形成了不同形态和结构的
细胞，故b、c过程为细胞的分化，B正确；
细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用，故a、b、c过程中遗传信息的执行情况是不同的，C正确；
细胞分化形成的是各种细胞，各种细胞先构成不同的组织，再由不同的组织构成不同的器官，D错误。
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4.(2024·宁波高一期末)取某小鼠体内的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如图。下列相关叙述错误的是
A.基因2 可能是 ATP合成酶基因
B.控制胰岛素合成的基因最可能是基因8
C.细胞1～7中含有的核酸不完全相同
D.细胞5与7 的功能最为相近
√
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基因2在细胞1～7中都表达，应该是维持细
胞基本生命活动的基因，ATP是细胞内的直
接能源物质，ATP合成酶催化ATP的合成，
A正确；
由于基因的选择性表达，来自同一个体的不
同类型体细胞中 DNA相同，RNA有所不同，
C正确；
细胞5和7表达的相同基因最少，二者的功能差异可能最大，D错误。
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5.(2024·浙江浙南名校联盟高一期中)如图是造血干细胞分化过程示意图。下列相关叙述错误的是
A.造血干细胞具有分化潜能
B.正常情况下细胞分化是不可逆的
C.造血干细胞分化能产生不同类型
的细胞
D.白细胞和造血干细胞相比，遗传物质发生了改变
√
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白细胞是由造血干细胞分裂、分化产生的，细胞分化过程中遗传物质一般不会发生改变，可见二者的遗传物质相同，D错误。
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题组二　细胞具有全能性
6.(2023·宁波高一月考)高度分化的植物细胞仍具有全能性的根本原因是
A.细胞具有增殖能力
B.细胞可与环境进行物质交换
C.细胞分化是可逆的
D.细胞具有全套遗传物质
√
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7.下列自然现象或科学研究成果中，能体现细胞全能性的是
A.壁虎断尾后重新长出尾部
B.胡萝卜的根细胞培养成完整植株
C.正常细胞转变成无限增殖的细胞
D.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
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8.某研究小组利用干细胞生产出了功能齐全的胰岛β细胞，这一项技术的实现为糖尿病的治愈带来了希望。下列有关说法错误的是
A.用干细胞生产出胰岛β细胞的过程属于细胞分化
B.干细胞中不含胰岛素基因
C.胰岛β细胞合成并分泌胰岛素需要多种细胞器的分工合作
D.干细胞和胰岛β细胞形态结构存在差异
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胰岛β细胞是由干细胞分化而来的，细胞分化前后遗传物质相同，干细胞和胰岛β细胞的遗传物质是相同的，都含胰岛素基因，只是胰岛素基因在胰岛β细胞中才能表达，B错误。
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9.(2023·温州高一期末)下列关于细胞分化的叙述，正确的是
A.细胞分化仅发生于早期胚胎的形成过程中
B.细胞中的遗传物质选择地发挥作用，导致细胞分化
C.分化的细胞中，DNA、RNA和蛋白质都不相同
D.肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性
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细胞分化贯穿于个体发育的整个过程中，在胚胎时期最旺盛，A错误；
细胞分化后，细胞中的RNA和蛋白质的种类与分化前相比，不完全相同，C错误；
肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程没有体现细胞的全能性，D错误。
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10.(2024·衢州高一期末)骨髓中的造血干细胞能分化成各种血细胞，下列叙述正确的是
A.造血干细胞在分化过程中遗传物质部分丢失
B.造血干细胞的分化潜能大于血细胞的分化潜能
C.正常情况下，造血干细胞分化为血细胞是可逆的
D.造血干细胞分化成各种血细胞体现了细胞的全能性
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造血干细胞在分化过程中遗传物质一般不会丢失，而是遗传物质有选择地发挥作用，A错误；
造血干细胞分化程度低，其分化潜能大于血细胞的分化潜能，B正确；
正常情况下，细胞分化具有不可逆性，造血干细胞分化为血细胞是不可逆的，C错误；
造血干细胞分化形成的是各种类型的血细胞，而不是各种细胞或发育成完整个体，不能体现细胞的全能性，D错误。
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11.(2024·金华高一期末)研究小组在研究秀丽隐杆线虫发育与细胞分化时发现，其体内的直肠细胞不经过细胞分裂可自然转变为运动神经元，这种从一种已分化细胞转变为另一种分化细胞的现象称为转分化。下列叙述错误的是
A.转分化现象说明直肠细胞具有全能性
B.转分化过程不会导致细胞数目增加
C.转分化过程涉及细胞中遗传物质选择性发挥作用
D.转分化过程细胞中蛋白质种类发生了变化
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12.某科学家证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。他们所使用的方法都是利用病毒将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞重新发生分化，最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞，称为诱导多功能干细胞。如图为科学成果示意图，
皮肤
细胞
诱导多功
能干细胞
肝细胞、神经细
胞和其他体细胞
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下列相关叙述正确的是
A.过程b是诱导多功能干细胞的形态、结构和遗传物质发生差异性变化的
过程
B.与皮肤细胞相比，经过程a形成的诱导多功能干细胞的全能性较低
C.这一科学发现纠正了动物细胞分化“不可逆转”的观点
D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导多功能干细胞和神经细胞
皮肤
细胞
诱导多功
能干细胞
肝细胞、神经细
胞和其他体细胞
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14
细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程，其实质是遗传物质有选择地发挥作用，遗传物质不变，A错误；
过程a形成的诱导多功能干细胞分化程度较低，全能性较高，B错误；
据图可知，已经分化的成熟的动物细胞在一定条件下也是可以逆转的，C正确；
神经细胞是高度分化的体细胞，不能增殖，因此没有细胞周期，D错误。
皮肤
细胞
诱导多功
能干细胞
肝细胞、神经细
胞和其他体细胞
1
2
3
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7
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13.(2024·嘉兴一中月考)如图是人体皮肤细胞利用外源DNA重新编程为诱导多功能干细胞的示意图(1、2、3、4代表可使细胞重编程的关键基因)。请据图回答下列问题：
1
2
3
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6
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(1)上述实验得到的表皮细胞与提供实验材料的人表皮细胞基因组成_____
(填“不同”或“相同”)。神经细胞和肌肉细胞内，DNA组成_____(填“相同”“不同”或“不完全相同”)，蛋白质种类____________(填“相同”“不同”或“不完全相同”)。
不同
相同
不完全相同
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由图可知，实验得到的表皮细胞导入了4个基因，所以和提供实验材料的人表皮细胞的基因组成是不同的。神经细胞和肌肉细胞都是由干细胞分裂和分化形成的，因此，神经细胞和肌肉细胞内，DNA组成相同，由于遗传物质有选择地发挥作用，两者细胞内的蛋白质种类不完全相同。
1
2
3
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(2)①过程的主要增殖方式是________；②过程称为________，其根本原因是_________________________。
有丝分裂
细胞分化
遗传物质有选择地发挥作用
1
2
3
4
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14
①过程干细胞的主要增殖方式是有丝分裂，形成相同细胞种类的细胞群体。②过程为细胞分化，形成了不同种类的细胞，细胞分化的根本原因是遗传物质有选择地发挥作用。
14.高度分化的动物细胞分化潜能变窄，它的全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。请利用性成熟的青蛙作为实验材料，设计一个实验方案证明上述说法。
(1)实验的基本思路：先把完整的体细胞单独培养，证明_______________
_____________________；再将_______________植入________________，看能否表现出全能性。
1
2
3
4
5
6
7
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13
14
高度分化的动物
细胞的全能性受到限制
体细胞的细胞核
去核的卵细胞中
(2)根据上述思路设计实验步骤：
第一步：取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养，观察其能否发育成一只完整的青蛙。
第二步：准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。
第三步：将______细胞的细胞核去除，取______细胞的细胞核导入去核的______细胞中，形成重组细胞。
第四步：将第三步形成的重组细胞进行细胞培养，观察能否发育成完整的青蛙。
1
2
3
4
5
6
7
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14
卵
体
卵
(3)实验结果：___________________________________________________
_______________________________。
(4)结论：_______________________________________________________
_______。
(5)有人推测，卵细胞细胞质中的物质X是促进体细胞的细胞核全能性发挥的物质，若要证明这一推断，请写出简单的设计思路：_______________
___________________________________________________________________________________________。
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直接单独培养青蛙体细胞不能发育成完整的青蛙，培养重组细胞，则能发育成完整的青蛙
高度分化的动物细胞其全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性
将物质X注入正常青蛙体细胞的细胞质中，在离体状态下，给予适宜条件培养，观察其能否发育成一只完整的青蛙作业25　细胞通过分化产生不同类型的细胞
[分值：100分]
第1～10题，每题5分；第11～12题，每题6分，共62分。
题组一　细胞的分化和干细胞
1．(2024·温州高一期中)下列哪项能说明某细胞已经发生了分化(　　)
A．进行ATP的合成 B．进行基因的表达
C．存在胰岛素基因 D．存在叶绿体
2．(2022·浙江1月选考，1)在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的(　　)
A．分裂与分化 B．分化与癌变
C．癌变与衰老 D．衰老与分裂
3.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A．a过程表示干细胞能自我更新
B．b、c过程表示干细胞具有分化能力
C．a、b、c过程中，细胞中遗传信息的执行情况不同
D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
4．(2024·宁波高一期末)取某小鼠体内的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．基因2 可能是 ATP合成酶基因
B．控制胰岛素合成的基因最可能是基因8
C．细胞1～7中含有的核酸不完全相同
D．细胞5与7 的功能最为相近
5．(2024·浙江浙南名校联盟高一期中)如图是造血干细胞分化过程示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．造血干细胞具有分化潜能
B．正常情况下细胞分化是不可逆的
C．造血干细胞分化能产生不同类型的细胞
D．白细胞和造血干细胞相比，遗传物质发生了改变
题组二　细胞具有全能性
6．(2023·宁波高一月考)高度分化的植物细胞仍具有全能性的根本原因是(　　)
A．细胞具有增殖能力
B．细胞可与环境进行物质交换
C．细胞分化是可逆的
D．细胞具有全套遗传物质
7．下列自然现象或科学研究成果中，能体现细胞全能性的是(　　)
A．壁虎断尾后重新长出尾部
B．胡萝卜的根细胞培养成完整植株
C．正常细胞转变成无限增殖的细胞
D．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
8．某研究小组利用干细胞生产出了功能齐全的胰岛β细胞，这一项技术的实现为糖尿病的治愈带来了希望。下列有关说法错误的是(　　)
A．用干细胞生产出胰岛β细胞的过程属于细胞分化
B．干细胞中不含胰岛素基因
C．胰岛β细胞合成并分泌胰岛素需要多种细胞器的分工合作
D．干细胞和胰岛β细胞形态结构存在差异
9．(2023·温州高一期末)下列关于细胞分化的叙述，正确的是(　　)
A．细胞分化仅发生于早期胚胎的形成过程中
B．细胞中的遗传物质选择地发挥作用，导致细胞分化
C．分化的细胞中，DNA、RNA和蛋白质都不相同
D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性
10．(2024·衢州高一期末)骨髓中的造血干细胞能分化成各种血细胞，下列叙述正确的是(　　)
A．造血干细胞在分化过程中遗传物质部分丢失
B．造血干细胞的分化潜能大于血细胞的分化潜能
C．正常情况下，造血干细胞分化为血细胞是可逆的
D．造血干细胞分化成各种血细胞体现了细胞的全能性
11．(2024·金华高一期末)研究小组在研究秀丽隐杆线虫发育与细胞分化时发现，其体内的直肠细胞不经过细胞分裂可自然转变为运动神经元，这种从一种已分化细胞转变为另一种分化细胞的现象称为转分化。下列叙述错误的是(　　)
A．转分化现象说明直肠细胞具有全能性
B．转分化过程不会导致细胞数目增加
C．转分化过程涉及细胞中遗传物质选择性发挥作用
D．转分化过程细胞中蛋白质种类发生了变化
12．某科学家证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。他们所使用的方法都是利用病毒将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞重新发生分化，最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞，称为诱导多功能干细胞。如图为科学成果示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
皮肤细胞诱导多功能干细胞肝细胞、神经细胞和其他体细胞
A．过程b是诱导多功能干细胞的形态、结构和遗传物质发生差异性变化的过程
B．与皮肤细胞相比，经过程a形成的诱导多功能干细胞的全能性较低
C．这一科学发现纠正了动物细胞分化“不可逆转”的观点
D．上述细胞中具有细胞周期的是诱导多功能干细胞和神经细胞
13．(每空3分，共18分)(2024·嘉兴一中月考)如图是人体皮肤细胞利用外源DNA重新编程为诱导多功能干细胞的示意图(1、2、3、4代表可使细胞重编程的关键基因)。请据图回答下列问题：
(1)上述实验得到的表皮细胞与提供实验材料的人表皮细胞基因组成________(填“不同”或“相同”)。神经细胞和肌肉细胞内，DNA组成________(填“相同”“不同”或“不完全相同”)，蛋白质种类____________(填“相同”“不同”或“不完全相同”)。
(2)①过程的主要增殖方式是________；②过程称为________，其根本原因是__________
___________________________________________________________________________。
14．(20分)高度分化的动物细胞分化潜能变窄，它的全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。请利用性成熟的青蛙作为实验材料，设计一个实验方案证明上述说法。
(1)实验的基本思路：先把完整的体细胞单独培养，证明_______________________；再将____________________植入__________________，看能否表现出全能性。
(2)根据上述思路设计实验步骤：
第一步：取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养，观察其能否发育成一只完整的青蛙。
第二步：准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。
第三步：将________细胞的细胞核去除，取______细胞的细胞核导入去核的________细胞中，形成重组细胞。
第四步：将第三步形成的重组细胞进行细胞培养，观察能否发育成完整的青蛙。
(3)实验结果：____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)结论：________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(5)(4分)有人推测，卵细胞细胞质中的物质X是促进体细胞的细胞核全能性发挥的物质，若要证明这一推断，请写出简单的设计思路：________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案精析
1．D　[所有细胞都能进行ATP的合成；未分化的细胞也进行基因的表达；存在胰岛素基因是分化的细胞和未分化的细胞共有的特征；存在叶绿体是分化细胞的特征，即分化的细胞中细胞器的种类和数量有差异，D符合题意。]
2．A
3．D　[a过程表示干细胞生成干细胞，即干细胞的自我更新，A正确；干细胞通过b、c过程形成了不同形态和结构的细胞，故b、c过程为细胞的分化，B正确；细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用，故a、b、c过程中遗传信息的执行情况是不同的，C正确；细胞分化形成的是各种细胞，各种细胞先构成不同的组织，再由不同的组织构成不同的器官，D错误。]
4．D　[基因2在细胞1～7中都表达，应该是维持细胞基本生命活动的基因，ATP是细胞内的直接能源物质，ATP合成酶催化ATP的合成，A正确；由于基因的选择性表达，来自同一个体的不同类型体细胞中 DNA相同，RNA有所不同，C正确；细胞5和7表达的相同基因最少，二者的功能差异可能最大，D错误。]
5．D　[白细胞是由造血干细胞分裂、分化产生的，细胞分化过程中遗传物质一般不会发生改变，可见二者的遗传物质相同，D错误。]
6．D　7.B
8．B　[胰岛β细胞是由干细胞分化而来的，细胞分化前后遗传物质相同，干细胞和胰岛β细胞的遗传物质是相同的，都含胰岛素基因，只是胰岛素基因在胰岛β细胞中才能表达，B错误。]
9．B　[细胞分化贯穿于个体发育的整个过程中，在胚胎时期最旺盛，A错误；细胞分化后，细胞中的RNA和蛋白质的种类与分化前相比，不完全相同，C错误；肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程没有体现细胞的全能性，D错误。]
10．B　11.A　12.C
13．(1)不同　相同　不完全相同　(2)有丝分裂　细胞分化　遗传物质有选择地发挥作用
解析　(1)由图可知，实验得到的表皮细胞导入了4个基因，所以和提供实验材料的人表皮细胞的基因组成是不同的。神经细胞和肌肉细胞都是由干细胞分裂和分化形成的，因此，神经细胞和肌肉细胞内，DNA组成相同，由于遗传物质有选择地发挥作用，两者细胞内的蛋白质种类不完全相同。(2)①过程干细胞的主要增殖方式是有丝分裂，形成相同细胞种类的细胞群体。②过程为细胞分化，形成了不同种类的细胞，细胞分化的根本原因是遗传物质有选择地发挥作用。
14．(1)高度分化的动物细胞的全能性受到限制　体细胞的细胞核　去核的卵细胞中　(2)卵　体　卵　(3)直接单独培养青蛙体细胞不能发育成完整的青蛙，培养重组细胞，则能发育成完整的青蛙　(4)高度分化的动物细胞其全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性　(5)将物质X注入正常青蛙体细胞的细胞质中，在离体状态下，给予适宜条件培养，观察其能否发育成一只完整的青蛙

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