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第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第二节 细胞分化、衰老和死亡
第1课时 细胞分化和细胞全能性
说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，
形成了复杂的多细胞生物体。
细胞分化形成复杂的
多细胞生物体
1.概念
（1）时期：在个体发育中。
（2）起点：①____________细胞。
（3）结果：在②__________和③__________上发生稳定性差异。
一个或一种
形态结构
生理功能
2.实例：骨髓中造血干细胞的分化。
血小板
B细胞
3.特点
特点 解释
⑥________ 细胞分化是一种持久性的变化
不可逆性 一般来说，分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到
死亡
普遍性 在生物界中⑦______存在，是生物体发育的基础
持久性
普遍
4.意义
在个体发育中，细胞分化能增加⑧____________，
不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理
功能，从而有利于提高⑨______________的效率。
细胞的类型
各种生命活动
（1）细胞分化过程是遗传物质发生稳定性差异的过程。( )
×
解析：细胞分化过程是细胞的形态结构和生理功能发生稳定性差异的过程，
遗传物质不发生变化。
（2）细胞分化仅发生在高等动物的胚胎时期，形成各种细胞，继而形成
组织、器官等结构。( )
×
解析：细胞分化发生在高等动物的整个生命过程中。
（3）生物体内的所有细胞都要发生细胞分化。( )
×
解析：动物的干细胞可保持不分化的状态。
［探究1］ 同一生物体的不同细胞遗传物质相同，但蛋白质不完全相同。
项目 细胞中基因 细胞中蛋白质
抗体基因 血红蛋白基因 抗体 血红蛋白
B细胞 -
红细胞 -
（1）请结合经典实验结果，分析细胞分化的原因：___________________
_____________。
细胞分化是基因选择
性表达的结果
（2）请总结细胞分化的结果：
①细胞分化改变了细胞的__________________________________________
_____________。
②细胞分化没有改变细胞的________________________。
形态结构和生理功能，细胞器的种类和数量，
蛋白质的种类
数目和细胞内的遗传物质
（1）属于管家基因的是________。
（2）属于奢侈基因的是____________。
①②⑤
③④⑥⑦⑧
“四看法”判断细胞分化
1.（2025·南京高一期末）下列有关细胞分化的叙述，正确的是( )
A.细胞分化增加了细胞的类型
B.细胞分化过程中遗传物质发生改变
C.细胞分化的结果是形成各种器官
D.个体发育中细胞分化一般是可逆的
√
解析：选A。细胞分化的结果是产生了形态结构和生理功能不同的细胞，
增加了细胞的类型，A正确；细胞分化不会导致细胞中的遗传物质发生改
变，细胞分化的本质是基因的选择性表达，B错误；细胞分化形成不同类
型的细胞，由不同类型的细胞构成不同的组织，多种组织构成相应的器官，
而不是细胞分化直接形成各种器官，C错误；细胞分化一般具有不可逆性，
即分化之后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，D错误。
2.（多选）（2025·扬州高一期末）下图表示人体内红细胞的发育过程，其
中过程②为细胞增殖，过程④中会出现核糖体、线粒体等细胞器丢失。下
列叙述正确的是( )
A.网织红细胞的分化能力小于早期胚胎干细胞
B.分化后的细胞在形态结构和生理功能上存在差异
C.只有④体现了细胞分化，成熟红细胞仍可分裂
D.图中干细胞与有核红细胞的遗传信息存在差异
√
√
分化后的细胞仍然具
有全能性
1.细胞的全能性：细胞分裂和分化后，仍然具有产生①____________或分
化成其他各种细胞的潜能和特性。
完整有机体
2.植物细胞的全能性
（1）实验过程
韧皮部
（2）结论：高度分化的植物细胞仍然具有③________________的能力。
发育成完整植株
3.动物体细胞的细胞核具有全能性
（1）实验过程
去核
（2）结论：高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着⑤___________
_____，是具有全能性的。
全套的遗传
物质
（1）细胞分化程度的高低与细胞的全能性无关。( )
×
解析：细胞分化程度越高，全能性越低；细胞分化程度越低，全能性越高。
（2）细胞的全能性是植物组织培养的基础。( )
√
（3）种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。( )
×
解析：种子不是一个细胞，由种子中的胚发育成个体是正常的生长发育，
不能体现细胞的全能性。
［探究1］ 阅读材料，回答问题。
材料Ⅰ：下图是1958年美国植物学家斯图尔德以胡萝卜根韧皮部的组织块
为材料，培育出能开花结果的胡萝卜植株的实验过程。
材料Ⅱ：下图是美洲爪蟾的核移植过程。
（1）材料Ⅰ培养过程说明，植物细胞具
有________，然而细胞在原植物体上并
未表现出该特性，而是分化成了不同的
组织和器官，这说明________________
__________________________________
__________。
全能性
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）材料Ⅰ中试管里的培养液应该含有的物质是______________________
_____。
植物激素、无机盐和糖
类等
（3）材料Ⅱ说明____________________________
具有全能性。将小肠上皮细胞单独培养______（填“能”或“不能”）获得新
的个体。
动物已分化的体细胞的细胞核
不能
（4）材料Ⅱ说明去核的卵细胞中的________
对动物细胞细胞核全能性的表达发挥重要作用。
细胞质
［探究2］ 通过下图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___________
________________________________
_________不再分裂了。
皮肤细胞、
红细胞、白细胞、血小板、神经细胞
和肝细胞
（2）分化程度最低的细胞是_______。
受精卵
（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为____________________________
___________________。
受精卵
一般情况下，细胞分化程度越
高，细胞全能性越低
（4）细胞具有全能性的原因是______________________________。
细胞内具有本物种全套遗传信息
细胞分化与细胞的全能性比较
项目 细胞分化 细胞的全能性
原理 细胞内基因选择性表达 已分化的细胞具有本物种全套遗传信息
特点 ①持久性；
②普遍性；
③不可逆性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性；
②已分化的动物体细胞全能性受限制，
但细胞核仍具有全能性；
③全能性的体现要进行诱导和离体培养
项目 细胞分化 细胞的全能性
结果 形成形态、结构、功能
不同的细胞群 形成新的个体
大小比
较
关系 ①二者的遗传物质都未发生改变；
②已分化的植物细胞仍然保持全能性；
③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
续表
1.（2025·扬州高一期末）下列能证明已分化的细胞仍能体现细胞全能性的
生物学实例是( )
A.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养形成试管苗
B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C.壁虎断尾后再重新长出新的尾部
D.克隆猴“中中”“华华”的培育成功
√
解析：选A。胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养形成试管苗，是将已分化的
植物细胞培养成完整的植株，体现了植物细胞的全能性，A符合题意；小
鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，这是细胞的分化过程，没有形成完整
有机体或其他各种细胞，不能体现细胞的全能性，B不符合题意；壁虎断
尾后再重新长出新的尾部，这是细胞的分裂和分化过程，没有形成完整有
机体或其他各种细胞，不能体现细胞的全能性，C不符合题意；克隆猴“中
中”“华华”的培育成功，体现了动物已分化的体细胞的细胞核的全能性，D
不符合题意。
2.细胞的重编程是指将已经成熟的细胞转化为干细胞或诱导多能干细胞。
研究发现，将某种细胞用鼠胚胎干细胞提取物诱导处理可获得“重编程”细
胞。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞的重编程技术有可能使成熟的细胞恢复增殖和分化的能力
B.“重编程”细胞的获得过程中细胞的形态结构和生理功能逐渐发生改变
C.利用鼠胚胎干细胞提取物获得“重编程”细胞未改变细胞核遗传物质
D.细胞的重编程技术表明细胞分化在生物体内不是一种持久性变化
√
解析：选D。因为细胞的重编程是将成熟的细胞转化为干细胞或诱导多能
干细胞，而干细胞具有增殖和分化的能力，所以细胞的重编程技术有可能
使成熟的细胞恢复增殖和分化的能力，A正确；“重编程”细胞是由成熟细
胞经诱导处理获得的干细胞或诱导多能干细胞，细胞类型发生改变，在这
个过程中细胞的形态结构和生理功能会逐渐发生改变，B正确；利用鼠胚
胎干细胞提取物获得“重编程”细胞，并没有改变细胞核的遗传物质，C正
确；细胞分化在生物体内是一种持久性的变化，不可逆转，细胞的重编程
技术是在体外特定条件下使成熟细胞发生转变，不能表明细胞分化在生物
体内不是一种持久性变化，D错误。
【知识框架】
随堂 效果检测
1.下列能说明某种细胞已经发生分化的是( )
√
2.大花杓兰是一种濒危药用植物，研究人员利用其地下芽，实现了大花杓
兰苗株大规模培养。下列说法错误的是( )
A.该过程利用了植物细胞的全能性
B.该培养技术能保持植物的优良品质
C.培养过程中发生了细胞增殖和分化
D.只有培养地下芽才能得到完整植株
√
解析：选D。分析题意可知，该过程利用了植物细胞的全能性，A正确；
利用植物组织培养技术得到的新植株与原植株遗传信息相同，故该培养技
术能保持植物的优良品质，B正确；该过程中由地下芽通过植物组织培养，
获得完整的大花杓兰苗株，发生了细胞的增殖和分化，C正确；理论上植
物细胞都具有发育为完整个体的潜能，不是只有培养地下芽才能得到完整
植株，D错误。
3.下列关于细胞全能性的叙述，正确的是( )
A.高度分化的细胞仍具有分化成其他各种细胞的潜能和特性
B.树桩上长出新枝条能体现细胞全能性
C.胚胎发育中细胞分化出现造血干细胞能体现细胞全能性
D.动物个体中提取的单细胞能在体外大量增殖体现了细胞全能性
解析：选A。细胞的全能性是指细胞分裂和分化后，仍然具有产生完整有
机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，A正确；树桩上长出新枝条属
于营养繁殖，不能体现细胞的全能性，B错误；胚胎发育中细胞分化出现
造血干细胞以及单细胞在体外大量增殖不能体现细胞全能性，C、D错误。
√
4.下图表示人体内造血干细胞的分化。下列有关叙述正确的是( )
A.造血干细胞与白细胞的遗传物质不同，因此二者合成的蛋白质种类也不同
B.红细胞可以通过无丝分裂增殖
C.图示细胞中，造血干细胞具有较强的分裂能力
D.白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞质膜具有选择透过性
√
解析：选C。 白细胞由造血干细胞分化形成，故造血干细胞与白细胞的遗
传物质相同，A错误；人体内的红细胞是高度分化的细胞，不能进行分裂，
B错误；题图所示细胞中，造血干细胞具有较强的分裂能力，C正确；白
细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞质膜具有流动性，D错误。
5.（多选）下图为同一个人的肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞部分产
生过程的模式图，下列相关叙述正确的是( )
A.三者含有的遗传信息相同
B.三者细胞器的种类和数量完全相同
C.三者含有的蛋白质种类不完全相同
D.形成三者的原因是基因的选择性丢失
√
√

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