人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化课后作业题

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题组一 了解细胞分化的过程及其意义
1.下列关于细胞分化的叙述,不正确的是( 易错 )
A.细胞分化是一种持久性的变化
B.细胞分化的实质是不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同
C.细胞分化导致细胞内遗传物质改变
D.细胞分化在生物界是普遍存在的
2.(2021安徽池州定远重点中学高一期末)细胞的分裂、分化是多细胞生物生长发育的基础,下列有关细胞分化的说法错误的是( )
A.同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的弱
B.植物器官的形成是细胞分裂和分化的结果
C.白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化而来的
D.细胞分化发生在个体发育的整个时期
3.研究人员发现了一种能抑制脂肪细胞形成的蛋白质M。人体的干细胞先形成充质细胞,再进一步分化为肌肉细胞和脂肪细胞。当蛋白质M与某些充质细胞连在一起时,就会发育成肌肉细胞;但当蛋白质M消失时,上述细胞又会重新变成脂肪细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.肌肉细胞和脂肪细胞中都含有控制蛋白质M合成的基因
B.蛋白质M能影响充质细胞内某些基因的表达
C.已分化的细胞不可能再转化为其他功能的细胞
D.促进蛋白质M基因的表达是解决肥胖问题的一条途径
4.如图表示某高等生物个体发育过程中细胞发生的变化。请据图回答下列问题:
(1)图中由①→②,细胞体积增大,数目增多,细胞经历了 和 过程。
(2)图中由②→③,细胞发生了 ,细胞的 、 和 发生了 的差异,细胞的这种变化是基因在机体发育过程中 的结果。
题组二 理解细胞的全能性
5.(2021北京房山高一期末)细胞的全能性是指( )
A.细胞具有全面的生理功能
B.细胞既能分化也能恢复到分化前的状态
C.已经分化的细胞全部能进一步分化
D.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.(2021福建厦门高一期末)下列小鼠细胞中最容易表达出全能性的是( )
A.白细胞 B.早期胚胎细胞
C.造血干细胞 D.小肠上皮细胞
7.以下不能说明植物细胞全能性的实验是( )
A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株
B.紫色糯性玉米种子培育出植株
C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株
D.用玉米花粉粒培育出植株
题组三 理解干细胞及其应用
8.我国科学家实现了全球首例人类自体肺干细胞移植再生:从患者的支气管中提取干细胞,移植到肺部的病灶部位,实现了损伤组织的修复。上述资料表明( )
A.肺干细胞具有全能性
B.移植后的肺干细胞发生了细胞分裂和分化
C.移植后的肺干细胞遗传物质发生了改变
D.移植前的肺干细胞的形态结构与肺部其他细胞相同
9.研究人员从患有罕见的胰岛素依赖型糖尿病的患者皮肤上提取了一部分细胞,并将其诱导成多能干细胞,进一步诱导转化为分泌胰岛素的细胞,然后将这部分细胞输入患者体内进行治疗,下列说法中正确的是 ( )
A.输入患者体内进行治疗的细胞,将一直存活于人体内
B.该患者体内本身就存在干细胞,如骨髓中的造血干细胞
C.将患者的皮肤细胞诱导分化成多能干细胞,说明细胞分化是可逆的
D.多能干细胞在转化为分泌胰岛素的细胞的过程中蛋白质未发生改变
能力提升练
题组一 掌握细胞分化
1.(2021安徽六安一中月考改编,)细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象,下列叙述中不正确的有( )
①老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞
②分化后的不同组织细胞中的蛋白质种类完全不同
③细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率
④从细胞结构水平分析,细胞分化使细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能发生改变
⑤从蛋白质分子的角度分析,细胞分化使蛋白质种类、数量、功能发生改变
⑥从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
A.4项 B.3项 C.2项 D.1项
2.(2021辽宁大连联考,)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( )
A.人体内的细胞分裂能力越弱,其寿命也相应越短
B.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
C.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
D.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
题组二 细胞分化的综合
3.(2021黑龙江哈尔滨尚志中学高三月考改编,)2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重编程研究领域做出杰出贡献的科学家。细胞核重编程是将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,它们就有发育成多种类型细胞的可能。下列叙述错误的是( )
A.细胞核重编程与基因的选择性表达有关
B.动物细胞分化在特定诱导条件下是可逆的
C.该项研究证明了动物细胞具有全能性
D.干细胞是具有分裂和分化能力的细胞
4.(不定项)(2020山东德州高一期末联考改编,)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。下列说法不正确的是( )
A.小肠干细胞通过有丝分裂的方式进行细胞增殖
B.小肠干细胞和潘氏细胞都有细胞周期
C.小肠上皮细胞比小肠干细胞更容易表达出全能性
D.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
5.(2021湖北荆州高一期末改编,)黄芪(一种多年生草本植物)在中医治疗中运用广泛。有研究表明,黄芪对血管内皮的修复和血管再生具有非常重要的意义。请回答下列问题:
(1)内皮祖细胞(是血管内皮细胞的前体细胞,在生理或病理因素刺激下,可从骨髓动员到外周血液参与损伤血管的修复,简称EPCs)可增殖、 为血管内皮细胞,参与血管新生和内皮损伤后的修复。同一个人的血管内皮细胞与EPCs具有 (填“相同”或“不同”)的遗传物质。
(2)为探究黄芪有效保护血管内皮的作用机理,科研人员开展了以下研究。
①取健康成人外周血液获得EPCs,用不同浓度的黄芪进行处理。定期取样并测定细胞数量的相对值,值越大表明细胞增殖能力越强,结果如表。
由数据可知黄芪对EPCs增殖具有 作用,其作用效果与 有关。
②EPCs的一个细胞周期包括间期和分裂期(M期)两个阶段,间期又可分为G1期、S期和G2期,暂时离开细胞周期的细胞所处时期称为G0期。统计经黄芪处理后EPCs细胞周期中各时期细胞所占百分比,结果如表。
与对照组相比,实验组 期的细胞增多最显著,说明该期持续时间变 ,科研人员由此推测,黄芪有效保护血管内皮的作用机理是 。
答案全解全析
第2节 细胞的分化
基础过关练
1.C 细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡(教材P119),A正确;细胞分化的实质是不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同(教材P119),即基因的选择性表达,B正确;细胞分化一般不会导致细胞内遗传物质改变,C错误;细胞分化是生物界普遍存在的现象,D正确。
易错警示
细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞内遗传物质一般不会改变,但同一个体不同类型的细胞中,蛋白质不完全相同。
2.A 叶肉细胞是高度分化的细胞,同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强,A错误;植物器官的形成是种子萌发后细胞分裂和分化的结果,B正确;造血干细胞可分化形成各种血细胞,C正确;细胞分化发生在个体发育的整个时期,D正确。
3.C 同一个体的所有细胞都由同一个受精卵增殖分化而来,肌肉细胞和脂肪细胞都含有控制蛋白质M合成的基因,A正确;根据题干信息可知,蛋白质M能影响充质细胞内某些基因的表达,B正确;已分化的细胞也可能再转化为其他功能的细胞,如人体的干细胞,C错误;据题干信息可知,促进蛋白质M基因的表达,可以抑制脂肪细胞的形成,从而解决肥胖问题,D正确。
4.答案 (1)生长 分裂 (2)分化 形态 结构 生理功能 稳定性 选择性表达
解析 高等生物由受精卵经过细胞的分裂和分化形成各种组织和器官,进而发育成一个完整生命个体。(1)图中由①→②,细胞经历了生长和分裂。(2)细胞分化是在个体发育中,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。细胞分化的实质是基因的选择性表达。
5.D 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(教材P121)。
6.B 一般来说,全能性的高低与细胞分化程度有关,早期胚胎细胞属于全能干细胞,与其他选项相比,其分化程度最低,最容易表达出全能性,B符合题意。
7.B 胡萝卜韧皮部细胞培育出植株是通过植物组织培养实现的,体现了植物细胞的全能性,A不符合题意;种子长成植株属于自然生长过程,不能体现细胞的全能性,B符合题意;转入抗虫基因的细胞经过植物组织培养获得抗虫棉,体现了植物细胞的全能性,C不符合题意;玉米花粉粒属于生殖细胞,其形成完整植株体现了植物细胞的全能性,D不符合题意。
8.B 题述资料中的肺干细胞没有发育产生有机体或其他各种细胞,不能说明肺干细胞具有全能性,A错误;从患者的支气管中提取干细胞,移植到肺部的病灶部位,实现了损伤组织的修复,表明移植后的肺干细胞发生了细胞分裂和分化,B正确;移植后的肺干细胞遗传物质没有发生改变,C错误;移植前的肺干细胞的形态结构与肺部其他细胞不相同,D错误。
9.B 输入患者体内进行治疗的细胞,一段时间后会衰老、凋亡,A错误;该患者体内本身就存在干细胞,如骨髓中的造血干细胞,B正确;一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡(教材P119),细胞分化一般是不可逆的,C错误;多能干细胞转化为分泌胰岛素的细胞的过程中,发生了细胞的分化,蛋白质发生了改变,D错误。
能力提升练
1.D 老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞,如造血干细胞,①正确;分化后的不同组织细胞中的蛋白质种类有一些是相同的,如呼吸酶等,②错误;细胞分化形成具有不同形态结构和功能的细胞,有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率,③正确;细胞的功能与细胞器、细胞质基质以及细胞核等细胞结构有关,从细胞结构水平分析,细胞分化使细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能发生改变,④正确;从蛋白质分子的角度分析,细胞分化使蛋白质种类、数量、功能发生改变,⑤正确;细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,⑥正确。
2.A 细胞的分裂能力与寿命并非完全呈正相关,两者之间并无绝对关系,A错误;造血干细胞可以增殖分化形成红细胞,补充到血液中,参与氧气的运输,B正确;阶段2核糖体丰富,血红蛋白基因的选择性表达,表明开始合成血红蛋白,即该细胞发生了分化,C正确;阶段4人体成熟的红细胞没有细胞核和多种细胞器,可以为血红蛋白腾出更多的空间,D正确。
3.C 细胞核重编程是将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,与基因的选择性表达密切相关,A正确;细胞分化是一种持久性变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡,由题中信息可知,动物细胞分化在特定条件下是可逆的,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,题中发育成多种类型的细胞不能体现全能性,C错误;干细胞是指动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,D正确。
4.BCD 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。
5.答案 (1)分化 相同 (2)(明显的)促进 (黄芪的)使用浓度和时间 S 长 促进间期DNA的复制和相关蛋白质的合成,从而促进EPCs的增殖,进而起到保护血管内皮的作用(合理即可)
解析 分析①中表:与对照组相比,使用黄芪进行处理后细胞数量的相对值都增大,且6~24小时内,黄芪浓度越高、作用时间越长,细胞数量的相对值越大。分析②中表:与对照组相比,实验组S期的细胞增多最显著,其次是G2和M期,而G0和G1期的细胞减少。(1)内皮祖细胞可增殖、分化为血管内皮细胞,参与血管新生和内皮损伤后的修复。细胞增殖、分化不会改变细胞中的遗传物质,因此同一个人的血管内皮细胞与EPCs具有相同的遗传物质。(2)①与对照组相比,使用黄芪进行处理后细胞数量的相对值都增大,且在一定范围和时间内,黄芪浓度越高、作用时间越长,细胞数量的相对值越大,这说明黄芪对EPCs增殖具有(明显的)促进作用,其作用效果与(黄芪的)使用浓度和时间有关。②根据表中数据可知,与对照组相比,实验组S期的细胞增多最显著,说明该期持续时间变长,占细胞周期的比例增大。说明黄芪可促进间期DNA的复制和相关蛋白质的合成,从而促进EPCs的增殖,进而起到保护血管内皮的作用。阶段1
阶段2
阶段3
阶段4
无血红蛋白,细胞有较强的分裂能力
核糖体丰富,开始合成血红蛋白,细胞有分裂能力
核糖体等细胞器逐渐减少,细胞分裂能力逐渐减弱
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
组别
细胞数量的相对值
6小时
12小时
24小时
48小时
对照组
0.136
0.158
0.174
0.164
黄芪0.2 mg/mL组
0.148
0.172
0.191
0.177
黄芪2 mg/mL组
0.206
0.229
0.254
0.235
黄芪20 mg/mL组
0.266
0.317
0.324
0.312
组别
G0和G1
S
G2和M
对照组
86.71%
8.12%
5.76%
黄芪20 mg/mL组
77.23%
16.28%
7.31%
1.C
2.A
3.C
5.D
6.B
7.B
8.B
9.B
1.D
2.A
3.C
4.BCD