高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化精品复习练习题

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1. 运用结构与功能的观念,阐明个体发育是通过细胞分化实现的。
2. 采用假说与推理的方法,说明细胞分化的实质。
3. 体验胡萝卜组织培养的过程,理解植物细胞的全能性。
目标一、 细胞分化及其意义
1.含义:
(1)发生时期:个体发育过程中。
(2)起点:一个或一种细胞增殖产生的后代。
(3)细胞变化:形态、结构和生理功能发生稳定性差异。
2.过程:
3.实质:基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
4.特点:普遍性、持久性、稳定性。
5.意义:
(1)细胞分化是个体发育的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
6．判断下列表述的正误
(1)已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。(×)
(2)生物体内的所有细胞都要发生细胞分化。(×)
(3)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，提高了生物体各种生理功能的效率。(√)
(4)就一个个体来说，骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。(×)
任务一 探究细胞分化的原因和结果
1．请比较来自同一哺乳动物的红细胞和B细胞，并回答下列问题：
(1)由同一个受精卵通过有丝分裂产生的两个子代细胞的遗传物质——DNA(基因)具有稳定性，分化前的细胞中的遗传物质——DNA(基因)相同，为什么分化后却合成不同的蛋白质？请提出你的假设。
提示 分化导致细胞内遗传物质丢失，所以分化后合成不同的蛋白质。
(2)请结合经典实验结果，得出细胞分化的根本原因。
注：“＋”表示有，“－”表示无。
提示 细胞分化的根本原因：基因的选择性表达。
(3)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抗体基因 ⑥胰岛素基因
提示 不是。④血红蛋白基因在红细胞内表达、⑤抗体基因在B细胞内表达、⑥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。
2．请总结细胞分化的结果并填空。
(1)细胞分化改变了细胞的形态、结构和生理功能，细胞器的种类和数量，蛋白质的种类。
(2)细胞分化没有改变细胞的数目和细胞内的遗传物质。
【核心归纳】
1.细胞分化的“变”与“不变”:
2.细胞分裂与细胞分化的比较:
1．下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A．能合成胰岛素 B．进行RNA的合成
C．进行ATP的合成 D．存在血红蛋白基因
解析：选A 只有胰岛B细胞才能合成并分泌胰岛素，所以细胞分泌胰岛素说明其已经高度分化；几乎所有细胞都能转录、翻译形成蛋白质，因此都能进行RNA的合成；所有细胞都能进行细胞呼吸合成ATP，因此据此不能判断细胞已经分化；同一个体的所有细胞都是由受精卵有丝分裂而来的，含有相同的遗传物质。
2．下列有关细胞分化的分析，错误的是( )
A．在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B．从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D．从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
解析：选C 在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，A正确；从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细胞中的遗传物质，C错误；从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因，D正确。
拓展延伸 长句特训 与高考接轨
（1） 请结合经典实验结果，得出细胞分化的根本原因。
根本原因是基因的选择性表达。
（2） 骨髓移植结合放疗和化疗，能够摧毁病变细胞，重建造血与免疫功能，大大提高了白血病的治愈率。移植骨髓可以治愈白血病的原因是骨髓中含造血干细胞，可以增殖、分化成血细胞，如白细胞等。
目标二、 细胞的全能性
1. 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⑨发育成完整植株的能力。
2. 动物体细胞细胞核的全能性
（1） 实验过程属于克隆过程，为无性繁殖
去核
（2） 结论：已分化的动物体细胞的⑪细胞核具有全能性。
3. ⑫完整有机体或分化成其他⑬各种细胞的潜能和特性。
4. 干细胞→也属于分化的细胞
（1） 特点
①具有⑭分裂和分化能力。
②在动物和人体内，数量很少。
（2） 举例：人骨髓中的⑮造血干细胞能通过增殖和分
（3） 研究意义
①脐带血干细胞可以用于治疗⑯血液系统疾病。
②体外保存和培养干细胞，使之形成组织或器官，用于对受损的组织或器官进行修复或更换。
5.判断下列相关表述的正误
（1） 造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。( ×)
（2） 已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。( × )
（3） 种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。 ( × )
(4)骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。(×)
(5)一般来说，细胞的分化程度越高，全能性越低。(√)
任务二 分析细胞的全能性
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在离体条件下并需要一定的外界条件。
(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？
提示 植物激素、无机盐和糖类等物质。
2．如图是非洲爪蟾的核移植过程，请分析回答下列问题：
如果直接将蝌蚪的肠上皮细胞进行培养，能不能形成完整的个体？和植物细胞的实验相比，你能从该实验得出什么结论？
提示 不能；已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
3．通过如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，图中哪些细胞不再分裂了？
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。
(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受精卵。细胞全能性大小与分化程度之间的关系为一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低。
(4)请解释细胞具有全能性的原因。
提示 细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质。
【核心归纳】
1．细胞分化与细胞的全能性比较
2．已分化的植物细胞表达全能性的三个条件
(1)离体；
(2)给予一定营养物质、激素等；
(3)适宜的温度、pH等环境条件。
1．下列关于细胞全能性的叙述，错误的是( )
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内的细胞没有表现出全能性的原因是分化中丢失了大量基因
C．将洋葱根尖细胞培养成完整植株说明已分化的植物细胞具有全能性
D．人体胚胎干细胞的全能性比造血干细胞的全能性高
解析：选B 受精卵是生物体全能性最高的细胞，A正确；生物体内细胞没有表现出全能性是因为基因的选择性表达，在生物体内所有的细胞都是由同一个受精卵分裂、分化而来，其中所含的基因均相同，B错误；将洋葱根尖细胞培养成完整植株说明已分化的植物细胞具有全能性，C正确；一般来说，分化程度越高，细胞全能性越低，所以人体胚胎干细胞的全能性比造血干细胞的全能性高，D正确。
2．下列哪种细胞的全能性最容易表达出来( )
A．青蛙的上皮细胞 B．胡萝卜根的韧皮部细胞
C．大白鼠的肝脏细胞 D．人的皮肤生发层细胞
解析：选B 细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，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。就目前的研究成果看，受精卵的全能性最高，其次是生殖细胞，再次是体细胞，而在体细胞中，无论植物细胞还是动物细胞，都能在一定程度上表现出全能性，但动物细胞的全能性受到限制，不如植物细胞的全能性容易表达出来。
3．研究人员给中风小鼠脑内移植神经干细胞并注射了3K3A­APC化合物，一个月后对小鼠进行测试，发现神经干细胞发育成的神经细胞数量增多，小鼠的运动和感觉功能明显恢复。下列对此研究的分析，正确的是( )
A．大多数神经干细胞的染色体数目是神经细胞的2倍
B．神经干细胞发育为功能正常的神经细胞体现了细胞的全能性
C．植入神经干细胞的数量和注射3K3A­APC化合物的浓度是该实验的自变量
D．神经干细胞发育为神经细胞过程中，细胞膜上的蛋白质种类、数量发生了稳定性改变
解析：选D 大多数神经干细胞处在分裂间期，而分裂间期细胞中染色体数目与神经细胞的相等，A错误；神经干细胞发育成功能正常的神经细胞，并没有发育成完整的个体或分化成其他各种细胞，因此不能体现细胞的全能性，B错误；植入神经干细胞的数量和注射3K3A­APC化合物的浓度是该实验的无关变量，自变量是是否移植神经干细胞和是否注射3K3A­APC化合物，C错误；神经干细胞发育为神经细胞是细胞分化的过程，该过程中细胞膜上的蛋白质种类、数量发生稳定性改变，如出现能识别神经递质的蛋白质等，D正确。
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
＋
＋
－
＋
变
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
细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变
分
子
水
平
蛋白质
角度
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,这是细胞分化的根本原因
不变
细胞数目和细胞内的遗传物质不变
项目
细胞分裂
细胞分化
细胞
变化
细胞数量增多
细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异,细胞种类增多
发生
时间
从受精卵开始
发生在生物体的整个生命过程中
意义
保持了亲子代遗传性状的稳定性
保证了生物体正常发育
联系
细胞分裂是细胞分化的基础,两者往往是相伴相随的,一般而言,分化程度越高,分裂能力则逐渐降低
细胞类型
细胞中基因
细胞中蛋白质
肌动蛋白基因
胰岛素基因
肌动蛋白
胰岛素
肌细胞
+
+
+
-
胰岛细胞
+
+
-
+
项目
细胞分化
细胞的全能性
原理
细胞内基因选择性表达
细胞内含有本物种全套遗传物质
特点
①持久性
②普遍性
③不可逆性
④稳定性
①高度分化的植物体细胞具有全能性
②动物已分化的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
结果
形成不同的组织和器官
形成新的个体或产生其他各种组织细胞
高低比较
细胞分化程度有高低之分，如体细胞＞生殖细胞＞受精卵
细胞全能性表达的容易程度不同，如受精卵＞生殖细胞＞体细胞
关系
①两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