还剩8页未读，
继续阅读
所属成套资源：2024年高中生物新教材同步学案 必修第一册 （含解析）
成套系列资料，整套一键下载
高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化精品导学案
展开
这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化精品导学案，共11页。
一、细胞分化及其意义
1．细胞分化的概念
2．细胞分化的特点
(1)持久性：细胞分化是一种持久性的变化。
(2)不可逆性：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
(3)普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
3．细胞分化的原因
细胞中的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．细胞分化的意义
(1)是生物体正常发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
判断正误
(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同( )
(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果( )
(3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果( )
答案 (1)× (2)× (3)×
解析 (1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的基因。
(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因不同。
(3)同一细胞蛋白质不同，是因为该细胞表达了很多不同基因，不是基因选择性表达。
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。
细胞分裂和细胞分化的关系
1．(2023·北京大兴高一月考)如图所示为来自同一人体的3种细胞，下列叙述正确的是( )
A．因为来自同一人体，所以各细胞中的高尔基体含量相同
B．因为各细胞核中的基因种类不同，所以形态、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都是蛋白质
D．虽然各细胞的生理功能有所不同，但细胞膜的结构相同
答案 D
解析 虽然来自同一人体，但由于基因的选择性表达，各细胞中的高尔基体含量有所不同，A错误；同一个体的不同细胞均来自受精卵的有丝分裂和分化，各细胞中携带的核基因相同，因为基因的选择性表达，所以各细胞的形态、生理功能不同，B错误；虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C错误。
2．下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A．进行ATP的合成 B．进行蛋白质的合成
C．存在血红蛋白 D．进行细胞呼吸
答案 C
解析 ATP是直接能源物质，所有细胞都进行ATP的合成，与细胞是否发生分化无关，A错误；所有细胞都能进行蛋白质的合成，与细胞是否发生分化无关，B错误；所有细胞都含有血红蛋白基因，但该基因只在红细胞中表达，这体现了细胞分化中基因选择性表达，说明细胞已经发生分化，C正确；所有细胞都要进行细胞呼吸，与细胞是否发生分化无关，D错误。
二、细胞的全能性
1．细胞的全能性
(1)概念：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。一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。
(2)植物细胞的全能性
①植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定培养液中→形成细胞团块eq \(――→,\s\up7(分化))根、茎和叶→新的植株。
②结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
(3)动物细胞细胞核的全能性
①实例：非洲爪蟾的核移植实验、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”。
②结论：已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
2．干细胞
(1)特点
①具有分裂和分化的能力。
②在动物和人体内，数量很少。
(2)举例：人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
判断正误
(1)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化( )
(2)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性( )
(3)壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性( )
(4)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
解析 (2)种子不是一个细胞，由胚发育成个体是正常的生长发育，而不是细胞全能性的体现。
(3)断尾壁虎新长出的尾巴，没有发育成完整的有机体或分化成其他各种细胞，不能体现全能性。
(4)细胞的全能性是细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或其他各种细胞的潜能和特性，而不是各种血细胞。
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。
细胞的全能性
3．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．不分裂的细胞一定不具有全能性
B．细胞全能性的表现需经历细胞分化过程
C．动物细胞和植物细胞的全能性一样高
D．只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全套遗传物质
答案 B
解析 不分裂的细胞可以具有全能性，A错误；一般而言，植物细胞全能性高于动物细胞，C错误；生殖细胞如卵细胞中具有发育成为完整有机体所必需的全套遗传物质，D错误。
4．2022年，某杂志在线报道了某大学的研究成果——用小分子化学物质诱导人成体细胞转变为多潜能干细胞(CiPSC)。用CiPSC制备的胰岛细胞能安全有效地降低糖尿病猴的血糖，凸显CiPSC在治疗疾病上的广阔前景。下列叙述错误的是( )
A．CiPSC具有正常的细胞周期
B．CiPSC的分化程度低于胰岛细胞
C．小分子化学物质通过改变体细胞的遗传物质获得了CiPSC
D．与体内已高度分化的体细胞相比，CiPSC的全能性更高
答案 C
解析 正常分裂的细胞都具有正常的细胞周期，CiPSC作为多潜能干细胞，具有正常的细胞周期，A正确；CiPSC能分化为其他细胞，其分化程度低于胰岛细胞，B正确；与体内已高度分化的体细胞相比，CiPSC的分化程度更低，全能性更高，D正确。
题组一 细胞分化
1．下列四幅图表示人体细胞的生命现象，其中一定属于细胞分化的是( )
答案 D
解析 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，叫作细胞分化，其结果是细胞的种类增加。图中A属于细胞生长，B属于细胞分裂，C属于受精作用，D属于细胞分化。
2．下列关于细胞分化的叙述，正确的是( )
A．单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B．细胞分化仅仅引起细胞形态的改变
C．细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果
D．只有在胚胎时期才会发生细胞分化
答案 C
解析 单细胞生物没有细胞分化现象，细胞分化是针对多细胞生物而言的，A错误；细胞分化不仅仅会引起细胞形态的改变，还会引起细胞结构和生理功能的改变，B错误；细胞分化是细胞中的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，C正确；细胞分化发生在多细胞生物的整个生命过程中，D错误。
3．取自同一生物的不同类型的正常体细胞，检测其基因表达，结果如图。下列关于此图说法不正确的是( )
A．若基因1～8中只有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因2
B．图中7种细胞的遗传物质是相同的
C．图中7种细胞中细胞器的种类和数量相同
D．此图可用于说明基因的选择性表达
答案 C
解析 不论细胞如何选择性表达，其内都必含有核糖体，所以基因1～8中只有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因2，A正确；由于7种细胞是取自同一生物不同类型的正常体细胞，由同一个受精卵分裂分化而来，它们的遗传物质是相同的，B正确；图中7种细胞中所表达的蛋白质不同，说明这7种细胞功能不同，故细胞器的种类和数量不同，C错误；此图可用于说明细胞分化的本质，即基因的选择性表达，D正确。
题组二 细胞的全能性
4．绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞，但用乳腺细胞的细胞核与卵细胞的细胞质融合成一个细胞后，这个细胞核仍然保持着全能性，这主要是因为( )
A．细胞核内含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质
B．卵细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传信息
C．卵细胞的细胞质为细胞核提供营养物质
D．细胞核与细胞质是相互依存的关系
答案 A
解析 动物细胞的细胞核之所以保持着全能性，是因为其中含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。
5．下列各组实验，体现细胞全能性的是( )
①动物受精卵发育成多细胞个体 ②烧伤病人的健康细胞培养出皮肤 ③小麦种子萌发生长成小麦植株 ④用胡萝卜韧皮部细胞培养产生胡萝卜植株
A．③④ B．①④ C．①③④ D．①②③④
答案 B
解析 受精卵的分化程度较低，动物受精卵发育成多细胞个体可以体现细胞的全能性，①正确；烧伤病人的健康细胞培养出皮肤，不能体现细胞的全能性，②错误；种子是新植物的幼体，小麦种子萌发生长成小麦植株属于正常的个体发育，不能体现细胞的全能性，③错误；胡萝卜的韧皮部细胞是高度分化的细胞，用胡萝卜韧皮部细胞培养产生胡萝卜植株，可以体现细胞的全能性，④正确。综上所述，B符合题意。
6．下列关于细胞全能性的叙述，错误的是( )
A．克隆动物可作为动物细胞具有全能性的证据
B．细胞全能性一般随着细胞分化程度增高而降低
C．受精卵能在自然状态下发育成个体，因此全能性最高
D．全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
答案 A
解析 克隆动物可作为动物细胞核具有全能性的证据，A错误。
7．所谓干细胞就是( )
A．仍保持全能性的细胞
B．具有分裂和分化能力的细胞
C．具有有丝分裂能力的细胞
D．生物体中所有的细胞
答案 B
解析 理论上几乎所有细胞都具有全能性，A错误；干细胞除了有分裂能力，还有分化能力，C错误；生物体内高度分化的细胞不属于干细胞，D错误。
8．人体的骨髓中存在少量的间充质干细胞(MSC，多能干细胞的一种)，如图表示MSC形成不同组织细胞的过程。下列叙述错误的是( )
A．MSC细胞与a过程产生的子细胞的核内遗传物质相同
B．经b过程后，细胞器种类和数量出现改变
C．MSC细胞全能性高于体细胞，但低于受精卵
D．b过程细胞形态、生理功能发生变化，是因为核内遗传物质有所改变
答案 D
解析 b过程细胞形态、生理功能发生变化，是因为基因的选择性表达，而核内遗传物质没有发生改变，D错误。
9．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几项( )
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其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，细胞分化是由于细胞器的种类、数目及细胞质基质成分改变的结果
⑤从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因
⑥从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果
A．4项 B．3项
C．2项 D．1项
答案 C
解析 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其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；从细胞结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的种类、数目及细胞质基质成分改变的结果，④正确；从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的直接原因，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，⑤错误，⑥正确；综上分析可知，②⑤错误，C符合题意。
10．许多动物具有再生能力，例如，壁虎被天敌追赶紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的注意力，而趁机逃之夭夭，约50天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，不正确的是( )
A．再生是细胞分裂、分化的结果
B．再生是基因选择性表达的结果
C．再生对生物体生命活动具有积极意义
D．再生体现了细胞的全能性
答案 D
11．(2023·江苏连云港高一月考)某科研团队，从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞，经过体外培养，将形成的干细胞聚合体植入患者所需的牙髓腔里，使得牙齿神经、血管再生，完全恢复牙齿原有的功能。下列相关叙述正确的是( )
A．牙髓干细胞的分裂能力和分化程度都要高于神经细胞
B．细胞分化的实质是细胞中的细胞器种类增加
C．干细胞分化的过程中，细胞中的遗传物质没有发生改变
D．已经分化的牙髓干细胞分化成牙齿神经，说明细胞分化是可逆的
答案 C
解析 牙髓干细胞的分裂能力高于神经细胞，分化程度低于神经细胞，A错误；细胞分化的实质是基因选择性表达，并没有改变DNA(遗传物质)，B错误，C正确；牙髓干细胞分化成牙齿神经是一个分化过程，并不是回到分化前的状态，因此并不能说明细胞分化是可逆的，D错误。
12．组织特异性基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因。下列不属于该种类型基因的是( )
A．胰岛素基因 B．ATP合成酶基因
C．血红蛋白基因 D．抗体基因
答案 B
解析 细胞中存在两种类型的基因，一类是管家基因，是指所有细胞中均要表达的基因；还有一类是奢侈基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，即组织特异性基因。ATP合成酶基因是在所有细胞中均能表达的基因，该基因不属于组织特异性基因，B符合题意。
13．某杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为hiHep细胞的成果。 hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物、药物转运等。下列相关叙述中正确的是( )
A．细胞的分化程度越高，其全能性就越强
B．人成纤维细胞与 hiHep细胞的DNA和蛋白质种类相同
C．该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的
D．人成纤维细胞重编程为 hiHep细胞体现了细胞的全能性
答案 C
14．如图是与细胞增殖和分化有关的图解，据图回答下列问题：
(1)图中A表示的是____________________过程，B表示的是________________过程。
(2)图中e能合成血红蛋白，则b、c、d都______(填“能”或“不能”)合成血红蛋白。
(3)若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个植物体，说明d具有________性。
(4)图中的a、b、c、d、e五个细胞中，哪一个细胞的全能性最大？________。
答案 (1)细胞增殖(或有丝分裂) 细胞分化
(2)不能 (3)全能 (4)a
15．小肠干细胞通过增殖、分化产生潘氏细胞和小肠上皮细胞。潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质，抵抗外来病原体，而小肠上皮细胞与营养吸收有关。请回答下列问题：
(1)潘氏细胞与小肠上皮细胞所含的遗传信息________(填“相同”或“不同”)，两者出现功能差异是____________________的结果。
(2)小肠干细胞一旦分化为潘氏细胞后就不能再转化为小肠干细胞，也不能转化为小肠上皮细胞，此现象说明了细胞分化具有____________________________________________________
的特点。
(3)体细胞与早期胚胎干细胞都起源于受精卵，理论上都具有全能性。下列是研究细胞全能性的历程中的几个事实：
事实1：通过培养体细胞到目前为止还没有得到任何动物个体；
事实2：通过早期胚胎干细胞培养已经得到了某些动物个体；
事实3：通过将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中形成重组细胞，已经培育出某些动物个体。
通过上述事实进行推理，得出结论：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)相同 基因选择性表达(或遗传信息执行情况不同) (2)不可逆性 (3)动物细胞的全能性会随着分化程度的提高而逐渐受到抑制，已分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的项目
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
＋
＋
－
＋
项目
细胞分裂
细胞分化
发生时间
从受精卵开始
发生在整个生命过程中
原因
细胞增殖需要
基因的选择性表达
结果
细胞数目增多
细胞种类增多
意义
保持了亲、子代间遗传的稳定性
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，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降
一、细胞分化及其意义
1．细胞分化的概念
2．细胞分化的特点
(1)持久性：细胞分化是一种持久性的变化。
(2)不可逆性：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
(3)普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
3．细胞分化的原因
细胞中的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．细胞分化的意义
(1)是生物体正常发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
判断正误
(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同( )
(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果( )
(3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果( )
答案 (1)× (2)× (3)×
解析 (1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的基因。
(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因不同。
(3)同一细胞蛋白质不同，是因为该细胞表达了很多不同基因，不是基因选择性表达。
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。
细胞分裂和细胞分化的关系
1．(2023·北京大兴高一月考)如图所示为来自同一人体的3种细胞，下列叙述正确的是( )
A．因为来自同一人体，所以各细胞中的高尔基体含量相同
B．因为各细胞核中的基因种类不同，所以形态、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都是蛋白质
D．虽然各细胞的生理功能有所不同，但细胞膜的结构相同
答案 D
解析 虽然来自同一人体，但由于基因的选择性表达，各细胞中的高尔基体含量有所不同，A错误；同一个体的不同细胞均来自受精卵的有丝分裂和分化，各细胞中携带的核基因相同，因为基因的选择性表达，所以各细胞的形态、生理功能不同，B错误；虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C错误。
2．下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A．进行ATP的合成 B．进行蛋白质的合成
C．存在血红蛋白 D．进行细胞呼吸
答案 C
解析 ATP是直接能源物质，所有细胞都进行ATP的合成，与细胞是否发生分化无关，A错误；所有细胞都能进行蛋白质的合成，与细胞是否发生分化无关，B错误；所有细胞都含有血红蛋白基因，但该基因只在红细胞中表达，这体现了细胞分化中基因选择性表达，说明细胞已经发生分化，C正确；所有细胞都要进行细胞呼吸，与细胞是否发生分化无关，D错误。
二、细胞的全能性
1．细胞的全能性
(1)概念：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。一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。
(2)植物细胞的全能性
①植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定培养液中→形成细胞团块eq \(――→,\s\up7(分化))根、茎和叶→新的植株。
②结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
(3)动物细胞细胞核的全能性
①实例：非洲爪蟾的核移植实验、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”。
②结论：已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
2．干细胞
(1)特点
①具有分裂和分化的能力。
②在动物和人体内，数量很少。
(2)举例：人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
判断正误
(1)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化( )
(2)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性( )
(3)壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性( )
(4)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
解析 (2)种子不是一个细胞，由胚发育成个体是正常的生长发育，而不是细胞全能性的体现。
(3)断尾壁虎新长出的尾巴，没有发育成完整的有机体或分化成其他各种细胞，不能体现全能性。
(4)细胞的全能性是细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或其他各种细胞的潜能和特性，而不是各种血细胞。
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。
细胞的全能性
3．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．不分裂的细胞一定不具有全能性
B．细胞全能性的表现需经历细胞分化过程
C．动物细胞和植物细胞的全能性一样高
D．只有体细胞才具有发育成完整有机体所必需的全套遗传物质
答案 B
解析 不分裂的细胞可以具有全能性，A错误；一般而言，植物细胞全能性高于动物细胞，C错误；生殖细胞如卵细胞中具有发育成为完整有机体所必需的全套遗传物质，D错误。
4．2022年，某杂志在线报道了某大学的研究成果——用小分子化学物质诱导人成体细胞转变为多潜能干细胞(CiPSC)。用CiPSC制备的胰岛细胞能安全有效地降低糖尿病猴的血糖，凸显CiPSC在治疗疾病上的广阔前景。下列叙述错误的是( )
A．CiPSC具有正常的细胞周期
B．CiPSC的分化程度低于胰岛细胞
C．小分子化学物质通过改变体细胞的遗传物质获得了CiPSC
D．与体内已高度分化的体细胞相比，CiPSC的全能性更高
答案 C
解析 正常分裂的细胞都具有正常的细胞周期，CiPSC作为多潜能干细胞，具有正常的细胞周期，A正确；CiPSC能分化为其他细胞，其分化程度低于胰岛细胞，B正确；与体内已高度分化的体细胞相比，CiPSC的分化程度更低，全能性更高，D正确。
题组一 细胞分化
1．下列四幅图表示人体细胞的生命现象，其中一定属于细胞分化的是( )
答案 D
解析 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，叫作细胞分化，其结果是细胞的种类增加。图中A属于细胞生长，B属于细胞分裂，C属于受精作用，D属于细胞分化。
2．下列关于细胞分化的叙述，正确的是( )
A．单细胞生物和多细胞生物均可发生细胞分化
B．细胞分化仅仅引起细胞形态的改变
C．细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果
D．只有在胚胎时期才会发生细胞分化
答案 C
解析 单细胞生物没有细胞分化现象，细胞分化是针对多细胞生物而言的，A错误；细胞分化不仅仅会引起细胞形态的改变，还会引起细胞结构和生理功能的改变，B错误；细胞分化是细胞中的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，C正确；细胞分化发生在多细胞生物的整个生命过程中，D错误。
3．取自同一生物的不同类型的正常体细胞，检测其基因表达，结果如图。下列关于此图说法不正确的是( )
A．若基因1～8中只有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因2
B．图中7种细胞的遗传物质是相同的
C．图中7种细胞中细胞器的种类和数量相同
D．此图可用于说明基因的选择性表达
答案 C
解析 不论细胞如何选择性表达，其内都必含有核糖体，所以基因1～8中只有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因2，A正确；由于7种细胞是取自同一生物不同类型的正常体细胞，由同一个受精卵分裂分化而来，它们的遗传物质是相同的，B正确；图中7种细胞中所表达的蛋白质不同，说明这7种细胞功能不同，故细胞器的种类和数量不同，C错误；此图可用于说明细胞分化的本质，即基因的选择性表达，D正确。
题组二 细胞的全能性
4．绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞，但用乳腺细胞的细胞核与卵细胞的细胞质融合成一个细胞后，这个细胞核仍然保持着全能性，这主要是因为( )
A．细胞核内含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质
B．卵细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传信息
C．卵细胞的细胞质为细胞核提供营养物质
D．细胞核与细胞质是相互依存的关系
答案 A
解析 动物细胞的细胞核之所以保持着全能性，是因为其中含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。
5．下列各组实验，体现细胞全能性的是( )
①动物受精卵发育成多细胞个体 ②烧伤病人的健康细胞培养出皮肤 ③小麦种子萌发生长成小麦植株 ④用胡萝卜韧皮部细胞培养产生胡萝卜植株
A．③④ B．①④ C．①③④ D．①②③④
答案 B
解析 受精卵的分化程度较低，动物受精卵发育成多细胞个体可以体现细胞的全能性，①正确；烧伤病人的健康细胞培养出皮肤，不能体现细胞的全能性，②错误；种子是新植物的幼体，小麦种子萌发生长成小麦植株属于正常的个体发育，不能体现细胞的全能性，③错误；胡萝卜的韧皮部细胞是高度分化的细胞，用胡萝卜韧皮部细胞培养产生胡萝卜植株，可以体现细胞的全能性，④正确。综上所述，B符合题意。
6．下列关于细胞全能性的叙述，错误的是( )
A．克隆动物可作为动物细胞具有全能性的证据
B．细胞全能性一般随着细胞分化程度增高而降低
C．受精卵能在自然状态下发育成个体，因此全能性最高
D．全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
答案 A
解析 克隆动物可作为动物细胞核具有全能性的证据，A错误。
7．所谓干细胞就是( )
A．仍保持全能性的细胞
B．具有分裂和分化能力的细胞
C．具有有丝分裂能力的细胞
D．生物体中所有的细胞
答案 B
解析 理论上几乎所有细胞都具有全能性，A错误；干细胞除了有分裂能力，还有分化能力，C错误；生物体内高度分化的细胞不属于干细胞，D错误。
8．人体的骨髓中存在少量的间充质干细胞(MSC，多能干细胞的一种)，如图表示MSC形成不同组织细胞的过程。下列叙述错误的是( )
A．MSC细胞与a过程产生的子细胞的核内遗传物质相同
B．经b过程后，细胞器种类和数量出现改变
C．MSC细胞全能性高于体细胞，但低于受精卵
D．b过程细胞形态、生理功能发生变化，是因为核内遗传物质有所改变
答案 D
解析 b过程细胞形态、生理功能发生变化，是因为基因的选择性表达，而核内遗传物质没有发生改变，D错误。
9．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几项( )
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其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，细胞分化是由于细胞器的种类、数目及细胞质基质成分改变的结果
⑤从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因
⑥从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果
A．4项 B．3项
C．2项 D．1项
答案 C
解析 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其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；从细胞结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的种类、数目及细胞质基质成分改变的结果，④正确；从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的直接原因，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，⑤错误，⑥正确；综上分析可知，②⑤错误，C符合题意。
10．许多动物具有再生能力，例如，壁虎被天敌追赶紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的注意力，而趁机逃之夭夭，约50天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，不正确的是( )
A．再生是细胞分裂、分化的结果
B．再生是基因选择性表达的结果
C．再生对生物体生命活动具有积极意义
D．再生体现了细胞的全能性
答案 D
11．(2023·江苏连云港高一月考)某科研团队，从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞，经过体外培养，将形成的干细胞聚合体植入患者所需的牙髓腔里，使得牙齿神经、血管再生，完全恢复牙齿原有的功能。下列相关叙述正确的是( )
A．牙髓干细胞的分裂能力和分化程度都要高于神经细胞
B．细胞分化的实质是细胞中的细胞器种类增加
C．干细胞分化的过程中，细胞中的遗传物质没有发生改变
D．已经分化的牙髓干细胞分化成牙齿神经，说明细胞分化是可逆的
答案 C
解析 牙髓干细胞的分裂能力高于神经细胞，分化程度低于神经细胞，A错误；细胞分化的实质是基因选择性表达，并没有改变DNA(遗传物质)，B错误，C正确；牙髓干细胞分化成牙齿神经是一个分化过程，并不是回到分化前的状态，因此并不能说明细胞分化是可逆的，D错误。
12．组织特异性基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因。下列不属于该种类型基因的是( )
A．胰岛素基因 B．ATP合成酶基因
C．血红蛋白基因 D．抗体基因
答案 B
解析 细胞中存在两种类型的基因，一类是管家基因，是指所有细胞中均要表达的基因；还有一类是奢侈基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，即组织特异性基因。ATP合成酶基因是在所有细胞中均能表达的基因，该基因不属于组织特异性基因，B符合题意。
13．某杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为hiHep细胞的成果。 hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物、药物转运等。下列相关叙述中正确的是( )
A．细胞的分化程度越高，其全能性就越强
B．人成纤维细胞与 hiHep细胞的DNA和蛋白质种类相同
C．该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的
D．人成纤维细胞重编程为 hiHep细胞体现了细胞的全能性
答案 C
14．如图是与细胞增殖和分化有关的图解，据图回答下列问题：
(1)图中A表示的是____________________过程，B表示的是________________过程。
(2)图中e能合成血红蛋白，则b、c、d都______(填“能”或“不能”)合成血红蛋白。
(3)若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个植物体，说明d具有________性。
(4)图中的a、b、c、d、e五个细胞中，哪一个细胞的全能性最大？________。
答案 (1)细胞增殖(或有丝分裂) 细胞分化
(2)不能 (3)全能 (4)a
15．小肠干细胞通过增殖、分化产生潘氏细胞和小肠上皮细胞。潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质，抵抗外来病原体，而小肠上皮细胞与营养吸收有关。请回答下列问题：
(1)潘氏细胞与小肠上皮细胞所含的遗传信息________(填“相同”或“不同”)，两者出现功能差异是____________________的结果。
(2)小肠干细胞一旦分化为潘氏细胞后就不能再转化为小肠干细胞，也不能转化为小肠上皮细胞，此现象说明了细胞分化具有____________________________________________________
的特点。
(3)体细胞与早期胚胎干细胞都起源于受精卵，理论上都具有全能性。下列是研究细胞全能性的历程中的几个事实：
事实1：通过培养体细胞到目前为止还没有得到任何动物个体；
事实2：通过早期胚胎干细胞培养已经得到了某些动物个体；
事实3：通过将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中形成重组细胞，已经培育出某些动物个体。
通过上述事实进行推理，得出结论：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)相同 基因选择性表达(或遗传信息执行情况不同) (2)不可逆性 (3)动物细胞的全能性会随着分化程度的提高而逐渐受到抑制，已分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的项目
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
＋
＋
－
＋
项目
细胞分裂
细胞分化
发生时间
从受精卵开始
发生在整个生命过程中
原因
细胞增殖需要
基因的选择性表达
结果
细胞数目增多
细胞种类增多
意义
保持了亲、子代间遗传的稳定性
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，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降
相关学案
人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化学案： 这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化学案，共10页。学案主要包含了细胞的分化，细胞的全能性等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年第2节 细胞的分化导学案： 这是一份2020-2021学年第2节 细胞的分化导学案，共3页。学案主要包含了典例剖析等内容，欢迎下载使用。
2021学年第2节 细胞的分化导学案及答案： 这是一份2021学年第2节 细胞的分化导学案及答案，共10页。学案主要包含了细胞分化及其意义，细胞的全能性等内容，欢迎下载使用。
