第四单元 第三讲 细胞的分化、衰老和死亡 -(教参 练习)2023高考生物一轮复习【高考前沿】

第三讲　细胞的分化、衰老和死亡 　细胞分化与细胞的全能性 1．细胞分化 (1)概念：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。 (2)特点 ①普遍性：多细胞生物普遍具有。 ②持久性：贯穿于生物体整个生命进程中。 ③稳定性：已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。 ④不可逆性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。 (3)实质：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。 (4)意义 2．细胞的全能性 [基础诊断] 1．判断正误 (1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。(×) (2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。(×) (3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。(×) (4)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。(√) (5)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强。(√) (6)用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性。(×) 2．教材拓展 (1)人的胰岛B细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，请分析原因：因为都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的，不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同。 (2)分化后的细胞是否还具有全能性，为什么？ 提示：具有，细胞分化不会改变遗传物质。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性状所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。 (3)可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？ 提示：动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是高度分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。 3．热点剖析 下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析： (1)上述基因属于管家基因的是a，属于奢侈基因的是b、c、d。 (2)这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，所以这三种细胞不包括红细胞；A细胞可产生“胰岛素”，应为胰岛B细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为垂体细胞。 (3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？ 提示：A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。 1．归纳概括细胞分化的三个关键点 (1)细胞分化的标志： ①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。 ②细胞水平：形成了不同种类的细胞。 (2)分化细胞表达的基因： ①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 ②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。 (3)细胞分化的“变”与“不变”： ①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。 ②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。 2．构建细胞分化过程模式图 [经典考题] (2020·成都市模拟)下表是人体内红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是(　　) 细胞 血红蛋白基因 胰岛素基因 抗体基因 有氧呼吸酶基因 红细胞 ＋ － － ＋ 胰岛B细胞 － ① － ＋ 浆细胞 － － ② ③ A．①②③均表示“＋” B．此表说明细胞分化导致基因的选择性表达 C．三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同 D．三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同 [解析]　据题表分析可知，血红蛋白基因只在红细胞中表达；胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达；抗体基因只在浆细胞中表达；只有有氧呼吸酶基因在三种细胞中都表达，A正确；细胞分化的原因是基因选择性表达的结果，B错误；三种细胞中有氧呼吸酶基因都表达，C错误；三种细胞是同一个体中的体细胞，核基因种类相同，只是表达的基因不同，D错误。 [答案]　A [易错提醒] 区分细胞分化与全能性表达的标志 (1)细胞分化的标志：在所有细胞中都表达的基因与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因的表达、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。 (2) “关键