必修部分 第五章 第2节 细胞通过分化形成多细胞生物体(无答案)-高中生物学等级考学案（配新教材 第2版）

169 170 第 2 节 细胞通过分化形成多细胞生物体 一、 细胞通过分化形成组织器官 1. 细胞分化的概念：在个体发育中，相同细胞的后代，在形 态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。 2. 细胞分化的作用：通过有丝分裂只能增加细胞数，但是经 过细胞分化可以形成不同的细胞群，使细胞功能专一化，从而使不同的细胞具有不同的功能，使生物 体的代谢更高效，从而使个体更能适应环境的生存。神经细胞伸出长的突起，有传导神经冲动和储存 信息的功能:肌肉细胞量梭形，有收缩功能；在植物中，筛管细胞呈长柱形，有输送营养物质的功 能；叶肉细胞含有叶绿体，可进行光合作用。这些细胞都是通过细胞分化而成的。 3. 细胞分化的原因——基因的选择性表达：某生物各部位的体细胞形态、结构、功能差别很大， 但所包含的遗传物质是相同的，因为都是由同一个受精卵经有丝分裂产生的。之所以形成不同的组织 细胞是不同细胞中基因的选择性表达，即开启的基因不同，转录形成不同的蛋白质而引起细胞形态和 功能的不同（必修一，115页，图 5-10）。 细胞 / 基因 A B C D E 注：“√”表示基因表达 甲 √ √ 乙 √ √ 丙 √ √ 丁 √ √ 在生物体中一些基因在所有细胞中都持续表达，如指导糖酵解酶合成的基因、核糖体蛋白基因和 组蛋白基因等，如上表中基因 A。还有一些基因在各种组织中选择性表达，指导合成组织特异性蛋 白，对分化有重要影响。这类基因与各类细胞的特殊性有直接的关系，如指导合成各种蛋白类激素的 基因、红细胞的血红蛋白基因、抗体合成基因、表皮的角蛋白基因、肌肉细胞的肌动蛋白基因和肌球 蛋白基因等，如上表中基因 B、C、D、E。 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 细胞器的数目及细胞质基质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，即遗传信息的执行情况不同 4. 细胞分化的过程：细胞分化是一个渐变的过程，贯穿于生物个体发育的全过程，在胚胎发育的 早期、细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞的分化前途就已经决定，以后依次渐变，不能逆转，因 此分化是一种持久的、稳定的变化。 细胞分化是一种永久性变化，它发生在生物体的整个生命进程中，但在发育的不同阶段，细胞分 化程度不同，胚胎时期（三胚层的原肠胚时期）达最大程度。从最终来源看，生物体不同细胞均来自 受精卵的有丝分裂。由于有丝分裂中遗传物质不发生变化，因而同一生物体内不同细胞含有相同的遗 传物质。 例 1 下列关于细胞分化概念分析的叙述中不正确的是（ ）。 A. 细胞分化的主要标志首先是细胞内开始合成新的特异性的蛋白质 B. 细胞分化进程是细胞原有的高度可塑性潜能逐渐增加的过程 C. 细胞分化的分子基础是细胞固有基因的正常的严格有序的表达过程 D. 细胞分化是细胞由非专一性的状态向形态和功能的专一性状态转变的过程 例 2 下列从不同水平对细胞分化的分析中，不正确的是（ ）。 A．从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能发生改变的结果 B．从细胞的亚显微结构水平分析，细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质 成分和功能发生改变的结果 C．从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量、功能发生改变的结果，这是细胞 分化的根本原因 D．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 例 3 下列过程不属于细胞分化的是（ ）。 A．B淋巴细胞形成浆细胞 B．胚胎干细胞形成神经细胞 C．质壁分离植物细胞的复原 D．破损皮肤的修复 例 4 受抗原刺激后的淋巴细胞（ ）。 A．细胞周期变长，核糖体活动增强 B．细胞周期变长，核糖体活动减弱 C．细胞周期变短，核糖体活动减弱 D．细胞周期变短，核糖体活动增强 例 5 下列人体细胞中分化程度最低的是（ ）。 A. 胚胎干细胞 B. 造血干细胞 C. 胰腺细胞 D. 肌肉细胞 例 6 下列免疫细胞中，不能进一步分化的是（ ）。 A．T细胞 B．B细胞 C．记忆细胞 D．吞噬细胞 例 7 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 mRNA的合成 C. 存在血红蛋白 D. 存在纤维蛋白原基因 例 8 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是（ ）。 A．DNA碱基排列顺序不同 B．核糖体不同 C．转运 RNA不同 D．信使 RNA不同 例 9 在人体内，可以在同一细胞中产生的是（ ）。 A．胰岛素和胰高血糖素 B．生长激素和呼吸酶 C．胰岛素和胰蛋白酶 D．性激素和促性腺激素 例 10 同一个体的神经细胞与巨噬细胞的功能不同。下列关于这两种细胞的叙述中，错误的是（ ）。 A. 不会脱分化到受精卵的状态 B. 细胞核中的染色体数目相同 C. 功能不同是由于发生了细胞分化 D. 功能差异是在减数分裂过程中形成的 例 11 下图表示某人体内的三种细胞，下列说法中正确的是（多选）（ ）。 A．三种细胞所含遗传信息相同，DNA分子结构相同，所含蛋白质种类相同 B．三种细胞有些细胞器在数量上相差很大 C．三种细胞不相同的根本原因是每种细胞表达不同的基因组合 D．三种细胞来自同一人体，这些细胞存在于不同的组织器官，发生了不同的变异 E. 三种细胞的 mRNA不完全相同，tRNA也不完全相同 出现形态、结构和生理功能上的不同 （染色体数、核内的 DNA 仍彼此相同） 首先出现化学成分 上的不同如酶的不同 受精卵 各方面都相同的细胞 巨噬细胞 神经细胞 肌细胞 171 172 例 12 下图为植物叶表皮上气孔发育示意图，同时体现细胞分裂和细胞分化现象的过程是（ ）。 A. 仅①② B. 仅①②③ C. 仅①②④ D. 仅①②⑤ 例 13 狗的下丘脑神经细胞与其肌细胞的结构和功能不同，其根本原因是（ ）。 A．细胞质中的细胞器数目不同 B．细胞核的大小和数目不同 C．所含蛋白质的种类和数目不同 D．由核孔进入细胞质的某些大分子物质不同 例 14 细胞分化中能发生的事件有（ ）。 ①翻译 ②基因重组 ③解旋 ④脱氧核苷酸序列改变 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 例 15 研究者将人类视网膜细胞与成人干细胞融合，进而唤醒视网膜组织的再生潜能。下列与该 研究的原理及目的相同的是（ ）。 A．体外精子与卵细胞融合 B．无核卵细胞与体细胞核融合 C．包膜病毒与宿主细胞融合 D．骨髓瘤细胞与淋巴细胞融合 例 16 乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。乳腺细胞在泌乳期能合成大量乳蛋白，但不能合成唾 液淀粉酶，而唾液腺细胞能合成唾液淀粉酶，但不能合成乳蛋白。下图所示为一泌乳期的乳腺细胞， 关于该细胞中标出的三个基因的表达情况，下列说法正确的是（ ）。 A．图中的三个基因都能表达 B．图中有两个基因能表达 C．只有乳蛋白基因能表达 D．只有 ATP合成酶基因能表达 例 17 果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，长翅为显性。用一定高温 处理残翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为长翅。下列 解释错误的是（ ）。 A. 控制翅膀的基因在幼虫阶段就已经开始表达 B. 高温下相关蛋白质失去活性 C. 这种长翅个体的基因型可能已经变为杂合子 D. 表现型是基因与环境因素共同作用的结果 例 18 下图为蛙卵的发育过程模式图，下列对图的相关解释中正确的是（ ）。 A. 不同细胞中的蛋白质完全不同 B. 过程①②均为细胞有丝分裂过程 C. 过程①体现了动物细胞的全能性 D. 基因突变引起③、④、⑤、⑥、⑦的发生 例 19 取自同种生物的不同类型的正常细胞，检测其基因表达，结果如题 图。关于此图说法中不正确的是（ ）。 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种细胞的遗传物质一定是相同的 C．图中 8种基因的不同在于其组成不同 D．此图可用于说明基因的选择性表达 例 20 取同种生物的不同类型的细胞，检测其基因表达，结果如下图。据图判断的下列说法中不 正确的是（ ）。 A．图中黑色方框表示表达的基因，白色方框表示“沉默”的基因 B．图解可说明细胞的分化是基因选择性表达的结果 C．a、b、c可能是呼吸酶基因、晶状体蛋白基因、胰岛素基因 D．图中的 3种细胞的形态、结构和基因组成具有明显差异 E. 三种细胞都有 a、b、c、d四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵 例 21 右图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段，下列有关叙述、正确的是（ ）。 A. 细胞甲的分裂能力最强，分化程度最高 B. 过程①②中均发生了遗传物质的改变 C. B细胞中不含有控制淋巴因子合成的基因 D. 淋巴因子作用于膜受体后即被灭活 例 22 研究人员尝试打开皮肤细胞中与大脑细胞功能相关的基因并关闭无关基因，以诱导皮肤细 胞转变成脑细胞。该过程模拟了下列生命活动中的（ ）。 A．细胞分裂 B．细胞生长 C．细胞分化 D．细胞变形 例 23 人类的下列基因可以在同一个细胞内表达的是（ ）。 ①胰岛素基因和胰高血糖素基因 ②促性腺激素基因和生长激素基因 ③促性腺激素基因和性激素基因 ④胰蛋白酶基因和解旋酶基因 A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 例 24 下表为人体 4种细胞某些基因表达的结果，下列各项中相关叙述中正确的是（ ）。 细胞名称 肝细胞 幼嫩红细胞 造血干细胞 浆细胞 mRNA mRNA1 mRNA2 mRNA3 mRNA4 蛋白质 血浆蛋白 血红蛋白 呼吸酶 免疫球蛋白 A. 与上述四种蛋白质合成、加工或分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 B．4种细胞转录的 mRNA有相同的也有不同的，如 mRNA3在其他细胞中也有 C．4种细胞的全能性有差异，如幼嫩红细胞的全能性大于造血干细胞 D．4种蛋白质的功能不同，其原因是它们的氨基酸组成不同 例 25 奢侈基因是指在特别细胞类型中大量表达，并编码特殊功能产物的基因。细胞分化就是奢 侈基因选择性表达的结果。下列属于奢侈基因的是（ ）。 A．核糖体蛋白基因 B．ATP合成酶基因 C．DNA解旋酶基因 D．抗体蛋白基因 E. 血红蛋白基因 拟分生母细胞 保卫母细胞 表皮细胞 保卫细胞 气孔 拟分生细胞 ① ② ③ ④ ⑤ 受精卵 肌细胞 表 皮 细 红细胞 白细胞 ① ② ② ⑤ ④ ⑥ ⑦ ③ 红骨髓造血细胞 a b c d 神经细胞 基 因 胰岛 B 细胞 眼晶状体细 胞（胚胎中） 乳蛋白基因 淀粉酶基因 ATP 合成酶基因 4 5 3 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 细 胞 基因 7 6 173 174 例 26 下表数据是人体部分器官中所表达基因的估计数量，下列有关叙述中错误的是（ ）。 器官或细胞 眼 唾液腺 皮肤 血细胞 心脏 估计数量 1932 186 3043 23505 9400 A．人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达形成的 B．血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高 C．不同功能的细胞表达的基因不相同，是与细胞具有不同功能相适应的 D．人体各器官基因表达数量有差异，说明细胞中所含蛋白质有差异 例 27 果蝇眼的发育过程中涉及多个基因，ey基因起重要调控作用。科研人员将果蝇的 ey基因转 入发育成腿的细胞中，ey基因在这些细胞中成功表达，诱导产生了构成眼的不同类型细胞，最终在 腿部形成了眼。下列相关叙述不正确的是（ ）。 A．果蝇眼的发育过程体现了基因的选择性表达 B．ey的表达可能激活相关基因最终在腿部形成眼 C．在腿部形成的眼细胞中能检测到 ey形成的 mRNA D．发育成腿的细胞因不含有 ey基因而不能形成眼 例28 下表为人体从一个卵原细胞开始发生连续生理过程时细胞染色体组数的变化及各阶段相关特 点描述。下列说法中正确的是（ ）。 生理过程 甲 乙 丙 … 丁 染色体组数 2→1→2→1 1→2 2→4→2 ? 相关描述 性激素作用 细胞膜功能体现 遗传信息不变 功能趋向专门化 A. 甲过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生四个生殖细胞 B. 甲和丙过程能够发生的突变和基因重组决定了生物进化的方向 C. 乙过程体现了细胞膜的信息交流功能，丁过程是遗传物质定向改变的结果 D. 丙过程的子细胞中最多有23个核DNA含有卵原细胞的DNA单链 例 29 鲤鱼的尾鳍是单尾鳍，而金鱼则多为双尾鳍。科学家从鲤鱼的卵细胞中提取出 mRNA，将其 注入不同品系金鱼受精卵的细胞质中，另一部分金鱼受精卵作对照，两种受精卵在相同条件下培养， 其尾鳍的分化结果如表所示。下列相关分析中不合理的是（ ）。 金鱼品系 实验组(%) 对照组(%) 双尾鳍 单尾鳍 双尾鳍 单尾鳍 甲 87.4 12.6 99.9 0.1 乙 77.4 22.6 94.1 5.9 丙 69.4 30.6 90.2 9.8 A. 鲤鱼卵的 mRNA能使部分金鱼尾鳍从双尾变为单尾 B．金鱼受精卵被注入外源 mRNA后，不同品系金鱼的反应程度不同 C．若将实验组甲品系单尾鳍个体互交，后代几乎都是单尾鳍 D．金鱼尾鳍的分化可能在受精之前就已经启动 例 30 从同一个体的浆细胞（L）和胰岛 B 细胞（P）分别提取它们的全部 mRNA（L-mRNA和 P- mRNA），并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链 DNA（L-cDNA 和 P-cDNA）。其中，能与 L- cDNA互补的 P-mRNA 以及不能与 P-cDNA互补的 L-mRNA 分别含有编码（ ）。 ①核糖体蛋白的 mRNA ②胰岛素的 mRNA ③抗体蛋白的 mRNA ④血红蛋白的 mRNA A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 例 31 白细胞在分化过程中细胞表面出现的不同抗原，冠以“CD”前缀，目前已经发现超过 320种 抗原。造血干细胞可形成前体细胞，前体细胞可进一步形成各种血细胞。下列有关说法中错误的是（ ）。 抗原种类 CD3 CD19 CD34 CD38 CD45 注：“＋”表示 可检测到，“－”表 示检测不到 造血干细胞 － － ＋ － － 前体细胞 － － ＋ ＋ － T细胞 ＋ － － － ＋ B细胞 － ＋ － － ＋ A．前体细胞不属于干细胞 B．抗原随着细胞的分化会消失 C．需要检测多种抗原才能完全鉴别一种细胞 D．利用抗体与抗原的特异性结合可以鉴别不同抗原 二、不同细胞的分化能力有差异 （一）已分化的细胞具有全能性 1. 全能性的概念及理论基础：一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，携带有本 物种相同的 DNA分子。因此分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。若单个已经分化的细胞能够发 育形成完整的生物体，我们称这种细胞具有全能性。 在生物体内，由于受到体内环境的限制，基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化 成为不同的组织器官，只有脱离母体后，在一定的营养物质、激素（如植物细胞表达全能性需要细胞 分裂素和生长素的作用）等外界条件作用下才能表达出全能性。 2. 动植物细胞全能性不同：植物细胞具有全能性，例如取植物叶片组织，在合适条件下培养， 可发育成新植株（必修一，116页，图 5-11）。植物细胞的这种能力已经在农业生产中得到应用，比 如应用植物细胞组织培养技术来提高农作物的产量。动物细胞在胚胎发育过程中逐渐失去了全能性， 但是细胞核仍然保留着全能性，如克隆羊 Dolly（选修三，49页，图 2-17）。 理论上植物体细胞全能性大于动物体细胞（目前实验中只能证明体细胞核的全能性），同一生物个 体发育时期越早，其全能性越高，自然条件下受精卵全能性最高，生殖细胞一般稍微大于体细胞，但 是卵细胞全能性高于精子，更易发育成新个体。 3. 细胞分化与全能性比较 细胞分化 细胞全能性 原因 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传信息 特点 普遍性、持久性、稳定性、不可逆性 离体条件、需要营养物质、激素等外界条件诱导 结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体 关系 两者的遗传物质都不发生变化；细胞的分化程度越高，具有的全能性越小 重组细胞 核移植 发育 显微注射 胚胎 雌性动物 新个体 动物体细胞 雌性动物卵细胞 整个细胞：细胞全能性受到限制 细胞核：仍保持着细胞全能性 高度分化的动物细胞 全能性高低比较 高度分化的植物细胞：仍保持着细胞全能性 175 176 免疫细胞 神经细胞 心肌细胞 胚胎干细胞 卵细胞 囊胚 桑椹胚 精子 分化成各种体细胞 分化成各种血细胞 分化成红细胞 红细胞 全能胚胎干细胞 多能骨髓造血干细胞 单能骨髓造血干细胞 终端分化细胞 初步分化 进一步分化 最终分化 例 32 下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是（ ）。 A. 受精卵在适宜条件下能发育成完整个体，因此全能性最高 B. 生物体内细胞由于分化，因此全能性不能表达 C. 卵细胞与受精卵一样细胞未分化，因此全能性很高 D. 植物细胞在一定条件下离体培养，能表现出全能性 例 33 植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ）。 A．给予适宜的营养和外界条件 B．导入其他植物细胞的基因 C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D．将成熟筛管的细胞核移到去核的卵细胞内 例 34 以下各项中不能说明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. 番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 D. 转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 例 35 2006 年科学家将四个特定基因导入处于分化终端的小鼠成纤维细胞，后者经漫长的分裂增 殖循环后形成具有胚胎干细胞样特征的细胞团，这一实验证实（ ）。 ①细胞具有全能性 ②细胞分化可以逆转 ③成纤维细胞可以分化胚胎细胞 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ 例 36 在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是（ ）。 A．壁虎断尾后重新长出尾部 B. 蜜蜂的未受精卵发育成雄峰 C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 D．小鼠腺细胞的自我复制 例 37 干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，它具有再生各种细胞、器官的潜能，医学家 们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中不正 确的是（ ）。 A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能 B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，只有红骨髓具有造血功能 C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥（异）反应 D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改 例 38 干细胞中 c－Myc（原癌基因）、Klf4（抑癌基因）、Sox2和 Oct－3/4等基因处于活跃表达 状态，Oct－3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病 毒，将 Oct－3/4、Sox2、c－Myc和 Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个 多功能 iPS细胞（如右图所示）。下列说法不正确的是（ ）。 A．生物体内细胞的生命历程是基因选择性表达的结果 B．高度分化的体细胞不分裂是由于 Oct－3/4基因未表达 C．细胞凋亡是 c－Myc、Klf4和 Fas基因活跃表达的结果 D．体细胞诱导分化成 iPS细胞体现了细胞的全能性 例 39 通过加入额外的基因拷贝来改变细胞的命运已成为世界各国实验室的惯例，这项技术被称为 细胞再编程，它使科学家们能回拨细胞的发育时钟，使得成体细胞可以转变为可编程细胞，并再编程 为不同功能的细胞。2010年，研究人员找到一种用合成 RNA 来完成这一研究的新技术。它的回拨速度 要快两倍，效率要高 100倍，在治疗应用方面可能更安全。对此项技术的理解不合理的是（ ）。 A．使用该项技术可能使成熟的白细胞转变为可编程细胞（ ）。 B．编程的本质就是采用特定的技术对核酸进行改造 C．这一技术能使动物细胞“脱分化” D．即使利用该项技术成体细胞也不可能象胚胎干细胞一样工作 （二）干细胞及干细胞技术 1. 干细胞的概念：不同细胞的分化能力是有差异的，而且不同类型细胞的分化能力存在一定差 异。体内存在着一类具有潜在自我更新与分化能力的、无限的或者永生能力的细胞，我们称这类细胞 为干细胞。干细胞能分裂产生和自己完全相同的子细胞，也能分化为组成组织器官的其他类型细胞 （必修一，117页，图 5-12）。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。 2. 干细胞的种类：依据干细胞的分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞；依据 干细胞发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。 （1）胚胎干细胞：高等动物受精卵发育成囊胚时的内细胞团，能在体外进行培养和传代，并在一 定条件下保持分化的全能性，几乎可以分化出所有的细胞类型，这种细胞叫胚胎干细胞，又叫全能干 细胞，受精卵就是一个最初始的全能干细胞（选修三，52页，图 2-22）。由胚胎干细胞分化出的细胞 构成人体的各种组织和器官，最终发育成一个动物个体（选修三，53页，图 2-24）。 胚胎干细胞是胚胎干细胞特有的分化全能性以及可以无限传代增殖且不改变基因型和表现型的 生物学特性，决定着它在生物学领域有着不可估量的应用价值。鉴于体细胞和干细胞拥有相同的遗传 信息，目前可以通过多种技术手段将体细胞诱导形成具有与胚胎干细胞类似分裂和分化能力的干细 胞，这样的细胞称为诱导性多能干细胞（iPS 细胞），为干细胞的广泛应用提供了基础。 （2）成体干细胞：成体干细胞是分布在成体组织中尚未分化的、具有自我更新潜能的干细胞， 在组织或系统的修复和再生中起着关键作用（图 2-24）。 成体内干细胞的职责主要是分化形成新的细胞来替补已经死亡的细胞。目前发现的成体干细胞主 要有造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝干细胞、肌肉卫星细胞、皮肤表皮干细胞、肠 上皮干细胞、视网膜干细胞、胰腺干细胞等。 ①多能干细胞：有产生多种类型细胞的能力，但却失去了分化成所有细胞的能力，只能分化成 多种细胞，如骨髓中的多功能造血干细胞。多能干细胞发育潜能受到一定的限制（选修三，53页， 图 2-25）。 ②单能干细胞：多能干细胞进一步分化形成的细胞，又称专能干细胞。单能干细胞只能单一方 向分化成某一类型的细胞，比如神经干细胞，可以分化成各类神经细胞；造血干细胞可以分化成红细 胞、白细胞等各类血细胞；皮肤中的皮肤基底层干细胞，可不断增殖和分化，用于补充机体中衰老的 细胞或创伤的愈合等。 177 178 脂肪细胞 成纤维细胞 肌细胞 成骨细胞 MSC 细胞供体 肌肉细胞 iPS 细胞 ② ① 关键基 ③ 因表达 移植 4 个关键基因 神经细胞 肝脏细胞 心肌细胞 3. 干细胞技术：在体外培养时，在培养液中加入不同的促进分化的因子，就可以定向诱导其分化 成心肌细胞、淋巴细胞或者神经细胞等，用于治疗多种因丧失正常细胞而引起的疾病，为器官移植提 供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病、帕金森症等疾病的根治带来了希望。某患者不能产生正常的 白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植治疗的实质是将造血王细胞移植到患者体内。 新生儿出生以后，脐带血里含有大量的干细胞，称为脐带干细胞。采集以后在特定条件下保存， 可用于异体干细胞移植，用于治疗脑梗塞、糖尿病、肝硬化、股骨头缺血坏死、动脉闭塞性脉管炎等 疾病。不用担心异体干细胞移植的传染问题，安全，几乎没有毒副作用，效果可靠。 例 40 下列有关干细胞的叙述中，错误的是（ ）。 A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应 B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 C．组织的细胞更新包括细胞死亡和干细胞增殖分化等过程 D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病 例 41 下图为人体部分细胞分化过程示意图。下列相关叙述中错误的是（ ）。 A．上述细胞中，胚胎干细胞的分化程度最低 B．人体神经干细胞分化成神经细胞的过程不可逆 C．造血干细胞的一个显著特点是进行不对称分裂 D．皮肤干细胞分化成皮肤细胞是遗传物质改变引起的 例 42 正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞，在体外，在某些因素的诱导下，却可以分 化为神经细胞和肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞（ ）。 A. 有旺盛的分裂能力 B. 还没有分化 C. 能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质 D. 具有与受精卵相同的全套遗传基因 例 43 小鼠体内 Procr+细胞在正常生理状态下可以增殖分化形成胰岛的全部细胞类型，并可用于 体外培养“人工胰岛”。下列对于 Procr+细胞描述正确的是（ ）。 A．属于全能干细胞 B．具有细胞全能性 C．分化前后蛋白质合成存在差异 D．在体内 Procr+细胞的分化过程可逆 例 44 科学家将 4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞 的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中实验示意图，据图分析的下列说法中正 确的是（ ）。 A. iPS 细胞的遗传信息与肌肉细胞相同，其增殖过程中关键基因能够复制 B. 过程①②③是基因选择性表达的结果，如图所示过程体现了 iPS细胞的全能性 C. 关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使细胞功能趋向专门化 D. 用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可大大提高器官移植成功率 例 45 科学家将小鼠的体细胞转入一种基因使之诱变为 ips 细胞，该类型细胞能发生如下图所示 的分化，则 ips细胞（ ）。 A．具有细胞全能性 B．与小鼠体细胞 DNA相同 C．经历有丝分裂、分化 D．经历减数分裂、分化 例 46 人体骨髓中存在少量间充质干细胞（MSC），下图为 MSC形成多种组织细胞的示意图，下列叙 述中错误的是（ ）。 A．组织细胞中的 DNA相同，RNA不同 B．MSC不断增殖分化，属于全能干细胞 C．进出细胞核的物质不同是细胞分化的一个重要原因 D．不同诱导因素使 MSC分化形成不同类型的细胞 例 47 胚胎干细胞可诱导分化成神经细胞，用于治疗因特定神经元死亡而导致的帕金森病。下列 关于胚胎干细胞的叙述中错误的是（ ）。 A．具有增殖能力 B．能诱导分化成各种细胞 C．不具有细胞周期 D．比神经细胞容易培养 例 48 中科院动物研究所研究团队发现，STING 基因在胎鼠脑中特异性敲除后，会导致小鼠脑神经 元干细胞增殖、分化减少，神经细胞形态紊乱，同时，出现类似自闭的行为特征。下列有关分析中， 错误的是（ ）。 A. STING基因影响脑功能 B. STING基因影响神经干细胞的增殖和分化 C. STING基因只能在神经元中表达 D. 神经干细胞分化的实质是基因的选择性表达 例 49 脐血是新生婴儿脐带被结扎后由胎盘脐带流出的血，其内含有大量未成熟的造血干细胞。 将脐血干细胞移植，对白血病等疾病的治疗具有显著疗效。下面有关叙述中正确的是（ ）。 A．造血干细胞可通过不同的细胞分裂方式形成淋巴细胞 D．与早期囊胚细胞相比，造血干细胞的分化程度更低 C．由造血干细胞形成淋巴细胞的过程不涉及细胞分裂过程 D．从免疫学角度分析，脐血自身移植的优点是排斥反应小 例 50 科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对古老的 DNA链（永生化链）的染色体分配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的合 成链染色体分配给另一个子代细胞，开始分化并最终衰老死亡（下图）。下列相关推测中错误的是（ ）。 A．成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂 B．从图中看出成体干细胞分裂时 DNA进行半保留复制，染色体随机分配 C．通过该方式可以减少成体干细胞积累 DNA 复制过程中产生的碱基突变 D．根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定 例 51 哈佛大学的科学家研究发现，从怀孕妇女胎盘的羊水中发现的干细胞在实验室培养后生成了 多种人体器官组织，如骨骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等。以下有关说法中不正确的是（ ）。 A．这个实验证明了人体分化的细胞仍具有脱分化的能力 B．这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是细胞分裂与分化的结果 C．从羊水中提取的干细胞与其生成的肌肉细胞中的染色体组成不一样 D．这些干细胞可以生成更多种类、更有价值的人体细胞，将应用于更多的医学用途 皮肤细胞 红细胞 白细胞 淋巴细胞 神经细胞 皮肤干细胞 造血干细胞 神经干细胞 胚胎干细胞 iPS 细胞 甲状腺细胞 肌细胞 神经细胞 肝细胞