第4章 第2节 细胞通过分化产生不同类型的细胞 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（浙科版）

第二节　细胞通过分化产生不同类型的细胞 |学|习|目|标| 1.说明细胞分化的含义、实质及特点。 2.理解细胞全能性的含义及细胞分化与细胞全能性的关系。 [主干知识梳理] 一、细胞能产生特异性变化 1.细胞分化 概念 指细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程 特点 (1)细胞分化是一种持久性的变化 (2)一般来说,分化了的细胞一直保持分化后的状态,直到死亡(不可逆性) (3)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象(普遍性) 意义 (1)是生物个体发育的基础 (2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率 原因 与遗传物质有选择地发挥作用有关 2.干细胞的类型及分裂特点 概念 是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞 类型 全能干细胞:如受精卵,可发育成完整的个体,能产生生物体所需的所有类型的细胞 多能干细胞:如早期胚胎的胚胎干细胞,分化能力仅次于受精卵,不能发育成完整个体,可发育成除部分胎盘以外的所有成体组织;如造血干细胞能分化成各种血细胞,也能分化出造血系统以外的细胞 分裂 特点 不对称分裂,分裂结束一个细胞仍为干细胞,另一个细胞将分化为其他类型细胞 二、细胞具有全能性 [预习效果自评] 1.判断下列有关叙述的正误 (1)生物个体发育是通过细胞的增殖过程实现的 (×) 提示:生物个体发育是通过细胞的分化过程实现的。 (2)细胞分化产生不同种类的细胞根本上是遗传物质不同 (×) 提示:细胞分化产生不同种类的细胞遗传物质没变,是其选择性地发挥作用的结果。 (3)骨髓中也存在全能干细胞 (×) 提示:骨髓中存在的造血干细胞是多能干细胞。 (4)乳腺细胞核与无核卵细胞融合培养成克隆羊多莉,证实了动物细胞核也有全能性 (√) 2.根据图示回答问题 (1)描述①→②发生的变化: 单个细胞分裂成多个细胞。  (2)描述②→③发生的变化: 多个细胞分化成胚状体。  (3)在上述过程中细胞内的遗传物质没有(填“有”或“没有”)发生变化。 3.思考题 (1)[教材P124“小资料”]将美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入去核的卵细胞发育成完整的个体。这一现象说明了动物细胞核的什么特性?请解释其中的科学原理。 提示:说明动物细胞核具有全能性。原理是在已经分化的动物细胞中的细胞核,仍保持该动物原有的全部遗传物质。 (2)[教材P127“课外读”]人工方法诱导形成多功能干细胞与细胞分化在方向上有什么不同?谈谈这项研究的意义。 提示:人工方法诱导形成多功能干细胞是细胞分化的“逆转”,是“去分化”。在科学研究上可以深入了解细胞分化和个体发育的过程。在医学应用上也有广阔的前景,为器官移植开辟新途径。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为细胞分化,生物的个体发育就是通过细胞的分化过程来实现的。 2.干细胞是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞,不同干细胞的分化潜能不同。 3.细胞分化并非由于遗传物质丢失造成的,它与遗传物质有选择地发挥作用有关。 4.受精卵具有分化出各种细胞的潜能,这种潜能是细胞全能性的表现,高度分化的植物组织细胞仍具有全能性。 5.动物细胞随着分化程度提高,细胞分化潜能越来越小,但其细胞核仍具有全能性。 提能点(一)　细胞能产生特异性变化 [任务驱动] 　　斯特格氏症,是一种遗传性眼病。患者的最终视力一般只有0.1左右,甚至会完全失明,主要病因是感光细胞退化,目前尚无有效疗法。在动物临床实验中,研究人员将老鼠的胚胎干细胞培育成视网膜色素上皮细胞,并注射进患有斯特格氏症老鼠的眼部,使接受实验的老鼠恢复了部分视力。 (1)老鼠的胚胎干细胞培育成视网膜色素上皮细胞的过程,细胞的形态、结构和生理功能发生改变了吗?该变化过程叫什么? 提示:发生了改变。该变化过程叫作细胞分化。 (2)上述过程中,细胞内遗传物质发生改变了吗?为什么细胞出现差异? 提示:没有。细胞出现差异的原因是遗传物质选择性地发挥作用。 (3)从干细胞的分化潜能看,胚胎干细胞属于哪一种? 提示:属于多能干细胞。 (4)为什么可利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官? 提示:因为干细胞具有分裂分化的能力,可培养出组织或器官。 [生成认知] 1.细胞分化的特点 不可 逆性 将蛙的原肠胚时期将来发育成后肢的部分细胞移植到将来发育成背部的细胞中,这部分细胞不会随着周围细胞发育成背部,而是继续沿着原有的分化方向发育成一条后肢。这种现象说明细胞分化具有不可逆性(稳定性) 细胞分化发生在生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度,说明细胞分化具有持久性 细胞分化在生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础,说明细胞分化具有普遍性 经过分化,不同细胞表现出不同的形态和功能,说明了细胞分化的差异性 2.细胞分化的实质 据图分析,基因A、B中,细胞甲含有的是基因A和B,表达的是基因A;细胞乙含有的是基因A和B,表达的是基因B。因此,细胞分化的实质是遗传物质选择性地发挥作用(基因选择性的表达)。 　　[典例]　(2025·丽水期末)如图为人体干细胞分化的示意图。下列叙述正确的是 (　 ) A.干细胞的分化程度比脂肪细胞高 B.干细胞的分裂能力比神经细胞强 C.图中神经细胞和肌肉细胞的遗传物质产生了差异 D.干细胞能够分化出各种组织细胞,体现了动物细胞的全能性 [解析]　干细胞能分化出脂肪细胞,脂肪细胞属于高度分化的细胞,干细胞的分化程度比脂肪细胞低,A错误;干细胞能分裂分化出各种细胞,神经细胞属于高度分化的细胞,不再分裂,干细胞的分裂能力比神经细胞强,B正确;细胞分化过程中遗传物质不发生改变,因此同一个体的神经细胞和肌肉细胞的遗传物质相同,C错误;干细胞能够分化出各种组织细胞,说明其不能发育成完整的个体,只能发育成特定的组织,因此不能体现动物细胞的全能性,D错误。 [答案]　B 　　[归纳拓展] 细胞分化的特点 (1)分化后细胞的“一同、二不同” 一同:遗传物质(DNA)相同; 二不同:mRNA和蛋白质不完全相同。 (2)细胞分化后的两个标志 ①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。 ②细胞水平:形成不同种类的细胞。 　 [跟踪训练] 1.(2024·浙江6月选考)同一个体的肝细胞和上皮细胞都会表达一些组织特异性的蛋白质。下列叙述错误的是 (　 ) A.肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质 B.肝细胞和上皮细胞所含遗传信息相同 C.肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果 D.上皮细胞的形成与基因选择性表达有关 解析:选A　肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质,如呼吸酶,A错误;肝细胞和上皮细胞由同一受精卵分裂、分化而来,是基因选择性表达的结果,它们所含遗传信息相同,B、C、D正确。 2.下图表示人体胚胎干细胞在体外条件下,定向诱导分化为几种细胞的过程。下列有关叙述正确的是 (　 ) A.胚胎干细胞具有分裂能力强、分化程度高等特点 B.图中所示的4种细胞中可能含有某些相同的蛋白质 C.图中所示的4种细胞中所含的遗传物质相同 D.细胞的分化导致基因发生了选择性表达　 解析:选B　胚胎干细胞分裂能力很强,分化程度不高,A错误;呼吸酶、ATP合成酶等存在于所有的活细胞中,B正确;人的成熟红细胞没有细胞核,所含的遗传物质不同,C错误;细胞的分化是基因选择性表达的结果,D错误。 提能点(二)　细胞具有全能性 [任务驱动] 　　《西游记》中孙悟空神通广大,只需要拔毫毛轻轻一吹,就能立刻变出一模一样的千百个分身,这奇妙的本领令人神往。如今,类似的场景也有望在现实中呈现,中国科学家利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”(如图)。 (1)中国科学家体细胞核移植技术克隆“中中”和“华华”时,图中①代表的过程是什么?为什么这样做呢? 提示:去除卵细胞的细胞核。这样可以移植体细胞核,形成重组细胞,培育克隆猴。 (2)过程③形成的八个细胞,形态结构完全相同,则③发生细胞分化了吗?发生的过程叫什么?为什么? 提示:没有。发生的是细胞分裂。细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程,所以③过程只发生细胞分裂,没有细胞分化。 (3)重组细胞成功发育成完整的个体,该过程的原理是什么? 提示:动物细胞核的全能性。 (4)为什么不直接培养猕猴的体细胞进行克隆呢? 提示:动物体细胞分化程度高,受到细胞内物质的限制,不能表现出全能性。 [生成认知] 一、细胞的全能性 1.分化的细胞仍具有全能性的原因:已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质,因此,分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。 2.细胞全能性表现能力的比较 (1)植物细胞>动物细胞。 (2)受精卵>生殖细胞>体细胞。 (3)幼嫩的细胞>衰老的细胞。 (4)分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。 (5)细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞。 二、细胞分化与细胞全能性的比较 项目 细胞分化 细胞全能性 原理 细胞内遗传物质选择性地发挥作用 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差异性 ①高度分化的植物组织细胞具有全能性;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 形成形态、结构、功能不同的细胞群 形成新的个体 大小 比较 细胞分化程度有高低之分,如:体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性表现的能力不同,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 　　[典例]　(2025·杭州八区县期末)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.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 C.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂 D.小鼠腺细胞的自我复制 [解析]　壁虎断尾后重新长出尾部属于器官的再生,是细胞的分裂和分化能力,并没有体现细胞的全能性,A不符合题意;用体外培养的皮肤治疗烧伤病人和小鼠肝细胞的自我复制,是细胞分裂能力的体现,并没有体现细胞的全能性,B、D不符合题意;未受精的卵细胞能够发育成一个完整的个体,体现了动物细胞的全能性,C符合题意。 [答案]　C 　　[方法规律] “三看法”确认体现细胞“全能性” [跟踪训练] 1.像受精卵一样能分化出各种细胞的潜能叫作细胞全能性。下列细胞中全能性最高的是 (　 ) A.肝脏细胞　　　　　　 B.乳腺细胞 C.神经细胞 D.造血干细胞 解析:选D　细胞分化程度越高,全能性越小。题中分化程度最小的是造血干细胞,其全能性最高。 2.科学家将胡萝卜韧皮部的细胞取出,放在液体培养基中培养,单个细胞就会分裂并分化,最终发育成完整的新植株。胡萝卜韧皮部细胞具有全能性的根本原因是 (　 ) A.植物细胞的增殖能力强 B.基因的选择性表达 C.植物细胞的分化程度低 D.植物细胞内具有全套的遗传信息 解析:选D　胡萝卜韧皮部细胞具有全能性的根本原因是植物细胞内具有全套的遗传信息,D符合题意。 3.下图为蛙的核移植实验示意图,下列有关叙述错误的是 (　 ) A.①过程蛙卵中的细胞核被紫外线破坏 B.②过程为细胞核移植 C.③过程为细胞分裂,④过程为细胞分化 D.该实验说明蝌蚪肠细胞的细胞核具有全能性 解析:选C　①过程表示在紫外线的作用下,蛙卵中的细胞核被破坏,A正确;②过程为细胞核移植,B正确;③过程为细胞分裂,④过程为细胞分裂和细胞分化,C错误;该实验说明蝌蚪肠细胞的细胞核具有全能性,D正确。 思维拓展——生物学实验中的对照类型及变量分析 　　[典例]　脑缺血会造成神经细胞不可逆损伤(脑损伤),可导致患者死亡或是永久性残疾。干细胞疗法将成为脑缺血治疗的潜在策略。 (1)M(骨髓基质细胞)是一种干细胞,可通过　　　增加神经细胞的数量和种类,在脑缺血的治疗中发挥作用。  (2)为探究M对脑缺血损伤恢复的其他机制,科研人员进行如下实验: ①将正常的神经细胞进行氧糖剥夺(OGD)处理,即放入低氧箱或者更换无糖的培养基,模拟在　　　　　　　情况下的细胞损伤。提取M细胞的线粒体,用红色荧光物质进行标记,继而将带标记的线粒体与OGD神经细胞放入M培养基中共同培养24小时。显微镜下观察到OGD神经细胞中出现　　　　　,则说明M的线粒体转移到了OGD神经细胞中。  ②为进一步探究M的线粒体转移对OGD神经细胞的影响,进行如下分组实验: 分组 第1组 第2组 第3组 第4组 处理 方法 用含有线粒体的M培养基与OGD神经细胞进行共同培养 用不含线粒体的M培养基与OGD神经细胞进行共同培养 正常培养基与OGD神经细胞进行共同培养 正常培养基与　　　　的神经细胞进行共同培养  Ⅰ.第4组为正常对照组,请将实验补充完整:　　　　。  Ⅱ.实验检测各组神经细胞内的ATP水平,以第4组ATP水平作为1,比较其余各组相对第4组的比值,结果如下图。 由结果可知,第1组神经细胞内ATP水平　　　正常水平,第2组ATP水平与第3组接近,由此排除　　　　对实验结果的影响。  (3)请根据(2)实验结果,阐述M对脑缺血损伤恢复的可能机制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  [解析]　(1)干细胞是一类仍具有分裂分化能力的细胞,骨髓基质细胞可以通过分裂分化增加神经细胞的数量和种类。(2)①将正常的神经细胞放入低氧或者无糖的环境中,创设的是脑缺血的模型。M细胞的线粒体带有红色荧光标记,若M的线粒体转移到了OGD神经细胞中,则显微镜下观察到OGD神经细胞中也有红色荧光。②该实验的目的是探究M的线粒体转移对OGD神经细胞的影响,1、2、3组都是实验组,第4组是正常对照组,1、2、3组的神经细胞都经过了OGD处理,因此可知第4组的处理方式是正常培养基与未经OGD处理的神经细胞进行共同培养。通过分组实验发现,第1组神经细胞内的ATP水平明显高于正常水平。第2组和第3组的神经细胞内的ATP水平接近,由此可以说明 M中除线粒体以外的其他成分并不是影响实验结果的因素。(3)通过实验分组分析,可以推出M的线粒体可转移到OGD神经细胞中,增加该细胞中线粒体数目,增强需氧呼吸,提高ATP产生量,进而为受损细胞修复活动提供能量。 [答案]　(1)分裂分化　(2)①低氧、无糖(脑缺血)　红色荧光　②未经OGD处理　高于　M中除线粒体以外的其他成分　(3)M的线粒体可转移到OGD神经细胞中,增加该细胞中线粒体数目,增强需氧呼吸,提高ATP产生量,进而为受损细胞修复活动提供能量 [思维建模] (一)由题导入 第1组和第2组的区别是有无线粒体,发现含有线粒体的培养基处理能使OGD神经细胞内的ATP水平提高,此时推测影响因素有两个:一个是线粒体,另一个是M培养基的作用,第2组和第3组比较发现不含线粒体的M培养基与正常培养基处理,OGD神经细胞内的ATP水平接近,由此排除了M中除线粒体以外的其他成分对实验结果的影响,第4组应该是正常对照组。 (二)掌握通性通法 不论一个实验有几个实验变量,都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量,这就是单一变量原则,它是处理实验中的复杂关系的准则之一,并在此指导下设计对照实验。 对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相等的实验,其基本类型包括以下四种。 1.空白对照 空白对照是指不做任何实验处理的对照组。如在“胰岛素降血糖”的实验中,实验组加入胰岛素生理盐水溶液,而对照组只加了等量的生理盐水,起空白对照。 2.相互对照 相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如 “温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验中,所采用的就是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。 3.自身对照 自身对照是指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。如“植物细胞质壁分离及质壁分离复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。 4.条件对照 条件对照是指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理仅作为对照意义,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量,或不是所要研究的处理因素。这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理,目的是通过得出两种相对立的结论,以验证实验结论的正确性。例如“验证甲状腺激素促进小动物发育”实验,其实验设计方案是甲组:饲喂甲状腺激素(实验组); 乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组); 丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进小动物的生长发育。 [素养评价] 1.关于生物学实验中的变量,下列说法错误的是 (　 ) A.无关变量就是与实验结果没有关系的变量 B.对照实验中一定存在自变量 C.对照实验中应遵循单一变量原则 D.对比实验中均为实验组 解析:选A　无关变量影响实验结果,只不过不是实验要研究的变量,A错误。对照实验研究自变量对因变量的影响,所以一定存在自变量,B正确。对照实验中保证单一变量,才能明确因变量的变化与自变量的关系,C正确。对比实验指设置两个或两个以上的实验组,通过对比结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,所以对比实验中均为实验组,D正确。 2.在探究实验的设计过程中,往往要进行对照实验,下列有关叙述正确的是 (　 ) A.只能设置两个实验组,互为对照实验 B.在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,产物不同,即乙醇和CO2构成对照实验 C.进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系 D.只要实验现象明显,有无对照实验对实验结论没有影响 解析:选C　可以设置两个以上的实验,一个是对照组,其余是实验组,A错误;酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸都会产生CO2,B错误;进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系,C正确;有无对照实验,对实验结论是有影响的,D错误。 3.某植物(其叶片如图1所示)放在黑暗中两天后,根据图2所示,处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4 h,取该叶片经酒精脱色处理后,滴加碘—碘化钾溶液(棕黄色)显色,下列有关该实验结果和现象的叙述,正确的是 (　 ) ①X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO2 ②W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素 ③显色后X为蓝色,Y为棕黄色 ④木塞处所显颜色证明光合作用需要光 A.①②　　　　　　　　　 B.①③ C.②④ D.③④ 解析:选B　X和Y两部分对照实验,Y部分缺少CO2,则能证明光合作用需要CO2,①正确;W和X两部分对照实验,W部分缺少叶绿素,不能吸收和转化光能,能证明光合作用需要叶绿素,②错误;只有X部分条件充分且适宜,能进行光合作用产生淀粉,遇到碘-碘化钾呈蓝色,其他都呈棕黄色,③正确;木塞夹着的叶片缺少CO2和光,因而不能进行光合作用,此处所显颜色不能证明光合作用需要光,④错误。 4.下表是H2O2在不同条件下的分解。据表回答下列问题: 试管号 处理 现象 1 2 mL H2O2+2滴蒸馏水 产生气泡很少 2 2 mL H2O2+2滴FeCl3 产生气泡较多 3 2 mL H2O2+2滴肝脏研磨液 产生气泡很多 4 2 mL H2O2+2滴(煮沸)肝脏研磨液 基本同1 5 2 mL H2O2+2滴肝脏研磨液+2滴5%HCl 基本同1 6 2 mL H2O2+2滴肝脏研磨液+2滴5%NaOH 基本同1 7 ? 基本同1 (1)1号与3号试管的对照实验说明酶具有　　　　　　　　　　　　　　。  (2)2号与3号试管的对照实验的自变量是　　　　　　。  (3)要说明酶的活性受温度的影响,可以通过　　　号和　　　　号试管的对照。  (4)设置5号、6号、7号试管对照实验是要探究　　　　　　　　　　。7号试管的处理为　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)1号与3号试管的对照实验的自变量是酶的有无,实验结果说明酶具有催化作用。(2)2号与3号试管的对照实验的自变量是催化剂种类。(3)要说明酶的活性受温度的影响,则温度是自变量,可以通过3号和4号试管的对照。(4)5号、6号、7号试管对照实验的自变量是溶液的pH,说明设置5号、6号、7号试管对照实验是要探究pH对酶活性的影响;7号试管应为空白对照,根据单一变量原则,7号试管的处理为2 mL H2O2+2滴肝脏研磨液+2滴蒸馏水。 答案:(1)催化作用　(2)催化剂类型　(3)3　4 (4)pH对酶活性的影响　2 mL H2O2+2滴肝脏研磨液+2滴蒸馏水 本节备选教学资源包 (一站整理,据情选用) [课时跟踪检测] (标的题目配有精品课件,为老师重点讲评题目) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题 1.一个受精卵能发育成一个多细胞的个体,这主要依赖于细胞的 (　 ) A.分裂和癌变　　　　　 B.衰老和分化 C.分裂和分化 D.衰老和分裂 解析:选C　细胞分裂使细胞数目不断增多,细胞分化使细胞种类增加,能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官,因此一个受精卵能发育成一个多细胞的个体,这主要依赖于细胞的分裂和分化。 2.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 解析:选C　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,这与遗传物质有选择地发挥作用有关,因此模拟的是细胞分化过程。 3.某植物根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株。其根本原因是该植物根细胞 (　 ) A.具有旺盛的分裂能力 B.具有该物种的全套基因 C.通过有丝分裂形成了植株 D.能合成胡萝卜素所需的蛋白质 解析:选B　植物根单个细胞能发育成个体是因为该细胞具有物种发育的全套基因,具有全能性,B正确。 4.(2025·金华期末)骨髓移植是目前治疗白血病的有效方法。原因是植入的造血干细胞在患者体内 (　 ) A.可以运输氧气,提高血液溶解氧 B.可以不断增大,成为巨大细胞 C.可以发生癌变,形成无限增殖的细胞 D.可以发生增殖,并分化出各种血细胞 解析:选D　骨髓移植是目前治疗白血病的有效方法,原因是植入的造血干细胞在患者体内可以发生增殖,并分化出各种血细胞,D正确。 5.科学家将胡萝卜根中的细胞取出,利用单个细胞培育形成完整的新植株。下列叙述正确的是 (　 ) A.细胞分化是不可逆的 B.细胞一旦发生分化,便失去了分裂能力 C.根细胞与受精卵具有相同的细胞全能性表达能力 D.再生形成的胡萝卜植株与原来的植株不一定完全相同 解析:选D　细胞分化不是不可逆的,如脱分化过程可以将已分化的细胞变成未分化的细胞,A错误;细胞一旦发生分化,也可能具有分裂能力,如造血干细胞,B错误;受精卵的细胞全能性表达能力比根细胞强,C错误;由于环境因素的影响,再生形成的胡萝卜植株与原植株不一定完全相同,D正确。 6.下图表示人体内干细胞的增殖分化。下列有关叙述正确的是 (　 ) A.图中信息体现了干细胞具有全能性 B.图示细胞中,干细胞具有细胞周期 C.图中细胞所含有的遗传物质选择性发挥作用情况相同 D.干细胞分化过程中遗传物质发生改变 解析:选B　全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的能力。图中干细胞分化为各种血细胞,没有体现全能性,A错误;干细胞为连续分裂的细胞,具有细胞周期,B正确;细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,图中不同类型的细胞遗传物质选择性发挥作用情况不同,C错误;细胞分化过程中遗传物质不发生改变,D错误。 7.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象,下列叙述正确的是 (　 ) A.老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞 B.已经分化的细胞失去了全能性 C.生物个体发育成熟之后细胞分化就会停止 D.细胞分化会导致细胞中的遗传物质发生改变 解析:选A　老年人体内仍然存在着少数干细胞,而干细胞具有分裂和分化能力,A正确;在离体培养条件下,已经分化的植物细胞仍然具有全能性,B错误;细胞分化发生在整个生命进程中,生物个体发育成熟之后,细胞分化仍在进行,C错误;细胞分化是遗传物质有选择地发挥作用的结果,不会导致细胞中的遗传物质发生改变,D错误。 8.下列对细胞分化不同水平的分析,错误的是 (　 ) A.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 B.从核酸角度分析,细胞分化是遗传物质选择性发挥作用的结果 C.从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的数目改变的结果 D.从细胞水平分析,细胞分化时细胞形态、结构和功能发生了改变 解析:选C　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,A正确;从核酸分子角度分析,细胞分化是由于遗传物质有选择地发挥作用的结果,这是细胞分化的根本原因,B正确;从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的数目、形态结构功能改变的结果,C错误;从细胞水平分析,细胞分化是由于细胞形态、结构和功能发生了改变,D正确。 9.科学家在研究牙髓干细胞过程中,发现硫化氢能提高牙髓干细胞分化为肝细胞的概率。下列有关叙述错误的是 (　 ) A.牙髓干细胞的分裂能力及分化程度均高于肝细胞 B.牙髓干细胞分化形成的肝细胞能够合成和水解糖原 C.同一个体的牙髓干细胞和肝细胞中的蛋白质不完全相同 D.牙髓干细胞分化成肝细胞的过程中发生了基因的选择性表达 解析:选A　牙髓干细胞的分裂能力高于肝细胞,分化程度低于肝细胞,A错误;牙髓干细胞分化形成的肝细胞能合成和水解糖原,B正确;由于基因的选择性表达,同一个体的牙髓干细胞和肝细胞中的蛋白质不完全相同,C正确;牙髓干细胞分化成肝细胞属于细胞分化,该过程中有基因的选择性表达,D正确。 10.取高产奶牛的耳部细胞,经核移植、细胞培养、胚胎移植等过程,最终克隆出子代高产奶牛,但是子代高产奶牛与提供耳部细胞的亲本高产奶牛的遗传性状却不完全相同。上述克隆过程可以说明 (　 ) A.已分化的耳部细胞仍然具有全能性 B.已分化的细胞丢失了部分遗传信息 C.已关闭的基因可以再进入活动状态 D.已缺失的基因还可以再重新产生 解析:选C　已经分化的动物细胞全能性受限,但动物细胞的细胞核具有全能性,A错误;分化过程中细胞不会丢失基因,B、D错误;耳部细胞是高度分化的细胞,其中基因进行了选择性表达;将其核移植后培养成个体,则需要将已关闭的基因激活重新表达,C正确。 11.科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,称为iPS细胞。该细胞能够“转化”为多种类型的动物体细胞,流程如下。下列有关叙述错误的是 (　 ) A.在分化程度不同的细胞中,某种基因可能都处于活动状态 B.图中成纤维细胞、iPS细胞和分化成的体细胞中具有不同的遗传信息 C.流程当中的两个“转化”步骤都涉及细胞中遗传物质有选择地发挥作用 D.iPS细胞转化为多种体细胞的过程说明细胞分化也受到外界因素影响 解析:选B　细胞中的遗传物质表达的产物,有些是维持细胞生存所必需的,因此某些基因在各类细胞中都处于活动状态,A正确;iPS细胞是由成纤维细胞体外诱导形成的,可以分化出多种体细胞,它们的遗传物质相同,只是遗传物质有选择地发挥作用,B错误;流程当中的两个“转化”步骤都涉及细胞中遗传物质有选择地发挥作用,C正确;iPS细胞在转化诱导物质2的作用下可转化为多种体细胞,说明细胞分化也受外界因素影响,D正确。 12.科学家经不断尝试,成功设计并打印出了具有细胞、血管、心室和心房的人造心脏。他们先将干细胞制成“生物墨汁”,然后利用生物3D打印技术,通过一系列的技术引导,在生物支架上生长出所需的组织器官。下列叙述错误的是 (　 ) A.生物3D打印技术中的“生物墨汁”也可用肌肉细胞替代 B.利用干细胞培育出人体器官并未体现出细胞的全能性 C.在培育器官的过程中,通过技术引导可以影响细胞分化的方向 D.在培育器官的过程中,会发生细胞的分裂、分化等过程 解析:选A　肌肉细胞已经高度分化,失去了分裂和分化能力,因此生物3D打印技术中的“生物墨汁”不能用肌肉细胞替代,A错误;细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,利用干细胞培育出人体器官未体现细胞的全能性,B正确;在培育器官的过程中,通过技术引导可以影响细胞分化的方向,C正确;在培育器官的过程中,会发生细胞的分裂、分化等过程,D正确。 13.有人取同种生物的不同类型细胞,检测其基因表达,结果如图。下列有关图示的分析正确的是 (　 ) A.在基因1~8中,控制核糖体蛋白质合成的基因最有可能是基因5 B.若基因1~8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因,则最可能是基因7 C.功能最为近似和差异最大的细胞分别是①与⑥ 、⑤与⑦ D.细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同 解析:选C　蛋白质是生命活动的承担者,合成场所是核糖体,而2基因在每种细胞中都表达,所以控制核糖体蛋白质合成的基因最有可能是基因2,A错误;细胞呼吸酶基因在每种细胞中都表达,应是基因2,B错误;据图分析,细胞1表达1~5基因,细胞⑥表达2~5基因,表达的相同基因最多,差异表达的基因最少,则细胞①和⑥中基因表达最相似,差异最大的是⑤和⑦,C正确;细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,但某些基因在各细胞中均表达,如控制呼吸酶的基因等,D错误。 二、非选择题 14.下图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化,请仔细观察,回答下列问题: (1)图示的高等生物其个体发育是从　　　　开始的。  (2)由①到②,细胞的体积增大、数目增多,细胞经历了　　　　　　　和　　　　　　　的过程。  (3)由②到③,由于细胞　　　　,细胞的　　　、　　　和　　　　　　发生了稳定性的差异,细胞的这种变化是遗传物质在机体发育过程中　　　　　的结果。  (4)若此过程发生在人体中,则4种细胞可参与构成组织,如:小肠中具有吸收作用的　　　　、组成真皮的　　　　　、具有收缩特性的　　　　和调节人体各种生命活动的　　　　。  解析:(1)高等生物的个体发育是从受精卵开始的。 (2)由①到②,经过细胞的生长和分裂,细胞体积增大、数目增多。 (3)由②到③,由于细胞分化,细胞的形态、结构和生理功能发生了稳定性的差异,是遗传物质选择性发挥作用的结果。 (4)图示4种细胞可以组成小肠中具有吸收功能的上皮组织,组成真皮的结缔组织,具有收缩性的肌肉组织及调节生命活动的神经组织。 答案:(1)受精卵　(2)细胞生长　细胞分裂　(3)分化　形态　结构　功能　选择性发挥作用　(4)上皮组织　结缔组织　肌肉组织　神经组织 15.细胞的基因可分为管家基因(所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因(不同类型细胞中特异性表达的基因)两类,下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。请回答下列问题: 项目 基因存在情况 基因表达情况 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁 胰岛β细胞 √ √ √ √ √ √ 眼晶状体细 胞(胚胎中) √ √ √ √ √ √ 神经细胞 √ √ √ √ √ √ (1)四种基因中可能属于管家基因的是　　　。  (2)甲基因　　　　(填“能”或“不能”)表示控制胰岛素合成的基因,理由是　　　　　　　　。  (3)由以上分析可知,细胞分化的实质是　　　　(填“管家基因”或“奢侈基因”)的选择性表达。细胞分化的结果是　　　　　　。  (4)三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是　　　　　　　　。三种细胞形态、功能表现不同,从细胞结构方面分析其原因是　　　　　　　　　　　　。  答案:(1)丁　(2)能　胰岛素基因只能在胰岛β细胞中表达　(3)奢侈基因　形成了不同的组织　(4)细胞分化的过程遗传物质不变　细胞的形态、结构发生持久的、差异性变化 学科网（北京）股份有限公司 $$