内容正文:
第2节 细胞的分化
A组 必备知识基础练
1.(2026南通高一期末)下列有关人体内造血干细胞的叙述,正确的是( )
A.造血干细胞能增殖分化为红细胞、白细胞、皮肤细胞
B.造血干细胞的分化有利于提高生物体生理功能的效率
C.造血干细胞分化过程中遗传物质持久、稳定地发生变化
D.已分化的造血干细胞具有全能性,能发育成一个完整的个体
2.(2025泰州期末)将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列相关叙述错误的是( )
A.骨髓干细胞具有分裂能力,可经诱导分化为“胰岛样”细胞
B.骨髓干细胞分化为“胰岛样”细胞,体现了动物细胞具有全能性
C.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同,基因表达情况不同
D.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞在形态、结构和生理功能上存在差异
3.下列有关细胞分化的叙述,错误的是( )
A.该图能表示细胞分化的实质
B.细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变
C.神经细胞和唾液腺细胞中细胞器的种类和数量都相同
D.不同细胞中蛋白质的种类有差异
4.[教材第120页“思考·讨论”]下列有关细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.紫色糯性玉米种子发育成植株,说明种子具有全能性
B.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,是因为所含基因发生了变化
C.植物体只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所需要的全套基因
D.非洲爪蟾的核移植实验说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性
5.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
6.果蝇肠道干细胞(ISC)有两种分裂方式:对称分裂和不对称分裂。对称分裂会产生两个新的ISC;不对称分裂产生一个新的ISC和一个成肠细胞,成肠细胞继续分化为肠上皮细胞和分泌型细胞。发育到成虫之前以对称分裂为主,发育到成虫之后以不对称分裂为主。下列说法错误的是( )
A.对称分裂有利于肠道的快速发育
B.不对称分裂时细胞基因表达情况会发生改变
C.不对称分裂时细胞分裂和细胞分化是同时进行的
D.ISC能形成肠上皮细胞和分泌型细胞,证明其具有全能性
7.同一植株的不同细胞,如叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞等,都由胚中相应细胞发育而来。下列叙述错误的是( )
A.胚中细胞形成不同组织细胞的实质是基因的选择性表达
B.同一植株的叶肉细胞和表皮细胞具有相同的遗传信息
C.在同一植株的叶肉细胞和表皮细胞中,基因的表达情况完全相同
D.在叶肉细胞和储藏细胞中都存在处于活动状态的基因
8.(2025扬州期末)如图表示人体内红细胞的发育过程,其中②过程为细胞增殖过程,④过程中会出现核糖体、线粒体等细胞器丢失。下列相关叙述正确的是( )
A.网织红细胞的分化能力大于早期胚胎干细胞
B.分化后的细胞在形态、结构与功能上存在差异
C.只有④体现了细胞分化,成熟红细胞仍可分裂
D.图中干细胞与有核红细胞的遗传信息存在差异
9.右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高? 。
B组 能力素养提升练
10.(多选)高度分化的体细胞可被诱导成类似胚胎干细胞的iPS细胞。科学家培养iPS细胞获得角膜组织,将其移植给患者,患者术后视力恢复到可阅读书籍的程度。下列叙述正确的是( )
A.iPS细胞的全能性高于高度分化的体细胞
B.获取iPS细胞过程中细胞的遗传物质发生改变
C.获得角膜组织是基因选择性表达的过程
D.iPS细胞有望解决器官移植供体短缺等问题
11.(多选)脐带血中有多种类型的干细胞,能够产生不同种类的体细胞,如骨细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞和成纤维细胞等。下列关于脐带血干细胞的说法,错误的是( )
A.脐带血干细胞能分化成不同种类的体细胞,这是基因选择性表达的结果
B.脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞,体现了细胞的全能性
C.细胞分化使得细胞中的蛋白质、RNA、遗传物质都发生了稳定性变化
D.动物体细胞的细胞核具有全能性,是因为细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质
12.(多选)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。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞的分化程度越高,其全能性就越高
B.人成纤维细胞与hiHep细胞的遗传物质和蛋白质种类相同
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细胞未能体现细胞的全能性
13.科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞,对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测,结果如下表所示。
项目
DNA检测结果
mRNA检测结果
输卵管细胞
红细胞
胰岛
细胞
输卵管
细胞
红细胞
胰岛
细胞
核糖体蛋白基因
+
+
+
+
+
+
卵清蛋白基因
+
+
+
+
-
-
β-珠蛋白基因
+
+
+
-
+
-
胰岛素基因
+
+
+
-
-
+
说明:“+”表示检测发现相应的分子,“-”表示检测未发现相应的分子。
(1)这3种细胞中合成的蛋白质种类相同吗? ,为什么?
(2)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么?
(3)核糖体蛋白基因是否发生了选择性表达?为什么?
参考答案
1.B 造血干细胞属于多能干细胞,只能增殖分化为血细胞(红细胞、白细胞、血小板等),不能分化为皮肤细胞,A项错误。细胞分化可以使细胞的功能趋向专门化,有利于提高生物体生理功能的效率,B项正确。细胞分化的本质是基因的选择性表达,该过程中遗传物质(DNA)不会发生改变,C项错误。已分化的造血干细胞只能分化为血细胞,不具备发育成完整个体的能力,也不能分化成其他各种细胞,不具有细胞的全能性,D项错误。
2.B 骨髓干细胞分化为“胰岛样”细胞,没有发育为完整有机体,不能体现细胞的全能性,B项错误。
3.C 细胞分化的实质是基因的选择性表达,而细胞的遗传信息不会改变,故细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等遗传信息没有改变,A、B两项正确。神经细胞和唾液腺细胞是高度分化的细胞,细胞器的种类相同,但数量会有差异,C项错误。不同细胞表达的遗传信息不同,合成的蛋白质有差异,D项正确。
4.D 紫色糯性玉米种子发育成植株,该过程是植物生长发育的过程,不能说明植物种子具有全能性,A项错误。高度分化的植物细胞只有处于离体状态且有适宜条件时才有可能表现出全能性,细胞中所含基因未发生变化,B项错误。植物体中,体细胞都具有发育成完整个体所需要的全套基因,并非只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因,C项错误。非洲爪蟾的核移植实验说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,D项正确。
5.A 动物细胞的细胞核之所以保持着全能性,是因为其含有本物种生长发育所需要的全套遗传物质。
6.D 发育到成虫之前以对称分裂为主,对称分裂会产生两个新的ISC,更多的干细胞有利于肠道的快速发育,A项正确。不对称分裂产生一个新的ISC和一个成肠细胞,成肠细胞继续分化为肠上皮细胞和分泌型细胞,细胞分化的实质是基因的选择性表达,即细胞基因表达情况发生改变,B项正确。不对称分裂产生一个新的ISC和一个成肠细胞,成肠细胞又会继续分化,说明细胞分裂和细胞分化同时进行,C项正确。细胞的全能性是指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,ISC能继续分化为肠上皮细胞和分泌型细胞,不能证明其具有全能性,D项错误。
7.C 胚中细胞形成不同组织细胞的过程属于细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,A项正确。由于同一植株的叶肉细胞和表皮细胞都由同一个受精卵发育而来,因此具有相同的遗传信息,B项正确。同一植株的叶肉细胞和表皮细胞是细胞分化的结果,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,即不同的细胞内表达的基因不完全相同,C项错误。叶肉细胞和储藏细胞属于分化后形成的细胞,细胞内选择性表达奢侈基因,因此二者都存在处于活动状态的基因,D项正确。
8.B 网织红细胞是有核红细胞进一步分化形成的,网织红细胞中无细胞核,分化程度较高,而早期胚胎干细胞属于未分化的细胞,故早期胚胎干细胞的分化能力大于网织红细胞,A项错误。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,故分化后的细胞在形态、结构与功能上存在差异,B项正确。图中①②③④均体现了细胞分化,成熟红细胞属于高度分化的细胞,已经失去了分裂能力,C项错误。图中有核红细胞是干细胞分裂、分化后形成的,细胞分化的实质是基因的选择性表达,图中干细胞与有核红细胞的遗传信息相同,D项错误。
9.答案 (1)细胞增殖(或有丝分裂) 细胞分化 (2)不能 (3)全能 (4)a
解析 (1)图中A、B分别表示细胞数目增多和形态改变,说明A、B分别表示细胞增殖和细胞分化。(2)不同细胞的功能不同的根本原因是基因的选择性表达,因此,除e外都不能合成血红蛋白。(3)植物细胞能在体外条件下培养成一个植物体,说明植物细胞具有全能性。(4)通常细胞的分化程度越低,细胞的全能性越高。
10.ACD iPS细胞类似胚胎干细胞,其全能性高于高度分化的体细胞,A项正确。获取iPS细胞过程中细胞的遗传物质没有发生改变,B项错误。iPS细胞类似胚胎干细胞,能诱导分化形成不同的组织器官,获得角膜组织是基因选择性表达的过程,C项正确。iPS细胞类似胚胎干细胞,能诱导分化形成不同的组织或器官,有望解决器官移植供体短缺等问题,D项正确。
11.BC 脐带血干细胞具有分裂和分化能力,能分化成不同种类的体细胞,这是基因选择性表达的结果,A项正确。脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞,该过程没有体现细胞的全能性,B项错误。细胞分化过程中,由于基因的选择性表达,导致细胞中的蛋白质、RNA都发生了稳定性变化,但是遗传物质没有改变,C项错误。动物体细胞的细胞核具有全能性,是因为细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质,D项正确。
12.AB 一般来说,细胞的分化程度越高,其全能性就越低,A项错误。人成纤维细胞与hiHep细胞的遗传物质相同,但蛋白质种类不完全相同,B项错误。
13.答案 (1)不完全相同 有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成 (2)基因的表达存在选择性 (3)否,核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达,未发生选择性表达
解析 (1)有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成,因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。(2)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明基因的表达存在选择性。(3)核糖体是蛋白质的合成场所,核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达,未发生选择性表达。
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