第6章 第2节 细胞的分化（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（人教版 鲁湘辽黑吉专版）

本讲义聚焦“细胞的分化”核心知识点，系统梳理细胞分化的概念、实质（基因选择性表达）、特点（持久性、不可逆性、普遍性）及意义，进而衔接细胞全能性（概念、动植物实例、干细胞），通过判断正误、任务探究表格、核心归纳对比等学习支架，构建分化与全能性的内在联系。 该资料以任务驱动探究实践，如通过B细胞与红细胞基因表达表格分析分化原因，结合胡萝卜组织培养、克隆猴等实例阐释全能性，培养科学思维。课中助力教师引导学生归纳分化“变与不变”，课后通过分层练习巩固，渗透结构与功能观，提升学生分析解决问题能力。

第2节　细胞的分化 [学习目标]　1.通过讨论细胞的分化与全能性的内容，理解相关概念并能解释相关问题。2.通过对细胞的分化与全能性的归纳与概括，强化科学的思维方法。3.主动关注干细胞方面的相关研究，形成正确利用相关技术服务社会的意识。 一、细胞分化及其意义 1．细胞分化的概念 2．细胞分化的实质 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。 3．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。 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)× 提示　(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)同一细胞内含有的蛋白质不同，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．同一生物体的不同细胞遗传物质相同，但蛋白质不完全相同，请结合经典实验结果，分析细胞分化的原因。 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 ＋ ＋ － ＋ 注：“＋”表示有，“－”表示无。 提示　细胞分化是基因选择性表达的结果。 2．在细胞中表达的基因分为两类：一类是在所有细胞中都表达的基因，这类基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，这类基因被称为管家基因；另一类是在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能，这类基因被称为奢侈基因。据此对下列基因进行归类。 ①核糖体蛋白基因　②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因　④卵清蛋白基因　⑤呼吸酶基因　⑥胰岛素基因　⑦抗体基因　⑧唾液淀粉酶基因 (1)属于管家基因的是①②⑤。 (2)属于奢侈基因的是③④⑥⑦⑧。 3．请总结细胞分化的结果： (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。 核心归纳　 1．细胞分裂和细胞分化的关系 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，随着分化程度加大，分裂能力逐渐下降 2.细胞分化的“变”与“不变” 1．(不定项)下列有关细胞分化的叙述，正确的是(　　) A．高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中 B．细胞分化过程中遗传物质发生了改变 C．细胞分化使细胞趋向专门化 D．细胞分化使细胞结构和功能发生改变 答案　D 解析　高等动物细胞的分化发生在生物体的整个生命进程中，A错误；细胞分化过程中遗传物质没有发生改变，B错误；细胞分化使细胞趋向专门化，有利于提高生物体内各种生理功能的效率，C正确；细胞发生分化时，基因进行选择性表达，导致细胞结构和功能发生改变，D正确。 2．(2024·邵阳高一检测)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不符合题意；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不符合题意；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符合题意；所有细胞都要进行细胞呼吸，与细胞是否发生分化无关，D不符合题意。 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具有全能性。 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)× 提示　(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分化成其他各种细胞的潜能和特性，而不是分化出各种血细胞。 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，不能(填“能”或“不能”)形成完整的个体。和植物细胞的实验相比，你能从该实验得出的结论是已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 3．通过如图图示，比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。 (1)分化程度最低的细胞是受精卵。 (2)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，细胞的全能性越低。 (3)细胞具有全能性的原因是细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质。 　核心归纳　 1．细胞的全能性 2．“三看法”确认细胞“全能性” 3．细胞分化与细胞全能性的关系 项目 细胞分化 细胞全能性 原因 不同细胞中的遗传信息表达情况不同 含有本物种全套遗传物质 结果 形成形态、结构和生理功能不同的细胞 形成新的个体或分化成其他各种细胞 关系 ①两者发生过程中遗传物质都不发生改变； ②细胞分化程度越高，具有的全能性越低 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　不分裂的细胞也可以具有全能性，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。 　　　　 课时对点练 [分值：100分] 第1～2题，每题5分；第3～13题，每题6分，共76分。 题组一　细胞分化 1．下列关于细胞分化的叙述，错误的是(　　) A．是一种持久性的变化 B．遗传物质发生改变导致细胞分化 C．结果是使细胞趋向专门化 D．分化后的细胞形态发生变化 答案　B 解析　细胞分化是基因选择性表达的结果，分化过程中遗传物质没有发生改变，B错误。 题点　细胞分化的概念和特点 2．(2024·青岛高一期末)转分化是指一类分化细胞通过基因选择性表达(或基因的重编程)使其在结构和功能上转变成另一种分化细胞的过程。在细胞分化和转分化过程中不发生改变的是(　　) A．细胞内的遗传物质 B．细胞内的蛋白质种类 C．细胞的全能性 D．细胞的结构和功能 答案　A 解析　根据题干可知，转分化是指一种已分化的细胞转变成另一种分化细胞的现象，因此该过程中没有发生遗传物质的改变，A符合题意。 题点　细胞分化的综合 3．(2025·淄博高一阶段检测)如图表示某人体内的4种细胞，下列叙述错误的是(　　) A．各细胞形态、大小不同，细胞中蛋白质也都不相同 B．各细胞形态、大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同 C．各细胞的生理功能不同，但细胞基本结构相同 D．各细胞携带的遗传信息相同，但同一基因的活动状态可能不同 答案　A 解析　图示各细胞形态、大小不同，分别是由相应的干细胞经过有丝分裂、分化产生的，而细胞中的蛋白质不完全相同，A错误。 题点　细胞分化的综合 4．如表是某个人的三种细胞中部分基因和有关蛋白合成的情况(“＋”表示有，“－”表示无)，下列说法错误的是(　　) 项目 细胞总DNA 蛋白质 淀粉酶基因 血红蛋白基因 胰岛素基因 ATP合成酶基因 淀粉酶 血红蛋白 胰岛素 ATP合成酶 唾液腺细胞 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ 红细胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ － ＋ 胰岛B细胞 ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ A.三种细胞中所含的遗传信息相同 B．三种细胞结构和功能发生差异的根本原因是合成的蛋白质不同 C．三种细胞功能专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率 D．有些蛋白质是所有细胞都需要合成的 答案　B 解析　三种细胞结构和功能发生差异的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是合成的蛋白质不同，B错误。 题点　细胞分化的综合 题组二　细胞的全能性 5．绞股蓝被称为“神仙草”，药用价值极高。研究人员利用其茎尖细胞培育出植株，建立快速繁殖体系解决其野生资源匮乏的问题。绞股蓝茎尖细胞能形成完整植株的根本原因是(　　) A．细胞分化程度低 B．细胞含全部遗传信息 C．细胞分裂能力旺盛 D．细胞遗传物质发生改变 答案　B 解析　之所以能利用绞股蓝的茎尖细胞培育出完整植株，其根本原因是茎尖细胞含有本物种的全部遗传信息，B符合题意。 题点　细胞全能性的概念、表达的原因和条件 6．经过五年的艰苦攻关，我国科学家成功克隆出世界首例体细胞克隆猴。体细胞克隆猴的成功，将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期，助力“健康中国2030”目标实现。下列说法正确的是(　　) A．克隆猴的出生说明动物细胞具有全能性 B．体细胞克隆猴的核遗传物质发生了改变 C．干细胞分化成其他各种细胞没有体现细胞的全能性 D．克隆猴的出生能为治疗恶性肿瘤等药物研发提供动物模型 答案　D 解析　克隆猴的出生说明了动物细胞核具有全能性，A错误；体细胞克隆猴的核遗传物质并没有发生改变，B错误；干细胞分化成其他各种细胞体现了细胞的全能性，C错误。 题点　细胞全能性的实例 7．下列能体现细胞全能性的生物学过程是(　　) A．玉米种子萌发长成新植株 B．小鼠的造血干细胞形成各种血细胞 C．胡萝卜根韧皮部细胞发育成新植株 D．蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部 答案　C 解析　玉米种子萌发长成新植株是个体发育的过程，其中发生了细胞分化，但没有体现细胞的全能性，A不符合题意；小鼠的造血干细胞形成各种血细胞，不能体现细胞的全能性，B不符合题意；蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部是动物器官再生现象，不能体现细胞的全能性，D不符合题意。 题点　细胞全能性的实例 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，细胞器种类和数量发生改变 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，是基因选择性表达的结果，而核内遗传物质没有发生改变，D错误。 题点　干细胞的分裂和分化 9．(2025·大庆高一阶段检测)某化合物可使淋巴细胞分化为吞噬细胞(可吞噬细菌)。实验小组研究了该化合物对淋巴细胞的影响，结果如表。下列叙述错误的是(　　) 分组 细胞特征 核DNA含量增加的细胞比例 吞噬细菌效率 对照组 均呈球形 59.20% 4.61% 实验组 部分呈扁平状，溶酶体增多 9.57% 18.64% A.部分呈扁平状是遗传物质改变的结果 B．对照组处于细胞分裂期的细胞比例小于59.20% C．据表推测吞噬细胞吞噬细菌的效率可能与溶酶体数量有关 D．实验结束后，去除该化合物的扁平状细胞不会恢复成球形 答案　A 解析　细胞的形态变化是基因选择性表达的结果，遗传物质没有发生改变，A错误。 题点　细胞分化的综合 10．(2024·衡阳高一期末)取自同一个体不同类型的正常体细胞，检测其基因表达，结果如图所示。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种细胞中的蛋白质不完全相同 C．此图可用于说明细胞分化的本质 D．图中7种细胞类型不同，根本原因是细胞中的核DNA不同 答案　D 解析　图中7种细胞取自同一个体，类型不同的根本原因是基因的选择性表达，细胞中的核DNA相同，D错误。 题点　细胞分化的实质和意义 11．(不定项)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。下列相关叙述错误的是(　　) 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　ABD 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的选择性表达，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。 题点　细胞分化的概念和特点 12．(不定项)肠道前体细胞可以分化成肠上皮细胞和杯状细胞等不同肠道细胞。肠道分化程度高的区域SIRT2基因表达增加，而在SIRT2基因缺失的小鼠中，肠道前体细胞的分化减弱。下列叙述不正确的是(　　) A．肠道前体细胞可以分化成不同形态的肠道细胞，体现了细胞的全能性 B．提高SIRT2基因的表达可能有助于维持肠道前体细胞的分裂能力 C．SIRT2基因表达产物可以促进肠道前体细胞分化为不同的肠道细胞 D．细胞分化导致细胞趋向专门化，有利于提高机体各种生理功能的效率 答案　AB 解析　肠道前体细胞分化形成的不同形态的肠道细胞只是部分类型的细胞，未体现细胞的全能性，A错误；一般来说，分化程度越高，分裂能力越弱，在SIRT2基因缺失的小鼠中，肠道前体细胞的分化减弱，推测降低SIRT2基因的表达可能有助于维持肠道前体细胞的分裂能力，B错误；肠道分化程度高的区域SIRT2基因表达增加，推测SIRT2基因表达产物可以促进肠道前体细胞分化为不同的肠道细胞，C正确。 题点　细胞分化和全能性综合应用 13．(不定项)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 题点　干细胞的特点 14．(14分)如图是细胞分化实质的模式图，请回答下列问题： (1)分化会导致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________________性的差异。 (2)细胞分化的实质是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)细胞分化的标志从分子水平看，在细胞中合成了某种特有的__________，该物质是生命活动的主要承担者。从细胞水平看，形成了不同种类的细胞。 (4)分化细胞表达的基因，可概括为①管家基因：所有细胞均表达的一类基因；②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因。图中的A、B、C三个基因可能属于奢侈基因的是__________。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于__________(填“管家”或“奢侈”)基因。 (5)植物组织培养技术体现了植物细胞具有______________________________________。 (6)图中的D基因在左右两个细胞中都未表达，原因可能是_______________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)稳定　(2)基因的选择性表达　(3)蛋白质　(4)A和C　管家　(5)全能性　(6)D基因是奢侈基因，在该个体其他细胞中表达 题点　细胞分化的综合 15．(10分)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　(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具有全能性 题点　细胞分化和全能性综合应用 学科网（北京）股份有限公司 $