第18讲 细胞的分化-高考生物一轮复习讲义（生物学必修1）（解析版）

第18讲细胞的分化考点一细胞分化及意义一、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.过程：受精卵增殖为多细胞分化为组织、器官、系统发育为生物体。3.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：分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（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。4.实质：细胞中基因选择性表达的结果。5.原因：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同：相同核DNAeq\o(→,\s\up11(基因选择),\s\do4(性表达))不同mRNAeq\o(→,\s\up7(合成))不同的蛋白质eq\o(→,\s\up7(表现))不同的形态结构和功能6.表达的基因的种类（1）管家基因：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。（2）奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。7.分化程度比较：体细胞>生殖细胞>受精卵二、细胞分化意义1.是生物个体发育的基础；2.使多细胞生物体中细胞趋向专门化，3.有利于提高各种生理功能的效率。细胞分化标志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。考点二细胞的全能性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。2.实例（1）植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株，说明已分化的植物细胞具有全能性。（2）克隆(核移植)：克隆羊多莉的诞生，说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。3.证明细胞表达全能性的条件（1）起点条件：已分化的细胞。（2）中间条件：离体状态(体外培养)。（3）终点条件：形成完整个体。4.干细胞的概念及特点（1）概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。（2）干细胞的特点①具有分裂和分化的能力。②在动物和人体内，数量很少。考点三细胞分化与全能性的比较项目细胞分化细胞的全能性原理细胞内基因选择性表达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稳定性①高度分化的植物体细胞具有全能性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达的难易程度不同，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【典型真题训练】一、单选题1．（2022·浙江·高考真题）在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的（

）A．分裂与分化 B．分化与癌变 C．癌变与衰老 D．衰老与分裂【答案】A【详解】在正常情况下，经过细胞分裂产生的新细胞，在遗传物质的作用下，其形态、结构、功能随着细胞的生长出现了差异，就是细胞的分化，在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的分裂和分化，A正确，BCD错误。2．（2021·山东·高考真题）细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是（

）A．α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B．α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化C．抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量D．目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能【答案】C【详解】A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解，所以其降解产物可被细胞再利用，A正确；B、根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化”，说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化，而含量升高不利于胚胎干细胞的分化，B正确；C、根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解”，所以如果抑制L基因表达，则复合体不能与受体L结合，不利于降解α-酮戊二酸合成酶，细胞中α-酮戊二酸的含量会升高，C错误；D、目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能，D正确。3．（2020·浙江·高考真题）胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞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．能合成胡萝卜所需的蛋白质【答案】B【详解】胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整的植株，体现了植物细胞的全能性。植物细胞具有全能性的根本原因在于体细胞中含有该物种的全套基因。4．（2018·全国·高考真题）下列关于细胞的结构和生命活动的叙述，错误的是（）A．成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量B．细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素C．两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递D．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆【答案】A【详解】成熟个体中的细胞增殖过程中，间期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量，分裂期纺锤丝牵引染色体运动需要消耗能量，A错误；细胞的核膜、内质网和细胞膜中都属于生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成，都含有磷元素，B正确；两个相邻细跑的细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，C正确；哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞，属于细胞分化，细胞分化一般不可逆，D正确，所以选A。5．（2016·海南·高考真题）下列关于植物细胞的叙述，错误的是A．高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B．植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C．种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的D．叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果【答案】A【详解】A、高度分化的细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性，A错误；B、植物细胞无氧条件下产生有氧条件下没有的产物酒精，B正确；C、种子中的胚是由受精卵经有丝分裂、分化而来的，C正确；D、叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的不同是细胞分化的结果，D正确。6．（2016·全国·高考真题）在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是A．细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B．哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C．细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D．通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株【答案】B【详解】细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A项正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞，B项错误；细胞分化的实质是：在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C项正确；借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D项正确。7．（2015·江苏·高考真题）下图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是（）A．因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同B．因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同C．虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同D．虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同【答案】C【详解】卵细胞通过减数分裂形成，核DNA含量减半，神经细胞、白细胞、小肠上皮细胞是有丝分裂和细胞分化形成，核DNA不变，所以四种细胞的DNA含量不同，A错误；由于基因的选择性表达，各细胞的形态、功能不同，B错误；各细胞的大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正确；葡萄糖进入不同细胞的方式可能不同，协助扩散或主动运输，D错误。8．（2015·重庆·高考真题）比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞，相同的是（）A．线粒体的功能 B．发育的全能性C．膜蛋白的种类和数量 D．内质网上核糖体的数量【答案】A【详解】A、线粒体通过呼吸作用为真核细胞提供能量；A正确。B、胚胎干细胞具有发育的全能性，而胰腺腺泡细胞已高度分化，不具备发育的全能性；B错误。CD、胰腺腺泡细胞能分泌多种蛋白质产物，因而其膜蛋白的种类和数量以及内质网上核糖体的数量均较多；C、D项错误。9．（2015·上海·高考真题）图显示成纤维细胞在调控过程中的定向转化，其中，①、②、③分别表示（

）A．分裂、分化、去分化 B．分裂、转分化、分化C．分裂、去分化、转分化 D．分化、去分化、转分化【答案】C【详解】由图示可知通过①过程使得成纤维细胞数量增加，可判断①为细胞分裂。通过②过程使得成纤维细胞变为干细胞，成纤维化细胞的分裂能力低于干细胞，由此可判断②为去分化。通过③过程使得干细胞变为神经细胞，结合图中神经细胞到血细胞可判断③为转分化。10．（2015·江苏·高考真题）下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是（

）A．内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着B．白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATPC．黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达D．白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织【答案】D【详解】内皮细胞识别结合白细胞膜的糖蛋白，结果使白细胞黏着，A正确；白细胞在血管内黏着、迁移均是耗能过程，消耗ATP，B正确；黏着、迁移过程中白细胞的形态发生变化，白细胞需进行基因的选择性表达，C正确；白细胞穿过血管壁进入炎症组织依赖于细胞膜的流动性，D错误。11．（2014·全国·高考真题）同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是A．二者所处的细胞周期不同B．二者合成的特定蛋白不同C．二者所含有的基因组不同D．二者核DNA的复制方式不同【答案】B【详解】A.神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞，不能进行细胞分裂，所以没有细胞周期，A错误；B.细胞分化是基因选择性表达的结果，在不同细胞中表达的基因不同，所合成的特定蛋白不同，细胞执行的功能不同，B正确；C.细胞分化过程中遗传物质不会发生改变，所以二者基因组相同，C错误；D.核DNA复制都是边解旋边复制的半保留复制方式，D错误。12．（2015·海南·高考真题）关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（

）A．造血干细胞与成熟红细胞中的酶