第5章 细胞的生命历程（2）细胞分化学案-初升高生物人教版（2019）教材衔接

细胞的生命历程（2）细胞分化——初升高生物人教版（2019）教材衔接知识衔接回顾初中1.细胞分化是指在个体发育过程中，一个或一种细胞通过分裂产生的后代在形态、结构和生理功能上发生差异性的变化。细胞分化的结果是产生了不同的细胞群，进而形成组织。2.组织就是由形态相似、结构和功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群。人体内的主要组织有上皮组织、肌肉组织、神经组织和结缔组织。衔接高中一、细胞分化及其意义1.细胞分化的概念：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.时间：发生在整个生命历程中，达到最大限度。3.结果：（1）分子水平的变化：mRNA种类不同、蛋白质种类不同。（2）细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。（3）组织、器官水平的变化：产生不同类型的细胞，构成不同的组织和器官。4.细胞分化的特点特点解释持久性发生在生物体的整个生命进程中，分化程度在胚胎时期达到最大不可逆性一般来说，分化了的细胞，不会再演变成原始的细胞，将一直保持分化后的状态，直至死亡普遍性在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础稳定性分化后的细胞内遗传物质不发生改变意义：细胞分化是生物个体发育的基础；使多细胞生物体重细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。原因：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的情况不同（或基因的选择性表达）二、细胞的全能性1.概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。2.原因：细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。3.植物细胞全能性和动物细胞的全能性植物细胞表现全能性的条件：离体（必要条件）、提供营养物质（水、无机盐维生素氨基酸等）、激素（细胞分裂素生长素等）及其他适宜条件（适宜的温度、pH等）动物细胞的全能性：高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，其全能性受到限制。但是，其细胞核仍然保持着全能性。如利用核移植技术克隆动物（如克隆羊多利的产生）。细胞全能型大小的比较细胞全能性的大小：一般而言，细胞的分化程度越高，全能性越小。受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞；能够增殖的细胞＞停止增殖的细胞。注意：动物受精卵第一次分裂形成的两个细胞，具备与受精卵类似的全能性。应用：细胞全能性的应用主要有植物组织培养、培育克隆动物。组织培养技术广泛地应用于名贵花卉珍稀草药优良物种的迅速繁殖等：克隆技术可以应用于濒危动物的保护。习题巩固1.细胞分化是生物个体发育的基础，其实质是()A.细胞形态结构的变化B.基因的选择性表达C.细胞数目的增加D.细胞种类的增加2.下列关于细胞分化的叙述，正确的是()A.细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质未改变B.高度分化的植物细胞因失去全能性而无法发育成完整个体C.细胞分化会导致细胞内遗传物质发生不可逆的减少D.细胞分化仅发生在胚胎发育阶段，成年后不再进行3.下列发生了细胞分化且能体现体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.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株4.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5.中国科学院研究团队发现了一种过渡性肝脏祖细胞（TLPC），该细胞具有分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞的双向分化潜能，可促进肝再生。下列叙述正确的是()A.TLPC的分化程度和分裂能力均高于肝脏细胞的B.TLPC分化为胆汁上皮细胞是细胞中的基因选择性表达的结果C.胆汁上皮细胞和肝脏细胞的核酸相同，蛋白质不同D.肝再生过程中，TLPC的全能性得以充分体现6.在细胞分裂时，微丝（一种细胞骨架）会突然把线粒体向各个方向弹射出去，实现线粒体的运动和均匀分配；但一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个不同功能的子细胞，这时线粒体会被不均等地分配到子细胞中。与乳腺干细胞相比，成熟的乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列有关叙述正确的是()A.非对称分裂的细胞中，DNA能平均分配到两个子细胞中B.微丝的成分是蛋白质，在动物细胞中微丝的形成与中心体有关C.在乳腺干细胞分裂时，接受较多线粒体的子细胞可能会保持干细胞特征D.乳腺干细胞分化为成熟乳腺组织的过程中，细胞中遗传物质一般不发生改变7.荠菜植株的叶肉细胞、表皮细胞等多种细胞在形态、结构和功能上各不相同，但都是由一群相似的早期胚细胞发育而来。下列叙述错误的是()A.叶肉细胞和表皮细胞中细胞器的种类、数量存在差异B.叶肉细胞和表皮细胞的差异是基因选择性表达的结果C.叶肉细胞和表皮细胞已完全分化，不具有细胞全能性D.叶肉细胞和表皮细胞中都存在处于活跃状态的基因8.下列关于细胞分化的描述，正确的是()A.细胞的高度分化改变了生物的遗传物质B.一个人肝细胞与心肌细胞结构和功能不同的根本原因是表达的基因不同C.受精卵没有分化，所以没有全能性D.可以通过检测细胞中呼吸作用相关酶基因是否表达，来确定细胞是否分化9.下图是不同细胞中各基因的表达情况，不同细胞中基因表达情况不同，下列说法正确的是()A.神经细胞和心肌细胞结构不同的根本原因是基因的选择性表达B.细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等基因所携带的遗传信息发生了改变C.神经细胞和唾液腺细胞中蛋白质、RNA、细胞形态和功能都是完全不同的D.用动物胚胎干细胞可培育出上述几种细胞，该过程体现了细胞的全能性10.下列关于细胞分化的叙述，错误的是()A.细胞分化不会改变细胞内的遗传物质B.一般来说，随着细胞分化程度的加大，细胞分裂能力降低C.人体内神经干细胞分化成神经细胞的过程是可逆的D.没有细胞分化，多细胞生物体一般不能进行正常发育11.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述中不正确的是()。A.老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞B.分化后的不同组织细胞的蛋白质种类完全不同C.细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率D.造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的12.干细胞具有分化成其他细胞的潜力。通过精密调控细胞生长环境，科学家可将特定的干细胞在体外培养出类似内脏、骨骼甚至大脑的“类器官”，作为医疗或者实验的重要材料。下列叙述错误的是()A.干细胞比“类器官”细胞的分化程度低B.特定的干细胞能在体外培养出“类器官”体现了细胞的全能性C.干细胞与“类器官”细胞的基因组成相同，基因表达情况不同D.干细胞中含有“类器官”发育所需要的全套遗传物质13.毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞,人的毛发都由毛囊中的细胞分化而来；毛囊干细胞也可以分化为皮脂腺，产生皮肤所需要的油脂。毛囊干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态j的能力。下列叙述正确的是()A.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变B.毛囊干细胞的增殖具有周期性，且绝大多数毛囊于细胞处于分裂期C.休眠状态的毛囊干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态D.毛囊干细胞分化后蛋白质的种类发生了改变14.下列关于细胞分化及其全能性的叙述，错误的是()A.细胞分化发生在多细胞生物体的整个生命进程中B.人的红细胞与白细胞功能不同的原因是其基因不同C.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性D.一般来说，细胞分化程度越低，全能性就越高15.细胞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稳定性的差异。细胞分化表达的基因包括管家基因（所有细胞均表达的一类基因）和奢侈基因（不同类型细胞特异性表达的一类基因）。下图为人体细胞分化实质的模式图，回答下列问题：（1）RNA聚合酶基因属于______（填“管家”或“奢侈”）基因。（2）图中的A、B、C基因中，属于奢侈基因的是____________。D基因在左右两个细胞中都未表达，原因可能是________________________。（3）从细胞水平看，细胞分化形成了不同种类的细胞。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。由此可推测，细胞分化的实质是______。

答案以及解析1.答案：B解析：A、细胞形态结构的变化是细胞分化的结果，A错误；B、细胞分化的实质是基因的选择性表达，B正确；C、细胞分化不会导致细胞数目增加，C错误；D、细胞种类的增加是细胞分化的结果，D错误；故选B。2.答案：A解析：A、细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质未改变，即细胞分化具有不变性，A正确；B、高度分化的植物细胞中含有本物种全套的遗传信息，因而具有发育成完整个体的潜能，即高度分化的细胞依然具有全能性，B错误；C、细胞分化不会导致细胞内遗传物质减少，C错误；D、细胞分化发生在整个生命过程中，只是在胚胎发育阶段达到最大限度，D错误。故选A。3.答案：D解析：胡萝卜根韧皮部细胞发育成新个体,体现了体细胞的全能性。4.答案：C解析：因为来自同一人体,所以各体细胞中的DNA含量相同,卵细胞的DNA含量减半;虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同,都是水;不同细胞中的蛋白质种类有部分可能相同;各细胞都是由受精卵分裂分化形成,所以各细胞中携带的基因相同;故选C。5.答案：B解析：A、题意显示，肝脏祖细胞（TLPC）具有分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞的双向分化潜能，可促进肝再生，据此推测，TLPC的分化程度低于肝脏细胞，但分裂能力高于肝脏细胞，A错误；B、TLPC分化为胆汁上皮细胞的过程中细胞的形态、结构和功能发生了改变，是细胞中的基因选择性表达的结果，B正确；C、胆汁上皮细胞和肝脏细胞包括过渡性肝脏祖细胞均是由同一个受精卵经过有丝分裂、分化来的，因此其中的遗传物质DNA相同，但由于基因的选择性表达，其中的RNA不完全相同，蛋白质也不完全相同，C错误；D、肝再生过程中经过了细胞分裂和分化过程，即TLPC只是分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞，并不能显示该细胞的全能性，D错误。故选B。6.答案：D解析：A、题意显示，一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个不同功能的子细胞，这时线粒体会被不均等地分配到子细胞中，据此推测，非对称分裂的细胞中，DNA不能平均分配到两个子细胞中，A错误；B、微丝（一种细胞骨架）的成分是蛋白质纤维，在动物细胞中微丝的形成与核糖体有关，B错误；C、与乳腺干细胞相比，成熟的乳腺组织细胞代谢需要更多的能量，据此推测，在乳腺干细胞分裂时，接受较多线粒体的子细胞会分化为成熟的乳腺组织细胞，不具备干细胞特征，C错误；D、乳腺干细胞分化为成熟乳腺组织的过程中，细胞中遗传物质一般不发生改变，因为细胞分化的本质是基因的选择性表达，具有不变性，D正确。故选D。7.答案：C解析：叶肉细胞和表皮细胞是由同一受精卵细胞经过分裂分化而来，它们的形态、结构和功能存在差异，二者中细胞器的种类、数量存在差异，A正确；叶肉细胞和表皮细胞已完全分化，但仍具有细胞全能性，C错误；叶肉细胞和表皮细胞中都存在处于活跃状态的基因，如ATP合成酶基因，D正确。8.答案：B解析：一个人肝细胞和肌细胞结构和功能不同是由于细胞分化的结果,而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,B正确。9.答案：A解析：A、细胞分化过程中，由于基因的选择性表达，导致神经细胞和唾液腺细胞中蛋白质、mRNA、细胞形态和功能都发生了稳定性变化，A正确；B、细胞分化过程中，基因的遗传信息并没有改变，而是基因的选择性表达，B错误；C、神经细胞和唾液腺细胞在蛋白质、RNA、细胞形态和功能上有显著差异，但并非完全不同，如都含有呼吸酶等，C错误；D、全能性是指细胞能够发育成完整个体或分为其它各种细胞的能力，而多能性是指细胞能够分化成多种类型的细胞，但不能形成完整个体，D错误。故选A。10.答案：C解析：A、细胞分化过程中细胞内的遗传物质不会改变，A正确；B、一般来说，随着细胞分化程度越大，细胞分裂能力越低，B正确；C、人体内神经干细胞分化成神经细胞的过程是不可逆的，C错误；D、分化是多细胞生物体进行正常发育的基础，D正确。故选C。11.答案：B解析：A、老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞，如造血干细胞，A正确；B、细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此分化后的不同组织细胞mRNA和蛋白质种类都不完全相同，B错误；C、细胞分化可以产生多种结构、功能、形态不同的细胞，有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率，C正确；D、正常情况下，分化是不可逆的，D正确。故选B。12.答案：B解析：A、干细胞比“类器官”细胞的分化程度低，全能性高，A正确；B、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，特定的干细胞能在体外培养出“类器官”不能体现细胞的全能性，B错误；C、干细胞与“类器官”细胞的基因组成相同，但由于基因的选择性表达，基因表达情况不同，C正确；D、干细胞中含有“类器官”发育所需要的全套遗传物质，因而能发育成类器官，D正确。故选B。13.答案：D解析：细胞分化是基因选择性表达的结果