細胞的生命歷程（2）細胞分化——初升高生物人教版（2019）教材銜接知識銜接回顧初中1.細胞分化是指在個體發(fā)育過程中，一個或一種細胞通過分裂產(chǎn)生的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生差異性的變化。細胞分化的結(jié)果是產(chǎn)生了不同的細胞群，進而形成組織。2.組織就是由形態(tài)相似、結(jié)構(gòu)和功能相同的細胞聯(lián)合在一起形成的細胞群。人體內(nèi)的主要組織有上皮組織、肌肉組織、神經(jīng)組織和結(jié)締組織。銜接高中一、細胞分化及其意義1.細胞分化的概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。2.時間：發(fā)生在整個生命歷程中，達到最大限度。3.結(jié)果：（1）分子水平的變化：mRNA種類不同、蛋白質(zhì)種類不同。（2）細胞水平的變化：細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，逐漸失去分裂能力。（3）組織、器官水平的變化：產(chǎn)生不同類型的細胞，構(gòu)成不同的組織和器官。4.細胞分化的特點特點解釋持久性發(fā)生在生物體的整個生命進程中，分化程度在胚胎時期達到最大不可逆性一般來說，分化了的細胞，不會再演變成原始的細胞，將一直保持分化后的狀態(tài)，直至死亡普遍性在生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)穩(wěn)定性分化后的細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變意義：細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；使多細胞生物體重細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。原因：在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的情況不同（或基因的選擇性表達）二、細胞的全能性1.概念：已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。2.原因：細胞內(nèi)含有形成完整個體所需的全套基因。3.植物細胞全能性和動物細胞的全能性植物細胞表現(xiàn)全能性的條件：離體（必要條件）、提供營養(yǎng)物質(zhì)（水、無機鹽維生素氨基酸等）、激素（細胞分裂素生長素等）及其他適宜條件（適宜的溫度、pH等）動物細胞的全能性：高度特化的動物細胞，從整個細胞來說，其全能性受到限制。但是，其細胞核仍然保持著全能性。如利用核移植技術(shù)克隆動物（如克隆羊多利的產(chǎn)生）。細胞全能型大小的比較細胞全能性的大小：一般而言，細胞的分化程度越高，全能性越小。受精卵＞生殖細胞＞體細胞；植物細胞＞動物細胞；能夠增殖的細胞＞停止增殖的細胞。注意：動物受精卵第一次分裂形成的兩個細胞，具備與受精卵類似的全能性。應(yīng)用：細胞全能性的應(yīng)用主要有植物組織培養(yǎng)、培育克隆動物。組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于名貴花卉珍稀草藥優(yōu)良物種的迅速繁殖等：克隆技術(shù)可以應(yīng)用于瀕危動物的保護。習題鞏固1.細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)，其實質(zhì)是()A.細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化B.基因的選擇性表達C.細胞數(shù)目的增加D.細胞種類的增加2.下列關(guān)于細胞分化的敘述，正確的是()A.細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，遺傳物質(zhì)未改變B.高度分化的植物細胞因失去全能性而無法發(fā)育成完整個體C.細胞分化會導致細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生不可逆的減少D.細胞分化僅發(fā)生在胚胎發(fā)育階段，成年后不再進行3.下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學過程是()A.玉米種子萌發(fā)長成新植株B.小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C.小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D.胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株4.下圖所示為來自同一人體的4種細胞,下列敘述正確的是()A.因為來自同一人體,所以各細胞中的DNA含量相同B.因為各細胞中攜帶的基因不同,所以形態(tài)、功能不同C.雖然各細胞大小不同,但細胞中含量最多的化合物相同D.雖然各細胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同5.中國科學院研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種過渡性肝臟祖細胞（TLPC），該細胞具有分化為膽汁上皮細胞和肝臟細胞的雙向分化潛能，可促進肝再生。下列敘述正確的是()A.TLPC的分化程度和分裂能力均高于肝臟細胞的B.TLPC分化為膽汁上皮細胞是細胞中的基因選擇性表達的結(jié)果C.膽汁上皮細胞和肝臟細胞的核酸相同，蛋白質(zhì)不同D.肝再生過程中，TLPC的全能性得以充分體現(xiàn)6.在細胞分裂時，微絲（一種細胞骨架）會突然把線粒體向各個方向彈射出去，實現(xiàn)線粒體的運動和均勻分配；但一些特定種類的干細胞會進行非對稱分裂，分裂出兩個不同功能的子細胞，這時線粒體會被不均等地分配到子細胞中。與乳腺干細胞相比，成熟的乳腺組織細胞代謝需要更多的能量。下列有關(guān)敘述正確的是()A.非對稱分裂的細胞中，DNA能平均分配到兩個子細胞中B.微絲的成分是蛋白質(zhì)，在動物細胞中微絲的形成與中心體有關(guān)C.在乳腺干細胞分裂時，接受較多線粒體的子細胞可能會保持干細胞特征D.乳腺干細胞分化為成熟乳腺組織的過程中，細胞中遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生改變7.薺菜植株的葉肉細胞、表皮細胞等多種細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上各不相同，但都是由一群相似的早期胚細胞發(fā)育而來。下列敘述錯誤的是()A.葉肉細胞和表皮細胞中細胞器的種類、數(shù)量存在差異B.葉肉細胞和表皮細胞的差異是基因選擇性表達的結(jié)果C.葉肉細胞和表皮細胞已完全分化，不具有細胞全能性D.葉肉細胞和表皮細胞中都存在處于活躍狀態(tài)的基因8.下列關(guān)于細胞分化的描述，正確的是()A.細胞的高度分化改變了生物的遺傳物質(zhì)B.一個人肝細胞與心肌細胞結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是表達的基因不同C.受精卵沒有分化，所以沒有全能性D.可以通過檢測細胞中呼吸作用相關(guān)酶基因是否表達，來確定細胞是否分化9.下圖是不同細胞中各基因的表達情況，不同細胞中基因表達情況不同，下列說法正確的是()A.神經(jīng)細胞和心肌細胞結(jié)構(gòu)不同的根本原因是基因的選擇性表達B.細胞分化過程中，細胞內(nèi)的A、B、C、D、E等基因所攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變C.神經(jīng)細胞和唾液腺細胞中蛋白質(zhì)、RNA、細胞形態(tài)和功能都是完全不同的D.用動物胚胎干細胞可培育出上述幾種細胞，該過程體現(xiàn)了細胞的全能性10.下列關(guān)于細胞分化的敘述，錯誤的是()A.細胞分化不會改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)B.一般來說，隨著細胞分化程度的加大，細胞分裂能力降低C.人體內(nèi)神經(jīng)干細胞分化成神經(jīng)細胞的過程是可逆的D.沒有細胞分化，多細胞生物體一般不能進行正常發(fā)育11.細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，下列敘述中不正確的是()。A.老年人體內(nèi)仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞B.分化后的不同組織細胞的蛋白質(zhì)種類完全不同C.細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率D.造血干細胞分化形成白細胞的過程是不可逆的12.干細胞具有分化成其他細胞的潛力。通過精密調(diào)控細胞生長環(huán)境，科學家可將特定的干細胞在體外培養(yǎng)出類似內(nèi)臟、骨骼甚至大腦的“類器官”，作為醫(yī)療或者實驗的重要材料。下列敘述錯誤的是()A.干細胞比“類器官”細胞的分化程度低B.特定的干細胞能在體外培養(yǎng)出“類器官”體現(xiàn)了細胞的全能性C.干細胞與“類器官”細胞的基因組成相同，基因表達情況不同D.干細胞中含有“類器官”發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì)13.毛囊干細胞是毛囊中的原始細胞,人的毛發(fā)都由毛囊中的細胞分化而來；毛囊干細胞也可以分化為皮脂腺，產(chǎn)生皮膚所需要的油脂。毛囊干細胞具有多向分化潛能、高增殖能力和保持休眠狀態(tài)j的能力。下列敘述正確的是()A.毛囊干細胞分化為不同種類細胞的過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生選擇性改變B.毛囊干細胞的增殖具有周期性，且絕大多數(shù)毛囊于細胞處于分裂期C.休眠狀態(tài)的毛囊干細胞內(nèi)物質(zhì)的合成與分解均處于停止狀態(tài)D.毛囊干細胞分化后蛋白質(zhì)的種類發(fā)生了改變14.下列關(guān)于細胞分化及其全能性的敘述，錯誤的是()A.細胞分化發(fā)生在多細胞生物體的整個生命進程中B.人的紅細胞與白細胞功能不同的原因是其基因不同C.已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性D.一般來說，細胞分化程度越低，全能性就越高15.細胞分化會導致由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性的差異。細胞分化表達的基因包括管家基因（所有細胞均表達的一類基因）和奢侈基因（不同類型細胞特異性表達的一類基因）。下圖為人體細胞分化實質(zhì)的模式圖，回答下列問題：（1）RNA聚合酶基因?qū)儆赺_____（填“管家”或“奢侈”）基因。（2）圖中的A、B、C基因中，屬于奢侈基因的是____________。D基因在左右兩個細胞中都未表達，原因可能是________________________。（3）從細胞水平看，細胞分化形成了不同種類的細胞。從分子水平看，在細胞中合成了某種特有的______，該物質(zhì)是生命活動的主要承擔者。由此可推測，細胞分化的實質(zhì)是______。

答案以及解析1.答案：B解析：A、細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化是細胞分化的結(jié)果，A錯誤；B、細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，B正確；C、細胞分化不會導致細胞數(shù)目增加，C錯誤；D、細胞種類的增加是細胞分化的結(jié)果，D錯誤；故選B。2.答案：A解析：A、細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，遺傳物質(zhì)未改變，即細胞分化具有不變性，A正確；B、高度分化的植物細胞中含有本物種全套的遺傳信息，因而具有發(fā)育成完整個體的潛能，即高度分化的細胞依然具有全能性，B錯誤；C、細胞分化不會導致細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)減少，C錯誤；D、細胞分化發(fā)生在整個生命過程中，只是在胚胎發(fā)育階段達到最大限度，D錯誤。故選A。3.答案：D解析：胡蘿卜根韌皮部細胞發(fā)育成新個體,體現(xiàn)了體細胞的全能性。4.答案：C解析：因為來自同一人體,所以各體細胞中的DNA含量相同,卵細胞的DNA含量減半;雖然各細胞大小不同,但細胞中含量最多的化合物相同,都是水;不同細胞中的蛋白質(zhì)種類有部分可能相同;各細胞都是由受精卵分裂分化形成,所以各細胞中攜帶的基因相同;故選C。5.答案：B解析：A、題意顯示，肝臟祖細胞（TLPC）具有分化為膽汁上皮細胞和肝臟細胞的雙向分化潛能，可促進肝再生，據(jù)此推測，TLPC的分化程度低于肝臟細胞，但分裂能力高于肝臟細胞，A錯誤；B、TLPC分化為膽汁上皮細胞的過程中細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了改變，是細胞中的基因選擇性表達的結(jié)果，B正確；C、膽汁上皮細胞和肝臟細胞包括過渡性肝臟祖細胞均是由同一個受精卵經(jīng)過有絲分裂、分化來的，因此其中的遺傳物質(zhì)DNA相同，但由于基因的選擇性表達，其中的RNA不完全相同，蛋白質(zhì)也不完全相同，C錯誤；D、肝再生過程中經(jīng)過了細胞分裂和分化過程，即TLPC只是分化為膽汁上皮細胞和肝臟細胞，并不能顯示該細胞的全能性，D錯誤。故選B。6.答案：D解析：A、題意顯示，一些特定種類的干細胞會進行非對稱分裂，分裂出兩個不同功能的子細胞，這時線粒體會被不均等地分配到子細胞中，據(jù)此推測，非對稱分裂的細胞中，DNA不能平均分配到兩個子細胞中，A錯誤；B、微絲（一種細胞骨架）的成分是蛋白質(zhì)纖維，在動物細胞中微絲的形成與核糖體有關(guān)，B錯誤；C、與乳腺干細胞相比，成熟的乳腺組織細胞代謝需要更多的能量，據(jù)此推測，在乳腺干細胞分裂時，接受較多線粒體的子細胞會分化為成熟的乳腺組織細胞，不具備干細胞特征，C錯誤；D、乳腺干細胞分化為成熟乳腺組織的過程中，細胞中遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生改變，因為細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達，具有不變性，D正確。故選D。7.答案：C解析：葉肉細胞和表皮細胞是由同一受精卵細胞經(jīng)過分裂分化而來，它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能存在差異，二者中細胞器的種類、數(shù)量存在差異，A正確；葉肉細胞和表皮細胞已完全分化，但仍具有細胞全能性，C錯誤；葉肉細胞和表皮細胞中都存在處于活躍狀態(tài)的基因，如ATP合成酶基因，D正確。8.答案：B解析：一個人肝細胞和肌細胞結(jié)構(gòu)和功能不同是由于細胞分化的結(jié)果,而細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達,B正確。9.答案：A解析：A、細胞分化過程中，由于基因的選擇性表達，導致神經(jīng)細胞和唾液腺細胞中蛋白質(zhì)、mRNA、細胞形態(tài)和功能都發(fā)生了穩(wěn)定性變化，A正確；B、細胞分化過程中，基因的遺傳信息并沒有改變，而是基因的選擇性表達，B錯誤；C、神經(jīng)細胞和唾液腺細胞在蛋白質(zhì)、RNA、細胞形態(tài)和功能上有顯著差異，但并非完全不同，如都含有呼吸酶等，C錯誤；D、全能性是指細胞能夠發(fā)育成完整個體或分為其它各種細胞的能力，而多能性是指細胞能夠分化成多種類型的細胞，但不能形成完整個體，D錯誤。故選A。10.答案：C解析：A、細胞分化過程中細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)不會改變，A正確；B、一般來說，隨著細胞分化程度越大，細胞分裂能力越低，B正確；C、人體內(nèi)神經(jīng)干細胞分化成神經(jīng)細胞的過程是不可逆的，C錯誤；D、分化是多細胞生物體進行正常發(fā)育的基礎(chǔ)，D正確。故選C。11.答案：B解析：A、老年人體內(nèi)仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞，如造血干細胞，A正確；B、細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，因此分化后的不同組織細胞mRNA和蛋白質(zhì)種類都不完全相同，B錯誤；C、細胞分化可以產(chǎn)生多種結(jié)構(gòu)、功能、形態(tài)不同的細胞，有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率，C正確；D、正常情況下，分化是不可逆的，D正確。故選B。12.答案：B解析：A、干細胞比“類器官”細胞的分化程度低，全能性高，A正確；B、細胞的全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性，特定的干細胞能在體外培養(yǎng)出“類器官”不能體現(xiàn)細胞的全能性，B錯誤；C、干細胞與“類器官”細胞的基因組成相同，但由于基因的選擇性表達，基因表達情況不同，C正確；D、干細胞中含有“類器官”發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì)，因而能發(fā)育成類器官，D正確。故選B。13.答案：D解析：細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果