1、1第二节 细胞的分化知识内容 学考要求 选考要求细胞分化的概念和意义 b b细胞的全能性 b b癌细胞的主要特征 a a引起细胞癌变的因素 b b学习导航(1)说出细胞分化的概念、特点和意义。(2)简述癌细胞的特点和成因。(3)概述细胞的全能性。方式一 “小蝌蚪找妈妈”的故事大家都很熟悉，小蝌蚪经过一系列的变化最终形成了能在陆地上生活的青蛙，这个过程中发生了很多的变化：逐渐地长出后腿、前腿，尾部变短最终消失，用腮呼吸变成用肺呼吸，这种种变化的细胞学基础就是细胞分化。方式二 前几节课我们学习了细胞的增殖，知道了细胞的增殖是生物体重要的特征，通过细胞分裂使细胞数目增多。是不是生物体仅有细胞的增殖就
2、够了呢？要搞清楚这个问题，还要通过我们今天的学习细胞的分化。2一、细胞的分化1概念：细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化。2特点：正常情况下，细胞分化是不可逆的。3意义(1)生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。(2)正常发育的细胞在通过有丝分裂后，即有秩序地发生分化，形成具有特定功能的细胞。归纳总结 1细胞分化的过程图示2对细胞分化过程的理解(1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。(2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞溶胶成分和功能发生改变。(3)从分子水平分析蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的执
3、行情况不同，这是细胞分化的根本原因。例 1 图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞，它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是( )ADNA 的结构不同B遗传信息的表达情况不同C遗传物质不同D线粒体结构不同答案 B解析 题中甲、乙、丙是同一受精卵经过增殖、分化形成的，它们的遗传物质相同，DNA 的结构相同，线粒体的结构也相同。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。例 2 (2017金华一中期末)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，3图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b 表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是( )a
4、 过程是有丝分裂，b 是细胞分化乙和丙的染色体组成不同丁与戊因遗传物质不同而发生分化甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同A BC D答案 B解析 甲、乙、丙三个细胞形态一样，故 a 表示有丝分裂，丁、戊与乙、丙比，细胞形态发生了变化，故 b 表示细胞分化；乙和丙来自甲的有丝分裂，有丝分裂前后亲子代遗传物质相同，染色体组成相同；乙、丙的遗传物质相同，由细胞分化形成丁、戊的过程中基因选择性表达；由于甲、丁、戊细胞形态不同，故三种细胞基因选择性表达产生的部分蛋白质不同。深化拓展 细胞分裂与细胞分化的比较(1)细胞分裂与细胞分化的区别项目 细胞分裂 细胞分化原因细胞表面积和体积发展不平衡；细胞核与细胞质发展
5、不平衡；增殖的需要基因的选择性表达细胞数量 增加 不变发生时间从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的发育到一定时期停止分裂整个生命进程中结果 产生相同的细胞 产生不同的细胞意义多细胞生物个体形成、生长和发育的需要；单细胞生物形成新个体的需要组织、器官的形成；组织、器官的修复特点 局部性；周期性持久性；稳定性和不可逆性；普遍性(2)二者联系在细胞分裂的基础上，通过细胞分化形成不同细胞、组织等，从而促进个体发育。在细胞分化过程中，细胞中的遗传物质并没有改变。4细胞分裂和细胞分化共同完成个体发育，但细胞分化是个体发育的主要过程。在发育过程中，高度分化的细胞逐渐丧失分裂能力，如红细胞、神经
6、细胞等。二、细胞的癌变1概念：在某些致癌因素的作用下，有的细胞变得不受控制而无限增殖，这种细胞就是癌细胞。2癌细胞的主要特征(1)最重要的是有无限增殖能力(2)另一重要特点是能在体内转移，原因是细胞表面粘连蛋白很少或缺失，使它容易在组织之间转移。3原因：细胞异常分化的结果。4癌变：正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程。5致癌因素Error!归纳总结 癌细胞的主要特征(1)恶性增殖的“不死细胞”癌细胞与正常细胞的比较细胞来源 细胞周期 最多分裂次数 存活时间正常人肝细胞 22 h 5060 45.8 d55 d海拉子宫颈癌细胞 22 h 多代传递(2)粘着性降低的“扩散细胞”：细胞膜表面的粘连蛋白
7、减少或缺失细胞间粘着性下降细胞容易转移(易扩散、转移)。(3)形态结构发生显著变化即“变态的细胞”：例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大了，染色时，核的着丝粒颜色也明显加深。例 3 (2017杭州期末)下列关于癌细胞及癌症的叙述，错误的是( )A癌细胞能够无限增殖B煤焦油是一种致癌因素C癌细胞是异常分化的体细胞D癌细胞膜上的载体蛋白比正常细胞少答案 D解析 癌细胞能够无限增殖，A 正确；煤焦油是一种化学致癌因素，B 正确；癌细胞是异常分化的体细胞，C 正确；癌细胞膜上的粘连蛋白比正常细胞少，D 错
8、误。例 4 (2018杭州学军中学期中)已知直肠癌发病早期仅在肠壁形成多个息肉(即良性肿瘤)，5若病情持续发展就会形成恶性肿瘤，其机理如图所示。下列叙述错误的是( )A直肠癌的发生是多个基因突变累积的结果B原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因C肿瘤抑制基因可以抑制细胞的异常增殖D细胞癌变时，细胞不断增殖，细胞周期变长答案 D解析 据图示可知，直肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，A 正确；原癌基因位于正常细胞内，是与细胞增殖相关的基因，B 正确；肿瘤抑制基因可以抑制细胞的异常增殖，C 正确；细胞癌变时，细胞不断增殖，细胞周期变短，D 错误。三、细胞的全能性1概念受精卵具有分化出各种细胞的潜能，
9、这种潜能是细胞的全能性的表现。2不同生物细胞的全能性(1)植物细胞的全能性概念：高度分化的组织细胞仍具有发育成完整植株的能力。实例：植物离体组织或细胞 愈伤组织(即分裂成多个细胞) 胚状体植株。 脱 分 化 再 分 化 (2)动物细胞的全能性动物体细胞不具有全能性的原因：受细胞内物质的限制。动物体细胞核具有全能性的原因：细胞核中有该物种的全套基因。蛙的核移植实验和多莉羊的克隆成功都能证明这一点。归纳总结1细胞全能性实现的条件(1)离体状态下。(2)水、无机盐、有机营养及激素等。(3)适宜的温度等外界环境条件。2动物体细胞核的全能性典例6说明动物体细胞核具有全能性。例 5 (2017嘉兴一中期末
10、)下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是( )A受精卵在自然条件下能形成完整个体，因此全能性最高B生物体内由于细胞分化，细胞的全能性不能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高D植物细胞在一定的条件下离体培养能表现出全能性答案 C解析 受精卵的分化程度低，在自然条件适宜的情况下能形成完整个体，因此全能性最高，A 正确；在生物体内由于基因的选择性表达，细胞不能表现全能性，而是分化为不同的组织、器官，B 正确；卵细胞属于已分化的细胞，与受精卵相比，全能性较低，C 错误；处于离体状态的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件作用下，能表现出全能性，D 正确。例 6 下列生物过程不能体现
11、细胞全能性的是( )玉米种子萌发长成新植株 马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯苗 小鼠的造血干细胞形成各种血细胞 胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株A B C D答案 C解析 细胞的全能性是指分化的细胞发育成为完整生物个体的能力。玉米种子不是一个细胞而是幼体，萌发长成新植株属于细胞自然分化，没有体现细胞的全能性；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，但没有形成完整的个体，因此该过程不能体现细胞全能性；马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯和胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株都体现了体细胞的全能性。特别提醒 (1)生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部
12、基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。(2)细胞全能性大小的比较：受精卵卵细胞(生殖细胞)体细胞，植物细胞动物细胞。(3)在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。(4)细胞全能性以细胞形成个体为标志。781下列关于细胞分化的叙述错误的是( )A细胞的癌变是细胞异常分化的结果B细胞的功能差异与细胞中的蛋白质不同有关C细胞的形态差异与细胞的基因选择性表达有关D通常情况下，人体内神经细胞的分化是可逆的答案 D解析 细胞的癌变是由于基因突变导致细胞异常分化的结果，A 正确；蛋白质是生命活动的承担者，细胞的功能差异与细胞中的蛋白质不同有关，B
13、 正确；不同类型细胞的生理功能的差异，说明细胞出现分化，与基因的选择性表达有关，C 正确；细胞分化是稳定的，而且一般是持久性的、不可逆的，D 错误。2下列哪种细胞的全能性最容易表达出来( )A青蛙的上皮细胞 B胡萝卜的韧皮部细胞C大白鼠的肝脏细胞 D人皮肤生发层细胞答案 B解析 胡萝卜的韧皮部细胞属于植物细胞，进行植物组织培养形成完整植株，成功率高；青蛙的上皮细胞、大白鼠的肝脏细胞、人皮肤生发层细胞属于动物细胞，细胞的全能性受到限制，而细胞核具有全能性，必须经过核移植技术才能体现细胞核的全能性。3下列四幅图表示人体细胞的生命现象，其中一定属于细胞分化的是( )答案 D解析 在个体发育过程中，由
14、一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和功能上发生差异的过程叫细胞分化，其结果是细胞的种类增加。图中 A 属于细胞生长，B 属于细胞分裂，C 属于受精作用，D 属于细胞分化。4(2017舟山期末)有关癌细胞的特征及原因描述，错误的是( )A细胞周期变短，因为分裂旺盛B细胞核中 DNA 含量都增加，因为细胞分裂需复制C易扩散转移，因为粘连蛋白减少D核糖体增多，因为分裂时合成蛋白质的需要答案 B解析 细胞癌变后，能无限增殖，其细胞周期变短，A 正确；细胞发生癌变是基因突变的结9果，其细胞核中 DNA 含量不增加，B 错误；细胞膜表面的粘连蛋白减少，细胞间的粘着性降低，C 正确；细胞癌变后，能无
15、限增殖，需要的蛋白质较多，核糖体增多，D 正确。5下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )A组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性B克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性C高度分化的动物细胞，其细胞的全能性并不受到限制D愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性答案 A解析 组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性，A 正确；克隆羊的诞生说明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，B 错误；高度分化的动物细胞，其细胞的全能性受到限制，C 错误；细胞全能性以细胞形成个体为标志，故愈伤组织的形成不说明高度分化的植物细胞具有全能性，D 错误。基础达标1(2017金华市曙光学校期末
16、)在实验条件下，矮牵牛叶片细胞能发育成完整植株。这说明该细胞具有( )A普遍性 B统一性 C全能性 D特异性答案 C解析 矮牵牛叶片细胞能发育成完整的矮牵牛植株属于植物组织培养，体现了植物细胞具有全能性。2(2017台州期末)下列关于细胞全能性的叙述，正确的是( )A高度分化的动物的体细胞能表现出全能性B正常情况下植物细胞的分化是可逆的C用紫外线破坏细胞核后的蛙卵细胞仍能发育成蝌蚪D高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力答案 D解析 高度分化的动物体细胞的细胞核能表现出全能性，A 错误；正常情况下植物细胞的分化是不可逆的，B 错误；用紫外线破坏细胞核后的蛙卵细胞不能发育成蝌蚪，C 错误；
17、高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力，D 正确。3胡萝卜根韧皮部的细胞在组织培养中，经过细胞增殖和细胞分化等过程可以发育为一个完整植株，下列说法中不正确的是( )A细胞分化是基因选择性表达的结果10B分化后的细胞遗传物质发生了变化C已分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的潜能D植物组织培养形成新植株的实验可说明植物细胞具有全能性答案 B解析 细胞分化的实质是基因的选择性表达，A 正确；细胞分化是遗传信息的执行情况不同，而遗传物质并没有发生改变，B 错误；细胞的全能性是指已分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的潜能，C 正确；植物组织培养形成新植株的实验可说明植物细胞具有全能性，D 正确。4
18、癌症患者晚期发生癌细胞扩散，这是因为( )A细胞膜具有流动性B癌细胞膜上粘连蛋白等物质减少C癌细胞的形态变为球形D癌细胞体积较小答案 B解析 癌细胞表面发生变化，如粘连蛋白减少，细胞间粘着性降低，容易扩散和转移。5(2018温州模拟)下列关于癌细胞的叙述中，错误的是( )A具无限增殖的能力B不容易在组织之间转移C细胞表面粘连蛋白很少或缺失D由正常细胞发生基因突变而形成答案 B解析 癌细胞具有无限增殖的能力，A 正确；由于癌细胞表面粘连白减少，细胞间粘着性下降，因此癌细胞容易转移，B 错误，C 正确；癌细胞由正常细胞发生基因突变而形成，D 正确。6下列哪项不是癌细胞的特点( )A细胞膜上粘连蛋白
19、减少 B能够无限增殖C细胞内酶的活性降低 D形态、结构发生变化答案 C解析 癌细胞的生命力旺盛，能无限增殖，所以细胞内酶的活性并不降低；癌细胞的细胞膜上的粘连蛋白减少，使细胞之间粘着性减小，容易在组织间转移。能力提升7在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是( )A壁虎断尾后重新长出尾部11B蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂C用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D小鼠腺细胞的自我复制答案 B解析 壁虎断尾后重新长出尾部属于器官的再生，是细胞的分裂和分化能力，并没有体现细胞的全能性，故 A 错误；未受精的卵细胞能够发育成一个完整的个体，体现了动物细胞的全能性，故 B 正
20、确；用体外培养的皮肤治疗烧伤病人属于动物细胞培养，没有把细胞内所有的遗传信息表达出来，故 C 错误；小鼠腺细胞的自我复制，没有把细胞内所有的遗传信息表达出来，故 D 错误。8(2018杭州调研)正常情况下，甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周 AFP 从血液中消失，但慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时，血液中 AFP 会升高，尤其当肝细胞发生癌变时，血液中 AFP 会持续性异常升高。下列有关说法不正确的是( )A当肝细胞的分裂加快时，AFP 合成量会增加B肝细胞中的内质网和高尔基体会参与 AFP 的加工与运输C肝细胞发生癌变后因细胞膜上粘连蛋白减少而容易发生扩散DAFP 能
21、对细胞的分化起促进作用答案 D解析 由题干“慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时，血液中 AFP 会升高，尤其当肝细胞发生癌变时，血液中 AFP 会持续性异常升高” ，可推知，当肝细胞的分裂加快时，AFP 合成量会增加，A 正确；甲胎蛋白(AFP)是一种分泌蛋白，其运输和加工需要内质网和高尔基体的参与，B 正确；肝细胞发生癌变后因细胞膜上粘连蛋白减少，使细胞间的粘着性降低，容易发生扩散和转移，C 正确；由题干信息知，慢性肝炎、肝硬化患者肝细胞再生时或肝细胞发生癌变时 AFP 的合成较多，但不能得出 AFP 能对细胞的分化起促进作用，D 错误。9下列有关细胞全能性的叙述，错误的是( )A克隆绵羊“
22、多莉”的诞生证明动物细胞具有全能性B细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息C胡萝卜根组织培养实验的成功表明植物细胞具有全能性D一般来说，细胞分化程度越高，它的全能性就越低答案 A解析 克隆绵羊“多莉”的诞生仅表明了动物细胞核的全能性，不能说明整个动物细胞具有全能性；植物细胞具有全能性；一般来说，细胞分化程度越高，全能性也就越低；全能性的根本原因是细胞核内含有本物种发育成完整个体的全套遗传信息。10美国纽约伦斯勒的神经干细胞研究所的研究人员发现“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞” 。关于下图的叙述中不正确的是( )12Aa 过程中只有部分基因得到表达Bb 过程中核
23、酸的种类和含量会发生变化Cc 过程形成富含脂肪的细胞时核 DNA 含量减少Df 过程所形成的子细胞中部分具有细胞周期答案 C解析 据图分析，a 过程中部分基因得到了表达，形成了具有特定形态、结构和功能的细胞，A 正确；b 过程细胞中部分特定的基因得到了表达形成神经细胞，RNA 的种类和含量都会发生改变，B 正确；c 过程形成富含脂肪的细胞时，核 DNA 含量应该不变，C 错误；f 过程是细胞通过有丝分裂增殖的过程，其所形成的子细胞中部分仍进行有丝分裂，具有细胞周期，D正确。11研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程，下列叙述正确的是( )A癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型B
24、癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关C诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略D癌细胞类似于胚胎细胞，都脱离了细胞的正常分化答案 C解析 由“细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程”可判断，处于未分化状态的癌细胞具有无限增殖的能力，A、B 项错误；诱导癌细胞正常分化，使其失去无限增殖的能力，则可达到治疗癌症的目的，C 项正确；胚胎细胞是细胞正常分化的结果，而癌细胞是细胞异常分化的结果，D 项错误。12如图是高等生物个体发育过程中细胞发生的变化，请仔细观察，回答下列问题： 13(1)图示的高等生物个体发育是从_开始的。(2)由到，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了_和_过程。(3)由到，由
25、于细胞_，细胞的_、_和_发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中_的结果。答案 (1)受精卵 (2)生长 分裂 (3)分化 形态 结构 功能 选择性表达解析 高等生物个体发育的起点是受精卵。经细胞分裂、细胞分化形成不同的组织、器官和系统，进而发育成完整的生物体。13如图是与细胞增殖和分化有关的图解，据图回答下列有关问题：(1)甲图 A 表示的是_过程，B 表示的是_过程。乙图处于有丝分裂的_期。(2)甲图中 b、c、d、e 具有相同的_。(3)甲图中，若 e 能合成血红蛋白，则 b、c、d 都_(“不能”或“能”)合成，其主要原因是_。(4)若 a 为植物细胞，而 d 能在体
26、外条件下培养成一个植物体，说明 d 具有_性。(5)甲图中的 a、b、c、d、e 这五个细胞相比，哪一个细胞的全能性最大？_。(6)乙图中细胞有_条染色体，和两条染色体是经过分裂间期_形成的。答案 (1)细胞增殖 细胞分化 后 (2)遗传物质(3)不能 b、c、d 中控制合成血红蛋白的遗传信息处于关闭状态 (4)全能 (5)a (6)8 复制14解析 甲图中 A、B 分别是细胞数目增多和形态改变的过程，说明其分别表示细胞增殖和细胞分化。乙图中着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体，在纺锤丝牵引下向两极移动，所以是有丝分裂的后期。甲图中 b、c、d、e 细胞都是由 a 细胞分裂、分化而来的，所以遗传物质相同，五个细胞中 a 的分化程度最低，全能性最高。不同细胞功能不同的原因是基因的选择性表达。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。乙图细胞中染色体有 8 条，和两条染色体是在细胞分裂间期经复制形成的。
