1、第 2 节 细胞的分化学习目标 1.阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。2.举例说明细胞的全能性。3.了解干细胞的概念和研究意义。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特点特点 解释持久性 发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度相对稳定性(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，直到死亡遗传物质不变性 分化后的细胞内遗传物质不发生改变普遍性 在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础3.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。4意义(1)是生物
2、个体发育的基础。(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。归纳总结 细胞分化的实质：基因的选择性表达(1)从起源上看，甲、乙两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂增殖而来的，根据有丝分裂的特征，染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，所以甲、乙中遗传信息是一样的。(2)从发育过程上看，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，于是就产生了与不同细胞功能相适应的蛋白质。例 1 如图表示某生物体细胞发生的一系列变化过程，有关分析正确的是( )A过程表示细胞生长B过程表示细胞分化C过程表示细胞分裂D过程染色体数目会减半答案 A解析 表示细胞体积由小到大，为细胞生长；表示细胞一分为二，
3、细胞数目增加，为细胞分裂；表示细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，为细胞分化；体细胞分裂的方式为有丝分裂，子细胞和母细胞染色体数目一致。归纳总结 细胞分化过程分析表示细胞增殖产生后代；表示细胞的形态、结构和生理功能发生改变，即细胞发生分化；表示形态、结构和功能相同或相似的细胞有序地集合在一起，形成执行某种特定功能的组织。例 2 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、丙是由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
4、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。思维启迪 (1)细胞分化过程中遗传物质并没有发生改变，只是基因选择性表达。(2)同一个体不同种类的体细胞中，DNA(基因)相同，而 RNA、蛋白质不同。二、细胞的全能性1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)植物细胞的全能性植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞放入特定培养基形成细胞团块 根、茎、叶 分 化 植株。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)动物细胞核的全能性非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获
5、得了新个体。克隆羊多利的培育：将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中。结论：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。特别提醒 (1)全能性表达的标志：细胞形成了完整的个体。(2)不同细胞全能性比较受精卵(全能性最高)生殖细胞(具有较高的全能性)干细胞体细胞(全能性较低)。未分化或分化程度低的细胞分化程度高的体细胞。植物细胞的全能性大于动物细胞的全能性。(3)细胞全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。2干细胞(1)特点具有分裂和分化的能力。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。例 3 下列有关细胞全能性的叙述中
6、，不正确的是( )A受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B生物体内，细胞由于分化全能性不能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化全能性很高D植物细胞离体培养，在一定营养条件下能表现出全能性答案 C解析 受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞分裂和细胞分化形成完整个体，所以细胞全能性最高；正常情况下，多细胞生物体内的每一个体细胞都是由受精卵分裂、分化而来的，都含有发育成完整个体所必需的全套遗传物质，都具有全能性，但在个体发育过程中，因为基因的选择性表达，所以没有体现全能性；卵细胞是已分化的细胞；植物细胞在离体和一定营养条件下可表现出全能性。例 4 正常人体内的造血干细
7、胞能分裂产生各种血细胞，在体外和某些因素的诱导下，却可以分化为神经细胞和肝细胞，其根本原因是这些造血干细胞( )A有旺盛的分裂能力B能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质C还没有分化D具有与受精卵相同的全套遗传物质答案 D1下列叙述，正确的打“” ，错误的打“” 。(1)细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率( )(2)同一个体不同分化细胞的遗传信息相同( )(3)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性( )(4)骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同( )(5)同一植物体的叶肉细胞和贮藏细胞来自一群彼此相似的早期胚胎细胞( )(6)细胞分化是生物界中普遍存在的
8、生命现象，是生物个体发育的基础( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)2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。3红细胞是高度分化的细胞，下列有关叙述错误的是( )A成熟的红细胞不再分裂B红细胞寿命短是因为无酶系统C红细胞不存在细胞周期D成熟的红细胞无细胞核和线粒体答案 B解析 红细胞成熟后已丧失分裂能力，因此无细胞周期，同时成熟的红细胞
9、无细胞核和线粒体，但红细胞内有生命活动，故红细胞内有相关的酶系统来催化。4取高度分化的月季韧皮部细胞，经离体组织培养得到月季幼苗，说明( )A细胞的全能性 B细胞分化后恢复原状C细胞的应激性 D细胞的适应性答案 A解析 已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，题中所述属于植物细胞的全能性。5如图是某细胞增殖和分化的概念图，据图回答下列有关问题：(1)A 表示的是_过程，B 表示的是_过程。(2)b、c、d、e 具有相同的_。(3)若 e 能合成血红蛋白，则 b、c、d 都_(填“不能”或“能”)合成，其主要原因是_。(4)若 a 为植物细胞，而 d 能在体外条件下培养成一个植物体，则说明 d
10、 具有_性。(5)a、b、c、d、e 这五个细胞相比，哪一个细胞的全能性是最高的？_。(6)由相同的 b 或相同的 c 共同组成的结构层次叫_，由 b、c、d、e 共同组成的结构层次叫_。答案 (1)细胞增殖 细胞分化(2)遗传信息(或染色体、遗传物质)(3)不能 控制合成血红蛋白的有关基因处于关闭状态(4)全能 (5)a (6)组织 器官解析 (1)A 过程是一个细胞分裂成多个细胞的过程，是细胞增殖过程；B 过程是分裂后的细胞形成各种不同形态、结构和生理功能的细胞的过程，是细胞分化过程。(2)细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息，所以 b、c
11、、d、e 具有相同的遗传信息(或染色体、遗传物质)。(3)细胞分化是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，e 能合成血红蛋白，其他种类的细胞内控制合成血红蛋白的基因自然关闭。(4)植物细胞的全能性较高，可以在体外条件下培养成一个植物体。(5)分裂能力越强的细胞，全能性越高。a 细胞的分裂能力最强，所以全能性最高。(6)形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起构成组织，不同的组织按照一定的次序结合在一起构成器官。对点训练题组一 细胞的分化1下列关于细胞分化的叙述，错误的是( )A植物器官的形成是细胞分化的结果B造血干细胞属于未分化的细胞C机体不同的组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同D细胞分
12、化一般是不可逆转的答案 B解析 细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞，A 正确；造血干细胞属于分化程度低的细胞，B 错误；机体不同的组织细胞中基因的表达不同，故蛋白质种类和数量不同，C 正确；细胞分化在生物体内是不可逆的，D 正确。2如图所示的细胞类型转换过程为( )A细胞分裂 B细胞生长C细胞分化 D细胞融合答案 C解析 题干图示细胞形态发生稳定性差异，为细胞分化。3如图所示为来自同一人体的 3 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、蛋白质种类相同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
13、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解析 图中三种细胞是受精卵分裂、分化的结果。细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质(基因、DNA)不发生变化，但细胞的形态、功能发生稳定性差异，蛋白质的种类发生变化；虽然各细胞的大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水；葡萄糖进入不同细胞的方式可能不同，为协助扩散或主动运输。4理论上，同一个人的表皮细胞的细胞核与神经细胞的细胞核内所含 DNA 的量相同，但所含的蛋白质的量不同，其原因不包括( )A不同细胞被活化的基因不一样多，所以合成的蛋白质不一样多B不同组织细胞内同一基因的差异性表达C不同细胞的基因数量不同，所以合成的蛋白质数
14、量不同D不同细胞基因的表达具有特异性的调节机制，所以合成的蛋白质不同答案 C解析 体细胞由受精卵分裂、分化而来，所以同一生物体的不同细胞的基因数量是相等的。细胞分化是基因在不同空间、时间选择性表达的结果，这种表达具有一定的调节机制。5下列关于细胞分化的说法，正确的是( )分化是稳定的，而且一般是不可逆的 细胞分化后，细胞中的蛋白质不完全相同 会出现细胞核遗传物质的改变 细胞分化的实质是基因的选择性表达A BC D答案 B解析 细胞分化有不可逆性；因为基因的选择性表达，分化后的细胞中的蛋白质不完全相同；细胞分化不会引起遗传物质的改变；细胞分化的实质是基因的选择性表达。6如图表示人体骨髓造血干细胞
15、的生命历程。下列相关叙述错误的是( )Aa 过程细胞与外界环境不进行物质交换Bc 过程细胞发生分化，基因选择性表达C细胞可能继续进行细胞分裂和分化D图中三种血细胞一般不会再变成细胞答案 A解析 a 表示细胞生长，该过程细胞与外界进行物质交换，A 错误；c 表示细胞分化，其根本原因是基因的选择性表达，B 正确；细胞为造血干细胞，其可继续进行细胞分裂和分化，C 正确；自然情况下，细胞分化具有不可逆性，因此图中三种血细胞一般不会再变成细胞，D 正确。7(2016全国课标卷，1)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
16、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解析 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 正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的多能干细胞，B 错误；细胞分化的实质是：个体发育过程中，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 正确；植物细胞具有全能性，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 正确。题组二 细胞的全能性8(2017南京一中训练)下列有关细胞全能性的叙述错误的是( )A克隆绵羊“多莉”的诞
17、生证明了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能发育成完整个体的全套遗传信息C斯图尔德组织培养的成功表明植物细胞具有全能性D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；细胞的分化程度越高，全能性也就越低；细胞具有全能性的根本原因是细胞核内有该种生物的全套遗传信息；植物组织培养成功表明植物细胞具有全能性。9关于细胞全能性的理解不确切的是( )A动物细胞培养获得大量骨髓瘤细胞，证明了动物体细胞也具有全能性B细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素C经植物组织培养得到的试管苗，是植
18、物细胞在一定条件下表现全能性的结果D大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性答案 A解析 动物细胞培养获得大量骨髓瘤细胞，没有获得动物个体，故不能证明动物体细胞具有全能性，A 错误。10许多动物具有再生能力，例如，壁虎被天敌追赶紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的注意力，而趁机逃之夭夭，约 50 天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，错误的是( )A再生是细胞分裂、分化的结果B再生是基因选择性表达的结果C再生是自然选择的结果D再生体现了细胞的全能性答案 D解析 上述现象是细胞分裂、分化的结果，由于基因的选择性表达，形
19、成了不同的组织和器官，如果适应环境则保留下来，不适应环境则被淘汰。因为没有形成新个体，所以没有体现细胞的全能性，只是单纯的再生现象。11下列实验中能体现细胞全能性的有( )玉米花粉培育出植株 转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株 烧伤病人的健康细胞培育出皮肤 植物用种子繁殖后代 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株A BC D答案 B解析 玉米花粉培育出植株，体现了生殖细胞的全能性，正确；转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株，体现了植物体细胞的全能性，正确；烧伤病人的健康细胞培育出皮肤，并没有形成新个体，不能体现细胞的全能性，错误；种子不是一个细胞，因此用植物种子繁殖后代不能体现细胞
20、的全能性，错误；用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株，体现了植物体细胞具有全能性，正确。12将经处理后的胚胎干细胞移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后，该鼠血糖浓度趋近正常。上述事实说明( )A该过程体现了胚胎干细胞的全能性B移植的细胞中所有基因都得到表达C干细胞经处理后进行了定向分化D移植的细胞具有无限增殖的能力答案 C解析 体现细胞的全能性需要形成一个完整的个体，A 错误；移植的细胞中只有部分基因表达，B 错误；胚胎干细胞进行了定向分化，分化成了胰岛 B 细胞，使小鼠体内胰岛素分泌正常，C 正确；移植的细胞不具有无限增殖的能力，D 错误。综合强化13如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其
21、分化的示意图。请据图回答下列问题：(1)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。(2)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将题图中的_细胞移植到患者体内。(3)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选为供体细胞的是成熟的_，其原因是_。(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞 DNA 的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的_期。答案 (1)选择性表达 (2)造血干 (3)红细胞 细胞中无细胞核 (4)间解析 (1)细胞分化是基因选择性表达的结果。(2)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓治疗
22、的实质是将题图的造血干细胞移植到患者体内。(3)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。(4)DNA 分子的复制在细胞分裂间期进行。14据图回答下列问题：(1)、的过程叫做_。(2)的过程叫做_。(3)的过程叫做_。(4)组成的细胞的_、_和_不同，因此它们属于不同的_。(5)所示各细胞群中，具有分裂能力的是标号为_的细胞群。答案 (1)细胞分化 (2)细胞分裂 (3)细胞生长(4)形态 结构 生理功能 组织 (5)解析 分析图可以得出细胞群均是来自细胞群，三个细胞群的细胞形态不同，依据形态结构与其功能相适应的原理，细胞的功能不同，它们分别属于不同的组织
23、。、的过程中，细胞在形态、结构和生理功能上产生了稳定性差异，这种变化叫细胞分化，过程中，一个细胞分裂成两个细胞，这是细胞分裂，过程中，细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。细胞群的细胞均具有分裂能力。15下图是克隆绵羊的培育程序，请据图分析回答：(1)该实验操作时不选择完整的动物细胞而是将动物细胞核移植到去核卵细胞中形成重组细胞，重组细胞发育成子代“盼盼”和“灵灵” ，说明重组细胞具有_，这样操作及全能性得以表达的原因是：动物细胞核具有全能性，但受到_的限制，所以动物体细胞全能性不能像植物细胞那样易于表达。_可激发动物细胞核的全能性。(2)“盼盼”和“灵灵”的产生是重组细胞经_和_的结果。 “盼盼”和“灵灵”的性别及性状几乎完全相同，反映了_。答案 (1)全能性 细胞内物质 去核卵细胞内的物质(2)细胞分裂 细胞分化 细胞核是生物遗传性状的控制中心
