第18講 細胞的分化-高考生物一輪復習講義（生物學必修1）（解析版）

第18講細胞的分化考點一細胞分化及意義一、細胞分化1.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)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。2.過程：受精卵增殖為多細胞分化為組織、器官、系統(tǒng)發(fā)育為生物體。3.特點（1）普遍性：多細胞生物普遍具有。（2）持久性：貫穿于生物體整個生命進程中。（3）穩(wěn)定性：分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。（4）不可逆性：一般來說，細胞只能從全能干細胞最終走向高度分化的體細胞，不能反向進行。4.實質(zhì)：細胞中基因選擇性表達的結果。5.原因：在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同：相同核DNAeq\o(→,\s\up11(基因選擇),\s\do4(性表達))不同mRNAeq\o(→,\s\up7(合成))不同的蛋白質(zhì)eq\o(→,\s\up7(表現(xiàn)))不同的形態(tài)結構和功能6.表達的基因的種類（1）管家基因：在所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。（2）奢侈基因：只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。7.分化程度比較：體細胞>生殖細胞>受精卵二、細胞分化意義1.是生物個體發(fā)育的基礎；2.使多細胞生物體中細胞趨向?qū)ｉT化，3.有利于提高各種生理功能的效率。細胞分化標志1.分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。2.細胞水平：形成不同種類的細胞?？键c二細胞的全能性1.概念：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。2.實例（1）植物組織培養(yǎng)：胡蘿卜韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)能產(chǎn)生完整植株，說明已分化的植物細胞具有全能性。（2）克隆(核移植)：克隆羊多莉的誕生，說明已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。3.證明細胞表達全能性的條件（1）起點條件：已分化的細胞。（2）中間條件：離體狀態(tài)(體外培養(yǎng))。（3）終點條件：形成完整個體。4.干細胞的概念及特點（1）概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。（2）干細胞的特點①具有分裂和分化的能力。②在動物和人體內(nèi)，數(shù)量很少?？键c三細胞分化與全能性的比較項目細胞分化細胞的全能性原理細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點①持久性②普遍性③不可逆性④穩(wěn)定性①高度分化的植物體細胞具有全能性②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性③全能性的體現(xiàn)要進行誘導和離體培養(yǎng)結果形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞群形成新的個體大小比較細胞分化程度有高低之分，如：體細胞＞生殖細胞＞受精卵細胞全能性表達的難易程度不同，如：受精卵＞生殖細胞＞體細胞關系①兩者的遺傳物質(zhì)都未發(fā)生改變②已分化的植物細胞仍然保持全能性③一般情況下，分化程度越高，全能性相對越低【典型真題訓練】一、單選題1．（2022·浙江·高考真題）在某些因素誘導下，人體造血干細胞能在體外培養(yǎng)成神經(jīng)細胞和肝細胞。此過程主要涉及細胞的（

）A．分裂與分化 B．分化與癌變 C．癌變與衰老 D．衰老與分裂【答案】A【詳解】在正常情況下，經(jīng)過細胞分裂產(chǎn)生的新細胞，在遺傳物質(zhì)的作用下，其形態(tài)、結構、功能隨著細胞的生長出現(xiàn)了差異，就是細胞的分化，在某些因素誘導下，人體造血干細胞能在體外培養(yǎng)成神經(jīng)細胞和肝細胞。此過程主要涉及細胞的分裂和分化，A正確，BCD錯誤。2．（2021·山東·高考真題）細胞內(nèi)分子伴侶可識別并結合含有短肽序列KFERQ的目標蛋白形成復合體，該復合體與溶酶體膜上的受體L結合后，目標蛋白進入溶酶體被降解。該過程可通過降解α-酮戊二酸合成酶，調(diào)控細胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量，從而促進胚胎干細胞分化。下列說法錯誤的是（

）A．α-酮戊二酸合成酶的降解產(chǎn)物可被細胞再利用B．α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干細胞的分化C．抑制L基因表達可降低細胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量D．目標蛋白進入溶酶體的過程體現(xiàn)了生物膜具有物質(zhì)運輸?shù)墓δ堋敬鸢浮緾【詳解】A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶體降解，所以其降解產(chǎn)物可被細胞再利用，A正確；B、根據(jù)題干信息“該過程可通過降解α-酮戊二酸合成酶，調(diào)控細胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量，從而促進胚胎干細胞分化”，說明α-酮戊二酸含量降低促進細胞分化，而含量升高不利于胚胎干細胞的分化，B正確；C、根據(jù)題干信息“該復合體與溶酶體膜上的受體L結合后，目標蛋白進入溶酶體被降解”，所以如果抑制L基因表達，則復合體不能與受體L結合，不利于降解α-酮戊二酸合成酶，細胞中α-酮戊二酸的含量會升高，C錯誤；D、目標蛋白進入溶酶體的過程體現(xiàn)了生物膜具有物質(zhì)運輸?shù)墓δ?，D正確。3．（2020·浙江·高考真題）胡蘿卜根單個細胞經(jīng)體外培養(yǎng)，能發(fā)育成完整的植株。其根本原因是胡蘿卜根細胞A．具有旺盛的分裂能力 B．具有該物種的全套基因C．通過有絲分裂形成了植株 D．能合成胡蘿卜所需的蛋白質(zhì)【答案】B【詳解】胡蘿卜根單個細胞經(jīng)體外培養(yǎng)，能發(fā)育成完整的植株，體現(xiàn)了植物細胞的全能性。植物細胞具有全能性的根本原因在于體細胞中含有該物種的全套基因。4．（2018·全國·高考真題）下列關于細胞的結構和生命活動的敘述，錯誤的是（）A．成熟個體中的細胞增殖過程不需要消耗能量B．細胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細胞膜中都含有磷元素C．兩個相鄰細胞的細胞膜接觸可實現(xiàn)細胞間的信息傳遞D．哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程不可逆【答案】A【詳解】成熟個體中的細胞增殖過程中，間期DNA復制和蛋白質(zhì)合成需要消耗能量，分裂期紡錘絲牽引染色體運動需要消耗能量，A錯誤；細胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞膜中都屬于生物膜，主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成，都含有磷元素，B正確；兩個相鄰細跑的細胞膜直接接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，C正確；哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞，屬于細胞分化，細胞分化一般不可逆，D正確，所以選A。5．（2016·海南·高考真題）下列關于植物細胞的敘述，錯誤的是A．高度分化的成熟葉肉細胞不具備發(fā)育成完整植株的潛能B．植物細胞在有氧條件下的呼吸終產(chǎn)物與無氧條件下的不同C．種子胚根和胚芽中的所有細胞都是由受精卵分裂分化而來的D．葉肉細胞和根尖細胞在結構和功能上的差異是細胞分化的結果【答案】A【詳解】A、高度分化的細胞含有該生物全套的遺傳信息，具有發(fā)育的全能性，A錯誤；B、植物細胞無氧條件下產(chǎn)生有氧條件下沒有的產(chǎn)物酒精，B正確；C、種子中的胚是由受精卵經(jīng)有絲分裂、分化而來的，C正確；D、葉肉細胞和根尖細胞在結構和功能上的不同是細胞分化的結果，D正確。6．（2016·全國·高考真題）在細胞的生命歷程中，會出現(xiàn)分裂、分化等現(xiàn)象。下列敘述錯誤的是A．細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻B．哺乳動物的造血干細胞是未經(jīng)分化的細胞C．細胞分化是細胞內(nèi)基因選擇性表達的結果D．通過組織培養(yǎng)可將植物葉肉細胞培育成新的植株【答案】B【詳解】細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎，而細胞增殖的主要方式是有絲分裂，A項正確；哺乳動物的造血干細胞是已經(jīng)分化的細胞，B項錯誤；細胞分化的實質(zhì)是：在個體發(fā)育中，在遺傳物質(zhì)的控制下合成特異性蛋白質(zhì)的過程，即細胞分化是細胞內(nèi)基因選擇性表達的結果，C項正確；借助植物組織培養(yǎng)技術，可將離體的植物葉肉細胞培育成新的植株，D項正確。7．（2015·江蘇·高考真題）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【答案】C【詳解】卵細胞通過減數(shù)分裂形成，核DNA含量減半，神經(jīng)細胞、白細胞、小腸上皮細胞是有絲分裂和細胞分化形成，核DNA不變，所以四種細胞的DNA含量不同，A錯誤；由于基因的選擇性表達，各細胞的形態(tài)、功能不同，B錯誤；各細胞的大小不同，但細胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正確；葡萄糖進入不同細胞的方式可能不同，協(xié)助擴散或主動運輸，D錯誤。8．（2015·重慶·高考真題）比較胚胎干細胞與胰腺腺泡細胞，相同的是（）A．線粒體的功能 B．發(fā)育的全能性C．膜蛋白的種類和數(shù)量 D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體的數(shù)量【答案】A【詳解】A、線粒體通過呼吸作用為真核細胞提供能量；A正確。B、胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，而胰腺腺泡細胞已高度分化，不具備發(fā)育的全能性；B錯誤。CD、胰腺腺泡細胞能分泌多種蛋白質(zhì)產(chǎn)物，因而其膜蛋白的種類和數(shù)量以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體的數(shù)量均較多；C、D項錯誤。9．（2015·上?！じ呖颊骖}）圖顯示成纖維細胞在調(diào)控過程中的定向轉化，其中，①、②、③分別表示（

）A．分裂、分化、去分化 B．分裂、轉分化、分化C．分裂、去分化、轉分化 D．分化、去分化、轉分化【答案】C【詳解】由圖示可知通過①過程使得成纖維細胞數(shù)量增加，可判斷①為細胞分裂。通過②過程使得成纖維細胞變?yōu)楦杉毎衫w維化細胞的分裂能力低于干細胞，由此可判斷②為去分化。通過③過程使得干細胞變?yōu)樯窠?jīng)細胞，結合圖中神經(jīng)細胞到血細胞可判斷③為轉分化。10．（2015·江蘇·高考真題）下圖為白細胞與血管內(nèi)皮細胞之間識別、黏著后,白細胞遷移并穿過血管壁進入炎癥組織的示意圖,下列敘述錯誤的是（

）A．內(nèi)皮細胞識別結合白細胞膜上的糖蛋白使白細胞黏著B．白細胞在血管內(nèi)黏著、遷移需要消耗ATPC．黏著、遷移過程中白細胞需進行基因的選擇性表達D．白細胞利用細胞膜的選擇透過性穿過血管壁進入炎癥組織【答案】D【詳解】內(nèi)皮細胞識別結合白細胞膜的糖蛋白，結果使白細胞黏著，A正確；白細胞在血管內(nèi)黏著、遷移均是耗能過程，消耗ATP，B正確；黏著、遷移過程中白細胞的形態(tài)發(fā)生變化，白細胞需進行基因的選擇性表達，C正確；白細胞穿過血管壁進入炎癥組織依賴于細胞膜的流動性，D錯誤。11．（2014·全國·高考真題）同一動物個體的神經(jīng)細胞與肌細胞在功能上是不同的，造成這種差異的主要原因是A．二者所處的細胞周期不同B．二者合成的特定蛋白不同C．二者所含有的基因組不同D．二者核DNA的復制方式不同【答案】B【詳解】A.神經(jīng)細胞與肌細胞都是高度分化的細胞，不能進行細胞分裂，所以沒有細胞周期，A錯誤；B.細胞分化是基因選擇性表達的結果，在不同細胞中表達的基因不同，所合成的特定蛋白不同，細胞執(zhí)行的功能不同，B正確；C.細胞分化過程中遺傳物質(zhì)不會發(fā)生改變，所以二者基因組相同，C錯誤；D.核DNA復制都是邊解旋邊復制的半保留復制方式，D錯誤。12．（2015·海南·高考真題）關于人體造血干細胞的敘述，錯誤的是（

）A．造血干細胞與成熟紅細胞中的酶