【備戰(zhàn)2022年高考生物】考點23 細胞的分化和細胞的全能性

考點23細胞的分化和細胞的全能性高考頻度：★★★☆☆難易程度；★★★☆☆;;;考點解讀JI.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)特點：普遍性、持久性、穩(wěn)定性和不可逆性.(3)實質：在個體發(fā)育過程中，不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同.'①生物個體發(fā)育的基礎(4)意義，②使多細胞生物體中細胞趨向專門化，有利于、提高各種生理功能的效率2,細胞的全能性(1)概念；已經分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能.「①植物組織培養(yǎng)實驗說明植物細胞具有全能性(2)實例，②克隆羊多利的培育成功說明已分化的動物傕?細胞的細胞核具有全能性(3)干細胞：動物和人體內少數具有分裂和分化能力的細胞.(4)把實例與相應的原理或過程連線實例 依據原理或過程①花粉培養(yǎng)成單倍體植株：ya動物細胞核具有全能性②克隆羊多利的培養(yǎng) 卜植物細胞具有全能性③植物導管組織的形成二細胞的有絲分裂?受精卵發(fā)育成個體士二細胞的分化^點考向,考向一細胞分化L下列有關細胞分化的說法錯誤的是A.細胞分化是一種持久性的變化B.生物個體發(fā)育與細胞分裂和分化有關C細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率D.細胞分化使不同的細胞具有不同的遺傳物質【參考答案】D【試題解析】細胞分化的特點之一是具有持久性，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡，A正確；細胞分裂能夠增加細胞的數量，細胞分化導致細胞種類增加，因此生物個體發(fā)育與細胞分裂和分化有關，B正確；細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率，C正確；細胞分化的實質是基因的選擇性表達，細胞分化過程中遺傳物質沒有發(fā)生改變，D錯誤口歸納整合圖解法展示細胞分化的機理包括A、B、C） 含全套基因 含全套基因（包括 （包括A,B、C）2.如圖所示為來自同一人體的4種細胞，下列敘述錯誤的是B.雖然各細胞的生理功能不同，但都能產生ATPC雖然各細胞大小不同，但細胞中所含的蛋白質種類相同D.雖然各細胞中攜帶的基因相同，但進行表達的基因不同【答案】C【解析】雖然來自同一人體，但各細胞中遺傳物質含量并不相同，如卵細胞中的核DNA含量減半，A正確；雖然各細胞的生理功能不同，但都能進行細胞呼吸產生ATP,B正確；圖中看出，細胞已經發(fā)生分化，由于基因的選擇性表達，導致細胞中含有的蛋白質種類不完全相同，C錯誤；雖然各細胞中攜帶的基因相同，但進行表達的基因不同，D正確。點考向,考向二細胞全能性的判斷.下列發(fā)生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是A.造血干細胞形成各種血細胞B.花藥經離體培養(yǎng)得到單倍體植株C.克隆羊“多利”的誕生D.棉花根尖細胞經誘導形成幼苗【參考答案】D【試題解析】造血干細胞形成各種血細胞是細胞分化形成的，但該過程沒有體現細胞的全能性，A錯誤；花藥是生殖細胞，不是體細胞，B錯誤；克隆羊多利的誕生說明動物細胞的細胞核具有全能性，不能體現細胞的全能性，C錯誤；棉花根尖細胞經誘導形成幼苗發(fā)生了細胞分化且能體現體細胞全能性，D正確。規(guī)律總結區(qū)分細胞分化與全能性的標志(1)細胞分化的標志在所有細胞中都表達的基因，與細胞分化無關，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能證明細胞已經發(fā)生分化；只有在特定細胞中選擇性表達的基因控制細咆分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因可以證明細胞發(fā)生了分化。(2)判斷體細胞全能性的標志由體細胞發(fā)育成一個個體能證明體細胞的全能性。判斷體細胞是否具有全能性的標志是看起點和終點，起點是“已分化的體細胞”，終點是發(fā)育成“個體”。6小式打磅.某實驗室做了如圖所示的實驗研究，下列相關敘述正確的是甲小鼠的纖維母細胞——誘導基因誘導干細胞一^肝細胞、神經細胞、上皮細胞等

： a A.肝細胞、神經細胞、上皮細胞等細胞中都有與細胞癌變有關的基因B,與纖維母細胞相比，經過程a形成的誘導干細胞的全能性較低C.過程b是誘導干細胞的形態(tài)、結構和遺傳物質發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程D.上述細胞中具有細胞周期的是誘導干細胞和神經細胞【答案】A【解析】正常細胞中都有原癌基因和抑癌基因：誘導干細胞的全能性比纖維母細胞高：過程b是誘導干細胞的分化過程，細胞的形態(tài).結構發(fā)生穩(wěn)定性差異，遺傳物質并未改變；具有細胞周期的是能進行連續(xù)分裂的細胞，神經細胞是高度分化的細胞，已失去了分裂能力?？枷蛉杉毎奶卣髋c應用.胚胎干細胞可誘導分化成神經細胞，用于治療因特定神經元死亡而導致的帕金森病.下列關于胚胎干細胞的敘述錯誤的是A,具有增殖能力B.能誘導分化成各種細胞C不具有細胞周期D.比神經細胞容易培養(yǎng)【答案】C【解析】胚胎干細胞具有增殖能力，可以增殖分化出各種類型的細胞，A正確；胚胎干細胞具有全能性，能誘導分化成各種細胞，B正確；胚胎干細胞能連續(xù)進行有絲分裂，故具有細胞周期，C錯誤；胚胎干細胞比神經細胞的分裂能力強，因此比神經細胞容易培養(yǎng)，D正確口故選C。歸納拓展關于干細胞的2點提醒(1)干細胞就是“什么都能干、干什么都可以''的細胞，能增殖，能分化。(2)干細胞的應用：醫(yī)學上，干細胞的研究為器官移植提供了新的思路，因為自體干細胞移植通常不會引起免疫排斥反應；另外，干細胞的研究為癌癥、癲癇、糖尿病等疾病的根治帶來了希望。6.研究人員發(fā)現“人視網膜色素上皮組織也存在神經干細胞”，對此種干細胞進行培養(yǎng)后能得到多種細胞（如圖所示下列敘述正確的是富才順財的鬢，相同富才順財的鬢，相同色腐A.圖中所示過程中不發(fā)生DNA分子的復制B.圖中各種不同細胞的RNA和蛋白質完全不同C各種細胞功能的不同決定了其具有不同的結構D.分化后的細胞中某些細胞器的數量會有差異【答案】D【解析】圖中細胞分化之前發(fā)生了細胞分裂，而細胞分裂過程中有DNA的復制，A錯誤；細胞分化是基因選擇性表達的結果，但是不同的細胞中也有相同的基因表達，因此中各種不同細胞的RNA和蛋白質不完全相同，B錯誤：結構決定功能，圖中各種細胞的功能是由其結構決定的，C錯誤；分化后的細胞中某些細胞器的數量會有差異，如耗能多的細胞中線粒體多些，D正確◎4點過關*7L下列關于細胞分化與全能性的敘述中，正確的是A*造血干細胞形成紅細胞體現了細胞全能性B.老年人的體內一般不會發(fā)生細胞分化C細胞分化的方向通常是可逆轉的D.胡蘿卜的韌皮部細胞具有全能性2.如圖為胚胎干細胞的分化過程，下列分析合理的是胚胎干細胞? ~~r?造血干細胞 皮膚干細胞神經干細胞肝組織干細胞?~~II紅細胞白細胞血小板皮膚細胞神經細胞 肝細胞A.哺乳動物成熟紅細胞失去細胞核和DNA,說明細胞分化過程中遺傳物質發(fā)生了改變B,分化后的細胞一定會一直保持分化后的狀態(tài)直到細胞死亡C.胚胎干細胞、造血干細胞、白細胞的細胞全能性依次提高D.從分子水平看，細胞分化表示各種細胞內合成了不同種類的蛋白質3.有人把能夠在所有細胞中表達、維持細胞基本生命活動所必需的基因稱為“管家基因”，而把只在特定細胞中表達的基因稱為“奢侈基因以下相關說法正確的是A.ATP水解酶、膜蛋白、血紅蛋白都是管家基因的表達產物B.根尖分生區(qū)細胞分化形成成熟區(qū)細胞過程中，奢侈基因的遺傳信息改變C.人的RNA聚合酶基因和抗體基因都屬于管家基因D.細胞分化是奢侈基因選擇性表達的結果.渦蟲是具有較強再生能力的雌雄同體動物（精巢和卵巢生在同一動物體內），其80%的基因與人類同源。實驗表明，將2cm長的渦蟲切成200多塊，每塊都能很快發(fā)育成一條完整的渦蟲。下列敘述錯誤的是A.渦蟲體內組織中干細胞的比例較高B.渦蟲生活史中的細胞增殖方式都屬于有絲分裂C.離體渦蟲切塊的細胞具有較高的全能性D.研究渦蟲再生的遺傳信息，利于尋找延緩人體器官衰老的方法.下列實例可以說明細胞具有全能性的是A.皮膚被劃破后，傷口重新愈合B.蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部C.造血干細胞增殖分化產生各種血細胞D.胡蘿卜組織塊經離體培養(yǎng)產生完整植株.上海生命科學研究院誘導人成纖維細胞重編程為肝細胞（hiHep細胞）獲得成功，hiHep細胞具有肝細胞的許多功能，包括分泌血清白蛋白、積累糖原、代謝藥物等。下列相關敘述中不正確的是A.該項成果表明，分化了的細胞其分化后的狀態(tài)是可以改變的B.人成纖維細胞與hiHep細胞的核DNA完全相同C.人成纖維細胞重編程為hiHep細胞，并未體現細胞的全能性D.hiHep細胞通過主動運輸方式將血清白蛋白運出細胞.哺乳動物紅細胞的部分生命歷程如圖所示，圖中除成熟紅細胞外，其余細胞中均有核基因轉錄的RNA。下列敘述錯誤的是造血干細胞I…——>物紅細胞|—排出?網織紅細胞|—喪勇~~?成熟紅細胞|——>凋亡細胞核 細胞器A.成熟紅細胞在細胞呼吸過程中不產生二氧化碳B.網織紅細胞仍然能夠合成核基因編碼的蛋白質C.造血干細胞與網織紅細胞中基因的執(zhí)行情況不同D.成熟紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達.取人體不同類型的細胞，檢測其基因組成及基因表達情況，結果如下表所示（+表示存在，-表示不存在），則下列關于1、2、3的敘述錯誤的是細胞呼吸酶基因呼吸酶促性腺激素釋放激素基因促性腺激素釋放激素胰島素基因胰島素1+++++-2+++++3一+-一-1細胞分泌的激素與機體滲透壓調節(jié)有關2細胞的分泌過程可受1細胞的調節(jié)C3細胞可以進行有機物的徹底氧化分解D.3形成過程中存在基因的選擇性表達.干細胞中c-Myc（原癌基因）、Klf4（抑癌基因卜Sox2和Oct］等基因處于活躍表達狀態(tài)，Oct』的精確表達3對于維持干細胞的正常自我更新是至關重要的?？茖W家利用逆轉錄病毒，將Oct-木Sox2.c-Myc和Klf4四個關鍵基因轉入高度分化的體細胞內，讓其重新變成一個多功能iPS細胞（如圖所示人請分析回答下列問題：c-MycKlf4細胞凋亡高度分| | 仆F-表達_z化的體I ??體打拜二 一 〉腫瘤細胞細胞 舊我弓―—修類似B株細胞Q-Sox2多功能iPS細胞0c?；蛟诟叨确只募毎刑幱?狀態(tài).依據圖示的原理，體細胞癌變是等基因異常表達的結果；細胞凋亡是在圖中 等基因控制下的細胞_____的過程口

（2）研究人員利用小鼠體細胞誘導形成的iPS細胞，進一步誘導又獲得了心肌細胞、血管平滑肌細胞等多種組織細胞，iPS細胞的這種變化過程稱作■.粒管平滑肌細胞（VSMC）的功能受多種物質影響，與血管健康密切相關。同型半胱氨酸會導致VSMC分化程度降低，功能紊亂，血管保護藥物R可改善同型半胱氨酸對VSMC的作用口為驗證同型半胱氨酸和血管保護藥物R的作用，請根據以下提供的材料設計實驗，完善實驗設計思路：材料與用具；培養(yǎng)瓶若干、小鼠血管平滑肌細胞（VSMC）若干，細胞培養(yǎng)液、同型半胱氨酸溶液、血管保護藥物R溶液，生理鹽水、顯微鏡、血細胞計數板、吸光光度計、滴管等0（要求與說明）分化相關指標為細胞增殖率和細胞粘附率，分化程度越低，細胞粘附率越低。細胞增殖率（％）=（實驗組細胞增殖數/對照組細胞增殖數）X100%,細胞粘附率（％）=（實驗組細胞光吸收值/對照組細胞光吸收值）xl（X）%?實驗思路涉及的主要用具需寫出，但具體操作過程不作要求，實驗條件適宜“不考慮加入藥物后的體積變化等因素.（1）完善實驗思路:①取若干個培養(yǎng)瓶，分別加入 ,的細胞培養(yǎng)液和小鼠血管平滑肌細胞（VSMC）,顯微鏡下用血細胞計數板計數VSMC細胞數并記錄，同時用吸光光度計測定光吸收值并記錄已②將上述培養(yǎng)瓶隨機均分為甲、乙、丙三組，甲組、乙組分別加入、 ,丙組加入等量的作為對照.③將上述培養(yǎng)瓶放相同且適宜的條件下培養(yǎng)。④每隔一定時間，用顯微鏡和血細胞計數板,吸光光度計等工具檢測和記錄數據，計算細胞增殖率和細胞粘附率，統(tǒng)計分析口（2）預測實驗結果（在下列坐標系的示意曲線旁填寫相應概率的組別'或者"乙”）細胞增殖率■＞時間細胞粘附率組組細胞增殖率細胞增殖率■＞時間細胞粘附率組組細胞增殖率細胞拈附率（IX ，②_ ③. ,④ （3）分析討論①同型半胱氨酸可引起VSMC功能紊亂的原因是引起細胞內內質網功能紊亂，堆積未折疊蛋白,這些蛋白沒有形成正確的,不能行使正常功能。②實驗中每組應設三個重復，其目的是 。鏟:■真題過關lh（2018.江蘇卷）人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質干細胞（MSC），下圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述錯誤的是脂勖纏膜成”施西做肌鋪麟A.組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡D.不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞12.（2016.新課標II卷）在細胞的生命歷程中，會出現分裂、分化等現象.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分化的細胞C.細胞分化是細胞內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L【答案】D【解析】細胞全能性是分化細胞具有發(fā)育成完整個體的潛能，造血干細胞分化形成紅細胞的過程不能體現細胞的全能性，A錯誤；老年人體內仍然發(fā)生細胞分化，如造血干細胞增殖后分化成各種血細胞，B錯誤；細胞分化的方向通常是不可逆的，C錯誤；胡蘿卜的韌皮部細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，即具有全能性，D正確。.【答案】D【解析】在動物和人體中仍然保留著少數具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞是干細胞。哺乳動物成熟紅細胞失去細胞核和DNA,是高度分化的細胞，細胞分化的過程遺傳物質不變，A錯誤口一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)直到死亡，但不是絕對的，B錯誤。細胞分裂能力越強，全能性越高，分化程度越高，全能性越小，因此胚胎干細胞、造血干細胞、白細胞的細胞全能性依次減小，C錯誤。細胞分化的實質是基因選擇性表達，合成的蛋白質不同，D正確。.【答案】D【解析】ATP水解酶、膜蛋白都是管家基因的表達產物，而血紅蛋白基因只在紅細胞中表達，因此血紅蛋白是奢侈基因表達的產物，A錯誤；細胞從未分化狀態(tài)分化為成熟細胞的過程中，細胞內遺傳物質攜帶的遺傳信息一般不會改變，B錯誤；人的RNA聚合酶基因可在所有細胞中表達，屬于管家基因，而抗體基因只在漿細胞中表達，屬于奢侈基因，C錯誤；細胞分化是奢侈基因選擇性表達的結果，D正確。.【答案】B【解析】渦蟲是具有較強再生能力的雌雄同體動物，說明其可以進行有性生殖，可以進行減數分裂；將2cm長的渦蟲切成200多塊，每塊都能很快發(fā)育成一條完整的渦蟲，說明渦蟲體內組織中干細胞的比例較高，再生能力較強，全能性較高，據此分析答題。根據以上分析已知，渦蟲體內組織中干細胞的比例較高，再生能力較強，全能性較高，AC正確；根據以上分析已知，渦蟲不僅可以進行有性生殖，也可以進行減數分裂，B錯誤；研究渦蟲再生的遺傳信息，有利于人類研究并尋找延緩人體器官衰老的方法，D正確。.【答案】D【解析】皮膚被劃破后，傷口重新愈合屬于細胞的分裂和分化，A錯誤：蜥蜴受攻擊斷尾后重新長出尾部屬于細胞的增殖和分化，B錯誤；造血干細胞增殖分化產生各種血細胞，并沒有形成完整的個體，不能體現細胞的全能性，C錯誤；胡蘿卜組織塊經過離體培養(yǎng)產生完整植物，體現植物細胞的全能性，D正確。.【答案】D【解析】該研究院的研究成果使成纖維細胞重編程為hiHep細胞，該細胞具有肝細胞的多種功能，這說明分化了的細胞，其分化后的狀態(tài)是可以改變的，A項正確；人成纖維細胞與hiHep細胞均由受精卵分裂分化而成，因此兩者的核DNA完全相同，B項正確；細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，人成纖維細胞重編程為hiHep細胞，并沒有發(fā)育成完整個體，C項正確；血清白蛋白是大分子物質，因此hiHep細胞是通過胞吐的方式將血清白蛋白運出細胞的，D項錯誤。.【答案】D【解析】成熟紅細胞沒有線粒體，不能進行有氧呼吸，但能進行無氧呼吸，在無氧呼吸過程中不產生二氧化碳，A正確；網織紅細胞中有核基因轉錄的RNA,仍然能夠合成核基因編碼的蛋白質，B正確；網織紅細胞來源于造血干細胞的分化，細胞分化過程中由于基因的選擇性表達，因此造血干細胞與網織紅細胞中基因的執(zhí)行情況不同，C正確；成熟紅細胞不具有細胞核與線粒體，因此細胞內沒有基因，也就沒有凋亡基因的表達，D錯誤。.【答案】C【解析】1細胞能分泌促性腺激素釋放激素，所以是下丘腦細胞，其可以分泌抗利尿激素，而抗利尿激素可以參與滲透壓調節(jié)，A正確。2細胞可以分泌胰島素，說明是胰島B細胞，胰島B細胞受下丘腦某一神經的調節(jié)，B正確。3細胞沒有任何基因，含有呼吸酶，說明是成熟紅細胞，成熟紅細胞只能進行無氧呼吸，即不能進行有機物的徹底氧化分解，C錯誤。成熟紅細胞形成的過程中存在基因的選擇性表達，D正確。.【答案】（1）未表達（或沉默） c-Myc,Klf4c-Myc、Klf4,Fas程序性死亡（2）細胞分化3【解析】（1）通過圖示可以推測，在高度分化的體細胞中，Oct-j基因處于未表達狀態(tài)或沉默狀態(tài)。c-Myc、Klf4基因分別為原癌基因和抑癌基因，它們異常表達時高度分化的體細胞可以變?yōu)槟[瘤細胞：在c-Myc、Klf4、Fas等基因的控制下，細胞發(fā)生程序性死亡，引起細胞凋亡。（2）iPS細胞類似胚胎干細胞，誘導其獲得心肌細胞、血管平滑肌細胞等多種組織細胞的過程屬于細胞分化。.【答案】（1）①適量且等量 ②（適量且等量的）同型半胱氨酸溶液 血管保護藥物R溶液和同型半胱氨酸溶液的混合溶液 生理鹽水（2）①甲②乙③乙④甲（3）①空間結構 ②減少隨機誤差或提高實驗結果的準確性【解析】本實驗為臉證同型半胱氨酸和血管保護藥物R對VSMC分化的作用，自變量為是否加入同型半胱氨酸和血管保護藥物R,根據“分化相關指標為細胞增殖率和細胞粘附率，分化程度越低，細胞粘附率越低。細胞增殖率（％）=（實驗組細胞增殖數/對照組細胞增殖數）xlOO%,細胞粘附率（％）=（實驗組細胞光吸收值/對照組細胞光吸收值）xl00%'\可知實驗中因變量為細胞增殖率和細胞的粘附率，實險中可通過檢測細胞的數量和細胞的光吸收值來計算細胞的增殖率和細胞的粘附率。通過比較細胞的增殖率和細胞的粘附率來反應同型半胱氨酸和血管保護藥物R對VSMC分化的作用。（1）①根據上述分析可知，實驗自變量為是否加入同型半胱氨酸和血管保護藥物R,因變量為細胞增殖率和細胞的粘附率，其它無關變量應相同且一致，所以取若干個培養(yǎng)瓶，分別加入適量且等量的細胞培養(yǎng)液和小鼠血管平滑肌細胞（VSMC）,顯微鏡下用血細胞計數板計數VSMC細胞數并記錄，同時用吸光光度計測定光吸收值并記錄。②為了說明同型半胱氨酸和血管保護藥物R對VSMC分化的