第18講 細(xì)胞的分化-高考生物一輪復(fù)習(xí)講義（生物學(xué)必修1）（解析版）

第18講細(xì)胞的分化考點一細(xì)胞分化及意義一、細(xì)胞分化1.概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細(xì)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.過程：受精卵增殖為多細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞只能從全能干細(xì)胞最終走向高度分化的體細(xì)胞，不能反向進行。4.實質(zhì)：細(xì)胞中基因選擇性表達的結(jié)果。5.原因：在個體發(fā)育過程中，不同的細(xì)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(jié)構(gòu)和功能6.表達的基因的種類（1）管家基因：在所有細(xì)胞中都表達的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)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(xì)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(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵二、細(xì)胞分化意義1.是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；2.使多細(xì)胞生物體中細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，3.有利于提高各種生理功能的效率。細(xì)胞分化標(biāo)志1.分子水平：合成了某種細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。2.細(xì)胞水平：形成不同種類的細(xì)胞。考點二細(xì)胞的全能性1.概念：細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。3.證明細(xì)胞表達全能性的條件（1）起點條件：已分化的細(xì)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(xì)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(xì)胞。（2）干細(xì)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。考點三細(xì)胞分化與全能性的比較項目細(xì)胞分化細(xì)胞的全能性原理細(xì)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(xì)胞具有全能性②動物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，但細(xì)胞核仍具有全能性③全能性的體現(xiàn)要進行誘導(dǎo)和離體培養(yǎng)結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞群形成新的個體大小比較細(xì)胞分化程度有高低之分，如：體細(xì)胞＞生殖細(xì)胞＞受精卵細(xì)胞全能性表達的難易程度不同，如：受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞關(guān)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(xì)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(xùn)練】一、單選題1．（2022·浙江·高考真題）在某些因素誘導(dǎo)下，人體造血干細(xì)胞能在體外培養(yǎng)成神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。此過程主要涉及細(xì)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(xì)胞分裂產(chǎn)生的新細(xì)胞，在遺傳物質(zhì)的作用下，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能隨著細(xì)胞的生長出現(xiàn)了差異，就是細(xì)胞的分化，在某些因素誘導(dǎo)下，人體造血干細(xì)胞能在體外培養(yǎng)成神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。此過程主要涉及細(xì)胞的分裂和分化，A正確，BCD錯誤。2．（2021·山東·高考真題）細(xì)胞內(nèi)分子伴侶可識別并結(jié)合含有短肽序列KFERQ的目標(biāo)蛋白形成復(fù)合體，該復(fù)合體與溶酶體膜上的受體L結(jié)合后，目標(biāo)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(xì)胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量，從而促進胚胎干細(xì)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(xì)胞再利用B．α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干細(xì)胞的分化C．抑制L基因表達可降低細(xì)胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量D．目標(biāo)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(xì)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(xì)胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量，從而促進胚胎干細(xì)胞分化”，說明α-酮戊二酸含量降低促進細(xì)胞分化，而含量升高不利于胚胎干細(xì)胞的分化，B正確；C、根據(jù)題干信息“該復(fù)合體與溶酶體膜上的受體L結(jié)合后，目標(biāo)蛋白進入溶酶體被降解”，所以如果抑制L基因表達，則復(fù)合體不能與受體L結(jié)合，不利于降解α-酮戊二酸合成酶，細(xì)胞中α-酮戊二酸的含量會升高，C錯誤；D、目標(biāo)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埽珼正確。3．（2020·浙江·高考真題）胡蘿卜根單個細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞具有全能性的根本原因在于體細(xì)胞中含有該物種的全套基因。4．（2018·全國·高考真題）下列關(guān)于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動的敘述，錯誤的是（）A．成熟個體中的細(xì)胞增殖過程不需要消耗能量B．細(xì)胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細(xì)胞膜中都含有磷元素C．兩個相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸可實現(xiàn)細(xì)胞間的信息傳遞D．哺乳動物造血干細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞的過程不可逆【答案】A【詳解】成熟個體中的細(xì)胞增殖過程中，間期DNA復(fù)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(xì)胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)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(xì)跑的細(xì)胞膜直接接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞，C正確；哺乳動物造血干細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞，屬于細(xì)胞分化，細(xì)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(guān)于植物細(xì)胞的敘述，錯誤的是A．高度分化的成熟葉肉細(xì)胞不具備發(fā)育成完整植株的潛能B．植物細(xì)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(xì)胞都是由受精卵分裂分化而來的D．葉肉細(xì)胞和根尖細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上的差異是細(xì)胞分化的結(jié)果【答案】A【詳解】A、高度分化的細(xì)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(xì)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(xì)胞和根尖細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上的不同是細(xì)胞分化的結(jié)果，D正確。6．（2016·全國·高考真題）在細(xì)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(xì)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(xì)胞是未經(jīng)分化的細(xì)胞C．細(xì)胞分化是細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達的結(jié)果D．通過組織培養(yǎng)可將植物葉肉細(xì)胞培育成新的植株【答案】B【詳解】細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動，是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)，而細(xì)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(xì)胞是已經(jīng)分化的細(xì)胞，B項錯誤；細(xì)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(xì)胞分化是細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達的結(jié)果，C項正確；借助植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可將離體的植物葉肉細(xì)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(xì)胞,下列敘述正確的是（）A．因為來自同一人體,所以各細(xì)胞中的DNA含量相同B．因為各細(xì)胞中攜帶的基因不同,所以形態(tài)、功能不同C．雖然各細(xì)胞大小不同,但細(xì)胞中含量最多的化合物相同D．雖然各細(xì)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(xì)胞通過減數(shù)分裂形成，核DNA含量減半，神經(jīng)細(xì)胞、白細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞是有絲分裂和細(xì)胞分化形成，核DNA不變，所以四種細(xì)胞的DNA含量不同，A錯誤；由于基因的選擇性表達，各細(xì)胞的形態(tài)、功能不同，B錯誤；各細(xì)胞的大小不同，但細(xì)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(xì)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(xì)胞與胰腺腺泡細(xì)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(xì)胞提供能量；A正確。B、胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，而胰腺腺泡細(xì)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(xì)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·上海·高考真題）圖顯示成纖維細(xì)胞在調(diào)控過程中的定向轉(zhuǎn)化，其中，①、②、③分別表示（

）A．分裂、分化、去分化 B．分裂、轉(zhuǎn)分化、分化C．分裂、去分化、轉(zhuǎn)分化 D．分化、去分化、轉(zhuǎn)分化【答案】C【詳解】由圖示可知通過①過程使得成纖維細(xì)胞數(shù)量增加，可判斷①為細(xì)胞分裂。通過②過程使得成纖維細(xì)胞變?yōu)楦杉?xì)胞，成纖維化細(xì)胞的分裂能力低于干細(xì)胞，由此可判斷②為去分化。通過③過程使得干細(xì)胞變?yōu)樯窠?jīng)細(xì)胞，結(jié)合圖中神經(jīng)細(xì)胞到血細(xì)胞可判斷③為轉(zhuǎn)分化。10．（2015·江蘇·高考真題）下圖為白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞之間識別、黏著后,白細(xì)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(xì)胞識別結(jié)合白細(xì)胞膜上的糖蛋白使白細(xì)胞黏著B．白細(xì)胞在血管內(nèi)黏著、遷移需要消耗ATPC．黏著、遷移過程中白細(xì)胞需進行基因的選擇性表達D．白細(xì)胞利用細(xì)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(xì)胞識別結(jié)合白細(xì)胞膜的糖蛋白，結(jié)果使白細(xì)胞黏著，A正確；白細(xì)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(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化，白細(xì)胞需進行基因的選擇性表達，C正確；白細(xì)胞穿過血管壁進入炎癥組織依賴于細(xì)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(xì)胞與肌細(xì)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(xì)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(fù)制方式不同【答案】B【詳解】A.神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞都是高度分化的細(xì)胞，不能進行細(xì)胞分裂，所以沒有細(xì)胞周期，A錯誤；B.細(xì)胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，在不同細(xì)胞中表達的基因不同，所合成的特定蛋白不同，細(xì)胞執(zhí)行的功能不同，B正確；C.細(xì)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(fù)制都是邊解旋邊復(fù)制的半保留復(fù)制方式，D錯誤。12．（2015·海南·高考真題）關(guān)于人體造血干細(xì)胞的敘述，錯誤的是（

）A．造血干細(xì)胞與成熟紅細(xì)胞中的酶