資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第6單元 細胞的生命歷程
第2課時　細胞的分化
1.說出細胞分化的概念。
2.舉例說出細胞分化在生物界普遍存在的實例。
3.簡述細胞分化的特點和意義。
4.描述細胞分化的過程及原因。
課程重點:1.細胞分化的概念和意義; 2.細胞全能性的概念。
課程難點:細胞全能性的概念及實例。
教學建議:多細胞生物體在個體發育過程中由小長大,主要是細胞數目、體積和形態功能發生變化的結果,細胞分裂使細胞數量增多,細胞生長使細胞體積增大,細胞分化使細胞的形態、結構和生理功能發生改變形成組織。細胞分化的原因是個體發育中不同細胞遺傳信息執行情況不同,雖然發生了分化但細胞中的遺傳物質并沒有改變,所以細胞或細胞核具有全能性。理解分化的過程、實質和意義;掌握植物組織培養和克隆技術的原理、過程以及在生產中的應用。
　　一、細胞的分化及其意義
1.概念:在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在①　形態　、②　結構　和③　功能　上發生④　穩定性差異　的過程。
2.特點
(1)細胞分化是一種⑤　持久性　的變化。
(2)一般來說,分化了的細胞一直保持⑥　分化后　的狀態,直到死亡。
(3)細胞分化是生物界普遍存在的生命現象。
3.意義
(1)是生物⑦　個體發育　的基礎。
(2)使多細胞生物體中的細胞趨向⑧　專門化　,有利于提高各種⑨　生理功能　的效率。
4.原因:在個體發育過程中,不同的細胞中⑩　遺傳物質　的執行情況不同。
二、細胞的全能性
1.概念:已經　分化　的細胞,仍然具有　發育成完整個體　的潛能。
2.植物細胞的全能性
　高度分化　的植物細胞仍具有發育成　完整植株　的能力。
3.動物細胞的　細胞核　具有全能性。如:
(1)非洲爪蟾的核移植實驗:將腸上皮細胞的　細胞核　移植到　去核的卵細胞　中,結果獲得了新個體。
(2)克隆羊多利的培育:將　乳腺　細胞的　細胞核　移植到　去核的卵細胞　中。
4.干細胞:動物和人體內仍保留著少數具有　分裂　和　分化　能力的細胞。
1.細胞分化的實質是(　　)。
A.基因的改變
B.基因的選擇性表達
C.細胞器數量和種類的變化
D.細胞亞顯微結構的變化
【解析】細胞分化的實質是基因的選擇性表達,從而導致細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異。
【答案】B
2.細胞的全能性是指(　　)。
A.細胞的增殖
B.細胞的有絲分裂,細胞數量越來越多
C.已經分化的細胞,仍然具有發育成完整個體的潛能
D.細胞分化后形成不同的細胞和組織
【解析】由于分化的細胞中細胞核仍具有全部遺傳物質,所以,已經分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能,即細胞的全能性。
【答案】C
3.(2014年衡陽高一檢測)下列干細胞中分化能力最強的是(　　)。
A.骨髓干細胞　　　　　　B.胚胎干細胞
C.造血干細胞 D.神經干紐胞
【解析】干細胞分為三種,全能干細胞如胚胎干細胞,多能干細胞如骨髓干細胞,專能干細胞如造血干細胞和神經干細胞。細胞分化程度越高,分化能力越低,故細胞分化能力:胚胎干細胞>骨髓干細胞>造血干細胞>神經干細胞,故選B。
【答案】B
4.(2014年衡陽高一檢測)1958年,美國科學家斯圖爾德將胡蘿卜細胞培養成一株新的植株,從而證實了植物細胞的全能性。下列相關敘述不正確的是(　　)。
A.已分化的細胞仍具有形成完整植株所需要的全套基因
B.細胞全能性體現過程中受到基因和環境的共同影響
C.已分化的細胞在結構和功能上的特化不能逆轉
D.理論上植物體中每個活細胞都具有細胞全能性
【解析】生物體的細胞最初都是由受精卵發育而來的,每個已分化的細胞都有與受精卵相同的遺傳物質,具有形成完整植株所需要的全套基因,A正確;細胞全能性的表現內部受基因的控制,外部受環境影響,B正確;已分化的細胞在結構和功能上的特化一般不能逆轉,但在一些特定條件下可脫分化和再分化,C錯誤;每個細胞都是由受精卵發育而來的,所以理論上都具有全能性,D正確。
【答案】C
5.(2014年長沙高一檢測)下列關于細胞分化的說法不正確的是(　　)。
A.細胞分化僅存在于胚胎時期
B.細胞分化是生物界普遍存在的生命現象
C.細胞分化與生物生長發育有密切關系
D.細胞分化是細胞在形態、結構和功能上發生穩定性差異的過程
【解析】細胞分化伴隨個體發育的全過程,在胚胎發育時期達到最大限度。
【答案】A
知識點一:細胞分裂和細胞分化的比較
1.請列表從細胞變化、發生時間和在個體發育中的意義三個方面區別細胞分裂和細胞分化。
答案:
比較項目 細胞分裂 細胞分化
細胞變化 細胞數量增多 細胞形態、結構和生理功能上發生穩定性差異,且這種變化不可逆轉
發生時間 從受精卵開始,有些部位的細胞終生保持分裂能力,有的細胞發育到一定時期停止分裂 在整個生命歷程中
在個體發 育中的意義 保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩定性 沒有細胞分化,生物體就不能進行正常發育
　　2.細胞分裂和細胞分化之間有何聯系
答案:細胞分裂是細胞分化的基礎,通過細胞的分裂和分化,生物體才能完成生長、發育和繁殖的過程。
3.細胞分化過程中,遺傳物質是否發生了改變 為什么
答案:沒有發生改變,因為細胞分裂是細胞分化的基礎,有絲分裂保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩定性,細胞分化是細胞形態、結構和生理功能上發生穩定性差異,是基因選擇性表達的結果,發生分化的細胞,遺傳物質并未改變。
　　4.同一生物體不同細胞的遺傳物質都相同,為什么不同組織器官中細胞的形態、結構和功能差異很大
答案:細胞分化是在特定時間和空間條件下基因選擇性表達的結果。同一生物體內不同細胞的核基因都是相同的,但在個體發育不同的時期和機體不同的部位,相應細胞內表達的基因是不相同的,從而形成的組織器官中細胞形態、結構和功能差異很大。
知識總結
生物體生長、發育和繁殖離不開細胞的分裂和分化。該知識點需從細胞的數量、形態、結構、功能上的變化情況及發生時間等方面分析理解細胞分裂和細胞分化的關系。一般而言,發生分裂的細胞可發生分化,而已分化的細胞則不能分裂。若涉及細胞圖形,則一般可通過觀察細胞的形態是否發生了改變來判斷細胞是否發生了分化。
例1　下列關于細胞分化與細胞分裂的敘述,錯誤的是(　　)。
A.生物體的生長發育是細胞分裂和細胞分化的結果
B.細胞分化是基因選擇性表達的結果
C.細胞分裂是細胞分化的基礎
D.細胞分化過程中遺傳物質逐漸減少
【解析】在細胞分化過程中,遺傳物質并沒有發生變化,細胞中仍含有保持物種遺傳性所需要的全套遺傳物質,正因為如此,一個細胞能培養成一個生物體。
【答案】D
　 技巧歸納
細胞分化是基因選擇性表達的結果,細胞分化的結果是形成了組織。若表達的基因相同,則細胞彼此間的形態、結構和功能相似,從而構成了同一種組織;若表達的基因不同,則細胞彼此間的形態、結構和功能不同,從而形成了不同的組織。細胞發生分化,遺傳物質并未改變,同一生物體不同種類的細胞有著相同的遺傳物質。
　　知識點二:理解細胞分化與細胞全能性的關系
1.請將細胞分化與細胞全能性的關系填寫在下表中。
細胞分化 細胞全能性
結果
大小 比較
關系
　　答案:
細胞分化 細胞全能性
結果 形成形態、結構、功能不同的細胞 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 細胞全能性有大小之分,如受精卵>生殖細胞>體細胞
關系 ①兩者的遺傳物質都不發生變化;②細胞的分化程度越高,具有的全能性越小
　　2.請將下表中說明細胞全能性的實例補充完整。
實例 全能性說明
①　　　 　　　 說明高度分化的植物細胞具有發育成完整個體的能力
克隆綿羊 說明高度分化的動物細胞的②　　　　具有全能性
花藥離體培養 說明生殖細胞(③　　　)具有全能性
雄蜂的發育 說明生殖細胞(④　　　　)具有全能性
　　答案:①植物組織培養　②細胞核　③精子　④卵細胞
3.以下是細胞全能性大小比較,請將“>”或“<”填入相應空白處。
(1)植物細胞①　　　動物細胞;
(2)受精卵②　　　生殖細胞③　　　體細胞;
(3)細胞分裂能力強的④　　　細胞分裂能力弱的;
(4)分化程度低的體細胞⑤　　　分化程度高的體細胞;
(5)幼嫩細胞⑥　　　　成熟細胞⑦　　　　衰老細胞。
答案:①>　②>　③>　④>　⑤>　⑥>　⑦>
4.高度分化的植物細胞和動物細胞的細胞核都具有全能性,全能性的實現需要哪些條件 植物組織培養的理論基礎是什么
答案:全能性的實現需要離體狀態、水、無機鹽、有機營養及激素、適宜的溫度等條件;植物組織培養的理論基礎是植物細胞的全能性。
知識總結
在學習該知識點過程中可具體從以下幾方面把握:
1.細胞全能性的概念。
2.一般而言,動物體細胞的全能性受到限制,其細胞核受到卵細胞質中相應物質的刺激,細胞核的全能性才能表現出來。
3.從不同角度去比較記憶細胞間全能性的大小,如第3點內容。
4.理解掌握體現細胞或細胞核具有全能性的實例,如第2點內容。
例2　下列與體細胞的全能性無關的敘述是(　　)。
A.克隆綿羊“多利”的產生
B.用胡蘿卜的韌皮部細胞培養胡蘿卜植株
C.試管嬰兒的培育
D.利用甘蔗幼芽細胞大量繁殖甘蔗幼苗
【解析】試管嬰兒的培育涉及的生殖方式是有性生殖。
【答案】C
　 技巧歸納
解答此題的關鍵是了解細胞的種類及分化程度與細胞全能性大小的關系。理解細胞→個體體現了細胞的全能性。生殖方式與發育或所培養的細胞的來源有直接關系,若發育的細胞是生殖細胞或受精卵,則屬于有性生殖,利用體細胞的全能性發育成個體的生殖方式一般屬于無性生殖。
1.關于細胞分化的說法正確的是(　　)。
①分化是穩定的,而且一般是不可逆的,一旦細胞沿一定的方向分化,便不會再回到原來的狀態　②細胞分化后,細胞中合成的蛋白質不同　③分化的結果是賦予不同種類的細胞特異的結構和功能　④一般不會出現細胞核遺傳物質的改變　⑤細胞分化的實質是基因的選擇性表達
A.②③④⑤　　　　　　　B.①②④⑤
C.①②③⑤ D.①②③④⑤
【解析】細胞分化是基因選擇性表達的結果,形成的蛋白質不同,從而導致細胞的形態、結構和生理功能不同,細胞分化具有穩定性、持久性和不可逆性,在分化時,遺傳物質一般不會出現變化。
【答案】D
2.植物細胞表現出全能性的必要條件是(　　)。
A.給予適宜的營養和外界條件
B.導入其他植物細胞的基因
C.脫離母體后給予適宜的營養和外界條件
D.將成熟植物的細胞核移植到去核的卵細胞中
【解析】高度分化的植物細胞具有全能性,植物細胞全能性的發揮不需要進行核移植。
【答案】C
3.動物和人體內具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對下圖的相關敘述中,錯誤的是(　　)。
A.a過程表示干細胞能自我更新
B.b、c過程表示干細胞具有分化能力
C.a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同
D.b過程形成的細胞直接組成器官,可供器官移植使用
【解析】a過程表示細胞分裂產生細胞,進行更新,A正確;b、c表示細胞分化產生不同的細胞,B正確;a、b、c三個過程中體現了基因的選擇性表達,C正確;細胞分化形成不同的細胞和組織,不同組織組成器官,而不是由細胞直接組成器官,D錯誤。
【答案】D
4.下列發生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是(　　)。
A.玉米種子萌發長成新植株
B.小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞
C.小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株
D.胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株
【解析】A、B、C、D都涉及細胞分化,C、D體現了細胞的全能性,但花粉經離體培養發育成單倍體植株體現的是生殖細胞的全能性而不是體細胞的全能性。
【答案】D
5.下圖是某細胞增殖和分化的概念圖,據圖回答下列問題:
(1)圖A表示的是　　　　過程,圖B表示的是　　　　過程。
(2)圖中的b、c、d、e四類細胞中具有相同的　　　　　　　　　　。
(3)若a為植物細胞,而d能在體外條件下培養成一個植物體,說明d具有　　　性。
【解析】圖A表示細胞增殖的過程,細胞的數目成倍地增加;圖B表示細胞分化過程,通過分裂形成的細胞有的失去了分裂能力,并在形態、結構、功能上發生了變化,形成了組織。由于b、c、d、e四類細胞最終都來自a細胞的有絲分裂,所以,它們具有相同的核遺傳物質,即遺傳信息或染色體數相同。
【答案】(1)細胞增殖　細胞分化　(2)遺傳信息或染色體數　(3)全能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列人體細胞中分化程度最低的是(　　)。
A.胚胎干細胞　　　　　　　B.造血干細胞
C.胰腺細胞 D.肌肉細胞
【解析】細胞分化程度的高低表現之一是細胞分裂的旺盛程度,細胞分裂越旺盛,其分化程度越小,反之,分化程度越高。據此分析,四個選項中只有胚胎干細胞分裂最旺盛。
【答案】A
2.(2014年無錫高一檢測)下列有關細胞全能性的敘述,正確的是(　　)。
A.組織培養繁育花卉所利用的原理是細胞具有全能性
B.克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞具有全能性
C.用花粉培育成的植株往往高度不育,說明花粉細胞不具有全能性
D.愈傷組織的形成說明高度分化的植物細胞具有全能性
【解析】細胞的全能性是指已經分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能,最終發育成的一定是一個個體,不能是其他的,如愈傷組織。克隆羊的誕生說明動物細胞的細胞核具有全能性。用花粉培育成的植株雖然高度不育,但已經發育成植株,體現了全能性。
【答案】A
3.細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象,下列說法不正確的是(　　)。
A.分化發生在生物體的整個生命進程中
B.分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果
C.未離體的體細胞不會表現出全能性
D.分化過程中遺傳物質發生了改變
【解析】解答本題應先明確細胞分化產生的原因、特點和發生時期,以及細胞全能性的體現條件。①細胞分化是一種持久性變化,它發生在生物體的整個生命過程中,在胚胎時期達到最大。②細胞分化的根本原因是細胞遺傳信息執行情況不同,即基因的選擇性表達。③細胞全能性表達必須處于離體狀態。④細胞分化過程中遺傳物質沒有發生改變,只是遺傳信息執行情況不同,引起細胞形態、結構和功能的變化。
【答案】D
4.下列生命過程中,沒有發生細胞分化的是(　　)。
A.斷尾壁虎長出新尾巴
B.砍伐后的樹樁上長出新枝條
C.蝌蚪尾巴消失的過程
D.胚胎發育中出現造血干細胞
【解析】A、B選項需要經過細胞分裂和細胞分化,D選項造血干細胞是經過細胞分化形成的,C選項是細胞死亡(遺傳物質控制的死亡)的過程,沒有發生細胞分化。
【答案】C
5.(2014年肇慶高一檢測)在多細胞生物體內,細胞并沒有表現出全能性,這是因為(　　)。
A.細胞內基因的表達有特定的時空性
B.細胞經過分化而喪失了全能性
C.細胞經過多次分裂而喪失了全能性
D.不同細胞所含的基因不同
【解析】細胞內基因的表達有特定的時空性,只有脫離原先的生物體,處于離體狀態并在適宜條件下才可以表現出全能性;細胞分化只是基因的選擇性表達,細胞分化程度越高,其全能性相對越小,但是不會因為分化而喪失全能性;不同的體細胞都是由受精卵有絲分裂而來的,所含基因都與受精卵相同。
【答案】A
6.人體的表皮細胞和神經細胞同屬外胚層細胞的后代,但它們的形態、結構和生理功能卻迥然不同。這兩種細胞的差異是穩定不變的,它們都不能恢復到原來外胚層細胞的形態和結構,這說明(　　)。
A.細胞分化具有持久性
B.細胞分化一般是不可逆的
C.細胞分化是基因選擇性表達的結果
D.分化的細胞仍具有全能性
　　【解析】人體的表皮細胞和神經細胞同屬外胚層細胞的后代,其形態、結構和生理功能發生差異,這顯然是細胞分化的結果。細胞分化是穩定的,不可逆轉的,并且在胚胎發育的早期細胞分化的方向就已確定,因此它們都不能恢復到原來外胚層細胞的形態和結構。
【答案】B
7.下列說法錯誤的是(　　)。
A.細胞分化產生的細胞一般會保持分化后的狀態,不可逆轉
B.細胞的分化是多細胞生物正常發育的基礎
C.任何條件下植物細胞均能表現全能性
D.克隆羊多利的培育成功說明高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性
【解析】只有在離體狀態下活的植物細胞才可能表現出全能性。
【答案】C
8.(2014年蘇州高一檢測)研究發現,在體外一定條件下培養造血干細胞,可以形成神經細胞。下列相關敘述中,不正確的是(　　)。
A.造血干細胞僅通過有絲分裂形成三種血細胞
B.造血干細胞在體外形成神經細胞是基因選擇性表達的結果
C.神經細胞的形成除受基因的控制外,還受到細胞所處外界環境的影響
D.造血干細胞有細胞周期,而神經細胞不具有細胞周期
【解析】有絲分裂形成的細胞和原來的細胞形態、功能相同,因此不能形成三種血細胞,A錯誤;造血干細胞在體外一定條件下培養,由于基因的選擇性表達形成神經細胞屬于細胞分化,B正確;干細胞的體外分化除受基因控制外,還受外界環境的影響,C正確;神經細胞是高度分化的細胞,因此不具有細胞周期,D正確。
【答案】A
9.右圖表示發生在植物體內的一項細胞生理活動,請據圖分析回答問題:
(1)①→②、①→④的過程叫作　　　　　　　　　。通過該過程形成　　　　　　　　。
(2)①→③的過程叫作　　　　　　　　。該過程的方式一般是　　　　　　　　　。
(3)③→⑤的過程叫作　　　　　。該過程不能無限進行下去,其原因是受到　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　等因素的制約。
(4)組成②、③、④的細胞在　　　　　　、　　　　　、　　　　　上是不同的,因此它們屬于不同的　　　　　　。
(5)①~⑤所示各組細胞群中,具有分裂能力的是標號　　　　　　　　所示細胞群。
【解析】圖中②④細胞形態特征與①的有較大區別,所以,①→②和①→④均表示細胞分化過程。圖中①③⑤細胞特征相似:細胞核大,細胞質濃,液泡小或無,都應具有較旺盛的細胞分裂能力。其中,①→③表示通過細胞分裂使細胞數目加倍;③→⑤表示通過細胞生長使細胞體積增大。組成②、③、④的細胞在形態、結構、生理功能上都不相同,應屬于不同的組織。
【答案】(1)細胞的分化　眾多類型的細胞和組織　(2)細胞的分裂　有絲分裂　(3)細胞的生長　細胞相對表面積　細胞核所能控制的范圍　(4)形態　結構　生理功能　組織　(5)①、③、⑤
10.構成人體的細胞約有230多種,其中胰島B細胞合成胰島素,甲狀腺細胞合成甲狀腺激素,植物的葉肉細胞中含有葉綠素,根尖成熟區表皮細胞形成根毛。正常情況下,分化的細胞還具有一定的壽命。例如,紅細胞分化成熟后的壽命約是120天,白細胞的壽命約是12天。下列說法不正確的是(　　)。
A.現代分子生物學的證據表明,細胞分化是基因選擇性表達的結果
B.在個體發育過程中,有序的細胞分化能夠增加細胞的類型
C.由不同類型的細胞構成生物體的組織和器官,執行不同的功能
D.某種生物體內不同的細胞有不同的功能是因為所含基因不同
　　【解析】某種生物體內的所有細胞都應含有相同的基因,不同的功能只是因為基因選擇性表達。
【答案】D
11.分別在體外培養胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞,結果見下表。以下對此表的分析,不正確的是(　　)。
細胞來源 胎兒 中年人 老年人
增殖代數 50 20 2~4
　　A.肺成纖維細胞以有絲分裂方式增殖
B.衰老程度大的細胞分裂能力弱
C.高等動物體細胞的分化程度不同,分裂能力也不一樣
D.胎兒時期肺成纖維細胞的細胞周期遠大于成年人的
【解析】胎兒時期,細胞代謝旺盛,肺成纖維細胞的細胞周期短于成年人的。
【答案】D
12.下圖是美國科學家斯圖爾德1958年將胡蘿卜韌皮部的一些細胞培養成新植株的過程示意圖,請據圖回答問題:
(1)[4]是由[3]中單個細胞經過　　　　　　形成的細胞團,再進一步發育成[5]　　　　　　。
(2)這一事實說明高度分化的植物細胞仍保持著　　　　,即　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)據此實驗可以推斷,高度特化的動物細胞,也能培養出與該動物類似的個體,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】這一實驗依據的原理:生物體的細胞都是由它的源細胞(如受精卵)分裂、分化產生的,都有其遺傳的全能性,細胞中有保持物種遺傳所需要的全套遺傳物質。回答問題也要以分裂、分化、發育為核心。
【答案】(1)有絲分裂　胚狀體　(2)細胞全能性　已經分化的細胞,仍具有發育成完整植株的潛能　(3)細胞內含有保持物種遺傳性所需的全套遺傳物質
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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