高考生物考点23 细胞的分化和细胞的全能性

高考生物考点23 细胞的分化和细胞的全能性

1 1．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：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。 （3）实质：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。 （4）意义Error! 2．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）实例Error! （3）干细胞：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。 （4）把实例与相应 的原理或过程连线 考向一 细胞分化 1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是[来源:Z。xx。k.Com] A．细胞分化使细胞结构和功能发生改变 B．分化的细胞核体积变大，代谢增强 C．细胞分化是基因发生突变的结果 D．细胞分化增强了细胞的增殖能力 【参考答案】A 胞的增殖能力， D 错误。 归纳整合 2 图解法展示细胞分化的机理 2．如图所示为来自同一人体的 4 种细胞，下列叙述错误的是 A．虽然来自同一人体，但各细胞中遗传物质含量并不相同 B．虽然各细胞的生理功能不同，但都能产 生 ATP C．虽然各细胞大小不同，但细胞中所含的蛋白质种类相同 D．虽然各细胞中携带的基因相同，但进行表达的基因不同 【答案】C 【解析】虽然来自同一人体，但各细胞中遗传物质含量并不相同，如卵细胞中的核 DNA 含量减半，A 正确；虽然各细胞的生理功能不同，但都能进行细胞呼吸产生 ATP，B 正确；图中看出，细胞已经发生 分化，由于基因的选择性表达，导致细胞中含有的蛋白质种类不完全相同，C 错误；虽然各细胞中携带 的基因相同，但进行表达的基因不同，D 正确。学% 考向二 细胞全能性的判断 3．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 A．造血干细胞形成各种血细胞 B．花药经离体培养得到单倍体植株 C．克隆羊“多利”的诞生 3 D．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 【参考答案】D 规律总结 区分细胞分化与全能性的标志 （1）细胞分化的标志 在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP 水解酶基因等不能证明细胞已经 发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证 明细胞发生了分化。 （2）判断体细胞全能性的标志 由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点， 起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。 4．某实验室做了如图所示的实验研究，下列相关叙述正确的是 甲小鼠的纤维母细胞 ――→，诱导基因 a 诱导干细胞 ――→b 肝细胞、神经细胞、上皮细胞等 A．肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中都有与细胞癌变有关的基因 B．与纤维母细胞相比，经过程 a 形成的诱导干细胞的全能性较低 C．过程 b 是诱导干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程 D．上述细胞中具有细胞周期的是诱导干细胞和神经细胞 【答案】A 【解析】正常细胞中都有原癌基因和抑癌基因；诱导干细胞的全能性比纤维母细胞高；过程 b 是诱导干 细胞的分化过程，细胞的形态、结构发生稳定性差异，遗传物质并未改变；具有细胞周期的是能进行连 续分裂的细胞，神经细胞是高度分化的细胞，已失去了分裂能力。$网 考向三 干细胞的特征与应用 5．关于人体造血干细胞的叙述，错误的是 A．造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异 B．造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的 C．健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中[来源:ZXXK] 4 D．造 血干细胞仍具有分裂和分化能力 【参考答案】B 归纳拓展 关于干细胞 的 2 点提醒 （1）干细胞就是“什么都能干、干什么都可以”的细胞，能增殖、能分化。 （2）干细胞的应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，因为自体干细胞移植通常不会引 起免疫排斥反应；另外，干细胞的研究为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。 [来源:ZXXK] 6．研究人员发现“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞”，对此种干细胞进行培养后能得到多种细胞(如 图所示)。下列叙述正确的是 A．图中所示过程中不发生 DNA 分子的复制 B．图中各种不同细胞的 RNA 和蛋白质完全不同 C．各种细胞功能的不同决定了其具有不同的结构 D．分化后的细胞中某些细胞器的数量会有差异 【答案】D 1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是 ①干细胞是一类未分化的细胞，不能分裂和分化 5 ②高度分化的植物细胞不再具有全能性 ③某些已分化的细胞仍具有分裂和分化能力 ④细胞分化的实质是基因在时间和空间上的选择性表达 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 2．细胞分化中能发生的事件有 ①翻译 ②基因重组 ③解旋 ④脱氧核苷酸序列改变 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 3．有人把能够在所有细胞中表达、维持细胞基本生命活动所必需的基因称为“管家基因”，而把只在特定细 胞中表达的基因称为“奢侈基因”。以下相关说法正确的是 A．ATP 水解酶、膜蛋白、血红蛋白都是管家基因的表达产物 B．根尖分生区细胞分化形成成熟区细胞过程中，奢侈基因的遗传信息改变 C．人的 RNA 聚合酶基因和抗体基因都属于管家基因 D．细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果 4．促红细胞生长素（EPO）是一种糖蛋白类激素，主要由肾脏合成，被国际奥委会确定为兴奋剂。注射 EPO 可以促进造血干细胞分化为红细胞，但会抑制自身 EPO 的产生。下列有关叙述错误的是 A．造血干细胞分化的实质是基因的选择性表达 B．红细胞的相对表面积越大，其物质运输效率越高 C．参与肾脏细胞合成并分泌 EPO 的具膜细胞器有 4 种 D．长期使用超剂量 EPO 的运动 员，在停用后更容易出现贫血症状 5．下列实例可以说明细胞具有全能性的是 A．皮肤被划破后，伤口重新愈合 B．蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部 C．造血干细胞增殖分化产生各种血细胞 D．胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株 6．研究表明 myoD 基因在黄颡鱼雌雄成体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达，在肌肉组织中表达量最 高。下列分析正确的是 A．myoD 基因在肌肉组织中表达量最高，说明肌肉细胞的分化程度最高 B．心、脑、肌肉细胞中 DNA 和 RNA 相同，但蛋白质种类不一定相同 6 C．myoD 基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同，可能导致雌雄个体出现生长差异 D．通过检测组织细胞的 myoD 基因和呼吸酶基因是否表达，可确定细胞是否分化 7．上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hiHep 细胞)获得成功，hiHep 细胞具有肝细胞的 许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述中不正确的是 A．该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的 B．人成纤维细胞与 hiHep 细胞的核 DNA 完全相同 C．人成纤维细胞重 编程为 hiHep 细胞，并未体现细胞的全能性 D．hiHep 细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞 8．哺乳动物红细胞的部分生命历程如图所示，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的 RNA。 下列叙述错误的是 A．成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳 B．网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质 C．造血干细胞与网织红细胞中基因的执行情况不同 D．成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达 9．取人体不同类型的细胞，检测其基因组成及基因表达情况，结果如下表所示（+表示存在，-表示不存 在），则下列关于 1、2、3 的叙述错误的是[来源:Zxxk.Com] 细胞 呼吸酶基因 呼吸酶 促性腺激素释放激 素基因 促性腺激素释放 激素 胰岛素 基因 胰岛素 1 + + + + + - 2 + + + - + + 3 - + - - - - A．1 细胞分泌的激素与机体渗透压调节有关 B．2 细胞的分泌过程可受 1 细胞的调节 C．3 细胞可以进行有机物的彻底氧化分解 D．3 形成过程中存在基因的选择性表达 7 10．干细胞中 c-Myc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sox2 和 Oct-3 4等基因处于活跃表达状态，Oct-3 4的精确表 达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将 Oct-3 4、Sox2、c-Myc 和 Klf4 四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能 iPS 细胞(如图所示)。请分析回答下 列问题： （1）Oct-3 4基因在高度分化的细胞中处于________状态。依据图示的原理，体细胞癌变是_______________ _等基因异常表达的结果；细胞凋亡是在图中__________________等基因控制下的细胞__________ ________的过程。 （2）研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的 iPS 细胞，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞 等多种组织细胞，iPS 细胞的这种变化过程称作________。 11．（2018·江苏卷）人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞（MSC），下图为 MSC 分裂、 分化成多种组织细胞的示意图，下列叙述错误的是 A．组织细胞中的 DNA 和 RNA 与 MSC 中的相同 B．MSC 不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老 C．MSC 中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡 D．不同诱导因素使 MSC 分化形成不同类型的细胞 12．（2016·新课标 II 卷)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 8 D．通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株 1．【答案】D ④，故选 D。 2．【答案】C 【解析】细胞分化过程中会进行基因的选择性表达，即会发生转录与翻译过程，而转录过程中会发生 DNA 的解旋，①、③正确；基因重组发生在减数分裂过程中，而细胞分化过程中不进行减数分裂，也不 会进行基因重组，②错误，细胞分化是基因的选择性表达，不会改变生物的遗传信息，脱氧核苷酸序列 也不会改变，④错误。故选 C。学@ 3．【答案】D 【解析】ATP 水解酶、膜蛋白都是管家基因的表达产物，而血红蛋白基因只在红细胞中表达，因此血红 蛋白是奢侈基因表达的产物，A 错误；细胞从未分化状态分化为成熟细胞的过程中，细胞内遗传物质携 带的遗传信息一般不会改变，B 错误；人的 RNA 聚合酶基因可在所有细胞中表达，属于管家基因，而 抗体基因只在浆细胞中表达，属于奢侈基因，C 错误；细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果，D 正确。 4．【答案】C 【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，A 正确；红细胞的相对表面积越大，其物质运输效率越 高，B 正确；促红细胞生长素（EPO）是一种糖蛋白类激素，合成与分泌过程为：核糖体合成蛋白质→ 内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，参与肾脏细胞合成并分泌 EPO 的 具膜细胞器有 3 种，C 错误；EPO 可以促进造血干细胞分化为红细胞，长期服用 EPO 可能导致肾脏自 身产生 EPO 机能下降，停用后，红细胞数目较少，更容易出现贫血症状，D 正确。 5．【答案】D 【解析】皮肤被划破后，伤口重新愈合属于细胞的分裂和分化，A 错误；蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾 部属于细胞的增殖和分化，B 错误；造血干细胞增殖分化产生各种血细胞，并没有形成完整的个体，不 能体现细胞的全能性，C 错误；胡萝卜组织块经过离体培养产生完整植物，体现植物细胞的全能性，D 正确。 6．【答案】C 9 【解析】不同细胞中基因是选择性表达的，myoD 基因在肌肉组织中表达量最高，不能说明该细胞分化 程度最高，A 错误；心、脑、肌肉细胞中 DNA 相同，但是 RNA 和蛋白质不完全相同，B 错误；myoD 基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同，可能导致雌雄个体出现生长差异，C 正确；所有细胞中呼吸酶基 因都表达，因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达确定细胞是否分化，D 错误。 7．【答案】D 白蛋白是大分子物质，因此 hiHep 细胞是通过胞吐的方式将血清白蛋白运出细胞的，D 项错误。 8． 【答案】D 【解析】成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，但能进行无氧呼吸，在无氧呼吸过程中不产生二 氧化碳，A 正确；网织红细胞中有核基因转录的 RNA，仍然能够合成核基因编码的蛋白质，B 正确；网 织红细胞来源于造血干细胞的分化，细胞分化过程中由于基因的选择性表达，因此造血干细胞与网织红 细胞中基因的执行情况不同，C 正确；成熟红细胞不具有细胞核与线粒体，因此细胞内没有基因，也就 没有凋亡基因的表达，D 错误。学# 9．【答案】C 【解析】1 细胞能分泌促性腺激素释放激素，所以是下丘脑细胞，其可以分泌抗利尿激素，而抗利尿激 素可以参与渗透压调节，A 正确。2 细胞可以分泌胰岛素，说明是胰岛 B 细胞，胰岛 B 细胞受下丘脑某 一神经的调节，B 正确。3 细胞没有任何基因，含有呼吸酶，说明是成熟红细胞，成熟红细胞只能进行 无氧呼吸，即不能进行有机物的彻底氧化分解，C 错误。成熟红细胞形成的过程中存在基因的选择性表 达，D 正确。 10．【答案】（1）未表达(或沉默)　 c-Myc、Klf4　 c-Myc、Klf4、Fas　 程序性死亡　 （2）细胞分化 【解析】（1）通过图示可以推测，在高度分化的体细胞中，Oct-3 4基因处于未表达状态或沉默状态。 c-Myc、Klf4 基因分别为原癌基因和抑癌基因，它们异常表达时高度分化的体细胞可以变为肿瘤细胞； 在 c-Myc、Klf4、Fas 等基因的控制下，细胞发生程序性死亡，引起细胞凋亡。（2）iPS 细胞类似胚胎 干细胞，诱导其获得心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞的过程属于细胞分化。 11．【答案】ABC 10 【解析】组织细胞中的 DNA 与 MSC 细胞中的 DNA 相同，但是 RNA 不同，A 错误；组织细胞是 MSC 细胞增殖分化形成的，因此组织细胞比 MSC 细胞 更容易衰老，B 错误；当 MSC 中的基因都不能表达 时，说明该细胞早就已经开始凋亡了，C 错误；不同诱导因素能够使 MSC 分化形成不同类型的细胞， D 正确。 12．【答案】B