高中生物北师大版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞的分化一等奖课件ppt

第2节　细胞的分化

基础过关练

题组一　掌握细胞分化的过程及其意义

1.(2020江苏南通高二期中)细胞分化是生物个体发育的基础,其实质是(　易错　)

A.细胞形态结构的变化

B.细胞种类的增加

C.细胞中合成的蛋白质发生变化

D.基因的选择性表达

2.细胞分化是指在个体发育过程中,有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。下列过程属于细胞分化的是(　　)

A.蝌蚪尾部的逐渐消失

B.植物细胞发生质壁分离

C.精子与卵细胞融合成受精卵

D.造血干细胞形成多种血细胞

3.(2020北京朝阳期中)下列对细胞分化的相关叙述,错误的是(　易错　)

A.从核酸角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果

B.从蛋白质角度分析,细胞分化是蛋白质种类不变、数量改变的结果

C.从细胞水平分析,细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生改变的结果

D.从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果

4.(2020山东淄博高一月考)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。下列关于细胞分化的叙述,错误的是(　　)

A.细胞分化具有持久性

B.细胞分化是基因选择性表达的结果

C.已分化的细胞没有全能性

D.细胞分化有利于提高细胞生理功能效率

5.如图表示某高等生物个体发育过程中细胞发生的变化。请据图回答下列问题:

(1)图中由①→②,细胞体积增大,数目增多,细胞经历了　　　　　和　　　　　的过程。 

(2)图中由②→③,由于细胞的　　　　　,细胞的　　　　　、　　　　　和　　　　　发生了　　　　　的差异,细胞的这种变化是基因在机体发育过程中　　　　　　　　　的结果。一般来说,这种变化具有　　　　　、　　　　　的特点。 

题组二　判断细胞分化和细胞的全能性

6.以下不能说明植物细胞全能性的实验是(　易错　)

A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株

B.紫色糯性玉米种子培育出植株

C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株

D.用玉米花粉粒培育出植株

7.下列关于细胞全能性的叙述,错误的是(　　)

A.细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质

B.细胞全能性是指已经分化的细胞仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性

C.某些离体的植物细胞,在适宜条件下能够表现全能性

D.克隆羊“多莉”培育成功证明高度分化的动物细胞具有全能性

8.如图为胡萝卜的植物组织培养示意图,有关叙述错误的是(　　)

A.③胡萝卜植株的花粉不具有细胞全能性

B.①过程中既进行了细胞分裂又进行了细胞分化

C.图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性

D.胡萝卜根、茎、叶等功能不同,从根本上说是由基因选择性表达造成的

题组三　理解干细胞及其应用

9.研究发现上皮细胞在某种特殊刺激下可转化成iPS细胞(诱导性多能干细胞),而iPS细胞又可转化成神经细胞、肝脏细胞和肌细胞等多种体细胞。下列相关叙述不正确的是(　　)

A.iPS细胞能转化成多种体细胞,该现象可体现出细胞的全能性

B.上皮细胞转化成iPS细胞时,细胞内部分不表达的基因可能会重新表达

C.正常情况下,人体内细胞分化具有持久性和不可逆性

D.上皮细胞、iPS细胞以及其他细胞具有的遗传物质有较大差异

10.“细胞核重编程”是指将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,它们有再分化形成多种类型细胞的可能,可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是(　　)

A.细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关

B.该过程证明了动物细胞的全能性

C.干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞

D.细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡

能力提升练

题组一　了解细胞分化的过程

1.(2020北京西城高一期末,)高度分化的体细胞可被诱导成类似胚胎干细胞的iPS细胞。科学家培养iPS细胞获得角膜组织,将其移植到一位几乎失明的女性左眼上,患者术后视力恢复到可阅读书籍的程度。下列叙述不正确的是(　　)

A.iPS细胞的全能性高于高度分化的体细胞

B.获取iPS细胞过程中细胞的遗传物质改变

C.获得角膜组织是基因选择性表达的过程

D.iPS细胞有望解决器官移植供体短缺等问题

2.(2020湖南长郡中学、雅礼中学高三联考,)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b、c表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是(　深度解析　)

A.a过程表示细胞的生长,细胞中蛋白质的数量增多、物质交换效率提高

B.乙和丙的染色体组成不同

C.丁与戊的细胞器的种类、数目相同

D.甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同

3.(2020安徽江淮十校高三联考,)正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞,在体外某些因素的诱导下,造血干细胞却可以分化为神经细胞和肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞(　　)

A.有旺盛的分裂能力

B.遗传信息执行情况不同

C.神经细胞和肝细胞的遗传基因不同

D.神经细胞和肝细胞的蛋白质组成不同

4.(2020重庆一中高二月考,)某实验室进行如图所示实验研究,下列相关叙述中正确的是(　　)

小鼠的纤维
　母细胞诱导
干细胞肝细胞、神经细
胞、上皮细胞等

A.肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同,蛋白质完全不同

B.该生物体内肝细胞与神经细胞的染色体数相同

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

5.(2020山东烟台高三期末,)科研人员利用蓝色光脉冲开启了一种名为Brn2的基因,当Brn2信号足够强时,干细胞就会快速转化为神经元。下列有关分析错误的是(　　)

A.该实验证明了蓝色光脉冲可以促使干细胞分化为神经元

B.Brn2在神经细胞的形成过程中具有重要作用

C.蓝色光脉冲使Brn2的碱基序列发生了改变

D.干细胞和神经元这两种细胞中,蛋白质的种类不完全相同

题组二　判断细胞分化和细胞全能性

6.(2020山东菏泽高三期中,)下列有关干细胞和细胞全能性的表述,正确的是(　　)

A.植物成熟的体细胞比动物成熟的体细胞更易实现全能性

B.同种生物分化程度低的体细胞全能性也低

C.干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞

D.生物体内细胞没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变

7.(不定项)(2020湖南益阳高一期末改编,)下列有关细胞的全能性的叙述正确的是(　　)

A.造血干细胞能增殖分化产生红细胞、白细胞和血小板,说明造血干细胞具有全能性

B.高等植物成熟的筛管细胞不具有全能性

C.水稻种子从萌发到长成植株的过程体现了细胞全能性

D.科学家用非洲爪蟾所做的实验,其结果说明动物细胞具有全能性

题组三　理解干细胞及其应用

8.(2020黑龙江哈尔滨三中第一次调研,)科学家将某糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后,骨髓干细胞可分化为胰岛样细胞,以代替受损的胰岛B细胞。下列叙述正确的是(　　)

A.骨髓干细胞具有在适宜条件下无限增殖的能力

B.骨髓干细胞被植入胰腺后发生了基因的选择性表达

C.骨髓干细胞能植入胰腺,说明其结构、功能与胰岛B细胞相同

D.与胰腺细胞相比,骨髓干细胞的全能性更低、分裂能力更弱

9.(2020北京通州高三期中,)《细胞—干细胞》杂志在线发表了中国科学院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)的成果。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、药物转运等。下列相关叙述正确的是　(　　)

A.人成纤维细胞与hiHep细胞的DNA和RNA基本相同

B.人成纤维细胞重编程为hiHep细胞体现细胞的全能性

C.hiHep细胞诱导成功彻底解决了人类重症肝病的治疗

D.研究表明,分化的细胞其分化后的状态是可以改变的

第2节　细胞的分化

基础过关练

1.D　细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化的结果是多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率,D符合题意。

易错警示

不清楚细胞分化的实质出错

细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞内遗传物质一般不会改变,但同一个体不同类型的细胞中,蛋白质不完全相同。

2.D　蝌蚪尾部的逐渐消失与细胞分化无关,A不符合题意;当外界溶液浓度>细胞液浓度时,植物细胞发生质壁分离,与细胞分化无关,B不符合题意;精子与卵细胞融合成受精卵,与细胞分化无关,C不符合题意;造血干细胞形成多种血细胞,是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,属于细胞分化,D符合题意。

3.B　核酸是生物体的遗传物质,从核酸角度分析,细胞分化的实质是基因的选择性表达,A正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,因此从蛋白质角度分析,细胞分化的直接原因是蛋白质种类、数量和功能的改变,B错误;细胞是生命活动的基本单位,从细胞水平分析,细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生改变的结果,C正确;从细胞的亚显微结构水平分析,细胞分化主要是细胞器的数目和种类改变的结果,D正确。

易错警示

混淆细胞分化的根本原因及直接原因

细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,直接原因是蛋白质结构和功能的多样性。

4.C　一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,具有持久性,A正确;细胞分化的最根本原因是基因的选择性表达,B正确;已分化的细胞还包含该生物生长发育繁殖的全套遗传物质,仍具有全能性,C错误;细胞分化使细胞的种类增多,功能趋于专门化,提高了细胞的生理功能效率,D正确。

5.答案　(1)生长　分裂　(2)分化　形态　结构　生理功能　稳定性　选择性表达　持久性　不可逆性　

解析　高等生物由受精卵经过细胞的分裂和分化形成各种组织和器官,进而发育成一个完整生命个体。细胞分化是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。一般来说,细胞分化具有持久性和不可逆性的特点,细胞分化的实质是基因的选择性表达。

6.B　胡萝卜韧皮部细胞培育出植株是通过植物组织培养实现的,体现了植物细胞的全能性,A不符合题意;种子长成植株属于自然生长过程,不能体现细胞的全能性,B符合题意;转入抗虫基因的细胞经过植物组织培养获得抗虫棉,体现了植物细胞的全能性,C不符合题意;玉米花粉粒属于生殖细胞,其形成完整植株体现了植物细胞的全能性,D不符合题意。

易错警示

误认为种子萌发成植株即实现了“全能性”

确认是否实现了全能性必须把握“起点”与“终点”,起点为离体的已分化的细胞、组织或器官,终点为“发育成完整有机体或分化成其他各种细胞”,种子为植株的幼体,它的萌发属于正常发育,不是全能性表达。

7.D　细胞内含有该生物体发育所需的全套遗传物质,故细胞具有全能性,A正确;细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,B正确;某些离体的植物细胞,在适宜条件下,如一定的营养物质、激素、适宜的生长环境下,能够表现全能性,C正确;克隆羊“多莉”培育成功证明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,D错误。

8.A　用花粉离体可以培养成完整的植株,说明花粉细胞具有全能性,A错误;①过程中既进行了细胞分裂又进行了细胞分化,B正确;植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性,C正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,结果是形成不同的组织和器官,如根、茎、叶等,D正确。

9.D　iPS细胞能转化成多种体细胞,能体现出细胞的全能性,A正确;上皮细胞转化成iPS细胞时,细胞内部分不表达的基因可能会重新表达,B正确;正常情况下,人体内细胞分化具有持久性和不可逆性,C正确;同一生物体的上皮细胞、iPS细胞以及其他细胞具有的遗传物质相同,而表达有较大的差异,D错误。

10.B　细胞核重编程和干细胞的再分化过程中,细胞的形态和结构都发生了差异,根本原因是基因进行了选择性表达,A正确。动物细胞的细胞核具有全能性,目前还没有证明动物细胞具有全能性,B错误。干细胞具有分裂和分化能力,如造血干细胞能分裂分化形成各种血细胞,C正确。细胞分化贯穿于整个生命进程中,一般来说,细胞分化是不可逆的,分化的细胞一直保持分化后的状态,D正确。

能力提升练

1.B　培养iPS细胞可获得角膜组织,说明iPS细胞的全能性高于高度分化的体细胞,A正确;iPS细胞是由体细胞诱导分化而来的,其遗传物质没有发生变化,B错误;获得角膜组织是基因选择性表达的过程,C正确;培养iPS细胞能获取各种组织,因此iPS细胞有望解决器官移植供体短缺等问题,D正确。

2.D　a过程细胞体积增大,表示细胞的生长,此过程中蛋白质的数量增多,但细胞相对表面积减小,物质交换效率降低,A错误;细胞增殖不改变遗传物质,所以乙和丙的染色体组成相同,B错误;分化后的细胞丁与戊的细胞器的种类、数目会发生改变而不完全相同,C错误;甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同,D正确。

方法技巧

应对细胞分化类试题的解题策略

可利用细胞分化过程中的变与不变解答细胞分化问题。

(1)不变:DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵,遗传物质相同,细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。

(2)变:蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化使同一生物个体不同种类细胞中的蛋白质存在差异,从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现差异。

3.B　在体外某些因素的诱导下,正常人体内的造血干细胞可以分化为神经细胞和肝细胞,其根本原因是遗传信息的执行情况不同。

4.B　肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中部分蛋白质如呼吸酶相同,A错误;该生物体内肝细胞与神经细胞是由同一个受精卵分裂分化而成的不同体细胞,细胞内染色体数相同,B正确;过程b为细胞分化,是基因选择性表达的结果,遗传物质不发生改变,C错误;神经细胞一般不具有分裂能力,故没有细胞周期,D错误。

5.C　依题意可知,蓝色光脉冲通过开启Brn2使干细胞分化为神经细胞,A、B正确;蓝色光脉冲的作用是诱导Brn2的表达,而Brn2的碱基序列没有发生改变,C错误;干细胞和神经元这两种细胞中,既有相同的蛋白质,又有不同的蛋白质,蛋白质的种类不完全相同,D正确。

6.A　植物的体细胞具有全能性,而动物细胞核具有全能性,目前还没有将单个动物体细胞培养成新个体的实例,植物成熟的体细胞比动物成熟的体细胞更易实现全能性,A正确;一般来说,细胞全能性高低与细胞分化程度有关,分化程度越高,细胞全能性越低,B错误;动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞,C错误;生物体内细胞没有表现出全能性的原因是基因的选择性表达,D错误。

7.B　细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,造血干细胞能增殖分化产生红细胞、白细胞和血小板,不能说明造血干细胞具有全能性,A错误;高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核,故其不具有全能性,B正确;水稻种子从萌发到长成植株的过程,是正常生长发育的过程,没有体现细胞全能性,C错误;科学家用非洲爪蟾所做的实验,其结果说明动物细胞的细胞核具有全能性,并没有证明动物细胞具有全能性,D错误。

8.B　骨髓干细胞具有增殖能力,但不能无限增殖,A错误;骨髓干细胞被植入胰腺后可分化为胰岛样细胞,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,B正确;骨髓干细胞能植入胰腺,不能说明其结构、功能与胰岛B细胞相同,C错误;胰腺细胞的分化程度比骨髓干细胞高,因此与胰腺细胞相比,骨髓干细胞的全能性更高、分裂能力更强,D错误。

9.D　人成纤维细胞与hiHep细胞的DNA完全相同,而由于基因的选择性表达,RNA不完全相同,A错误;人成纤维细胞重编程为hiHep细胞并没有体现细胞的全能性,因为没有发育成完整有机体或者其他各种细胞,B错误;由题干信息可知,hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,但并不能完全代替肝脏细胞,故hiHep细胞诱导成功不能彻底解决人类重症肝病的治疗,C错误;人成纤维细胞重编程为肝细胞的成功,说明分化的细胞其分化后的状态是可以改变的,D正确。