第2节 细胞的分化

6．科学家将分离得到的成熟胡萝卜的韧皮部细胞进行培养，由 单个细胞发育成完整的植株，如下图所示。请分析并回答下 面的问题：
(1)科学家所用的技术称为________。 (2)分离出来的胡萝卜细胞成为细胞团是通过________(填分裂 方式)来完成的。 (3)细胞团中，相同的细胞在发育成胚状体和新植株的过程中， 形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫作 ________。 (4)该实验说明植物细胞具有________。
从受精卵开始
发生在整个生命 过程中
原因
细胞增殖需要
基因选择性表达
结果
细胞数量增多
细胞种类增多
保持了细胞亲子代间遗传性状的稳 保证了生物体正
意义
定性
常发育
细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的， 联系
随分化程度加大，分裂能力逐渐下降
知识点(二)|细胞的全能性
1．细胞的全能性概念 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。
第 2 节 细胞的分化
新课标
核心素养
1.生命观念——结构与功能观：不同
1.阐明细胞分化的概念、 细胞遗传信息执行不同，合成蛋白质
过程、特点和实质。 不同决定了细胞形态、结构、生理功
2.举例说明细胞的全能 能的不同。
性。
2.科学思维——归纳与概括：基于基
3.说出干细胞的概念和 因选择性表达的本质，掌握细胞分化
A．根尖细胞
B．受精卵
C．卵细胞
D．表皮细胞
解析：受精卵的分裂能力最强，分化程度最低。
答案：B
3．下列细胞的全能性最容易表达出来的是
()
A．蛙的口腔上皮细胞
B．蚕豆的叶肉细胞
C．蛔虫的受精卵细胞
D．蜜蜂的卵细胞
解析：蛙的口腔上皮细胞和蚕豆的叶肉细胞属于体细胞，
蜜蜂的卵细胞属于生殖细胞。细胞的全能性大小的顺序是
[归纳提升] 1．细胞分化的实质
(1)从细胞水平看出：细胞的形态、结构和功能发生改变。 (2)从分子水平看 ①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 ②基因角度：遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性 表达，这是细胞分化的根本原因。
2．细胞分裂和细胞分化的比较
项目
细胞分裂
细胞分化
发生时 间
受精卵>卵细胞(生殖细胞)>蚕豆的叶肉细胞>蛙的口腔上
皮细胞，即受精卵的分化程度最低，则全能性最容易表达。
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答案：C
4．下列关于细胞全能性的叙述，错误的是
()
A．从理论上讲，生物体的每一个活细胞都具有全能性
B．卵细胞虽然分化程度较高，但仍具有较高的潜在全能性
C．高度分化的动物细胞从整个细胞来说，它的全能性受到
较 胞＞生殖细胞＞受 如：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
精卵
①两者的遗传物质都未发生改变
关系 ②已分化的植物细胞仍然保持全能性
③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
[学习小结]
1．下列关于细胞分化的叙述，错误的是
()
A．是基因选择性表达的结果
B．是生物界中普遍存在的现象
C．有利于提高多细胞生物体各种生理功能的效率
择性表达
含有本物种全套遗传物质
①持久性 ②普遍性 特点 ③不可逆性 ④稳定性
①高度分化的植物体细胞具有全能性 ②动物已分化的体细胞全能性受限 制，但细胞核仍具有全能性 ③全能性的体现要进行诱导和离体培 养
项目
细胞分化
细胞的全能性
形成形态、结构、 结果
功能不同的细胞群
形成新的个体
细胞分化程度有高
高低比 低之分，如：体细 细胞全能性表达的难易程度不同，
5．动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。有关
下图的相关叙述中，错误的是
()
A．a 过程表示干细胞能自我更新，主要通过有丝分裂实现 B．b、c 过程表示干细胞具有分化能力，是基因选择性表
达的结果 C．a、b、c 过程形成的三种细胞具有完全不同的蛋白质 D．a、b、c 过程形成的三种细胞具有相同的遗传信息
解析：单个细胞发育成完整的新植株要先通过有丝分裂进行增 殖，再通过细胞分化使相同细胞的后代在形态、结构和生理功 能上产生稳定性差异。成熟胡萝卜的韧皮部细胞是已经分化的 细胞，仍然具有发育成完整植株的潜能，说明植物细胞具有全 能性。 答案：(1)植物组织培养 (2)有丝分裂 (3)细胞分化 (4)全能性
况也不同
(×)
(6)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
(√)
下图为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞的产生 过程：
1．(生命观念)细胞①、②、③含有的蛋白质种类一定不相同吗？ 遗传物质一定相同吗？ 提示：不完全相同；一定相同。
2．(科学思维)细胞①与细胞②形成的本质区别是什么？ 提示：遗传信息的表达情况不同。
1．(生命观念)为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞，经培养能 形成与原来性状相似的植株，表现出发育的全能性？ 提示：胡萝卜韧皮部细胞内含有该物种的全部遗传信息。
2．(生命观念)断尾的小壁虎再次长出新的尾巴属于细胞的全能 性吗？ 提示：不属于。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发 育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能。
D．③④
解析：由图可知，a 过程为细胞有丝分裂，b 过程为细胞分化； 乙、丙的染色体组成是相同的；b 过程为细胞分化，其实质是 基因的选择性表达，遗传物质不会发生变化，但蛋白质不完全 相同。 答案：C
2．下列关于细胞生长、细胞分裂与细胞分化的叙述，错误的是 ()
A．细胞在生长、分裂、分化过程中，遗传物质并未发生 改变
D．由于细胞分化，肌细胞中已经不存在血红蛋白基因了
解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，A 正确；细胞分化 是生物界普遍存在的现象，B 正确；细胞分化有利于提高多细 胞生物体各种生理功能的效率，C 正确；细胞分化后遗传物质 不变，肌细胞中仍然存在血红蛋白基因，D 错误。 答案：D
2．生物体内各种类型的细胞中，分化程度最低的是 ( )
2．植物细胞的全能性 (1)_高__度__分__化___的植物细胞仍具有全能性。 (2)应用 ①通过_植__物__组__织__培__养___，快速繁殖花卉和蔬菜等作物。 ②拯救濒危物种。
3．动物细胞的全能性 (1)已分化的动物体细胞的__细__胞__核__仍具有全能性。 (2)目前，还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成 __新__的__个__体__。
4．原因 在个体发育过程中，不同的细胞中__遗__传__信__息__的表达情况不 同。
(1)已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞
(×)
(2)生物体内的所有细胞都要发生细胞分化
(×)
(3)细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率
(√)
(4)不同分化细胞的遗传信息相同
(√)
(5)骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情
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B．细胞分化使细胞数目增多，其形态结构和功能发生了 变化
C．多细胞生物体能够由小长大离不开细胞的生长、分裂 和分化
D．细胞的分化是建立在细胞生长和细胞分裂的基础上的， 但分裂的细胞不一定进行细胞分化
解析：细胞在生长、分裂、分化过程中，遗传物质并未发生改 变；细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞形态、结构和 功能发生变化；多细胞生物体来源于受精卵，受精卵经过分裂 与分化形成不同的组织和器官，进而形成生物体；细胞分化离 不开细胞分裂和细胞生长，具有分裂能力的细胞不一定进行细 胞分化。 答案：B
抑制
D．植物器官、组织或细胞，经过一定的培养、激素等因素
作用，就能表现出全能性
解析：从理论上讲，生物体的每一个活细胞都含有本物种的全 套遗传物质，都具有全能性，A 正确；卵细胞虽然分化程度较 高，但仍具有较高的潜在全能性，B 正确；高度分化的动物细 胞，从整个细胞来说，它的全能性受到抑制，C 正确；植物的 组织、器官或细胞必须在离体的条件下，经过一定的培养、激 素等因素作用，才能表现出全能性，D 错误。 答案：D
解析：a 表示干细胞通过有丝分裂的方式进行自我更新的过程， A 正确；b、c 表示细胞分化过程，其实质是基因的选择性表达， B 正确；a、b、c 过程细胞内遗传信息的表达情况不完全相同， 因此 a、b、c 过程形成的三种细胞具有不完全相同的蛋白质， C 错误；细胞增殖和细胞分化不会改变细胞中的遗传信息，因 此 a、b、c 过程形成的三种细胞具有相同的遗传信息，D 正确。 答案：C
4．干细胞 (1)特点 ①具有__分__裂__和__分__化__能力。 ②在动物和人体内，数量__很__少__。 (2)举例：人骨髓中的许多造血干细胞能通过增殖和分化不 断产生红细胞、白细胞和血小板。
(1)种子发育成完整个体可体现细胞全能性 (2)一般来说，细胞的分化程度越高，全能性越低
(×) (√)
1．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整
植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生
殖能力的绵羊。
基于上述事实，下列叙述错误的是
()
A．高度分化的动物细胞都具有全能性
B．动物细胞的细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．植物细胞具有全能性
解析：事实①可证明植物细胞具有全能性，事实②只能证明动 物细胞的细胞核具有全能性。细胞具有全能性的原因是生物体 的每个细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整 个体所必需的全部基因。 答案：A
研究意义。
的特点；基于各类细胞的遗传信息，
理解细胞的全能性。
知识点(一)|细胞分化
1．含义 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
3．意义 (1)生物_个__体__发__育___的基础。 (2)使细胞趋向__专__门__化__。有利于提高各种__生__理__功__能__的效 率。
1．下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 表示细
胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是
()
①a 过程是有丝分裂，b 过程是细胞分化
②乙和丙的染色体组成不同
③丁与戊因遗传物质不同而发生分化
④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同
A．②③④
B．①②
C．①④
2．下列哪种细胞的全能性最容易表达出来
()
A．青蛙的上皮细胞
B．胡萝卜根的韧皮部细胞
C．大白鼠的肝脏细胞
D．人的皮肤生发层细胞
解析：细胞全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整
个体或分化成其他各种细胞的潜能。从理论上讲，每一个
分化的细胞中都含有一整套该生物个体的遗传物质(基因)，
在合适的条件下，它们都有可能重新被激活并表达，即重
新分裂和分化。就目前的研究成果看，受精卵的全能性最
高，其次是生殖细胞，再次是体细胞，而在体细胞中，无
论植物细胞还是动物细胞，都能在一定程度上表现出全能
性，但动物细胞的全能性受到限制，不如植物细胞的全能
性容易表达出来。 答案：B
[归纳提升]
细胞分化与细胞的全能性比较
项目 细胞分化
细胞的全能性
细胞内基因选 原理