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第18讲 细胞的分化
考点一 细胞分化及意义
一、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.过程：受精卵 增殖为 多细胞 分化为 组织、器官、系统 发育为
生物体 。
3.特点
（1）普遍性： 多细胞 生物普遍具有。
（2）持久性：贯穿于生物体整个 生命进程 中。
（3）稳定性：分化的细胞将一直保持 分化后的状态 ，直到死亡。
（4） 不可逆 性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能
反向进行。
4.实质：细胞中 基因选择性表达 的结果。
5.原因：在个体发育过程中，不同的细胞中 遗传信息的执行情况 不同：
相同核 DN A ―――――→不同 mRN A ――→不同的 蛋白质 ――→不同的形态结构和
功能
6.表达的基因的种类
（1）管家基因：在 所有 细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命
活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。
（2）奢侈基因：只在某类细胞中 特异 性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
7.分化程度比较：体细胞 > 生殖细胞 > 受精卵
二、细胞分化意义
1.是生物 个体发育 的基础；
2.使多细胞生物体中细胞趋向 专门化 ，
3.有利于 提高 各种生理功能的效率。
三、细胞分化标志
1.分子水平：合成了某种细胞特有的 蛋白质 ，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
2.细胞水平：形成 不同种类 的细胞。
考点二 细胞的全能性
1.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。
2.实例
（1）植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株，说明已分化的植
物细胞具有 全能性 。
（2）克隆(核移植)：克隆羊多莉的诞生，说明已分化的动物体细胞的 细胞核 具有全能性。
3.证明细胞表达全能性的条件
（1）起点条件： 已分化 的细胞。
（2）中间条件： 离体 状态(体外培养)。
（3）终点条件：形成 完整个体 。
4.干细胞的概念及特点
（1）概念：动物和人体内仍保留着少数具有 分裂和分化 能力的细胞。
（2）干细胞的特点
①具有 分裂 和 分化 的能力。
②在动物和人体内，数量 很少 。
考点三 细胞分化与全能性的比较
项目 细胞分化 细胞的全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
①持久性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性
②普遍性 ②动物已分化的体细胞全能性受限制，
特点
③不可逆性 但细胞核仍具有全能性
④稳定性 ③全能性的体现要进行诱导和离体培养
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞群 形成新的个体
大小 细胞分化程度有 高低 之分， 细胞全能性表达的难易程度不同，如：
比较 如：体细胞＞生殖细胞＞受精卵 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
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
【典型真题训练】
一、单选题
1．（2022·浙江·高考真题）在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞
和肝细胞。此过程主要涉及细胞的（ ）
A．分裂与分化 B．分化与癌变 C．癌变与衰老 D．衰老与分裂
【答案】A
【详解】
在正常情况下，经过细胞分裂产生的新细胞，在遗传物质的作用下，其形态、结构、功能
随着细胞的生长出现了差异，就是细胞的分化，在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在
体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的分裂和分化，A正确，BCD错误。
2．（2021·山东·高考真题）细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋
白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞
分化。下列说法错误的是（ ）
A．α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B．α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C．抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D．目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
【答案】C
【详解】
A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解，所以其降解产物可被细胞再利用，A正确；
B、根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，
从而促进胚胎干细胞分化”，说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化，而含量升高不利于
胚胎干细胞的分化，B正确；
C、根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后，目标蛋白进入溶酶体被降
解”，所以如果抑制 L 基因表达，则复合体不能与受体L结合，不利于降解α-酮戊二酸合
成酶，细胞中α-酮戊二酸的含量会升高，C错误；
D、目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能，D正确。
3．（2020·浙江·高考真题）胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整的植株。其根本
原因是胡萝卜根细胞
A．具有旺盛的分裂能力 B．具有该物种的全套基因
C．通过有丝分裂形成了植株 D．能合成胡萝卜所需的蛋白质
【答案】B
【详解】
胡萝卜根单个细胞经体外培养，能发育成完整的植株，体现了植物细胞的全能性。植物细
胞具有全能性的根本原因在于体细胞中含有该物种的全套基因。
4．（2018·全国·高考真题）下列关于细胞的结构和生命活动的叙述，错误的是（ ）
A．成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量
B．细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素
C．两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递
D．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆
【答案】A
【详解】
成熟个体中的细胞增殖过程中，间期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量，分裂期纺锤丝
牵引染色体运动需要消耗能量，A错误；细胞的核膜、内质网和细胞膜中都属于生物膜，
主要由磷脂和蛋白质组成，都含有磷元素，B正确；两个相邻细跑的细胞膜直接接触，信
息从一个细胞传递给另一个细胞，C正确；哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞，属于
细胞分化，细胞分化一般不可逆，D正确，所以选A。5．（2016·海南·高考真题）下列关于植物细胞的叙述，错误的是
A．高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能
B．植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同
C．种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的
D．叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果
【答案】A
【详解】
A、高度分化的细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性，A错误；
B、植物细胞无氧条件下产生有氧条件下没有的产物酒精，B正确；
C、种子中的胚是由受精卵经有丝分裂、分化而来的，C正确；
D、叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的不同是细胞分化的结果，D正确。
6．（2016·全国·高考真题）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
D．通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
【答案】B
【详解】
细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖
的主要方式是有丝分裂，A项正确；
哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞，B项错误；
细胞分化的实质是：在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细
胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C项正确；
借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D项正确。
7．（2015·江苏·高考真题）下图所示为来自同一人体的4 种细胞,下列叙述正确的是（ ）
A．因为来自同一人体,所以各细胞中的 DNA 含量相同
B．因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C．虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D．虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
【答案】C【详解】
卵细胞通过减数分裂形成，核DNA含量减半，神经细胞、白细胞、小肠上皮细胞是有丝分
裂和细胞分化形成，核DNA不变，所以四种细胞的DNA含量不同，A错误；
由于基因的选择性表达，各细胞的形态、功能不同，B错误；
各细胞的大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正确；
葡萄糖进入不同细胞的方式可能不同，协助扩散或主动运输，D错误。
8．（2015·重庆·高考真题）比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞，相同的是（ ）
A．线粒体的功能 B．发育的全能性
C．膜蛋白的种类和数量 D．内质网上核糖体的数量
【答案】A
【详解】
A、线粒体通过呼吸作用为真核细胞提供能量；A正确。
B、胚胎干细胞具有发育的全能性，而胰腺腺泡细胞已高度分化，不具备发育的全能性；B
错误。
CD、胰腺腺泡细胞能分泌多种蛋白质产物，因而其膜蛋白的种类和数量以及内质网上核糖
体的数量均较多；C、D项错误。
9．（2015·上海·高考真题）图显示成纤维细胞在调控过程中的定向转化，其中，①、②、
③分别表示（ ）
A．分裂、分化、去分化 B．分裂、转分化、分化
C．分裂、去分化、转分化 D．分化、去分化、转分化
【答案】C
【详解】
由图示可知通过①过程使得成纤维细胞数量增加，可判断①为细胞分裂。通过②过程使得
成纤维细胞变为干细胞，成纤维化细胞的分裂能力低于干细胞，由此可判断②为去分化。
通过③过程使得干细胞变为神经细胞，结合图中神经细胞到血细胞可判断③为转分化。
10．（2015·江苏·高考真题）下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移
并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是（ ）A．内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B．白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗 ATP
C．黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D．白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
【答案】D
【详解】
内皮细胞识别结合白细胞膜的糖蛋白，结果使白细胞黏着，A正确；白细胞在血管内黏着、
迁移均是耗能过程，消耗ATP，B正确；黏着、迁移过程中白细胞的形态发生变化，白细胞
需进行基因的选择性表达，C正确；白细胞穿过血管壁进入炎症组织依赖于细胞膜的流动
性，D错误。
11．（2014·全国·高考真题）同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成
这种差异的主要原因是
A．二者所处的细胞周期不同
B．二者合成的特定蛋白不同
C．二者所含有的基因组不同
D．二者核DNA的复制方式不同
【答案】B
【详解】
A.神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞，不能进行细胞分裂，所以没有细胞周期，A错
误；
B.细胞分化是基因选择性表达的结果，在不同细胞中表达的基因不同，所合成的特定蛋白
不同，细胞执行的功能不同，B正确；
C.细胞分化过程中遗传物质不会发生改变，所以二者基因组相同，C错误；
D.核DNA复制都是边解旋边复制的半保留复制方式，D错误。
12．（2015·海南·高考真题）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
D．造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同
【答案】B【详解】
A、造血干细胞可增殖分化为成熟红细胞，由于在细胞分化过程中基因的选择性表达，导
致造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，A项正确；
B、造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的，B项错误；
C、健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中，C项正确；
D、造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同，是细胞分化的结果，D项正确。
