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42细胞的分化
课时提升作业十五
细胞的分化
一、选择题(共11题,每题3分,共33分)
1.科学家将单个离体胡萝卜根细胞培养成了胡萝卜植株。
这说明植物细胞
( )
A.具有全能性
B.具有无限生长的能力
C.具有无限分裂的能力
D.发生了基因突变
【解析】选A。
单个离体细胞培育成了完整植株,说明植物细胞具有全能性。
2.下图中甲、乙、丙分别表示人体的几种细胞,它们的形态结构和功能各不相同的根本原因是( )
A.DNA的结构不同 B.基因的选择性表达
C.遗传物质不同D.线粒体结构不同
【解析】选B。
由题意可知人体的甲、乙、丙三种细胞,都是由同一受精卵经过增殖、分化形成的,它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达。
3.(2017·温州高一检测)癌细胞与正常细胞相比,可能增加的细胞结构中数量最多的是( )
A.中心体B.内质网
C.核糖体D.高尔基体
【解析】选C。
癌细胞在一定的条件下可以进行连续分裂,需要合成蛋白质,所以核糖体的数量会增加。
4.以下能说明细胞具有全能性的实验是( )
A.胚胎干细胞形成神经细胞
B.用矮秆抗病小麦种子培育出小麦植株
C.给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪
D.将转入抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株
【解析】选D。
细胞的全能性是指已经分化的组织细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
A选项体现的是细胞分化。
B选项是正常的生殖现象。
C选项是动物克隆,只能体现细胞核的全能性。
D选项转入了抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株,体现了细胞的全能性。
【互动探究】C项中为什么选择卵细胞作为体细胞核移植的受体细胞?
提示:
卵细胞较大,易于操作;富含营养物质,能满足早期胚胎发育的需要;含有使已分化的细胞核恢复分裂能力的物质。
5.(2017·金华高一检测)研究表明,导致白血病的原因是造血干细胞增殖失控、分化出现障碍等,使患者体内常出现大量肿瘤白细胞。
下列叙述错误的是( )
A.造血干细胞的增殖方式是有丝分裂
B.肿瘤白细胞与正常白细胞相比,蛋白质的种类和数量存在差异
C.造血干细胞增殖失控是基因突变的结果
D.肿瘤白细胞可承担白细胞的功能
【解析】选D。
造血干细胞属于体细胞,其增殖方式是有丝分裂,故A正确;肿瘤细胞是异常分化的细胞,是细胞内基因异常表达的结果,因此蛋白质的种类和数量与正常细胞存在差异,故B正确;造血干细胞增殖失控是基因突变造成的,故C正确;肿瘤白细胞未能正常分化,不能承担白细胞的功能,故D错误。
6.下列关于细胞增殖与分化的叙述,错误的是( )
A.能增殖的细胞不一定能分化
B.正常情况下,细胞增殖和分化过程都会导致一些基因丢失
C.细胞增殖和分化过程中都有蛋白质的合成
D.个体生长发育过程中既有细胞增殖也有细胞分化
【解析】选B。
能增殖的细胞不一定能分化,如癌细胞;正常情况下,细胞增殖和分化过程都不会丢失基因;细胞增殖和分化过程中都需要合成蛋白质;细胞分裂和生长导致生物体的生长,细胞分化导致生物体的发育。
7.(2017·台州高一检测)有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。
“管家基因”在所有细胞中表达,是维持细胞基本生命活动所必需的;而“奢侈基因”只在特定组织细胞中表达。
下列属于“奢侈基因”表达产物的是 ( )
A.ATP水解酶B.呼吸酶
C.膜蛋白D.血红蛋白
【解析】选D。
根据题意:
在各种类型细胞中普遍存在的蛋白质由“管家基因”控制合成,所以ATP水解酶、呼吸酶、膜蛋白等都是“管家基因”的表达产物。
血红蛋白是红细胞内特有的,所以血红蛋白是“奢侈基因”的表达产物。
8.用甲母羊的乳腺细胞的细胞核与乙母羊的卵母细胞的细胞质组成一个细胞,成功培育了“多莉”羊。
下列说法错误的是( )
A.动物体细胞的细胞核具有全能性
B.这个乳腺细胞的细胞核内含有该物种所需要的全套遗传物质
C.“多莉”羊的特征与乙母羊几乎相同
D.“多莉”羊的特征与甲母羊几乎相同
【解析】选C。
这个融合细胞能发育成一个完整动物体,是因为乳腺细胞的细胞核内含有该物种所需要的全套遗传物质,表明动物体细胞的细胞核具有全能性A、B正确;由于“多莉”羊的遗传物质主要来自甲母羊的细胞核,其特征与甲母羊的特征几乎相同,D正确,C错误。
9.(2017·嘉兴高一检测)取同种生物的不同类型细胞,检测其基因表达,结果如图。
图中所示细胞中功能最为近似的两个细胞是( )
A.1与6 B.2与3 C.2与6 D.4与5
【解析】选A。
在不同的细胞中表达的基因相同的越多,细胞中蛋白质种类就越相似,细胞的功能就越相似。
10.下列对于细胞分化不同水平的分析,不正确的是 ( )
A.从细胞水平分析,细胞分化是细胞形态、结构和功能改变的结果
B.从细胞亚显微结构水平分析,细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞溶胶成分和功能改变的结果
C.从蛋白质分子的角度分析,细胞分化是由于蛋白质种类、数目、功能发生了改变,这是细胞分化的根本原因
D.从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
【解析】选C。
从细胞水平分析,细胞分化是细胞形态、结构和功能改变的结果,细胞种类增多,A正确;从细胞亚显微结构水平分析,细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞溶胶成分和功能改变的结果,B正确;从蛋白质分子的角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数目、功能改变的结果,基因的选择性表达是细胞分化的根本原因,C错误;从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果,D正确。
【误区警示】“根本原因”辨析
(1)不同生物形态、结构、生理功能不同的根本原因是DNA结构的不同。
(2)同一生物不同组织细胞形态、结构、生理功能不同的根本原因是mRNA的不同。
同一个体不同组织细胞的DNA相同,只是由于基因的选择性表达才出现了不同的形态、结构和生理功能。
11.(2017·温州高一检测)下表为不同浓度的丹参酮ⅡA对肺癌细胞存活率的影响,相关判断正确的是 ( )
组别
肺癌细胞存活率(%)
24h
48h
72h
1(0.5μg/mL)
96.2
80.6
54.2
2(1.0μg/mL)
80.1
68.5
24.2
3(2.0μg/mL)
67.6
41.3
17.8
4(4.0μg/mL)
39.4
23.5
15.6
A.培养时间相同时,肺癌细胞的存活率随丹参酮ⅡA浓度的增大而增加
B.丹参酮ⅡA浓度相同时,肺癌细胞的存活率随培养时间的延长而减少
C.丹参酮ⅡA抑制肺癌细胞增殖的最适浓度是4.0μg/mL
D.据表可知,丹参酮ⅡA通过抑制肺癌细胞中DNA的复制而影响其增殖
【解析】选B。
根据表格数据可知,培养时间相同时,肺癌细胞的存活率随丹参酮ⅡA浓度的增大而减少;丹参酮ⅡA浓度相同时,肺癌细胞的存活率随培养时间的延长而减少,故选项A错误,选项B正确。
据表格数据分析,丹参酮ⅡA浓度为4.0μg/mL时,在不同时间内细胞存活率均相对较低,但由于实验组数有限,所以不能确定该浓度一定是最适浓度,选项C错误。
表中数据不能说明丹参酮ⅡA通过抑制肺癌细胞中DNA的复制而影响其增殖,选项D错误。
二、非选择题(共2题,共37分)
12.(18分)下图表示人体内各类血细胞的生成途径。
a和b表示不同种类的细胞,①~⑥表示有关过程。
据图回答问题:
(1)造血干细胞形成各种血细胞,需要经历细胞的________和________过程。
(2)除成熟的红细胞外,其他各类血细胞都有相同的__________,但它们的________________却不同。
(3)若细胞发生了不正常分化,它可能会成为癌细胞,其最主要的特点是_____
_______。
另外,该细胞容易在组织间转移,原因是 ______________________。
【解题指南】解答本题的关键是要明确以下两点:
(1)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
(2)癌细胞的基本特征。
【解析】造血干细胞属于多能干细胞,可通过分裂、分化形成多种组织细胞,各细胞遗传物质是不变的,但形态、结构和功能却不同。
另外,畸形分化后的细胞可能会成为癌细胞,癌细胞最主要的特征是无限增殖,癌细胞表面的粘连蛋白减少或缺失,使其容易在组织间转移。
答案:
(1)分裂 分化
(2)遗传物质 形态、结构和功能
(3)无限增殖 癌细胞表面的粘连蛋白减少或缺失
【误区警示】
(1)人体成熟的红细胞与其他血细胞在结构上的主要不同是没有细胞核,也没有染色体及遗传物质DNA。
(2)癌细胞易转移的原因:
癌细胞表面的粘连蛋白减少或缺失。
13.(19分)将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株,如图所示。
请分析:
(1)分离出来的胡萝卜根的韧皮部细胞形成多个细胞是通过____________分裂来完成的。
(2)多个相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和功能逐渐向不同方向变化,这种现象称为____________。
(3)该试管苗的形成经历了 ___________________________________________
_________________________________________等几个过程。
【解析】
(1)分离出的单个植物细胞经过有丝分裂形成多个细胞,然后分化形成胚状体。
(2)同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。
(3)该试管苗的形成需先经细胞分裂形成愈伤组织,再经细胞分化形成各种组织、器官,进而形成完整的植株。
答案:
(1)有丝
(2)细胞分化
(3)细胞分裂、细胞分化、组织和器官的形成、新个体的形成
【互动探究】
(1)从图中多个细胞形成胚状体的过程中,细胞中的遗传物质是否会发生变化?
为什么?
提示:
否。
细胞分裂与分化不改变细胞中的遗传物质。
(2)图中单个细胞发育成试管苗的过程能说明什么问题?
提示:
植物体细胞中含有控制该物种生长、发育的全套基因。
一、选择题(共5题,每题3分,共15分)
1.(2017·温州高一检测)下列与细胞功能及细胞生命历程等有关的说法中,正确的是( )
A.由造血干细胞形成红细胞、白细胞的过程中只有细胞分化
B.在一定氧气浓度范围内,细胞吸收K+的速率随氧气浓度增大而加快
C.有丝分裂中如果细胞中存在染色质,则说明细胞处于分裂间期
D.未离开生物体的细胞不具有全能性
【解析】选B。
由造血干细胞形成红细胞、白细胞的过程中有细胞分裂和细胞分化;细胞吸收K+是主动运输,在一定氧气浓度范围内,氧气浓度增大,细胞呼吸产生的ATP增多,因此,吸收K+的速率加快;有丝分裂中如果细胞中存在染色质,细胞可能处于分裂间期,也可能处于分裂前期染色质尚未变为染色体时,或者处于分裂末期染色体已经变为染色质时;未离开生物体的细胞具有全能性,只是全能性没有表现出来。
2.(2017·宁波高一检测)比较某一癌症患者体内的癌细胞、造血干细胞和神经细胞,这三种细胞( )
A.细胞核中DNA含量始终相同
B.始终在进行蛋白质的合成
C.具有长短不一的细胞周期
D.核基因的脱氧核苷酸排列顺序是相同的
【解析】选B。
A错误:
癌细胞的DNA已经发生了改变;B正确:
癌细胞、造血干细胞和神经细胞都有旺盛的生命力,都要合成蛋白质;C错误:
神经细胞是高度分化的成熟细胞,已经不再分裂,没有细胞周期;D错误:
由于癌细胞的DNA已经发生了改变,所以其核基因的脱氧核苷酸排列顺序和其他细胞的核基因是不同的。
3.下列数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数目,下列有关叙述不正确的是( )
器官或细胞
眼
唾液腺
皮肤
甲状腺
血细胞
心脏
所表达基因
的估计数目
1932
186
3043
2381
23505
9400
A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达造成的
B.血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高
C.人体各器官表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质有差异
D.不同功能的细胞表达的基因不同,这是与细胞具有不同功能相适应的
【解析】选B。
人体不同部位的器官,因其功能不同,所需要的蛋白质有差异,这也体现了不同细胞中基因选择性表达的特点。
由于同一个体的所有细胞都是由同一个受精卵分裂、分化而来的,所以每个细胞中的遗传物质是相同的。
4.将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞,细胞分化及肌纤维形成过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.携带myoD基因的载体以易化扩散的方式进入肌肉前体细胞
B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞是否分化
C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维
D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变
【解析】选D。
构建的载体分子较大,不能以易化扩散的方式进入肌肉前体细胞,A错误;核糖体蛋白是构成核糖体的结构蛋白,在所有细胞中都具有,不能确定是否分化,B错误;完成分化的细胞不再具有分裂的能力,肌纤维是由小的肌原纤维组成,C错误;肌肉前体细胞还具有分裂能力,若在分裂间期受到电离辐射可能会发生基因突变,所以比肌肉细胞更容易发生癌变,D正确。
5.诺贝尔医学奖获得者、德国著名医学家奥托·瓦尔伯格博士发现,当人体组织细胞中的氧含量低于正常值的60%时,缺氧的组织细胞就可能发生癌变。
进一步的研究表明,癌细胞和正常分化细胞的在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异,但癌细胞在氧气供应充足的条件下也主要通过厌氧呼吸获取能量。
据此判断下列说法正确的是( )
①癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖比正常细胞多很多
②癌细胞的线粒体有可能存在功能障碍
③有氧条件下,癌细胞中与厌氧呼吸有关的酶的活性增强
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【解析】选D。
由题干可知,癌细胞在氧气供应充足的条件下也主要是通过厌氧呼吸获取能量,所以癌细胞的线粒体(需氧呼吸的主要场所)有可能存在功能障碍,同时可知在有氧条件下,癌细胞中与厌氧呼吸有关的酶的活性增强;由于癌细胞和正常分化的细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异,而厌氧呼吸产生的能量远远少于需氧呼吸,故癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖比正常细胞多很多。
二、非选择题(共15分)
6.研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用,而对正常细胞无影响。
进一步研究发现,发挥作用的物质是L—天冬酰胺酶,它能将L—天冬酰胺分解,而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸,增殖被抑制。
为验证该酶对两种细胞的影响,某兴趣小组进行了以下实验。
实验材料:
正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基(含细胞生长所需的物质)、L—天冬酰胺酶。
实验步骤:
a.分组:
实验组:
培养基+L—天冬酰胺酶+淋巴瘤细胞;
对照组:
培养基+____________________________________________________。
b.适宜条件下培养后,观察细胞生长状态、检测L—天冬酰胺含量。
实验结果(如下表):
实验分组
生长状况
L—天冬酰胺含量
培养液
细胞内
实验组
①
缺乏
缺乏
对照组
正常
缺乏
正常
结果分析:
(1)该实验利用了酶的__________特性;表中①应为__________;对照组细胞内L—天冬酰胺含量正常的原因是__________。
(2)该酶口服无效,原因是___________________________________________。
(3)根据实验结果,你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是____________。
【解析】本题主要考查实验分析能力。
(1)本实验的目的是验证酶对两种细胞的影响,所以实验组与对照组的单一变量是细胞的种类不同,所以对照组应该加入L-天冬酰胺酶和正常细胞。
题干表明,L-天冬酰胺酶能将L-天冬酰胺分解,而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸,增殖被抑制,由此说明该实验利用了酶的专一性,表中①淋巴瘤细胞的增殖被抑制,而对照组中正常细胞内有正常的L-天冬酰胺酶,可见其能合成该酶,使细胞正常增殖。
(2)由于该酶的化学本质是蛋白质,口服会被分解失活,作用丧失。
(3)该实验的结果是该酶只能抑制淋巴瘤细胞的增殖,而不能促进或抑制正常细胞的增殖,由此得出理想的抗肿瘤药物应该抑制肿瘤细胞的增殖,而对正常细胞没有影响。
答案:
L-天冬酰胺酶+正常细胞
(1)专一性 抑制 能合成L—天冬酰胺(有合成L—天冬酰胺的酶)
(2)酶被分解失活
(3)对肿瘤细胞有专一性杀伤作用,对正常细胞没有影响
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