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2017届高三生物二轮复习专题三 细胞的生命历程


专题三 细胞的生命历程 第 5 讲 细胞的增殖和受精作用 [考纲热度]1.细胞的生长和增殖的周期性Ⅰ(5 年 6 考) 年 2 考) 3.细胞的有丝分裂Ⅱ(5 年 12 考) 4.细胞的减数分裂Ⅱ(5 年 6 考) 5.动物配子的形成过程Ⅱ(5 年 3 考) 6.动物的受精过程Ⅱ(5 年 3 考) 2.细胞的无丝分裂Ⅰ(5

[诊断知识盲点] 1.细胞体积越小,细胞的表面积与体积之比就越大,细胞与周围环境进行物质交换的 效率就越高。(×) 2.细胞核中的 DNA 数量限制了细胞长大。(√) 3.琼脂块的体积越大,NaOH 在琼脂块中的扩散速率越小。(×) 4.任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。(×) 5.不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同。(×) 6.二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,着丝点分裂一定导致 DNA 数目加倍。(×) 7.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期。(×) 8.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。(×) 9.动物细胞在分裂中期,两个中心粒复制形成两组中心粒。(×) 10.动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成。(×) 11.无丝分裂过程中核膜不消失。(√) 12.在细胞周期中,分裂间期的持续时间通常比分裂期的短。(×) 13.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。(×) 14.减数第一次分裂前期同源染色体配对,每个染色体含有 4 条染色单体,子细胞染 色体数目为母细胞的一半。(×) 15.二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,细胞中染色体数目一定是其体细胞的 2 倍。(×) 16.二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,细胞中一定不存在同源染色体。(×) 17.姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中。(×) 18.非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组。(√) [构建知识网络] > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > >

考点一 细胞周期与有丝分裂 [高考领航] 1.(2014· 高考浙江卷)某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂,在培养过程中将适量的 3H ?TdR(3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中,培养一段时 间,可观察和测量到( )

A.G1 期变短,该期有大量 3H?TdR 进入细胞核 B.S 期变长,该期有 DNA 复制和核糖体的增生 C.G2 期变短,该期细胞核中有组蛋白 D.M 期相对较短,该期细胞的核膜始终完整 解析:选 C。促进细胞分裂的药物可以明显缩短细胞分裂的细胞周期。G1 期主要是合 成 DNA 所需要的蛋白质和核糖体的增生,S 期主要发生的是 DNA 的复制,G2 期主要发生 的是 RNA 的合成和有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。因此,将某促进细胞分裂的药物 加入到培养液中会使 G1 期变短,S 期和 G2 期也变短;3H?TdR 参与 DNA 的复制,应该在 S 期大量进入细胞核;M 期相对较短,该期细胞的核膜周期性地消失和重现。组蛋白是构成 染色体的蛋白质,在 G2 期之前已经合成。综合上述分析,C 项正确,A、B、D 项叙述错误。 2.(2015· 高考北京卷)流式细胞仪可根据细胞中 DNA 含量的不同对细胞分别计数。研 究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24 小时后用流式细胞仪检测,结果如图。对检 测结果的分析不正确的是( )

A.b 峰中细胞的 DNA 含量是 a 峰中的 2 倍 B.a 峰和 b 峰之间的细胞正进行 DNA 复制 C.处于分裂期的细胞均被计数在 a 峰中 D.此抗癌药物抑制了癌细胞 DNA 的复制 解析:选 C。从图中可以看出,a 峰中细胞 DNA 相对含量是 40,b 峰中细胞 DNA 相对 含量是 80,即 b 峰中细胞的 DNA 含量是 a 峰中的 2 倍,联想细胞分裂中的 DNA 复制,可 推知 a 峰与 b 峰之间的细胞正处于细胞分裂间期 DNA 复制的过程中,b 峰中细胞处于细胞 分裂的分裂期。 实验组 b 峰中细胞数目明显减少的原因是某抗癌药物有效抑制了癌细胞在细 胞分裂间期的 DNA 复制,使得进入分裂期的细胞明显减少。 [核心探究] 1.理清细胞周期的范围和表示方法 (1)范围:连续分裂的细胞具有细胞周期。 (2)图示中一个完整的细胞周期可表示为:

①甲:A→B→C→A。 ②乙:a+b 或 c+d。 ③丙:a+b+c+d+e。 2.明确有丝分裂中几种结构或物质的变化规律 项目 染色体 形态 着丝点分 染色体变为 散乱 着丝点排列 复制→ → →裂,染色体→染色质,子细 排列 在赤道板上 移向两极 胞形成 (间) (前) (中) (后) (末) 变化规律

染色体

行为

纺锤体 核仁、核膜 中心体行为

形成(前期)→消失(末期) 消失(前期)→重建(末期) 复制加倍(间期)→移向两极(前期) →平均分配(末期)

3.绘出 DNA、染色体、染色单体及每条染色体上 DNA 含量变化曲线

答案:

有关有丝分裂过程的五大失分点 1.染色单体并非全过程都存在,它形成于间期,出现于前期,消失于后期。 2.在有丝分裂过程中,各个时期始终都有同源染色体存在,但它们既不配对,也不分 开。 3. 有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果, 用秋水仙素处理抑制纺锤体形成, 无纺锤丝牵引着丝点,复制后的染色体的着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就 说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。 4.赤道板与细胞板的区别:赤道板不是细胞结构,是一假想的平面,在光学显微镜下 看不到;细胞板是一真实结构,光学显微镜下能看到。 5.动植物细胞有丝分裂的区别 区分动、植物细胞有丝分裂最可靠的方法——子细胞形成方式、细胞板结构,纺锤丝、 星射线、中心体都不可靠。 [题点突破] 题点一 细胞周期的理解

1.某科学家用放射性同位素标记的胸腺嘧啶和尿嘧啶分别培养蚕豆,观测其根尖分生 区细胞的有丝分裂。 根据这两种碱基被利用的情况绘制曲线如图甲所示; 图乙表示一个细胞 周期(按顺时针方向)。下列有关叙述错误的是( )

A.T 和 U 被大量利用的时期,细胞处于图乙中的 A 时期 B.人工诱变育种的各种因素主要作用于图乙中的 A 时期 C.观察染色体形态和数目的最佳时期位于图乙中的 A 时期 D.用秋水仙素来人工诱导多倍体主要作用于图乙中的 B 时期 解析:选 C。图乙中 A 时期表示分裂间期,B 时期表示分裂期。T 和 U 被大量利用的 时期,细胞处于分裂间期,进行 DNA 的复制和有关蛋白质的合成,即图乙中的 A 时期,故 A 正确;人工诱变育种诱导基因突变,主要发生在细胞分裂的间期,故 B 正确;观察染色 体形态和数目的最佳时期位于有丝分裂中期,即图乙中的 B 时期内,故 C 错误;秋水仙素 抑制纺锤体的形成,而纺锤体的形成是在分裂前期,故 D 正确。 2.下图甲为细胞周期的模式图,图乙为细胞的亚显微结构模式图。下列有关叙述正确 的是( )

A.一个完整的细胞周期可以用图甲的 S→X→1→2→3→4→Y 来表示 B.图乙中,结构 9 在图甲的 1 时期加倍且移向细胞两极 C.图乙中,结构 10 在图甲的 4 时期时与细胞壁的形成有关 D.图乙中,结构 6 中在图甲的 1 时期出现染色体,有利于核遗传物质的平均分配 解析:选 D。细胞周期是从上一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止,因此一个 完整的细胞周期可以用图甲的 Y→S→X→1→2→3→4 来表示;图乙中,结构 9(中心体)在图 甲的 1 时期(即前期)移向细胞两极,中心体加倍发生在细胞分裂间期;图乙中,结构 10 为 高尔基体,在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与分泌蛋白的合成分泌有关; 图乙中,结构 6(细胞核)中在图甲的 1 时期(前期)出现染色体,有利于核遗传物质的平均分 配。

细胞周期的辨析

1.认识误区:只要细胞分裂就有细胞周期。 2.正确认识:只有连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞、进行减数分裂的 精原细胞和卵原细胞都没有细胞周期。 3.特别提醒。 (1)处于间期的细胞,核糖体和线粒体代谢旺盛。 (2)细胞周期必须是分裂间期在前,分裂期在后,不能颠倒,且分裂间期远长于分裂期。 题点二 利用多种形式理解有丝分裂的过程 1. 如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像, 对图像的描述正确的是( )

A.该生物可能是低等植物 B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与 DNA 分子数比例都为 1∶2∶2 C.甲细胞进行中心体复制,发出星射线,形成了纺锤体 D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期 解析:选 D。该生物细胞无细胞壁,A 错误;乙细胞中染色体、染色单体与 DNA 分子 数比例为 1∶0∶1,B 错误;中心体在间期复制,甲图细胞处于前期,C 错误。 2.如图中,图 1、图 2 分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图 3 表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上 DNA 分子数目的变化,图 4 表示有丝分裂中 不同时期染色体和核 DNA 数量的关系。下列有关叙述不正确的是( )

A.中心体和线粒体参与图 1 所示细胞的形成;图 2 所示细胞中共有 4 个染色体组 B.图 1 所示细胞处于图 3 中 BC 段;完成图 3 中 CD 段变化的细胞分裂时期是后期 C.有丝分裂过程中不会出现如图 4 中 d 所示的情况

D.图 4 中 a 可对应图 3 中的 BC 段;图 4 中 c 可对应图 3 中的 AB 段 解析:选 D。图 1 各染色体的着丝点排列在赤道板上,为细胞有丝分裂的中期图,该细 胞中的中心体发出星射线,形成纺锤体,有丝分裂过程需要线粒体提供能量。图 2 为有丝分 裂的后期图,图中有 4 个染色体组。图 3 中 BC 段的染色体处于复制后状态,与有丝分裂的 前、中期对应,CD 段每条染色体上的 DNA 数减半,是由有丝分裂的后期着丝点分裂造成 的。图 4 中 a 为有丝分裂后期的染色体和核 DNA 数目变化特点,可对应图 3 中的 CD 段; 图 4 中 c 表示染色体处于非复制状态。 3.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:(“[ ]”内填序号, “____”上按要 求填数字、文字或字母)

(1)该图是________细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是________(用字母表示)。 (2)该图作为一个细胞周期还缺少处于________期的细胞简图。 (3)B 时期细胞内含________条染色体和________个 DNA 分子。 染色体数目加倍发生在 [ ]________期。 解析:(1)该图中 A、B、C、D 依次表示有丝分裂的后期、前期、中期和末期,图中细 胞有细胞壁,无中心体,则该细胞是高等植物细胞的有丝分裂图。(2)该图示包括前、中、 后、末四个时期,作为一个细胞周期,还缺少一个间期简图。(3)B 时期细胞内含 4 条染色 体,8 个 DNA 分子,染色体数目加倍发生在后期。 答案:(1)高等植物 BCAD (2)间 (3)4 8 [A]后

1.动、植物细胞的识别 (1)图像画成方形或图像中有细胞板结构,无中心粒结构,一般可判断为高等植物细胞。 (2)图像画成圆形或有中心粒结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般可判 断为动物细胞。 2.识别细胞不同分裂时期的方法 (1)根据染色体变化识别细胞分裂时期

①染色质变为染色体,染色体散乱分布→前期,如图 1。 ②着丝点排列在赤道板上→中期,如图 2。 ③着丝点分裂,染色体数目增加一倍→后期,如图 3。 ④染色体变成染色质→末期,如图 4。 (2)根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)

①根据染色单体变化判断各时期
?有→G2期、前期、中期 甲图 ? 染色单体? ? ?无→后期、末期:乙图 G1期 丙图

②根据比例关系判断各时期: 4N∶2N∶4N→G2期、前期、中期 甲图 ? ? DNA∶染色体∶染色单体=?4N∶4N∶0→后期、末期 乙图 ? ?2N∶2N∶0→G1期 丙图 考点二 有丝分裂与减数分裂的比较 [高考领航] 1.(2015· 高考天津卷)低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺 锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上 述过程中产生下列四种细胞,下图所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对 同源染色体为例)可出现的是( )

解析:选 B。A 项,该初级卵母细胞形成了纺锤体,与题意不符。B 项,由图可以看出 是减数第二次分裂后期,移向同一极的仍有同源染色体,与题意相符。C 项,低温诱导染色 体数目加倍后形成的卵细胞应含有两个染色体组,即 4 条染色体,而不是 3 条。D 项,三倍 体胚胎的体细胞中应含有 3 个染色体组,而图中只有两个。 2. (2013· 高考新课标全国卷 Ⅰ)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙 述,正确的是( )

A.两者前期染色体数目相同,染色体行为和 DNA 分子数目不同 B.两者中期染色体数目不同,染色体行为和 DNA 分子数目相同

C.两者后期染色体数目和染色体行为不同,DNA 分子数目相同 D.两者末期染色体数目和染色体行为相同,DNA 分子数目不同 解析:选 C。有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都进行了 DNA 的复制,但染色 体数目都没有加倍,两者前期染色体数目、DNA 分子数目相同。有丝分裂前期染色体散乱 排列,减数第一次分裂前期同源染色体联会、非姐妹染色单体可能发生交叉互换,两者染色 体行为不同,A 项错误。两者中期染色体数目、DNA 分子数目相同,有丝分裂中期染色体 的着丝点排列在赤道板上, 减数第一次分裂中期四分体排列在赤道板上, 两者染色体行为不 同,B 项错误。有丝分裂后期着丝点一分为二,染色体数目加倍,而减数第一次分裂后期只 是同源染色体分开移向两极,染色体数目没有发生变化,C 项正确。有丝分裂末期,由同一 条染色体分开形成的两条子染色体分别进入不同的子细胞, 分裂结果是形成的两个子细胞中 的染色体和 DNA 分子数目不变,而减数第一次分裂的末期,同源染色体分开进入不同的子 细胞,形成的两个次级性母细胞中的染色体数目,DNA 分子数目都减半,D 项错误。 3.(2016· 高考江苏卷)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、 数目和分布进行了观察分析,图 1 为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体),图 2 中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核 DNA 分子数的数量关系而划分的。请回答 下列问题:

(1)图 1 中细胞分裂的方式和时期是____________,它属于图 2 中类型________的细胞。 (2)若某细胞属于类型 c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是________。 (3)若类型 b、d、e 的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是________。 (4)在图 2 的 5 种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有________。 (5)着丝点分裂导致图 2 中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有 ________(用图中字母表述)。 (6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。 细胞松弛素 B 能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有 3 组实验: 用细胞松弛素 B 分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次 卵裂。请预测三倍体出现率最低的是________,理由是__________________________。 解析:(1)图 1 细胞中含有同源染色体,且染色单体分开后形成的子染色体移向细胞两 极,据此可判断该细胞处于有丝分裂后期,其染色体数和核 DNA 分子数均为 4n,属于图 2 中类型 a 的细胞。 (2)若取自精巢的某细胞中染色体数与核 DNA 数均为 2n, 且没有同源染色

体,那么该细胞应处于减数第二次分裂后期,为次级精母细胞。(3)若为减数分裂过程中的 细胞,类型 b、d、e 的细胞所处时期分别为减数第一次分裂时期、减数第二次分裂前期和中 期、减数分裂完成形成的子细胞,故三者出现的先后顺序是 b、d、e。(4)在图 2 的 5 种细胞 类型中,类型 a 只能表示有丝分裂后期,类型 b 可表示有丝分裂 G2 期、前期、中期和减数 第一次分裂时期,这两类细胞中一定具有同源染色体;类型 c、d、e 可以分别表示有丝分裂 的 G1 期、减数第二次分裂后期及末期,减数第二次分裂的前期、中期,减数分裂形成的子 细胞,类型 c 中可能不含有同源染色体,类型 d、e 中一定不含同源染色体。(5)图 2 中类型 a 和类型 c 是着丝点分裂后形成的细胞类型,据此可判断着丝点分裂导致细胞类型转换的情 况有两种:类型 b 转换为类型 a,类型 d 转换为类型 c。(6)根据题意知,若阻断减数第一次 分裂或减数第二次分裂均可产生染色体数目加倍的卵细胞,染色体数目为 2n 的卵细胞与染 色体数目为 n 的精子结合形成的受精卵可发育成三倍体(3n);若阻断受精卵(2n)的第一次卵 裂,由于受精卵不能完成分裂,所以形成的细胞染色体数目应为 4n,难以发育成三倍体。 答案:(1)有丝分裂后期 a (2)次级精母细胞 (3)b、d、e (4)a、b (5)b→a;d→c (6)阻滞第一次卵裂 不是三倍体 [核心探究] 1.判断下面二倍体生物细胞分裂方式: (1)前期: 受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的个体是四倍体而

(2)中期:

(3)后期:

2.依据细胞质分配方式的判断(针对减数分裂)细胞名称

3.减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核 DNA 数量变化模型比较与判断 (1)模型:

(2)判断:

有关减数分裂过程的四大失分点

1.同源染色体的大小并非全相同:同源染色体形态,大小一般相同,但也有大小不相 同的,如男性体细胞中 X 染色体和 Y 染色体是同源染色体,X 染色体较大,Y 染色体较小。 2.并非所有细胞分裂都存在四分体:联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象, 有丝分裂过程中不进行联会,不存在四分体。 3.基因的分离定律与自由组合定律发生的时间没有先后:减数分裂过程中同源染色体 分离,其上的等位基因也分离,与此同时,非同源染色体自由组合,其上的非等位基因也自 由组合。 4.受精卵中遗传物质的来源:①核内 DNA 一半来自父方,一半来自母方。②细胞质 中的遗传物质几乎都来自母方。 [题点突破] 题点一 细胞分裂图的识别 1.蜜蜂蜂王是由受精卵发育而来的雌蜂(2n=32),雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来 的单倍体,如图为蜜蜂体内的某一细胞示意图(n=16,只画出部分染色体,英文字母表示基 因)。下列推测符合事实的是 ( )

A.该细胞是蜂王或雄蜂体内的生殖细胞 B.该细胞若继续分裂只有一个时期含有 32 个 DNA 分子 C.该细胞发生了基因突变,若继续分裂则 A、a 将分离 D.该细胞中有 4 个中心粒,32 条姐妹染色单体 解析:选 D。该细胞含有姐妹染色单体,不可能是生殖细胞,A 项错误;该细胞若继续 分裂直到分裂结束前始终有 32 个 DNA 分子,B 项错误;该细胞可能是蜂王产生的次级卵 母细胞或极体,或雄蜂的体细胞,因此一条染色体上同时出现 A 基因和 a 基因可能是基因 突变的结果,也有可能是雌蜂减数分裂过程中交叉互换的结果,C 项错误;由于中心粒在间 期复制,该细胞中有 4 个中心粒,32 条姐妹染色单体,D 项正确。 2.甲图为某哺乳动物体细胞中部分染色体及其上的基因示意图,乙、丙、丁图为该动 物处于不同分裂时期的染色体示意图。下列叙述正确的是( )

A.判断该动物是否为纯合子应选用另一雌性动物与其测交 B.乙细胞和丙细胞分裂时均可以发生基因重组

C.甲细胞产生的基因突变可通过卵细胞传递给子代 D.丁产生的子细胞中的基因组成是 aB 和 aB 解析:选 C。由图可知,乙为有丝分裂后期细胞,不会发生基因重组。丙为初级卵母细 胞减数第一次分裂后期,可发生基因重组,由于细胞质不均等分配,可判断该动物为雌性。 丁为次级卵母细胞或第一极体,基因组成为 AaBB,产生的子细胞的基因组成是 AB 和 aB。

“三看法”识别细胞分裂方式

题点二 细胞分裂坐标曲线图的分析 1.下图表示二倍体生物细胞分裂和受精作用过程中,核 DNA 含量和染色体数目的变 化,据图分析不正确的是( )

A.M 点细胞中的 DNA 数正好是 L 点细胞中的 2 倍 B.二倍体生物细胞中 OP 段含 4 个染色体组 C.L→M 点所示过程与细胞膜的流动性有关 D.图中 BC 段、FG 段可能会发生基因突变 解析:选 A。细胞中的 DNA 包含了核 DNA 和细胞质 DNA,分裂间期核 DNA 加倍, 但细胞质 DNA 并未加倍,A 错误;OP 段为有丝分裂后期,染色体加倍,应含 4 个染色体 组,B 正确;L→M 表示受精作用,精卵的融合与细胞膜的流动性有关,C 正确;基因突变 发生在 DNA 复制时(BC 段、FG 段),D 正确。 2.如图所示为人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上的 DNA 含量的变化曲线。下 列有关叙述中正确的是( )

A.该图若为减数分裂,则 cd 段的细胞都含有 23 对同源染色体

B.该图若为减数分裂,则等位基因的分离和自由组合都发生在 cd 段的某一时期 C.该图若为有丝分裂,则细胞板和纺锤体都出现在 bc 段 D.该图若为有丝分裂,则 ef 段的细胞都含有两个染色体组 解析:选 B。cd 段表示每条染色体含 2 条染色单体和 2 个 DNA 分子,减数分裂可表示 为减数第一次分裂整个时期和减数第二次分裂的前期、 中期, 有丝分裂可表示为间期、 前期、 中期。减数第二次分裂中无同源染色体,故 A 错。等位基因的分离和自由组合都发生在减 数第一次分裂后期,故 B 正确。该图若为有丝分裂,bc 段表示分裂间期中的 DNA 复制期, 细胞板出现在末期,为 ef 段,纺锤体出现在前期,为 cd 段,故 C 错。该图若为有丝分裂, ef 段包括后期和末期,后期和末期结束前细胞有 4 个染色体组,故 D 错。 3.如图表示有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体与核 DNA 数目比的变化关系。有 关分析不正确的是( )

A.AB 段中有关蛋白质的合成量明显增加 B.BC 段中 DNA 稳定性较差,易出现碱基对增添、缺失或改变 C.CD 段中可发生同源染色体的分离过程 D.EF 段中细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数始终相等 解析:选 D。染色体与核 DNA 数目比在细胞分裂不同时期有两种情况:一种情况是复 制之前及着丝点分裂之后,染色体和 DNA 是 1∶1 的关系,另一种情况是复制之后染色体 以姐妹染色单体形式存在, 染色体和 DNA 是 1∶2 的关系。 根据图解可知, AB 段表示 DNA 复制之前,该时间段进行 RNA 的合成和相关蛋白质的合成,A 项正确;BC 段表示正在进 行 DNA 的复制,该时期由于 DNA 的双链解开,其稳定性最差,易发生基因突变,B 项正 确;CD 段表示复制之后染色体以姐妹染色单体形式存在,包括有丝分裂前、中期和减数第 一次分裂全过程及减数第二次分裂的前、 中期, 同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期, C 项正确;该图如果表示有丝分裂,则 EF 段表示有丝分裂后期和末期,细胞内染色体数与 正常体细胞中染色体数相比加倍或相等, 但如果表示减数分裂, 则该段表示减Ⅱ后期和末期, 细胞内染色体数与正常体细胞相比相等或减半,故 D 项错误。 4.如图为二倍体雄性田鼠(2n=54)体内某细胞正常分裂时相关物质或结构数量变化曲线 的一部分,下列分析不正确的是( )

A.若该图表示有丝分裂染色体组数目的变化,则 a=2,且数量为 2a 时属有丝分裂后 期 B.若该图表示有丝分裂染色体数目的变化,则 a=54,且数量为 2a 时着丝点数目是 108 C.若该图表示减数分裂每条染色体上 DNA 分子数目的变化,则 a=1,数量为 a 时是 次级精母细胞 D.若该图表示减数分裂核 DNA 分子数目的变化,则数量为 a 时细胞内没有同源染色 体 解析:选 C。有丝分裂过程中,染色体组在有丝分裂后期加倍,末期又恢复正常,田鼠 为二倍体,所以图中 a=2 且数量为 2a 时属有丝分裂后期;有丝分裂后期染色体数目加倍, 数目为 108, 子细胞内染色体恢复正常, 数目为 54; 若该图表示减数分裂每条染色体上 DNA 分子数目的变化,则 a=1,数量为 a 时不一定是次级精母细胞,也可能是精细胞。

细胞分裂与遗传变异的关系综合应用 [方法解读] 1.姐妹染色单体上出现等位基因的原因剖析 变异类型 原因剖析 ②生殖细胞中发生[例:初级精(卵)母细胞]; 基因突变 ③作用时期在间期; ④已知亲代基因型是纯合的 ①一条染色体的两条姐妹染色单体中有一条出现两种颜色(例: 绝 交叉互换 大多数白色,只在端点带一小段黑色); ②作用时期在减Ⅰ前期 两种可能 无前面任何提示,可两种情况同时考虑

2.剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因 (1)纺锤体形成受阻:低温诱导或用秋水仙素处理,使有丝分裂过程中纺锤体的形成受 阻,导致体细胞内染色体数目加倍,形成多倍体细胞。 (2)同源染色体不分离: 在减数第一次分裂后期, 同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)

母细胞异常,进而使产生的配子全部异常。 (3)姐妹染色单体不分离:在减数第二次分裂后期,姐妹染色单体不分离,导致由本次 级性母细胞产生的配子异常(另一次级性母细胞产生的配子可能正常)。 3.XXY 与 XYY 异常个体产生原因归纳

(1)

(2)XYY 成因: 父方减Ⅱ异常, 即减Ⅱ后期 Y 染色体着丝点分裂后两条 Y 染色体共同进 入同一精细胞。 [夺分题组] 1.如图为某动物细胞分裂示意图,由图可以判断出( )

A.该细胞一定处于减数第二次分裂的后期 B.分裂后形成的子细胞不可能为体细胞 C.该动物一定为雄性 D.该细胞不可能发生基因重组 解析:选 D。该细胞如果属于单倍体动物细胞,则该细胞可表示有丝分裂后期,随后形 成的子细胞为体细胞,可知 A、B 项错误;该细胞也可能是雌性动物第一极体减数第二次分 裂后期图像,C 项错误;该细胞着丝点分裂所形成的两条染色体中,存在 B 与 b 基因的差 异, 是由基因突变或姐妹染色单体间的交叉互换造成的, 但此细胞只能表示有丝分裂后期或 减数第二次分裂的后期,故不可能发生基因重组,D 正确。 2.如图表示某二倍体高等动物的一个精原细胞经减数分裂后形成精细胞。有关该精细 胞的形成的最合理的解释是( )

A.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间发生交叉互换 B.减数分裂时染色单体上的基因 A 突变为 a

C.减数第一次分裂过程中同源染色体没有相互分离 D.减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分离 解析:选 C。由图可知,精细胞中的染色体数目与精原细胞中的相同,且精细胞中含有 同源染色体,该种异常的原因可能是减数第一次分裂时,同源染色体没有分开。 3.某植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染色体的花粉不育,缺失染色体上具 有红色显性基因 B,正常染色体上具有白色隐性基因 b(见图)。若以该植株为父本,测交后 代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是( )

A.减数分裂时染色单体 1 或 2 上的基因 b 突变为 B B.减数第二次分裂时姐妹染色单体 3 与 4 自由分离 C.减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 D.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 解析:选 D。由于“缺失染色体的花粉不育”,若以该植株为父本,测交后代理论上应 该全部表现为白色。 若出现部分红色性状, 可能是图示染色单体 1 或 2 上的基因 b 突变为 B, 但这种可能性很小,故 A 项不是最合理的;减数第二次分裂时,即使姐妹染色单体 3 与 4 分离,由于其缺失突变,产生的花粉也不育,因而 B 项不合理;减数第二次分裂时姐妹染 色单体分开成为染色体,分别移向细胞两极,不发生自由组合,因而 C 项也不合理;最可 能的原因是减数第一次分裂的四分体时期, 由于四分体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉 互换,基因 B 转移到染色单体 1 或 2 上,D 项最合理。 4.观察到的某生物(2n=6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是( )

A.减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离 B.减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离 C.减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次 D.减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次 解析:选 A。分析图示,细胞中姐妹染色单体分离,且移向细胞两极的染色体各有 4 条, 结合题干该生物是体细胞含有 6 条染色体的二倍体, 可判断该细胞移向两极的染色体比 正常分裂时多一条,原因是在减数第一次分裂时,一对同源染色体没有分开,得到的两个次 级性母细胞或第一极体中一个含有 4 条染色体, 另一个含有 2 条染色体。 其中含有 4 条染色 体的次级性母细胞或第一极体的减数第二次分裂后期图像如题图所示。

5.一个基因型为 AaXbY 的雄果蝇经减数分裂产生了甲、乙两个异常精细胞,精细胞甲 的基因和性染色体组成为 aYY,精细胞乙的基因和性染色体组成为 AXbY。下列叙述不正确 的是( )

A.精细胞甲和精细胞乙不可能来自同一个初级精母细胞 B.与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常精细胞 C.精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂前多复制一次 D.精细胞乙形成的原因是 X 和 Y 染色体在减数第一次分裂过程中未分离 解析: 选 C。 精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开。 6.下列关于配子基因型异常发生时期的判断,正确的是( 选项 A B C D 个体基因型 DD AaBb XaY AaXBXb 配子基因型 D、d AaB、AaB、b、b XaY、XaY AAXBXb、XBXb、a、a ) 异常发生时期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂

解析:选 C。A 项中配子基因型异常发生时期主要在间期 DNA 复制过程中;B 项中配 子基因型发生异常时期在减数第一次分裂时期; D 项中配子基因型发生异常是在减数第一次 分裂及减数第二次分裂时期。 限时规范训练 (建议用时:40 分钟) 1.如图表示某动物体细胞(含 4 条染色体)有丝分裂的细胞周期, 以下叙述正确的是( )

A.细胞 c 最适于观察染色体的形态和数目 B.细胞中含有 4 条染色体的时期是 a、b、d C.细胞周期的长短主要决定于环境温度 D.从 b 到 b 是一个完整的细胞周期 解析:选 A。分析题图可判断,a~e 分别为有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期, f 表示有丝分裂完成形成的子细胞,观察染色体的形态和数目的最佳时期是中期,此时期染 色体形态稳定、数目清晰;由于着丝点分裂,后期细胞中有 8 条染色体;细胞周期的时间长 短主要受遗传物质控制; 细胞周期从一次分裂完成时开始, 到下一次分裂完成时为止, 即 f→f 表示一个细胞周期。

2.如图表示某 XY 型性别决定类型的哺乳动物中一个正在进行分裂的细胞中的部分染色 体的行为,下列叙述正确的是( )

A.该细胞存在于动物的卵巢中 B.该细胞可能发生了交叉互换 C.该生物的细胞中最多含有 8 条染色体 D.图示细胞分裂完毕后产生两种类型的配子 解析: 选 B。 图中右侧上下分离的同源染色体的形态大小不同, 推测为性染色体 X 和 Y, 则该动物为雄性动物。根据题干信息,图中含有的染色体为该生物的部分染色体,因此该生 物细胞中的染色体条数大于 4,在有丝分裂后期细胞中染色体条数最多,大于 8。该细胞分 裂结束能产生四种类型的配子。 3.雌兔的某细胞正在进行着丝点分裂,下列有关叙述不正确的是( A.该细胞中至少有两条 X 染色体 B.该细胞可能是初级卵母细胞 C.该细胞内可能含有同源染色体 D.该细胞的子细胞可能是卵细胞 解析:选 B。根据“雌兔的某细胞正在进行着丝点分裂”,可以判断该细胞处于有丝分 裂后期或减数第二次分裂后期。如果该细胞处于有丝分裂后期,则有 4 条 X 染色体;如果 该细胞处于减数第二次分裂后期,则有 2 条 X 染色体,故 A 项正确。初级卵母细胞内发生 的是同源染色体分离,不发生着丝点分裂,故 B 项错误。如果该细胞处于有丝分裂后期, 则含有同源染色体,故 C 项正确。如果该细胞处于减数第二次分裂后期,则该细胞是次级 卵母细胞或极体,其子细胞可能是卵细胞,故 D 项正确。 4.两学生在总结细胞分裂时分别画出了如下甲、乙两幅图,对这两幅图理解正确的是 ( ) )

A.图甲细胞处于减数第二次分裂中期 B.图乙生物在正常情况下,X 染色体上的基因可以为 B、b C.图甲中 2 号和 4 号是性染色体

D.图甲生物基因型可能是 AaXbXb 解析:选 C。根据图甲染色体上的基因可知,1 和 3 染色体上含有等位基因,故 1 和 3 是一对同源染色体,因此,2 和 4 也应该为一对同源染色体,再根据 2 和 4 染色体的大小、 形状不同可推测二者可能为性染色体,因此图甲处于有丝分裂中期,A 错误、C 正确;图甲 细胞的基因型可能是 AaXbY,D 错误;图乙生物在正常情况下,姐妹染色单体上的基因应 相同,故 X 染色体上的基因不可以为 B、b,B 错误。 5.某生物的基因组成如图所示, 则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种 类分别是( )

A.2 种和 2 种 C.2 种和 4 种

B.4 种和 2 种 D.8 种和 4 种

解析:选 B。由图知,该生物基因组成为 AaBbDD,三对基因位于三对同源染色体上, 遵循基因的自由组合定律。三对基因中有两对是杂合的,所以它能产生的配子种类为 22=4 种(ABD、AbD、aBD、abD)。但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是 2 种,这是因为 在减数第一次分裂时同源染色体分离, 等位基因随之分开, 只能有两种情况: A—B(或 b)—D、 a—b(或 B)—D。即 A 与 a 分离、B 与 b 分离后,若 A 与 B 分配在一起,则 a 只能与 b 分配 在一起;若 A 与 b 分配在一起,则 a 只能与 B 分配在一起。 6.如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物 质或其载体(①~③)的数量。下列表述与图中信息相符的是( )

A.Ⅱ所处阶段发生基因自由组合 B.Ⅲ代表初级精母细胞 C.②代表染色体 D.Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是 2∶4∶4∶1 解析: 选 A。 只有染色单体数目可以为 0, 所以②是染色单体, 染色体∶核 DNA 数=1∶1 或 1∶2,所以①是染色体,③是核 DNA,减Ⅰ前、中、后时期 DNA 已经复制,但染色体 数未加倍,所以Ⅱ是减Ⅰ前、中、后时期,基因自由组合发生于减Ⅰ后期,A 项正确;减Ⅱ 前、中期染色体数量减半,核 DNA 数与体细胞相等,含有姐妹染色单体,减Ⅱ后期着丝点 分裂,染色体数和核 DNA 数均与体细胞相等,所以Ⅰ是减Ⅱ后期,Ⅲ是减Ⅱ前期和中期,

是次级精母细胞,Ⅳ是精细胞,则Ⅰ~Ⅳ中③(核 DNA)的数量之比是 2∶4∶2∶1,所以 B、 C、D 项错误。 7.下面为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图,Ⅰ、Ⅱ表示染色体片段。下列叙述 不正确的是( )

A.图甲细胞处于减数第二次分裂中期,此时不进行核 DNA 的复制 B.由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交换 C.图甲所示细胞若继续分裂可能会发生等位基因的分离 D.若两图来源于同一个精原细胞,则图乙是图甲细胞分裂形成的 解析:选 D。图甲细胞中无同源染色体,着丝点排列在赤道板上,处于减数第二次分裂 中期,此时不进行核 DNA 的复制;题图细胞中Ⅰ、Ⅱ染色体发生了同源染色体非姐妹染色 单体之间的交叉互换;图甲所示细胞若继续分裂,着丝点分开,Ⅰ所在的染色体可能发生等 位基因的分离;图甲和图乙细胞的染色体组成不同,图乙不可能是图甲的细胞分裂形成的。 8.如图中甲是某生物的一个精细胞,根据染色体的类型和数目,判断图乙中与其来自 同一个精原细胞的有( )

A.①② C.①③

B.①④ D.②④

解析:选 C。减数第一次分裂的特点:同源染色体分离;减数第二次分裂的特点:次级 精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体并分别进入两个 精细胞中; 所以由同一个精原细胞最终分裂形成的精细胞中, 染色体组成基本相同或恰好 “互 补” 。根据图乙中各细胞内染色体组成特点分析,①与图甲的染色体组成互补,③与图甲的 染色体组成基本相同,由此可判断出①③与图甲精细胞可能来自同一个精原细胞。 9.如图表示某二倍体生物体内进行的三个连续生理过程中某细胞内染色体组数的变 化,有关分析错误的是( )

A.图中Ⅰ过程产生的细胞若能发育成个体,则该个体属于单倍体 B.图中Ⅱ过程可体现细胞膜具有信息交流的功能 C.图中 bc、ef 段细胞内染色体数与 DNA 分子数之比为 1∶1 D.图中 b、d、e 点时染色体组数加倍的原因相同 解析:选 D。题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次表示减数分裂、受精作用和有丝分裂,Ⅰ过程产生 的细胞为生殖细胞, 由其发育来的个体为单倍体; 在受精作用过程中精卵细胞的识别体现细 胞膜具有信息交流的功能;bc、ef 段分别是减数第二次分裂后期和有丝分裂后期,此时细胞 内无染色单体,故染色体数与 DNA 分子数之比为 1∶1;b、e 点时染色体组数加倍的原因 是着丝点分裂,而 d 点时染色体组数加倍的原因是受精作用。 10.如图表示细胞分裂的过程,n 代表一个染色体组的染色体数。下列有关该细胞分裂 的叙述不正确的是( )

A.不属于人的体细胞的有丝分裂 B.可发生在卵细胞的形成过程中 C.可发生在次级精母细胞的形成过程中 D.在细胞分裂中出现着丝点分裂 解析:选 C。由图可知,该分裂方式为有丝分裂或减数第二次分裂,且亲子代细胞只有 一个染色体组(n),而人的体细胞中有 2 个染色体组,A 项正确;减数第二次分裂过程中, 出现了着丝点分裂,B、D 两项正确;次级精母细胞的形成发生在减数第一次分裂,C 项错 误。 11.右图是某动物(2n=8)分裂后期细胞图像,以下分析正确的是( A.该细胞一定是第一极体 B.图示结果是染色体结构变异造成的 C.该细胞内有 2 对同源染色体 D.该动物的生殖细胞内有 5 条染色体 解析:选 C。图示细胞为减数第二次分裂后期细胞,属于次级精母细胞或第一极体;因 2n=8,所以是减数第一次分裂后期一对同源染色体(图中右边一对)移向了同一极,属于染 色体数目变异; 图中右边 4 条染色体为 2 对同源染色体(上方两条为一对, 下方两条为一对); 该动物若正常分裂,产生的生殖细胞有 4 条染色体,若如图所示情况,产生的生殖细胞有 3 条和 5 条染色体。 12.某男子表现型正常,但其一条 14 号和一条 21 号染色体相互连接形成一条异常染 )

色体,如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,任意配对的两 条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是( )

A.图甲所示的变异属于基因重组 B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞 C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有 8 种 D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 解析:选 D。 图甲所示的变异属于染色体变异,A 项错误;观察异常染色体应选择

处于分裂中期的细胞,因为此时染色体的形态固定、数目清晰,B 项错误;若不考虑其他染 色体,根据“配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向 细胞任一极”可知,理论上该男子产生的精子类型有“只含有 14 号染色体”、“只含有 21 号染色体”、“含有 14 号染色体和 21 号染色体”、“含有异常染色体和 14 号染色体”、 “含有异常染色体和 2l 号染色体”、“只含有异常染色体”,共计 6 种,C 项错误;当异 常染色体与 14 号染色体分离时,21 号染色体有可能与 14 号染色体一起移向一极,含有 14 号染色体和 21 号染色体的精子与正常卵子结合,可以发育为染色体组成正常的后代,D 项 正确。 13. 如图甲表示小鼠上皮细胞一个细胞周期的 4 个阶段(G1 期主要合成 RNA 和蛋白质; S 期是 DNA 合成期;G2 期 DNA 合成终止,合成 RNA 及蛋白质;M 期是细胞分裂期)。图 乙表示流式细胞仪测定细胞群体中处于不同时期的细胞数量和 DNA 含量。请据图回答下列 问题:

(1)用图甲中所示字母与箭头表示一个完整的细胞周期______________________。 (2)在电子显微镜下观察处于 M 期的细胞,可见由细胞两极的________发出星射线。在 M 期,染色单体的消失发生在________期,染色体数与核 DNA 数之比为 1∶2 在________ 期。 (3)图乙中细胞数量呈现两个峰值,左侧峰值表示图甲中的________期细胞,右侧峰值 表示图甲中的________期细胞。两峰值之间表示图甲中的________期。 (4)若向小鼠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于 S 期的细胞立刻被抑制,而处于其

他期的细胞不受影响。现测得小鼠肠上皮细胞周期各阶段时间如下表所示: 分裂时期 G1 时长(h) 3.4 分裂间期 S 7.9 G2 2.2 分裂期 M 1.8 15.3 合计

预计加入过量胸苷约________h 后,细胞都将停留在 S 期。 解析:(1)连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止为一个细胞 周期。(2)动物细胞由两极中心体发出的星射线形成纺锤体,染色单体在间期形成、在前期 出现、在后期消失。(3)正确理解题干图横坐标与纵坐标的含义是解题的关键,从图中可以 看出,第一个峰值是 DNA 含量为 2C 的细胞数量,第二个峰值是 DNA 含量为 4C 的细胞数 量。(4)预计加入过量胸苷约 G2+M+G1=7.4(h)后,细胞都将停留在 S 期。 答案:(1)G1→S→G2→M (2)中心体 后 前、中(缺一不可) (3)G1 G2 和 M(缺一不 可) S (4)7.4 14.如图 1 表示某动物生殖细胞的形成过程,①~⑧表示细胞。请回答下列问题:

(1)①→②过程中细胞核内 DNA 发生的主要变化是:____________;②→④过程中染色 体的主要行为变化是______________________________。 (2)图中细胞④的名称是____________,该细胞中 DNA、染色体和染色单体的数量之比 是________。 (3)正常情况下图中细胞⑧的基因型为________。 (4)若图 1 中细胞分裂得到的生殖细胞如图 2 所示,则产生异常配子的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)结合题图可知,①→②过程中细胞核内 DNA 发生的主要变化是完成 DNA 的 复制过程,②→④表示减数第一次分裂过程,此过程中同源染色体分离,进入两个子细胞。 (2)分析图 1 知,③和④分别为极体和次级卵母细胞。细胞④中染色体具有染色单体,所以 DNA、染色体和染色单体的数量之比是 2∶1∶2。(3)细胞⑧是卵细胞,是由细胞④(基因型 为 AAbb)分裂形成的,所以正常情况下细胞⑧的基因型为 Ab。(4)若图 2 所示为分裂得到的

生殖细胞即卵细胞(细胞⑧),可以看出其中两条染色单体没有分开,所以应该是减数第二次 分裂后期其中一对姐妹染色单体分开后,移向细胞一极造成的。 答案: (1)DNA 的复制 同源染色体分离, 进入两个子细胞 (2)次级卵母细胞 2∶1∶2

(3)Ab (4)减数第二次分裂后期其中一对姐妹染色单体分开后移向细胞一极 15.下列图甲、乙、丙分别是一些二倍体生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或 结构变化的相关模式图。请分析回答下列问题。

(1)图甲的①~⑥中,细胞结构显著不同于其他细胞的是________;处于有丝分裂中期 的细胞是_____________; 含有一个染色体组的细胞是_________________; ③分裂产生的子 细胞名称是________。 (2)若图丙中①~②完成了图乙中 AB 段的变化,则图丙 a、b、c 中表示染色体的是 ________,图甲中④产生的子细胞内,a、b、c 的数量分别为____________。 (3)图甲⑤中存在的等位基因是________,造成这一结果的可能原因有________。图甲 ⑥代表的个体中最多(不考虑交叉互换)能产生________种染色体组合不同的配子。 解析:本题考查有丝分裂与减数分裂的图像及其物质或结构数量变化,抓住图像特点、 理解曲线含义和找出曲线关键点是正确解题的前提。(1)由图可知,图甲①~⑥中,②是植 物细胞,其他都是动物细胞;图甲中为二倍体生物细胞分裂图像,①④着丝点排列在赤道板 上,为细胞分裂中期,①有同源染色体,属于有丝分裂中期,④没有同源染色体,是减数第 二次分裂中期;③处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分开,为初级精母细胞,其子细胞 为次级精母细胞。(2)由图乙可知:AB 段处于细胞分裂间期,细胞分裂间期的特点是细胞内 DNA 含量加倍、染色体数不变,每条染色体含两条姐妹染色单体,据此可确定图丙中 a 为 染色体、b 为染色单体、c 为 DNA;图甲④为减数第二次分裂中期,其子细胞内 a、b、c 的 数量分别为 2、0、2。(3)图甲中⑤处于减数第二次分裂后期,正常情况下,两条姐妹染色单 体形成的两条子染色体上的基因相同,等位基因 B、b 出现的原因可能是基因突变或四分体 时期同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换; ⑥为雄果蝇体细胞, 有 4 对同源染色体, 减数分裂产生的配子最多有 24=16 种染色体组合。

答案:(1)② ① ④ 次级精母细胞 (2)a 2、0、2 (3)B、b 基因突变或在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换 第 6 讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 [考纲热度]1.细胞的分化Ⅱ(5 年 18 考) 2.细胞的全能性Ⅱ(5 年 6 考) 3.细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系Ⅱ(5 年 8 考) 4.癌细胞的主要特征及防治Ⅱ(5 年 15 考) 16

[诊断知识盲点] 1.在蛙胚的发育过程中,通过细胞分裂不断增加细胞数量,并在一定时期发生细胞分 化。(√) 2.同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强。(√) 3.细胞分化过程中遗传信息的表达情况不同。(√) 4.自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛 B 细胞, 达到治疗糖尿病的目的是由于胰腺组织微环境使骨髓干细胞基因丢失,分化成为胰岛样细 胞。(×) 5.细胞的分化程度越高,全能性越强。(×) 6.玉米种子萌发长成新植株过程,发生了细胞分化且能体现体细胞全能性。(×) 7.断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。(√) 8.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株过程,发生了细胞分化且能体现体细胞全能 性。(×) 9.正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡。(×) 10.在蛙胚胎发育过程中,细胞不断分裂,但不发生凋亡。(×) 11.细胞分裂使细胞趋向专门化,提高了机体生理功能的效率。(×) 12.细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小。(×) 13.细胞分裂素延迟植物衰老与基因的作用无关。(×) 14.癌细胞具有细胞增殖失控的特点。(√) 15.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变。(√) 16.原癌基因只存在于癌细胞中。(×) [构建知识网络] > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > >

考点一 细胞的分化与全能性 [高考领航] 1.(2016· 高考全国甲卷)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 D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株 解析:选 B。细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制(实质为 DNA 的 复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于细胞核中的 DNA 位于染色体上,DNA 是生物的主要遗传物质,因而有丝分裂使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。 可见细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有很大贡献, A 项正确。 哺乳动物的受精卵是未经分 化的细胞,而哺乳动物的造血干细胞是由受精卵分化形成的,属于已分化的细胞,只是分化 程度不高, 仍保留分裂和分化能力, B 项错误。 细胞分化的根本原因是在个体发育的过程中, 同一生物的不同细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达,C 项正确。高度分 化的植物细胞仍具有全能性, 故通过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。 2.(2014· 高考新课标全国卷Ⅱ)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 解析:选 B。A 项,神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞,不再进行分裂,不存在细 胞周期。B 项,同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同,源于基因的选择性表达, 即在不同的时间和空间条件下合成了不同的蛋白质,因此二者合成的特定蛋白不同。C 项, 同一动物个体的所有细胞都是通过受精卵的分裂和分化形成的,因此所含的基因组相同。D 项,DNA 的复制方式是半保留复制,因此二者核 DNA 的复制方式相同。 [核心探究] 1.明确细胞分化过程中的“变”与“不变” (1)“不变”:在细胞分化过程中遗传物质不变。 (2)“变”:细胞分化产生的子细胞中 mRNA 和蛋白质不完全相同。 2.巧辨细胞分化与全能性 (1)同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞→细胞分化。 (2)植物体细胞― ― →新个体→全能性表达。
形成

有关细胞分化与全能性的两大失分点 1.并非所有干细胞都要发生分化:干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化, 成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。细 胞分化不改变细胞数目,却导致细胞种类增多。 2.单细胞生物与多细胞生物分化形式的不同:单细胞生物的细胞分化不表现为细胞间 的差异, 而是在生活史中有规律地发生形态和生理上的阶段性变化。 多细胞生物通过细胞分 化形成特定形态、结构和功能的组织和器官。 [题点突破] 题点一 细胞分化的理解 1.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 解析:选 C。A 项,人体不同组织的体细胞中核 DNA 含量相等,但是细胞质中的 DNA 含量不一定相同,但卵细胞和精子中的核 DNA 减半。B 项,同一人体不同体细胞中携带的 核基因相同,由于基因的选择性表达(细胞分化)导致不同细胞的形态和功能不同。C 项,活 细胞中含量最多的化合物都是水。D 项,人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不同,有协助扩 散和主动运输两种方式。 2.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 解析:选 A。A 项,胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞都是活的完整的真核细胞,都可通过线 粒体进行有氧呼吸为生命活动提供能量,即两种细胞中线粒体的功能相同。B 项,胚胎干细 胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞, 具有发育的全能性; 胰腺腺泡细胞是高 度分化的动物细胞,其发育的全能性受到了限制。C 项,由于两类细胞分化程度不同,膜的 功能有差异,因而膜蛋白的种类和数量不同。D 项,胚胎干细胞只进行有丝分裂,胰腺腺泡 细胞属于典型的分泌细胞,可以合成、分泌多种胞外酶,因而后者的内质网上的核糖体数量 更多。 3.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 解析:选 B。造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异,是基因选择性表达的结果,A 正确; 哺乳动物成熟红细胞没有细胞核与各种细胞器, 造血干细胞分化为成熟红细胞的过程 是不可逆的,B 错误;健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中,C 正确;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 正确。 题点二 细胞的全能性的理解 1.科学家将 4 个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干 细胞(iPS 细胞)。下面为该实验示意图。有关叙述正确的是( ) ) )

A.iPS 细胞所带遗传信息与肌肉细胞相同 B.图示过程体现了 iPS 细胞的全能性 C.关键基因表达使细胞功能趋向专门化 D.应用该技术可提高器官移植的成功率 解析:选 D。iPS 细胞的遗传信息与肌肉细胞不相同,iPS 细胞中多了 4 个关键基因; 该过程没有形成完整个体,因此并没有体现 iPS 细胞的全能性;4 个关键基因的表达提高了 iPS 细胞的全能性;应用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,属于自体移植,可避免 免疫排斥反应,故可大大提高器官移植的成功率。 2.下列有关细胞全能性的叙述中,不正确的是( )

A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体,因此全能性最高 B.生物体内,细胞由于分化使全能性不能表达 C.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化全能性很高 D.植物细胞离体培养,在一定营养条件下能表现出全能性 解析:选 C。受精卵是个体发育的起点,在自然条件下,通过细胞分裂和细胞分化形成 完整个体, 所以细胞全能性最高; 多细胞生物体内的每一个体细胞都是经过有丝分裂形成的, 都含有发育成完整个体所必需的全套遗传物质,都具有全能性,但在个体发育过程中,不同 的细胞中遗传信息的执行情况是不同的,即基因的选择性表达,因此没有实现全能性;卵细 胞是已分化的细胞;植物细胞在离体和一定营养条件下可表现出全能性。

细胞全能性的判断原则 细胞全能性以产生个体为标志,若无个体产生,不能体现细胞全能性;植物种子发育成 植株不能体现全能性;胚胎干细胞发育成各种组织器官(未形成个体)不能体现全能性。动物 细胞因具有该物种全套的遗传物质,尽管没有实验成功,但理论上具有全能性;而动物克隆 只体现细胞核的全能性,二者并不矛盾。 考点二 细胞的衰老、凋亡和癌变 [高考领航] 1.(2015· 高考海南卷)关于细胞凋亡的叙述,错误的是( A.细胞凋亡受细胞自身基因的调控 B.细胞凋亡也称为细胞编程性死亡 C.细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中 )

D.被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除 解析:选 C。细胞凋亡受细胞自身基因的调控,是正常的细胞生命活动,A 正确;细胞 凋亡也称为细胞编程性死亡,B 正确;细胞凋亡可出现在个体发育全过程中,C 错误;被病 原体感染的细胞清除属于细胞凋亡,D 正确。 2.(2016· 高考天津卷)在培养人食管癌细胞的实验中,加入青蒿琥酯(Art),随着其浓度 升高,凋亡蛋白 Q 表达量增多,癌细胞凋亡率升高。下列叙述错误的是( A.为初步了解 Art 对癌细胞的影响,可用显微镜观察癌细胞的形态变化 B.在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的 Art,可确定 Art 能否进入细胞 C.为检测 Art 对凋亡蛋白 Q 表达的影响,须设置不含 Art 的对照实验 D.用凋亡蛋白 Q 饲喂患癌鼠,可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡 解析:选 D。细胞癌变后形态结构会发生显著变化(如变成球形),此类变化可使用显微 镜观察判断,A 正确;利用同位素标记法可追踪物质的转移途径,B 正确;依据生物实验设 计的对照原则,为检测 Art 对凋亡蛋白 Q 表达的影响,还必须设臵不含 Art 的对照组,C 正 确; 因为凋亡蛋白 Q 饲喂后会在消化道内分解而失去作用, 所以研究凋亡蛋白 Q 的作用时, 应该使用注射法,D 错误。 [核心探究] 1.巧记衰老细胞的特征 )

2.理解细胞凋亡的实质和类型 (1)实质:基因控制的细胞编程性死亡。 (2)类型。 ①个体发育中细胞编程性死亡。 ②成熟个体细胞的自然更新。 ③被病原体感染的细胞的清除。 3.高考常考的有关细胞癌变的三大方面 (1)特征:①无限增殖;②细胞形态、结构改变;③膜表面糖蛋白等物质减少,黏着性 降低,易分散和转移。 (2)机理:原癌基因和抑癌基因发生突变,正常细胞的生长和分裂失控。 (3)实质:基因突变。

与细胞癌变、衰老、凋亡有关的五大失分点

1.原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中,并非只存在于癌细胞中,只不过在 癌细胞中两种基因已发生突变。 2.个体衰老与细胞衰老并不总是同步的,在幼年个体中有衰老的细胞,在老年个体中 有新产生的细胞,但细胞总体衰老会导致个体的衰老。 3.细胞的癌变是细胞畸形分化的结果,对机体有害。 4.细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的,细胞坏死对机体有害。 5.细胞凋亡与基因选择性表达有关,但不属于细胞分化过程。 [题点突破] 题点一 细胞衰老与凋亡的理解 1.如图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段,有关叙述正确的是( )

A.细胞甲的分裂能力最强,分化程度最高 B.过程①②发生了等位基因的分离和自由组合 C.肌细胞与神经细胞内所含的核基因不同 D.细胞衰老和凋亡属于正常的生理过程 解析:选 D。细胞甲的分裂能力最强,分化程度最低,全能性最高,A 项错误;等位基 因的分离和自由组合发生在减数第一次分裂后期,而图中过程①②进行的是有丝分裂,B 项 错误; 肌细胞与神经细胞由同一个受精卵分裂、 分化而来, 所以它们所含的核基因是相同的, C 项错误;细胞衰老和凋亡是细胞的正常生命活动,都是在基因控制下进行的,D 项正确。 2.如图所示为细胞凋亡的部分原理,其中 Dnase 为核酸内切酶,能够切割 DNA 形成 DNA 片段;Caspase 为一种蛋白质水解酶,选择性切割某些蛋白质。下列有关分析不正确的 是( )

A.图示表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功能 B.Dnase 能够破坏细胞的生命控制系统,从而影响细胞代谢 C.细胞凋亡过程中既有蛋白质的合成,也有蛋白质的降解 D.在凋亡诱导因子的诱导下,相关凋亡基因发生突变,导致细胞凋亡

解析:选 D。根据图解,凋亡诱导因子需与膜上的特异性受体结合,这体现了生物膜的 信息传递功能,信号分子与受体结合具有特异性,故细胞凋亡是特异性的,A 正确;Dnase 能够切割 DNA,破坏细胞的遗传信息,从而影响细胞代谢,B 正确;细胞凋亡过程中既有 凋亡相关基因被激活而合成蛋白质(酶),也有蛋白质被 Caspase 切割降解,C 正确;凋亡过 程中相关凋亡基因被激活而不是发生突变,D 错误。 3.细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动 死亡。近期研究表明,存在于人体内的一种名为 RIP3 的蛋白激酶通过调节能量代谢,可以 将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列有关叙述错误的是( A.在人体造血干细胞中不存在控制 RIP3 合成的基因 B.通过调控 RIP3 的合成可以调控细胞死亡的方式 C.若抑制 RIP3 的活性可在一定程度上抑制细胞坏死 D.以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关 解析:选 A。人体的造血干细胞也源于受精卵的有丝分裂,故也应存在控制 RIP3 合成 的基因,A 错误;由于“RIP3 蛋白激酶通过调节能量代谢,可以将肿瘤坏死因子诱导的细 胞凋亡转换为细胞坏死”,因而通过调控 RIP3 的合成可以调控细胞死亡的方式,B 正确; 要想在一定程度上抑制细胞坏死也可以采取抑制 RIP3 活性的方法,C 正确;通过上述分析 细胞的坏死可与 RIP3 蛋白激酶基因的表达有关,D 正确。 )

细胞凋亡和细胞坏死的方式和结果的区别
? ?主动结束生命过程→细胞凋亡 1.从方式看? ?被动结束生命过程→细胞坏死 ? ?对生物体是有利的→细胞凋亡 ? 2.从结果看? ?对生物体是不利的→细胞坏死 ?

题点二 细胞的癌变 1.癌胚抗原(CEA)是一种分布于结肠癌细胞和正常胚胎的结肠黏膜上皮细胞的细胞膜 上的糖蛋白,在血清中也可以被检测到。下列有关叙述错误的是( A.正常胚胎中的结肠黏膜上皮细胞不能无限增殖 B.结肠癌细胞与正常胚胎中的结肠黏膜上皮细胞中都含有 CEA 有关基因 C.致癌因子引起 CEA 基因突变即可导致正常结肠黏膜上皮细胞转变成癌细胞 D.血清中的 CEA 含量可作为癌症诊断的一个重要指标 解析:选 C。正常细胞不能无限增殖,故 A 正确;同一个个体所有体细胞(成熟红细胞 除外)都是由同一个受精卵有丝分裂而来,含有一套相同基因,故 B 正确;细胞癌变是细胞 多个基因突变引起的,如原癌基因和抑癌基因,故 C 错误;因结肠癌细胞可产生 CEA,故 D 正确。 )

2.急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病,发病机理如图所示,国家最高科学 技术奖获得者王振义院士发明的“诱导分化疗法”联合应用维甲酸和三氧化二砷治疗该病。 维甲酸通过修饰 PML?RARα,使癌细胞重新分化“改邪归正”;三氧化二砷则可以引起这 种癌蛋白的降解,使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。下列有关分析不正确的是( )

A.这种白血病是早幼粒细胞发生了染色体变异引起的 B.这种白血病与早幼粒细胞产生新的遗传物质有关 C.维甲酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的 DNA 结构 D. “诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞 解析:选 C。分析图形可知,该变异是非同源染色体间因片段的交换而引起染色体结构 变异中的易位,片段交换后出现新的融合基因。根据题意可知,通过诱导分化使癌细胞发生 部分分化并最终导致进入凋亡, 故“诱导分化”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞, 维甲 酸和三氧化二砷未改变癌细胞的 DNA 结构,C 错误,A、B、D 正确。

细胞生命历程的综合分析 [方法解读] 1.衍射法理解细胞的生命历程之间的相互关系

2.列表法比较细胞生命历程各过程中的遗传物质变化 项目 细胞分裂 结果 单细胞生物完成生殖,多细胞生物产出新细胞 遗传物质变化 遗传物质复制后均分

细胞分化 细胞癌变 细胞衰老 细胞凋亡

形成不同组织和器官 变成无限增殖的癌细胞 细胞正常死亡 细胞正常死亡 [夺分题组]

遗传物质不发生改变 遗传物质发生改变 遗传物质不发生改变 遗传物质不发生改变

1.下列有关细胞分化、衰老、凋亡及癌变的叙述,正确的是(

)

A.细胞分化发生在多细胞生物的胚胎期,细胞衰老与死亡发生在老年期 B.细胞衰老会发生线粒体减少、酶活性降低及细胞核体积变小等现象 C.细胞凋亡受基因控制,细胞癌变不受基因控制 D.细胞膜上糖蛋白减少或产生了甲胎蛋白的细胞可能是癌细胞 解析:选 D。在个体发育的各个阶段都会发生细胞分化、细胞衰老和死亡,故 A 项错 误。细胞衰老细胞核体积增大,故 B 项错误。癌变的细胞受一些与癌相关的基因的控制, 如原癌基因和抑癌基因等等,故 C 项错误。细胞膜表面糖蛋白减少和有了甲胎蛋白等都是 癌细胞所特有的特征,故 D 项正确。 2.下列有关细胞生命历程的叙述错误的是( )

A.在个体发育过程中,特定部位的细胞会发生自然凋亡,有利于器官的正常发育 B.机体产生的衰老细胞,可通过细胞凋亡程序及时被清除 C.生物体内被病毒感染的细胞和所有肿瘤细胞可通过细胞凋亡的方式被清除 D.细胞凋亡和细胞增殖两个过程共同维持机体内器官和组织细胞数目的相对稳定 解析:选 C。细胞凋亡有利于清除多余、无用的细胞,从而有利于器官的正常发育;通 过细胞凋亡可清除完成正常使命的衰老细胞,这是维持个体正常生理活动及功能所必需的; 生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期产生的肿瘤细胞可通过细胞凋亡的方式被清除, 但并不是所有被病毒感染的细胞或是所有的肿瘤细胞都能通过凋亡被清除; 机体可通过细胞 凋亡和增殖这两个相对独立又相互协调的过程,来维持器官和组织细胞数目的相对稳定。 3.关于细胞生命历程的叙述,正确的是( A.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因 B.原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达 C.真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式 D.细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变 解析: 选 A。 细胞凋亡是基因控制的编程性死亡, 每个细胞中均含有与凋亡有关的基因。 原癌基因主要负责调节细胞周期, 控制细胞生长和分裂的进程, 抑癌基因主要是阻止细胞不 正常的增殖, 正常细胞的生长和分裂就是由原癌基因和抑癌基因来调控的。 真核细胞的增殖 方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,如蛙的红细胞为真核细胞,可进行无丝分裂。细 胞分化的本质是基因的选择性表达,在分化过程中,蛋白质的种类和数目均发生变化,进而 )

引起细胞形态、结构的改变。 4.下面是细胞生命历程的部分示意图,相关说法正确的是( )

A.①②③过程都进行了基因的选择性表达 B.成熟红细胞中没有细胞核,说明成熟红细胞凋亡不受基因控制 C.神经细胞分泌的信号分子只有神经递质 D.心肌细胞、神经细胞中 mRNA 都不相同、DNA、tRNA、rRNA 都相同 解析:选 A。成熟红细胞的凋亡过程也受基因控制。神经细胞也可以分泌激素,如促甲 状腺激素释放激素。心肌细胞、神经细胞中 mRNA 部分相同,部分不同,如与呼吸相关酶 的 mRNA 相同,细胞特有蛋白质的 mRNA 不同。 5.如图所示,哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细胞(a),不断增殖、分化形成吸 收细胞(b)后向上迁移,补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞(c)。下列叙述错误的是( )

A.a、b 细胞含有相同的遗传物质,但细胞中基因的执行情况不同 B.已分化的 b 细胞形态、结构和功能发生改变,但仍具有全能性 C.b 细胞衰老后细胞核体积会增大,但细胞新陈代谢的速率减慢 D.c 细胞凋亡有利于吸收细胞更新,但不利于机体内部环境稳定 解析:选 D。分裂后的细胞和分化后的细胞遗传物质不会改变,但细胞形态结构和功能 改变是基因选择性表达的结果。已分化的 b 细胞形态、结构和功能发生改变,但仍具有全能 性。b 细胞衰老后细胞核体积会增大,酶活性降低,细胞新陈代谢的速率减慢。c 细胞凋亡 有利于吸收细胞更新,并不会影响机体内部环境稳定。 6.下列有关细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述,正确的是( A.花药离体培养形成植株的过程中发生了细胞分化 B.衰老细胞中染色质收缩不影响 DNA 的复制和转录 C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡 D.癌变的细胞不受基因控制,细胞周期变短 )

解析:选 A。

花药离体培养形成植株的过程中发生了细胞分化,A 项正确。衰老细

胞中染色质收缩,DNA 解旋受影响,故 DNA 复制和转录都受影响,B 项错误。细胞凋亡是 在相关基因控制下细胞的自动死亡, 有利于个体发育和维持内环境稳态, 各种不利因素引起 的细胞死亡为细胞坏死,C 项错误。细胞的原癌基因和抑癌基因突变可导致细胞癌变,所以 癌变细胞受基因控制,D 项错误。 7.下列关于细胞的分化、衰老、凋亡的叙述,正确的是( A.在细胞衰老和凋亡的过程中,细胞核的体积不断变小 B.细胞分化的过程中遗传物质不发生改变,但 mRNA 的种类和数量会改变 C.高度分化的细胞不具有分裂能力,故细胞核中的 DNA 不存在解旋的现象 D.细胞生长过程中体积增大,与外界环境进行物质交换的效率增强 解析:选 B。细胞衰老过程中,细胞核的体积增大,A 错;细胞分化的实质是基因选择 性表达,mRNA 的种类和数量会改变,B 正确;高度分化的细胞虽不分裂,但仍能合成蛋 白质,DNA 转录过程需要解旋,C 错;细胞生长过程中体积增大,相对表面积减小,与外 界环境进行物质交换的效率降低,D 错。 限时规范训练 (建议用时:40 分钟) 1.科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说:成体干细胞总是将含有相对 古老的 DNA 链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时 将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞,这个细胞分化并最终衰老凋亡(如 图所示)。下列相关推测不正确的是( ) )

A.成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂 B.从图中可看出成体干细胞分裂时 DNA 进行半保留复制,染色体随机分配 C.通过该方式可以减少成体干细胞积累 DNA 复制过程中产生的基因突变 D.根据该假说可以推测生物体内成体干细胞的数量保持相对稳定 解析:选 B。依题图可知,因分裂前后细胞中的染色体数目不变,所以成体干细胞的分 裂方式为有丝分裂,A 正确;从图中可以看出 DNA 复制方式是半保留复制,但是染色体并 不是随机分配的, 成体干细胞总是将含永生化链的染色体分配给其中一个子代细胞, 使其成 为成体干细胞,因此可以减少成体干细胞积累基因突变,C 正确,B 错误;从图中可以看出 成体干细胞的数量基本不变,D 正确。 2.动物细胞中的一类基因是维持基本生命活动的,在各种细胞中都处于活动状态。另一 类基因是选择性表达的基因。右图为 B 淋巴细胞,关于该细胞中三个基因的开闭状态,下

列说法正确的是 (

)

A.其中有一个处于活动状态,即 A 抗体基因 B.其中有一个处于活动状态,即 ATP 合成酶基因 C.其中有Ⅰ号染色体上的两个处于活动状态 D.三个都处于活动状态 解析:选 B。胰岛素基因和 A 抗体基因是特定细胞选择性表达的基因,ATP 合成酶基 因属于维持细胞基本生命活动的基因之一,在活细胞中都可以表达,故题图中 ATP 合成酶 基因在该细胞中是打开的。B 细胞中的 A 抗体基因只能在受到特异性抗原刺激后才能表达, 胰岛素基因只能在胰岛 B 细胞中表达。 3.2014 年 2 月 28 日, 《细胞—干细胞》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。下列相关叙述中错误的是( A.人成纤维细胞与 hiHep 细胞的核酸完全相同 B.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 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 细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性 解析:选 A。人成纤维细胞与 hiHep 细胞的核 DNA 完全相同,但由于基因的选择性表 达,两者所含的 RNA 有所区别,A 错误;人成纤维细胞能重编程为肝细胞,这表明分化了 的细胞其分化后的状态是可以改变的,B 正确;人成纤维细胞重编程为 hiHep 细胞,但没有 形成完整个体,因此不能体现细胞的全能性,C 正确;hiHep 细胞具有肝细胞的许多功能, 因此 hiHep 细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性,D 正确。 4.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也称为细胞编程性死亡,其 大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是( ) )

A.与凋亡相关的基因在个体生长发育过程中发挥重要作用 B.图示过程只发生在胚胎发育过程中 C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关 D.细胞凋亡过程与基因的选择性表达有关

解析:选 B。个体生长发育过程中都存在细胞的凋亡,A 项正确,B 项错误。吞噬细胞 含有溶酶体,溶酶体中有水解酶,C 项正确。细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡,与基因 的选择性表达有关,D 项正确。 5.研究发现,线粒体促凋亡蛋白 Smac 是细胞中一个促进细胞凋亡的关键蛋白。在正 常的细胞中,Smac 存在于线粒体中。当线粒体收到释放这种蛋白的信号时,就将它释放到 线粒体外,然后 Smac 与凋亡抑制蛋白(IAPs)反应,促进细胞凋亡。下列有关叙述正确的是 ( ) A.Smac 从线粒体释放时需要载体蛋白的协助 B.细胞癌变与 Smac 从线粒体大量释放有关 C.Smac 与 IAPs 反应使细胞凋亡是由基因控制的编程性死亡,与环境无关 D.细胞凋亡时,相关基因活动加强,有利于个体的生长发育 解析:选 D。Smac 是一种线粒体促凋亡蛋白,从线粒体释放的方式是胞吐,不需要载 体蛋白的协助,A 错误;线粒体大量释放 Smac 会造成细胞凋亡,而癌细胞可以无限增殖, 因此细胞癌变与 Smac 从线粒体大量释放无关,B 错误;Smac 与 IAPs 反应使细胞凋亡是由 基因控制的编程性死亡,也受环境因素的影响,C 错误;细胞凋亡时,与凋亡有关的基因活 动加强,属于正常的生理过程,有利于个体的生长发育,D 正确。 6.下列有关细胞分裂和细胞癌变的叙述,正确的是( )

A.同一个人的神经细胞和肌细胞的一个细胞周期持续的时间可能不同 B.中期时着丝点排列于赤道板和后期时着丝点分裂都是纺锤丝牵引的结果 C.在三类致癌因子中,化学致癌因子通常是引发人类患癌症的主要因素 D.原癌基因和抑癌基因发生突变一定会引起细胞癌变 解析:选 C。人的神经细胞和肌细胞都是高度分化的细胞,不能进行有丝分裂,没有细 胞周期,A 项错误。着丝点在细胞分裂达到一定时期自行分裂,不是纺锤丝牵引的结果,B 项错误。在三类致癌因子中,人类接触化学致癌因子最多,化学致癌因子通常是引发人类患 癌症的主要因素,C 项正确。细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的累积效应,并不是 只要发生突变就导致细胞癌变,D 项错误。 7.梭菌毒素“Tpel”可使动物细胞内的一种蛋白质变性失活,而使该细胞凋亡。这一发 现可能有助于研究杀死癌细胞。下列叙述正确的是( A.蛋白质失活都通过破坏肽键来实现 B. “Tpel”能间接改变细胞内 mRNA 的种类 C.形态结构发生变化的细胞一定是癌细胞 D.癌变前后,细胞内的基因组成相同 解析:选 B。由题意可知,蛋白质变性的原因可能是梭菌毒素“Tpel”破坏了蛋白质的空 间结构,A 错误;“Tpel”通过间接改变细胞内 mRNA 的种类导致细胞凋亡,B 正确;形态结 )

构发生变化的细胞不一定是癌细胞,有可能是细胞的分化,C 错误;癌变前后,细胞内的基 因组成不相同,原癌基因或抑癌基因突变为癌基因,D 错误。 8.美国研究人员发现一种名为 SIRT1 的蛋白质,它不仅可以延长老鼠寿命,还能推迟 和健康有关的发病年龄,另外,它还能改善老鼠的总体健康,降低胆固醇水平,甚至预防糖 尿病。下列相关叙述,正确的是( )

A.SIRT1 这种蛋白质合成的场所是老鼠细胞内所有无膜结构的细胞器 B.胆固醇是动物细胞膜的重要成分,人摄入较多的胆固醇有助于健康 C.糖尿病患者的内环境中葡萄糖的含量应比正常人的要高 D.老鼠处于衰老过程中,体内细胞都出现细胞核变大、核膜内折等现象 解析:选 C。老鼠细胞内无膜结构的细胞器有中心体和核糖体,其中只有核糖体是蛋白 质合成的场所,A 错误;胆固醇是动物细胞膜的重要成分,但人摄入较多的胆固醇,会在血 管壁上形成沉积,不利于健康,B 错误;正常人血糖在 80~120mg/L,而糖尿病患者的血糖 含量超过 160~180 mg/L,所以糖尿病患者的内环境中葡萄糖的含量应比正常人的要高,C 正确;细胞衰老与个体衰老不是完全同步的,所以老鼠处于衰老过程中,体内细胞不可能都 出现细胞核变大、核膜内折等现象,D 错误。 9.下列有关细胞分化、衰老、凋亡及癌变的说法,错误的是( A.细胞癌变可以由病毒感染引发 B.细胞分化过程中,核苷酸的种类一般不会发生改变 C.从总体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程 D.人类的返祖现象(如多乳房)是因为细胞衰老过程受阻 解析: 选 D。 导致细胞癌变的致癌因子有物理致癌因子、 化学致癌因子和病毒致癌因子, 病毒感染可引发细胞癌变,A 正确;细胞分化过程中基因选择性表达,但细胞的遗传物质没 有发生改变, 即细胞分化一般不会改变细胞中核苷酸的种类, B 正确; 对于多细胞生物而言, 个体的衰老不同于细胞的衰老,但可以当作是细胞普遍衰老的过程,C 正确;人类的返祖现 象(如多乳房、有尾巴、毛孩等)是因为细胞凋亡过程受阻,D 错误。 10.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 ― ― → 诱导干细胞― ― → a 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 解析:选 A。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
诱导基因 b

)

)

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。 11.美国弗吉尼亚大学研究人员在有关癌症研究中发现了一种名为 RHOGDl2 的基因, 该基因有助于避免癌细胞扩散, 他们发现携带该基因的癌细胞会失去转移能力。 该基因的作 用最可能的是( )

A.当这种基因添加到癌细胞后,在癌细胞中表达并产一种糖蛋白 B.当这种基因添加到癌细胞后,在癌细胞中表达并产生一种蛋白质,由此使癌细胞迅 速分化为其他组织、器官 C.该基因在癌细胞内表达后使癌细胞迅速衰老 D.该基因在癌细胞内表达后使癌细胞的 DNA 复制受阻,停止细胞分裂 解析: 选 A。癌细胞的特征之一是由于糖蛋白减少,癌细胞容易分散和转移,因此 RHOGDl2 的基因的作用最可能是这种基因添加到癌细胞后, 癌细胞中表达并产一种糖蛋白, A 正确;分析题干可知,RHOGDl2 的基因的作用是使癌细胞失去转移能力,与细胞分化、 衰老、DNA 复制都无关,因此 B、C、D 错误。 12.研究表明,癌细胞和正常分化细胞在相同的有氧条件下产生的 ATP 总量基本相同, 但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。 如图是癌细胞在有 氧条件下葡萄糖的部分代谢过程,下列叙述正确的是( )

A.在癌细胞中,葡萄糖进入线粒体被分解为丙酮酸 B.在有氧条件下,癌细胞呼吸作用的方式为有氧呼吸 C.细胞癌变是抑癌基因突变为原癌基因的结果 D.癌细胞中增强的过程可能有①②③ 解析:选 D。葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸,A 错误;据题图可知,葡萄糖在 有氧气存在的条件下,在癌细胞内可以转化成乳酸或二氧化碳和水,B 错误;细胞癌变的原 理是原癌基因和抑癌基因发生突变,C 错误;癌细胞能摄取大量的葡萄糖,比正常细胞无氧 呼吸强度高, ①②③过程增强, 代谢途径发生这种变化的意义在于能够产生大量的中间产物, 为合成 DNA 和蛋白质等重要物质提供原料,D 正确。 13.细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程,如图表示细胞凋亡的过程,图中 Dnase 为 核酸内切酶,能够切割 DNA 形成 DNA 片段;Caspase 是一类蛋白水解酶,负责选择性地切 割某些蛋白质。请据图回答下列问题。

(1)细胞膜上受体的化学本质是________,受体的存在体现了细胞膜具有________的功 能。 (2)凋亡基因的表达最终通过________(填细胞器名称)来实现。 (3)Dnase 破坏 DNA 分子的________, 从而形成 DNA 片段, 使正常基因失去功能。 Caspase 能够破坏特定蛋白质中的________,从而形成多肽片段,导致蛋白质失活。 (4) 吞噬细胞以 ________ 形式吞噬凋亡细胞,与凋亡细胞分解密切相关的细胞器是 ________。 解析:(1)细胞膜上受体的化学本质是糖蛋白,受体的存在体现了细胞膜具有信息交流 的功能。(2)基因的表达包括转录和翻译两个过程,其中翻译过程在核糖体上进行。(3)Dnase 破坏 DNA 分子的磷酸二酯键。Caspase 能够破坏蛋白质的肽键。(4)吞噬细胞以胞吞形式吞 噬凋亡细胞,与凋亡细胞分解密切相关的细胞器是溶酶体。 答案:(1)糖蛋白 信息交流 (2)核糖体 (3)磷酸二酯键 肽键 (4)胞吞 溶酶体 14.干细胞中 cMyc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sox2 和 Oct3/4 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、cMyc 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:

(1)Oct3/4 基因在高度分化的细胞中处于________状态。依据上图所示的原理,体细胞 癌变是________等基因异常表达的结果; 细胞凋亡是在______________等基因控制下的细胞 ________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为________。 解析: 本题主要考查细胞的生命历程, 意在考查考生从题干中获取信息的能力和图文转 换能力。(1)从题干中可知,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,因此 Oct3/4 基因在高度分化的细胞中处于未表达(或沉默)状态。细胞癌变是原癌基因 和抑癌基因异常表达的结果。 当 cMyc 和 Klf4 基因使高度分化的体细胞的染色体打开后, Fas 基因的表达导致细胞凋亡,因此细胞凋亡是在 cMyc、Klf4 和 Fas 等基因控制下的细胞 程序性死亡过程。(2)iPS 细胞经诱导获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞,这 种变化过程称作细胞分化。 答案:(1)未表达(或沉默) cMyc 和 Klf4 cMyc、Klf4 和 Fas 程序性死亡 (2)细胞 分化 15.为研究冬虫夏草提取物和鬼臼类木脂素的抗癌机理,科研小组做了大量实验,过 程和结果如下: ①取小鼠肝腹水癌细胞培养液均分为 3 组,编号 A、B、C。 ②A 组加入一定量的冬虫夏草提取物溶液,B 组加入等量的鬼臼类木脂素溶液,C 组加 入等量的生理盐水,置于 37 ℃、5%CO2 培养箱中培养 48 h。 ③将 3 组培养液分别离心。 取各组上清液测得几种物质的相对量, 计数沉淀物中小鼠肝 腹水癌细胞数目,检测细胞中 Bcl-2 蛋白相对量。结果如下表: 组别 A B C 培养液中物质的相对量 胸腺嘧啶 ++ +++++ + 尿嘧啶 ++ +++ ++ + 葡萄糖 +++++ ++ + 肝腹水癌 细胞数目 + + +++++ Bcl-2 蛋白相对量 + + +++++

(注:+的数量表示相对量的大小。) 请回答: (1)设置 C 组的目的是________,三组培养液中葡萄糖的相对量是________变量。 (2)冬虫夏草提取物的作用机理是抑制________进入癌细胞,导致癌细胞死亡。鬼臼类 木脂素的作用机理是抑制癌细胞对 ________________的摄取,从而抑制________________ 的合成。 (3)经研究 Bcl2 蛋白是一种调控细胞凋亡的蛋白,据实验结果分析 Bcl2 蛋白是一种 ________(促/抗)细胞凋亡蛋白。 解析:(1)C 组是作为对照组,自变量是加入冬虫夏草提取物或鬼臼类木脂素,故培养 液中葡萄糖的量属于因变量。(2)A 组中葡萄糖含量高,说明葡萄糖不能进入癌细胞,而葡

萄糖是癌细胞的主要能源物质,癌细胞没有葡萄糖无法进行代谢。而含鬼臼类木脂素的 B 组中的胸腺嘧啶和尿嘧啶含量比对照组的高,而它们是参与 DNA 和 RNA 合成的原料,缺 少了它们会抑制癌细胞的增殖。(3)由表中数据可知 Bcl2 蛋白越少细胞数量越少,说明其是 一种抗细胞凋亡的蛋白。 答案:(1)对照(空白对照) 因 (2)葡萄糖(C6H12O6) 腺腺嘧啶和尿嘧啶(或 T、U) DNA、RNA 和蛋白质(或 DNA 和 RNA) (3)抗


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