1、专题提升练3一、单项选择题1.(2022湖南师大附中一模)多倍体植物常出现在高寒地区。某生物兴趣小组探究低温对洋葱根尖细胞染色体数目加倍的影响,如图是显微镜下观察的两个视野。下列相关叙述错误的是()A.可用甲紫或醋酸洋红对细胞中的染色体进行染色B.统计发现处于分裂间期的细胞数目最多C.a细胞是较典型的染色体数加倍的细胞D.b细胞为分裂后期,形成原因可能是低温处理发生在纺锤体形成之后2.(2022山东德州二模)维管组织中心(MTOC)是细胞内能够发出蛋白纤维并使之延伸的细胞结构,参与纺锤体的形成。研究发现,长春碱能够抑制MTOC发出的蛋白纤维的解聚和组装。下列相关叙述正确的是()A.动、植物细胞
2、的MTOC中具有一对中心粒B.真核细胞在分裂过程中细胞两极均会出现MTOCC.洋葱根尖细胞分裂过程中,同源染色体分离与MTOC有关D.长春碱能将连续分裂的细胞的细胞周期抑制在分裂期3.(2022北京西城二模)将分生区细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,短时间后更换到无放射性的培养基中再培养一段时间。测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率,结果如图所示。下列分析错误的是()A.1020 h曲线下降,与被标记的细胞逐渐完成分裂有关B.20 h后曲线再次开始上升,是因为被标记的细胞进入第二轮分裂的分裂期C.每一个被标记的细胞分裂两次形成的四个细胞中,均只有两个细胞带有放射性DNAD.从D
3、NA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h4.(2022山东联考模拟)某研究小组利用电子显微镜观察动物肝脏临时装片,得到如图所示图像(仅显示部分)。下列相关分析错误的是()A.视野中还可以观察到染色体、纺锤体和中心体B.该细胞处于有丝分裂中期,着丝粒均排列在赤道板位置C.该时期之后,细胞中的同源染色体在纺锤丝的牵引下分别移向两极D.统计多个视野中的细胞,会发现处于此时期的细胞数少于间期的细胞数5.(2022山东日照模拟)在细胞分裂过程中,某些正常的染色体容易断裂,若断裂发生于染色体的两个末端,那么断裂下来的两个片段彼此可以黏合成无着丝粒片段,而带着丝粒的部分可通过两断端的黏合形成环状染色体(如图
4、)。不带着丝粒的片段往往消失,而带着丝粒的部分能继续进行有丝分裂。已知基因型为Aa的细胞中含有一条环状染色体,下列关于该细胞进行有丝分裂(不考虑其他变异)的说法,错误的是()A.在间期时可形成两条环状染色单体B.其子细胞中可能不含有环状染色体C.其子细胞中的染色体数目与母细胞相同D.其子细胞的基因型可能为A、a或Aa6.(2022河北沧州一模)某精原细胞中m、n为一对同源染色体,其中m为正常染色体。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示,其中AE表示染色体片段,染色体桥在减数分裂时随机断裂。后续的分裂过程正常进行。下列说法正确的是()A.该精原细胞形成配子的过程中存在染色体结构变异和数目变
5、异B.该精原细胞形成的染色体正常的配子占1/4C.图中所示过程发生在次级精母细胞中D.形成该精原细胞的分裂过程中发生了互换7.(2022湖南怀化一模)每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。当端粒缩短到一定程度,细胞停止分裂。端粒酶由催化蛋白和自身携带的RNA组成,能够将变短的DNA末端重新加长,其作用机理如图所示。下列相关叙述错误的是()A.抑制端粒酶的作用可抑制癌细胞增殖B.端粒酶能够催化染色体末端DNA的合成C.细胞衰老与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关D.端粒酶以自身DNA序列为模板不断延长端粒DNA序列8.(2022广东汕头一
6、模)2017年,我国科学家利用化学小分子组合,建立了具有高发育潜能的干细胞CiPS细胞,其与胚胎干细胞相似,单个细胞就可以分化形成胚胎。科学家首先将Oct4基因导入小鼠成纤维细胞中,在化学小分子组合的作用下,最终获得CiPS细胞。根据所学知识和以上信息推测可知()A.小鼠成纤维细胞诱导形成CiPS细胞过程中,细胞的全能性逐渐下降B.小鼠成纤维细胞诱导形成CiPS细胞过程中,细胞的分裂能力逐渐下降C.这项技术有望用于器官移植,可以解决器官移植中的免疫排斥问题D.Oct4基因可能是一种抑癌基因,将其导入成纤维细胞中的目的是防止细胞癌变9.(2022广东汕头一模)细胞焦亡是一种新发现的炎症细胞程序性
7、死亡方式,主要通过炎症小体介导包含Caspase-1(一种蛋白酶)在内的多种Caspase的激活,造成多种Gasdermin家族成员蛋白发生剪切和多聚化,引起细胞穿孔,进而引起细胞死亡。相比于细胞凋亡,细胞焦亡发生得更快,并会伴随着大量促炎症因子的释放。下列有关推测正确的是()A.细胞焦亡是由炎症引起的细胞坏死现象B.细胞焦亡过程中发生了基因的选择性表达C.细胞焦亡主要在特异性免疫中发挥作用D.细胞凋亡对机体有利,细胞焦亡对机体有害二、不定项选择题10.(2022江苏南通模拟)细胞分裂过程中染色体移向两极的机制有三种假说:假说1认为由微管发生中心端微管解聚引起,假说2认为由动粒端微管解聚引起,
8、假说3认为由微管发生中心端和动粒端微管同时解聚引起。用不同荧光标记纺锤丝和染色体如图1,用激光使纺锤丝上箭头处的荧光淬灭(不影响其功能)如图2,一段时间后结果如图3,下列相关叙述正确的是()图1图2图3A.图示过程发生在高等植物细胞中,纺锤丝的成分是蛋白质和DNAB.图2处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体C.纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂,染色体移向细胞两极D.实验结果表明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的11.(2022湖南永州二模)Klotho基因是一种与衰老密切相关的基因,它通过调控离子通道、信号通路或其他基因的表达而发挥抗衰老、保护肾脏和保护心血管等作用。研究发现,Klotho基
9、因缺陷的小鼠寿命缩短了80%,而过度表达Klotho基因后能够延长雄鼠30.8%、雌鼠19.0%的寿命。下列有关叙述正确的是()A.高等动物衰老的细胞内Klotho基因的表达可能受到了抑制B.衰老的细胞萎缩,体积变小,细胞核体积也变小,核膜内折,染色质收缩C.细胞代谢产生的自由基可能会攻击Klotho基因引起基因突变,导致细胞衰老D.将更多的Klotho基因转入细胞后就能完全阻止细胞衰老12.(2022山东菏泽一模)某种动物(2N=6)的基因型为AaBbRrXTY,其中A、B在一条常染色体上,R、r在另一对常染色体上。该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次
10、级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞。已知甲的基因型是AbRXTY,不考虑基因突变和染色体结构变异,下列叙述正确的是()A.产生甲的次级精母细胞减数分裂后期含8条染色体B.乙的基因型是ABRXTY或abRXTYC.丙含有3条染色体D.丁的基因型可能是abR三、非选择题13.(2022山东临沂模拟)某雄性哺乳动物的基因型为HhXBY,图1是该动物某器官内的细胞分裂模式图,图2是测定的该动物体内细胞中染色体数和核DNA分子数的关系图。请回答下列问题。图1图2(1)图1细胞分裂的方式和时期是,其染色体数量和核DNA数量与图2中的细胞相同。(2)图1细胞中的基因h可能是的结果,该细胞继续分裂,形成
11、的子细胞的基因型为。(3)图2中,肯定不含姐妹染色单体的细胞有,正在进行DNA复制的细胞有,可能会出现四分体的细胞是。图3(4)在细胞分裂过程中,染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图3所示。若在形成图2中细胞的过程中,H基因所在的染色体出现“染色体桥”,并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到两极,不考虑其他变异和性染色体的情况下,该细胞产生的子细胞基因型可能为,该变异属于。14.(2022山东威海模拟)烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)是一种蛋白质类物质,普遍存在于哺乳动物体内,对延缓细胞衰老有重要作用。(
12、1)对哺乳动物而言,细胞衰老与个体衰老并不是一回事,二者的关系是。细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终细胞核会表现出的特征。(2)研究发现,衰老细胞中NAD+的含量明显降低。通常情况下,在哺乳动物细胞的(填场所)中可通过有氧呼吸将NAD+转化成NADH。NAMPT是NAD+合成的关键限速酶(指整条代谢通路中催化反应速度最慢的酶),其可决定代谢中NAD+的水平。为探究细胞衰老与NAMPT之间的关系,研究小组选取了两组健康的小鼠,甲组注射补充剂,乙组注射等量生理盐水,结果发现甲组小鼠的平均寿命约为2.8年,乙组小鼠的平均寿命约为2.4年;且与乙组相比较,甲组小鼠的脂肪细胞、心
13、肌细胞等处均检测出了高水平的NAD+。由此推测,NAMPT延缓细胞衰老的机制是。(3)NAMPT合成后分泌到细胞外的方式是。NAMPT在血液中运输时需包裹在囊泡中,若脱去囊泡则会失去活性。试推测NAMPT在血液中运输时脱掉囊泡会失去活性的原因:。15.(2022北京朝阳模拟)S基因参与减数分裂过程,与雄性动物少精子症和无精子症相关,研究人员围绕S基因展开了一系列实验。(1)在减数分裂过程中,染色体只一次,而细胞连续分裂两次,结果导致。早期精母细胞处于减数分裂前期,其重要特征是,该时期可依次划分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期五个亚时期。(2)雄性小鼠出生第10天可启动减数分裂。收集出生
14、后1018 d小鼠的睾丸制作切片并染色,观察野生小鼠(WT)与S基因敲除小鼠(KO)的生精小管横切结构,结果如图1所示;统计18 d两组小鼠睾丸中早期精母细胞在各时期的数目比例,结果如图2所示。图1图2图3据图1可知,时,两组小鼠的生精小管中均出现了染色质浓缩的早期精母细胞;但随着时间的推移,WT的管壁精母细胞层数、形态规则且排列整齐,KO的管壁精母细胞;据图2可知,S基因缺失导致精子的发生被阻滞于减数分裂的。结合图1、图2,18 d时,KO的生精小管出现空泡状的原因是,而不是细胞分化。(3)已有研究表明多个基因参与精子发生的调控,为进一步探究S基因的作用机制,研究人员检测了WT和KO睾丸中相
15、应蛋白的表达情况,结果如图3所示。图3中-Actin蛋白的作用是。据图3可知,与S基因发挥作用有关的是R基因和E基因,判断依据是。(4)基于以上研究,请提出进一步研究的方向:。专题提升练31.D解析:染色体易被碱性染料(如甲紫溶液、醋酸洋红液)染成深色,A项正确;由于分裂间期持续时间最长,因此视野中处于分裂间期的细胞数目最多,B项正确;a细胞中染色体数目已加倍,C项正确;b细胞的染色体未加倍,染色体散乱排列在细胞中央,为细胞分裂前期,D项错误。2.D解析:高等植物细胞具有维管组织中心(MTOC),但是没有中心体,A项错误;真核细胞在无丝分裂过程中,没有纺锤体的形成,细胞两极不会出现MTOC,B
16、项错误;洋葱根尖细胞只能进行有丝分裂,不能进行减数分裂,不会发生同源染色体分离,C项错误;在分裂前期,纺锤体形成,长春碱能够抑制MTOC发出的蛋白纤维的解聚和组装,抑制纺锤体的形成,能将连续分裂的细胞的细胞周期抑制在分裂期,D项正确。3.C解析:由题图可知,1020 h曲线下降,与被标记的细胞逐渐完成分裂有关,A项正确;20 h之后曲线再次上升,是因为被标记的细胞再次进入分裂期,B项正确;细胞内有多对染色体(不是只有一条染色体),每一个被标记的细胞分裂形成的四个细胞中不可能均只有两个细胞带有放射性DNA,C项错误;从分裂间期的准备过程,到正式进入分裂期,就是从0到开始上升的过程,约为2 h,D
17、项正确。4.C解析:肝细胞进行的是有丝分裂,图中着丝粒排列在赤道板位置,所以该细胞处于有丝分裂中期,视野中可以观察到染色体、纺锤体和中心体,A、B两项正确;有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离,C项错误;分裂期的时间短于分裂间期,该细胞处于有丝分裂中期,时间更短,所以统计多个视野中的细胞,会发现处于此时期的细胞数少于间期的细胞数,D项正确。5.B解析:在该细胞分裂过程中,间期环状染色体复制后可形成由一个着丝粒连接的两条环状染色单体,A项正确;根据题意,该细胞中有一条环状染色体,该细胞进行有丝分裂,其子细胞中均存在环状染色体,B项错误;虽然环状染色体的形成是正常染色体断裂所致,但环状染色体能继续
18、进行有丝分裂,细胞中染色体数目并未发生改变,所以该细胞进行有丝分裂,其子细胞与母细胞的染色体数目相同,C项正确;A、a基因的位置未知,其中一个基因可能随无着丝粒片段丢失,所以子细胞的基因型可能为A、a或Aa,D项正确。6.B解析:根据题图分析可知,该精原细胞形成配子的过程中存在染色体结构变异,A项错误;由于题图中同源染色体发生变异后,相连的片段随机断裂,所以该精原细胞产生的含有正常染色体(m)的配子比例为1/4,B项正确;题图所示细胞中同源染色体配对后发生变异,该过程发生在处于减数分裂过程的初级精母细胞中,C项错误;互换发生在减数分裂时期,故在初级精母细胞中发生了互换,而不是在形成该精原细胞的
19、分裂过程中发生了互换,D项错误。7.D解析:根据题意可知,在癌细胞中存在端粒酶,能够将变短的DNA末端重新加长,使得癌细胞能无限增殖,则抑制端粒酶的作用可抑制癌细胞增殖,A项正确;由题意可知,端粒酶能够将变短的DNA末端重新加长,即能催化染色体末端DNA的合成,B项正确;端粒学说认为人体细胞衰老的原因是染色体DNA会随着复制次数增加而逐渐缩短,C项正确;由题图可知,端粒酶以自身RNA序列为模板延长端粒DNA序列,D项错误。8.C解析:细胞分化程度越低,全能性越高,分裂能力越强。小鼠成纤维细胞是高度分化的细胞,而CiPS细胞与胚胎干细胞相似,全能性较高,故小鼠成纤维细胞诱导形成CiPS细胞过程中
20、,细胞的全能性逐渐上升,分裂能力逐渐上升,A、B两项不符合题意;这项技术可以用生物自身的成纤维细胞诱导形成CiPS细胞,由于CiPS细胞全能性较高,可以诱导分化为各种器官,自体移植不会引起免疫排斥问题,C项符合题意;抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,将Oct4基因导入小鼠成纤维细胞后,细胞转变成分裂能力更强的CiPS细胞,故Oct4基因不是抑癌基因,D项不符合题意。9.B解析:细胞焦亡是一种炎症细胞程序性死亡方式,也属于细胞凋亡,A项错误;细胞焦亡是由基因所决定的细胞程序性死亡,在此过程中存在基因的选择性表达,B项正确;根据题干分析可知,细胞焦亡主要在非特异性免疫中发挥作用,C项错误;细胞
21、焦亡属于细胞的程序性死亡,对机体也是有利的,D项错误。10.BD解析:图示过程发生在高等植物细胞中,纺锤丝由细胞两极发出,其成分主要是蛋白质,A项错误;图2中着丝粒已分裂,染色单体分开形成子染色体,处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体,B项正确;着丝粒分裂与纺锤丝的牵引无关,染色体移向细胞两极是在纺锤丝牵引下完成的,C项错误;由图3可知,一段时间后,动粒端荧光标记明显,说明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的,D项正确。11.AC解析:Klotho基因是一种与衰老密切相关的基因,它通过调控离子通道、信号通路或其他基因的表达而发挥抗衰老的作用,所以高等动物衰老的细胞内Klotho基因的表达
22、可能受到了抑制,使细胞易衰老,A项正确;衰老细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,B项错误;根据分析可知,Klotho基因的表达可抵抗衰老,而细胞代谢产生的自由基可导致细胞衰老,细胞代谢产生的自由基可能会攻击Klotho基因引起基因突变,导致细胞衰老,C项正确;研究发现,Klotho基因缺陷的小鼠寿命缩短了80%,而过度表达Klotho基因后能够延长雄鼠30.8%、雌鼠19.0%的寿命,说明细胞衰老不只与Klotho基因有关,且基因的表达具有一定的调控作用,并非转入的Klotho基因越多,表达形成的蛋白质越多,故将更多的Klotho基因转入细胞后不能完
23、全阻止细胞衰老,D项错误。12.AB解析:根据题中信息可知,A和B位于一条染色体上,说明经过互换产生的A和b基因也位于同一条染色体上,因此基因型为AbRXTY的甲细胞中含有4条染色体,则产生甲的次级精母细胞减数分裂后期含8条染色体,A项正确;甲的基因型为AbRXTY,含有同源染色体,说明减数分裂后期异常,同时根据题干信息,A和B位于一条染色体上,且甲的基因型为AbRXTY,说明在四分体时期发生了互换,若发生在B与b之间时,在产生AbRXTY的同时,乙细胞的基因型为ABRXTY;若发生在A与a之间时,在产生AbRXTY的同时,乙细胞的基因型为abRXTY,因此乙的基因型为ABRXTY或abRXT
24、Y,B项正确;甲和丙来自不同的次级精母细胞,甲细胞同时含有X和Y染色体,则在减数分裂后期,X、Y同源染色体未分离移向两极,导致丙所在的次级精母细胞没有性染色体,只有2条染色体,C项错误;根据分析,减数分裂后期X、Y未分离,同时移动到甲所在的次级精母细胞,且发生了互换,由于不知道丙的基因型,所以丁的基因型可能是aBr、abr或ABr,D项错误。13.答案:(1)减数分裂前期(2)基因突变或互换HXB和hXB(3)(4)HHh或h染色体结构变异解析:(1)由图1可知,该细胞中不存在同源染色体,而且染色体着丝粒未分裂,染色体排列混乱,所以该细胞处于减数分裂前期。图1细胞中染色体数量是体细胞中的一半,
25、DNA数量和体细胞的相同,所以与图2中的细胞对应。(2)图1细胞的基因型为HhXBXB,该细胞中染色体含有H也有h,说明h可能来自基因突变或者在减数分裂时发生了互换。该细胞继续分裂,形成的子细胞的基因型为HXB和hXB。(3)不含有姐妹染色单体的细胞,其染色体数目等于DNA数目,即,正在进行DNA复制的细胞,其核DNA分子数目处在2n和4n之间,即,可能出现四分体的细胞(处于减数分裂前期),染色体数目和体细胞相同,核DNA分子数目是体细胞的二倍,即。(4)根据题意,染色体桥可能导致基因重复分配到一个子细胞中,所以H基因所在的染色体出现染色体桥,子细胞的基因型可能是HHh或h,该变异属于染色体变
26、异。14.答案:(1)个体衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深(2)细胞质基质和线粒体基质NAMPTNAMPT通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老(3)胞吐血液中的pH等影响了蛋白质的空间结构解析:(1)对哺乳动物而言,细胞衰老与个体衰老并不是一回事,二者的关系是个体衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终细胞核会表现出体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深的特征。(2)哺乳动物细胞进行有氧呼吸将NAD+转化成NADH的场所为细胞质基质和线粒体基质。与乙组相比较,甲组小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均
27、检测出了高水平的NAD+,故NAD+的含量会影响细胞的衰老,推测出NAMPT通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老。(3)NAMPT是一种蛋白质类物质,蛋白质类物质是大分子物质,根据大分子物质的运输方式可知,NAMPT合成后分泌到细胞外的方式是胞吐。血液的化学环境会影响蛋白质的空间结构,这些因素有pH、离子强度、亲疏水性、温度等,故NAMPT在血液中运输时需包裹在囊泡中。15.答案:(1)复制成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞减少一半同源染色体联会,形成四分体(2)13 d增加层数减少、形态不规则且排列不整齐细线期细胞凋亡(3)作为标准对照,以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影
28、响KO的P蛋白、C蛋白表达量与WT基本相同,KO的R蛋白和E蛋白的表达量显著高于WT(4)S基因与R、E基因的相互作用模式/S基因调控细胞周期的机制/研发相关药物治疗S基因缺陷导致的雄性少精子症和无精子症解析:(1)在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,结果导致成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。早期精母细胞处于减数分裂前期,其重要特征是同源染色体联会,形成四分体,该时期可依次划分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期五个亚时期。(2)据图1可知,13 d时,两组小鼠的生精小管中均出现了染色质浓缩的早期精母细胞;但随着时间的推移,WT的管壁精母细胞层数增加、形态规则且排列整齐,KO的管壁精母细胞层数减少、形态不规则且排列不整齐;据图2可知,S基因缺失导致精子的发生被阻滞于减数分裂的细线期。结合图1、图2,18 d时,KO的生精小管出现空泡状的原因是细胞凋亡。(3)图3中-Actin蛋白的作用是作为标准对照,以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影响。据图3可知,KO的P蛋白、C蛋白表达量与WT基本相同,KO的R蛋白和E蛋白的表达量显著高于WT,因此与S基因发挥作用有关的是R基因和E基因。(4)基于以上研究,进一步研究的方向可以为研发相关药物治疗S基因缺陷导致的雄性少精子症和无精子症等。
