1、专题三细胞的生命历程(含减数分裂)高考总复习大二轮 生 物 第 5 讲 细胞的生命历程 最新考纲1细胞的生长和增殖的周期性();2.细胞的无丝分裂();3.细胞的有丝分裂();4.细胞的减数分裂();5.动物配子的形成过程();6.动物的受精过程();7.细胞的分化();8.细胞的全能性();9.细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系();10.癌细胞的主要特征及防治()。精读教材记一记1生物体的生长既要靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。(P110 正文上部)2相同时间内,物质扩散进入细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映物质运输的效率(注意:运输效率不是单位时间的扩散深度)。(
2、P111 实验)3单细胞动物较大,细胞出现多核,有利于控制细胞;细胞内出现伸缩泡,有利于增大细胞的膜表面积,有利于物质交换。(P114技能训练)4蛙的红细胞进行无丝分裂,没有纺锤丝和染色体的变化,但有 DNA 的复制。(P114 正文)5植物根尖分生区在显微镜下的特点:细胞呈正方形,排列紧密。由于取材的根尖分生区细胞,一般都在连续分裂,分裂是随机而不同步的,所以可以通过统计各时期的细胞占细胞总数的比例(要注意取多个样本再取平均值),来估计各个时期占整个周期的比例。(P116 实验)6高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,这就是细胞的全能性。未分化的细胞全能性更高。(P119 正文中部
3、)7细胞会随着分裂次数的增多而衰老,越是衰老的细胞一般越不能再分裂。(P121 中部正文)8每条染色体的两端都有一段特殊序列的 DNA,称为端粒。(P122小文字部分)9癌症的发生并不是单一基因突变的结果,至少在一个细胞中发生 56 个基因突变累积,因此老年人的患癌率较高。(P126 小字)10AaBb 位于一对同源染色体上,发生交叉互换后,一个精(卵)原细胞可产生 4 种子细胞。(P20 图 26)11子代从双亲各继承了半数的染色体。但从双亲中继承 DNA的数量是不相等的。(P25 想象空间)自我诊断判一判1与细胞增殖有关的正误判断(1)细胞体积越大,物质运输效率越高。()(2)不同生物的细
4、胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同。()(3)真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂。()2与有丝分裂与减数分裂的实验有关的正误判断(1)剪取洋葱根尖分生区,经染色在光镜下可见有丝分裂各时期细胞。()(2)制作细胞的有丝分裂装片时,洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色。()(3)盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫溶液染色创造酸性环境。()3与减数分裂与遗传变异有关的正误判断(1)某二倍体动物的某细胞内有 10 条染色体、10 个 DNA 分子,且细胞膜开始缢缩,则该细胞正在发生自由组合。()(2)染色体不分离或不能移向两极引起的变异只发生在减数分裂中。()解析:发生同源染色体联会的时
5、期是减数第一次分裂前期。(3)非同源染色体自由组合导致基因重组只发生在减数分裂中。()(4)(2018全国卷,T4B)有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会。()4与细胞分化和全能性有关的正误判断(1)细胞分化使细胞趋向专门化,提高了机体生理功能的效率。()(2)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。()(3)(2018全国卷,T2D)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。()解析:细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡才叫细胞坏死。5与细胞衰老、凋亡与癌变有关的正误判断(1)(2019全国卷,T1D)细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死。(
6、)(2)皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物。()(3)细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小()(4)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。()(5)(2018全国卷,T6B)细胞中可能发生单一基因突变,细胞间黏着性增加。()解析:癌细胞表面糖蛋白减少,黏着性降低(6)癌细胞具有细胞增殖失控的特点。()(7)正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡。()高频命题点 1 细胞的有丝分裂与减数分裂真题领航目标方向导入高考1.(2018全国卷,4)已知药物 X 对细胞增殖有促进作用,药物 D可抑制药物 X 的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程
7、中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的是()A乙组加入了药物 X 后再进行培养B丙组先加入药物 X,培养一段时间后加入药物 D,继续培养C乙组先加入药物 D,培养一段时间后加入药物 X,继续培养D若药物 X 为蛋白质,则药物 D 可能改变了药物 X 的空间结构解析:C 甲组未加药物是对照组。与甲组相比,乙组和丙组在初始阶段的细胞数量都上升,增殖速度快,说明都先加入了药物 X,丙组后来增殖速度比乙组稍低,说明丙组后来又加入了药物 D,所以 C 错误。2(2018全国卷,4)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错
8、误的是()A有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上解析:B 有丝分裂中期染色体的着丝点整齐的排列在赤道板上;减数第一次分裂中期同源染色体整齐的排列在赤道板两侧。而联会发生在减数第一次分裂前期,有丝分裂无联会现象。3(2017全国卷,1)已知某种细胞有 4 条染色体,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用如图所示的示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()解析:D 减数分裂过程中等
9、位基因随着同源染色体分离而分离,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因,由图可知等位基因 G、g 和 H、h 分别位于两对同源染色体上。A 项中两个细胞大小相等,每条染色体上有两条染色单体,两条染色单体上有由 DNA复制而来的两个相同的基因,为 M前期两个次级精母细胞,此时期细胞的特点是没有同源染色体,无等位基因,染色体排列散乱,A 正确;B 项中两个细胞大小也相等,也为 M前期两个次级精母细胞,与 A 项细胞不同的原因是非同源染色体上的非等位基因的自由组合的方式不同,产生了 ggHH、GGhh 两个
10、次级精母细胞,B 正确;C项中 4 个细胞大小相同,为 4 个两种精细胞,两两相同,C 正确;D项中虽然 4 个大小相同的精细胞也是 4 个两种,两两相同,但是每个精细胞不能出现同源染色体、等位基因,D 错误。4(2017全国卷)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题:(1)DNA 合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的 DNA 合成可逆抑制剂,处于_期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的_期,以达到细胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液
11、中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制_,使细胞周期被阻断,即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞_(填“会”或“不会”)被阻断在间期。(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是_(答出 1 点即可)。解析:(1)DNA 复制发生在细胞分裂间期;DNA 合成被阻断后,分裂期不受影响,分裂间期受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤丝的形成来使染色体数目加倍,而纺锤丝形成于有丝分裂前期;经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是相关蛋白的合成、染色体进行复制、细胞体积略有增大。答案:(1)分裂 间(或答 S)(2)纺锤体形
12、成 不会(3)完成 DNA 复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质知识拓展培养学生文字表达能力1高中教材实验中都使用过哪些浓度的酒精,各有什么作用?_答案:无水乙醇,用于提取绿叶中的叶绿体色素;95%的乙醇,用于根尖的解离;50%的乙醇,用于洗去苏丹或苏丹染色后的浮色;70%的酒精,用于培养时的消毒。2细胞进行分裂后,产生的子细胞都有哪些去向?_答案:仍保持细胞的分裂(生长后继续分裂);进行分化,不再分裂(植物细胞脱分化后仍可分裂);细胞暂不分裂,条件适宜时仍可分裂。3下图为细胞分裂过程中每条染色体上 DNA 含量、染色体/DNA、染色体组数和同源染色体对数的变化图,实线表示有丝分裂,虚线表
13、示减数分裂,试解释各曲线中 AB、C D、EF 数据变化的原因。答案:图 1 和图 2 中 AB 形成原因都是 DNA 的复制,CD 形成的原因都是着丝点的分裂。图 3 中 AB 和 EF 的变化原因是着丝点分裂,C D 变化原因是细胞分裂为两个子细胞。图 4 中 AB 的形成原因是减数第一次分裂形成两个子细胞。核心整合掌握必备生物知识1细胞周期及其表示方法(填空)(1)图甲中ABCA 为一个细胞周期。(2)图乙中 ab 或 cd 为一个细胞周期。(3)图丙中 abcde 为一个细胞周期。(4)图丁中 B 组细胞处于分裂间期,正在进行 DNA 复制,C 组细胞处于分裂期。(1)只有连续分裂的细
14、胞才有细胞周期,高度分化的细胞、进行减数分裂的细胞没有细胞周期。(2)秋水仙素或低温都作用于细胞分裂的前期,抑制纺锤体的形成。2细胞分裂过程中细胞分裂图像、坐标曲线和柱状坐标图之间的对应关系图(填空)(1)根据细胞分裂图像判断细胞分裂方式(2)引发相关物质或结构变化的原因分析考向立意突显对学生模型建构及识图能力的考查考向一 以有丝分裂和减数分裂的图像识别为载体,考查学生模型建构的能力和读图能力1如图表示某二倍体生物的细胞分裂,叙述不正确的是()A甲为有丝分裂后期,含 4 个染色体组B乙为初级精母细胞,含 8 条染色单体C乙表示同源染色体分离,非同源染色体自由组合D丙为减数第二次分裂中期,无同源
15、染色体解析:B 乙细胞处于减数第一次分裂,且细胞质不均等分裂,可确定为初级卵母细胞,B 不正确。2下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 B C D解析:C 精原细胞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分别进入两个精细胞中,所以由同一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特点分析,图与图甲的染色体组成“互补”,图与图甲的染色体组成基本相同,由此可判断出与图甲精细胞来自同一个精原细胞。据基因型或染
16、色体“互补性”判断配子来源考向二 以有丝分裂与减数分裂曲线为载体,考查学生对细胞分裂特点的理解3如图甲表示细胞有丝分裂过程中细胞核内染色体、DNA 分子含量的变化曲线,图乙表示每条染色体上 DNA 分子含量的变化,图中与 e 段形成的原因相同的是()Aa Bb Cc Dd解析:B 图乙中 e 段每条染色体上 DNA 含量减半,原因是着丝点分裂,染色单体变成染色体,与图甲中 b 段形成的原因相同。4.如图是某动物细胞分裂时染色体(a)、染色单体(b)和核 DNA分子(c)数目的条形统计图,下列叙述不正确的是()A可以用于表示减数第一次分裂的前期B的结果不可能发生在减数分裂过程中C可以用于表示减数
17、第二次分裂的中期D表示的时期中可能会有同源染色体的分离解析:C 中染色体数染色单体数核 DNA 分子数122,可以表示减数第一次分裂的前期、中期和后期,减数第一次分裂的后期可发生同源染色体的分离,选项 A、D 正确;中染色体数染色单体数核 DNA 分子数101,的区别是的染色体数和核 DNA 分子数是的 2 倍,因此,只能表示有丝分裂某时期,选项 B 正确;可以表示减数第二次分裂的后期,不能表示减数第二次分裂的中期,因减数第二次分裂的中期有染色单体的存在,选项 C 错误。1.染色体、DNA 数量变化曲线及判断(1)DNA 变化曲线(2)染色体变化曲线2每条染色体上 DNA 含量变化曲线分析考向
18、三 以有丝分裂或减数分裂的相关实验为载体,考查学生实验分析能力和实验设计能力5洋葱属于雌雄同株的植物,洋葱含有前列腺素 A,能降低外周血管阻力,降低血黏度,可用于降低血压、提神醒脑、缓解压力、预防感冒。此外,洋葱还能清除体内氧自由基,增强新陈代谢能力,抗衰老,预防骨质疏松,是适合中老年人的保健食物。某研究小组以同一品种洋葱为材料,开展相关实验。图甲是从洋葱的 30 个花药的细胞显微图像中选出的一个典型图像;图乙是绘制洋葱细胞分裂的相关坐标图。请回答下列问题:(1)将剪取的洋葱幼根置于 X 溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的_比例,便于染色体的观察与计数。(2)教材中选取新生根尖作为实验材料
19、的主要原因是_。(3)在细胞培养液中添加适量的秋水仙素,使细胞周期被阻断。经秋水仙素处理的细胞_(填“会”或“不会”)抑制图乙中 D E 现象出现。D E 段结束时一个洋葱细胞中有_条染色体(不考虑变异)。(4)图甲细胞处于图乙中的_段(用字母表示)。图甲细胞若发生交叉互换,则可产生_种遗传组成不同的成熟生殖细胞。解析:此题为有丝分裂。减数分裂综合题目。图甲为四分体时期,其染色体为 16 条(8 对),图乙 BC 代表染色体复制,CD 代表染色体复制以后,着丝点断裂以前(有丝分裂,减数分裂),实验材料选新生根尖是因为根尖分区细胞分裂旺盛,而观察染色体数目最好是中期,秋水仙素抑制纺锤体形成,但不
20、阻止着丝点断裂。图甲的细胞若发生交叉互换,最终可产生四种配子(如),也可以产生一种配方(如),也可以产生两种配子(如)。答案:(1)中期细胞(2)新生根尖分生区细胞分裂旺盛(3)不会 32 或 16(4)CD 4 或 2 或 1高频命题点 2 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变真题领航目标方向导入高考1(2019全国卷,1)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是()A胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡B小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象C清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象D细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死解析:B 本题借助细胞凋亡的相
21、关知识,考查考生对所学知识要点的理解;对细胞凋亡与细胞坏死的辨析,体现了对科学思维素养中分析与判断要素的考查。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,包括细胞的自动死亡(如胎儿手发育过程中指间细胞的自动死亡)、自然更新(如小肠上皮细胞的自然更新)和被病原体感染的细胞的清除。而细胞坏死指在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。故选 B。2(2018,全国卷,6)在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述错误的是()A细胞中可能发生单一基因突变,细胞间黏着性增加B细胞中可能发生多个基因突变,细胞的形态发生变化C细胞中的染色体可能受到
22、损伤,细胞的增殖失去控制D细胞中遗传物质可能受到损伤,细胞表面的糖蛋白减少解析:A 癌细胞是细胞的遗传物质发生变化形成的,在适宜条件下能无限增殖,细胞间黏着性减弱,丧失接触抑制现象,细胞的形态发生变化。3(2019江苏卷,2)下列关于细胞生命活动的叙述,错误的是()A细胞分裂间期既有基因表达又有 DNA 复制B细胞分化要通过基因的选择性表达来实现C细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动D细胞癌变由与癌有关基因的显性突变引起解析:D 本题通过细胞生命历程的相关知识,考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,并作出正确判断的能力;试题通过基础判断的形式,体现了对生命观念素养中结构与功能观
23、的考查。细胞分裂间期进行 DNA 的复制和有关蛋白质的合成,蛋白质的合成是基因表达的结果,A 正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,B 正确;细胞凋亡是程序性死亡相关基因表达出特定调控因子,启动细胞自动结束生命的过程,C 正确;细胞癌变不一定是与癌有关基因显性突变的结果,而是原癌基因和抑癌基因突变的结果,D 错误。知识拓展培养学生对概念的理解能力1同一个体,不同组织细胞内所有的基因都要选择性表达吗?理由是什么?_答案:不都要,细胞分化过程中,有些基因在所有细胞中是都要表达的,如 ATP 合成酶基因、核糖体蛋白合成基因。控制某些特定功能蛋白的基因选择性表达,如胰岛素基因,血红蛋白基因等。2细胞
24、分化程度与细胞全能性的大小的关系是什么?动植物细胞的全能性大小相同吗?_答案:一般,细胞分化程度越大,细胞全能性越小,如胚胎干细胞多能干细胞专能干细胞体细胞;受精卵生殖细胞体细胞。植物细胞的全能性大于动物细胞。核心整合掌握必备生物知识1细胞分化与细胞全能性(填空)(1)细胞分化的机理和过程(2)细胞分化的判断标准a细胞水平同一来源的细胞是否形成形态、功能不同的组织细胞(且细胞器种类、数量也有差异)。b分子水平.是否有特殊基因(奢侈基因)的表达。.是否含有特殊(或特有)化学成分,如血红蛋白、抗体、胰岛素等。(3)细胞全能性的判断标准a起点是否为“离体”的器官、组织或细胞。b终点是否为“完整个体”
25、。2细胞的衰老与凋亡(填空)(1)衰老细胞的特征(2)细胞凋亡与细胞坏死的比较3细胞癌变的原理和特征(填空)考向立意突显对学生理解能力的考查考向一 对细胞分化、衰老、凋亡、癌变概念的考查1如图为人体部分细胞的生命历程示意图,图中为不同的细胞,af 表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述错误的是()A的核基因相同,细胞内的蛋白质种类和数量不相同Bd 过程的细胞内染色质收缩影响 DNA 复制和转录Ce 过程的细胞不会发生细胞凋亡而且细胞周期还会延长D已经成熟的生物体中,细胞的自然更新还是需要通过 f 过程完成解析:C 图中细胞都来自细胞的分裂、分化,它们的核基因相同,它们的形态、结构不同是基
26、因选择性表达的结果,细胞内的蛋白质种类和数量不相同,A 正确;d 过程表示细胞的衰老,该过程中染色质收缩,导致 DNA 不能解旋,进而影响 DNA 的复制和转录过程,B 正确;e 过程表示细胞的癌变,癌细胞不会发生细胞凋亡,且细胞周期缩短,C 错误;成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除等都是通过细胞凋亡完成的,D 正确。2如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
27、同解析:C 本题主要考查对细胞分化的理解及图形的识别能力。A 项,卵细胞的核 DNA 数量是其他细胞核体 DNA 数量的一半,故错误。B 项,除卵细胞外,其他体细胞携带的基因相同,由于基因的选择性表达,各细胞的形态和功能不同,故错误。C 项,各细胞中含量最多的化合物都是水,故正确。D 项,当肠腔中葡萄糖的浓度高于小肠上皮细胞中的葡萄糖浓度,此时葡萄糖进入小肠上皮细胞仅需要载体,不需要消耗能量,这种运输方式称为协助扩散;当肠腔中葡萄糖的浓度低于小肠上皮细胞中的葡萄糖浓度时,才消耗能量,这时葡萄糖以主动运输的方式进入小肠上皮细胞,而其他三种细胞都是靠主动运输的方式吸收葡萄糖,故错误。考向二 对分化
28、的实质,衰老、凋亡、癌变的机制的考查3取人体不同类型的细胞,检测其基因组成及基因表达情况,结果如下表所示(“”表示存在,“”表示不存在)。下列关于甲、乙、丙细胞的叙述,错误的是()细胞呼吸酶基因呼吸酶促性腺激素释放激素基因促性腺激素释放激素胰岛素基因胰岛素甲乙丙A.甲细胞分泌的激素与机体渗透压调节有关B乙细胞的分泌过程可受甲细胞的调节C丙细胞可以进行有机物的彻底氧化分解D丙形成过程中存在基因的选择性表达解析:C 本题考查了学科核心素养的科学思维,难度适中。甲细胞能分泌促性腺激素释放激素,所以甲是下丘脑细胞,其分泌的抗利尿激素可以参与渗透压调节,A 项正确;乙细胞可以分泌胰岛素,说明乙是胰岛 B
29、 细胞,胰岛 B 细胞受下丘脑某一神经的调节,B 项正确;丙细胞没有任何基因,含有呼吸酶,说明丙是成熟红细胞,成熟红细胞只能进行无氧呼吸,即不能进行有机物的彻底氧化分解,C 项错误;成熟红细胞形成的过程中存在基因的选择性表达,D 项正确。4利用不同浓度的维生素 K2(VK2)培养肿瘤细胞 72 h 后,测定肿瘤细胞凋亡率与细胞凋亡相关基因 bcL2 和 bax 的表达情况(以转录形成的 mRNA 相对值表示),结果如下图。下列有关叙述最合理的是()A肿瘤细胞在没有 VK2 诱导的情况下不会凋亡Bbax 基因稳定表达使 VK2 失去诱导细胞凋亡的作用CVK2 诱导细胞凋亡可能与 bcL2 表达减
30、弱有关DbcL2 基因是抑癌基因,bax 基因是原癌基因解析:C 本题考查了学科核心素养的科学思维,难度适中。曲线图显示,肿瘤细胞在没有 VK2 诱导的情况下也会凋亡,只是凋亡率相对较低,A 项错误;随着 VK2 浓度的不断增大,肿瘤细胞的凋亡率也随之增大,bcL2 基因转录形成的 mRNA 相对值逐渐减小,而 bax 基因转录形成的 mRNA 相对值变化不大,说明 bax 基因稳定表达,并没有使 VK2 失去诱导细胞凋亡作用,VK2 诱导细胞凋亡可能与 bcL2 基因表达减弱有关,VK2 可能通过抑制 bcL2 基因表达而诱导细胞凋亡,B 项错误,C 项正确;原癌基因主要负责调节细胞周期,控
31、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,由题意和图示信息,只能判断基因 bcL2 和 bax 与细胞凋亡相关,但不能确定哪个是原癌基因或抑癌基因,D 项错误。1二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,下列有关叙述正确的是()A此时细胞中一定不存在同源染色体B此时可以观察到赤道板的出现C染色体 DNA 一定由母链和子链组成D细胞中染色体数目一定是其体细胞的 2 倍解析:C 本题考查了学科核心素养的科学思维,难度适中。如果是有丝分裂后期过程,细胞中一定存在同源染色体,如果是减数第二次分裂后期过程,细胞中就没有同源染色体,A 项错误:细胞不管处于什么时期都不会有赤道板的出现,因为赤道
32、板不属于细胞结构,只是细胞中央的一个位置,B 项错误;不管细胞处于分裂期的什么时期,细胞内的 DNA 都是通过半保留复制产生的,其子代DNA 一定一条来自母链,一条来自子链,C 项正确;如果是有丝分裂后期过程,细胞中染色体数目一定是其体细胞的 2 倍,如果是减数第二次分裂后期过程,细胞中染色体数目与其体细胞中染色体数目相同,D 项错误。2研究发现,细胞中染色体的正确排列与分离依赖于染色单体之间的粘连。动物细胞内存在一种 SGO 蛋白,可保护粘连蛋白不被水解酶破坏,其主要集中在染色体的着丝点位置,在染色体的其他位置也有分布,如下图所示。下列说法错误的是()A图 2 中的粘连蛋白可能与同源染色体的
33、非姐妹染色单体发生片段交换有关B在细胞分裂过程中,细胞会产生水解酶将粘连蛋白分解,而染色体上的其他蛋白质不受影响,这体现了酶的专一性C阻断正在分裂的动物体细胞内的 SGO 蛋白合成,细胞最可能出现染色体数目变异,着丝点的变异D图 1 所发生的变化只发生在有丝分裂,图 2 发生的变化只发生在减数分裂解析:D 本题考查了学科核心素养的科学思维,难度适中。图 2 表示同源染色体联会,同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换可能与粘连蛋白有关,A 项正确;酶的专一性体现在只能催化一种或一类物质反应,B 项正确;若 SGO 蛋白合成受阻,染色体着丝点分裂会发生异常,容易发生染色体数目变异,C 项正确;图
34、1也可能发生在减数第二次分裂后期,D 项错误。3如图是某动物细胞有丝分裂模式图。下列有关叙述不正确的是()A上述细胞有丝分裂的顺序是甲丁乙丙B显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期C开始出现染色体的时期是丁时期;染色体开始转变成染色质形态的时期是丙时期D若某药物可抑制纺锤体形成,则它极可能是作用于丙时期解析:D 本题考查了学科核心素养的科学思维,难度一般。图中甲为间期,乙为后期,丙为末期,丁为前期,故图中细胞有丝分裂顺序为甲丁乙丙,A 项正确;细胞周期中,间期历时最长,显微镜观察连续分裂的动物组织细胞处于间期的细胞数目最多,B 项正确;细胞有丝分裂中,染色体出现在前期,其消失转变为染色质在末期,C
35、 项正确;纺锤体的形成是在前期,D 项错误。4阿糖胞苷是一种嘧啶类抗癌药物,在细胞中能有效抑制 DNA聚合酶的合成,当阿糖胞苷进入癌症患者体内后,机体短期内可能发生的明显变化是()A神经递质的合成减少,神经系统兴奋性降低B淋巴细胞的生成减少,机体的免疫功能下降C糖蛋白的合成增加,癌细胞的转移速度变慢D促进抑癌基因表达,癌细胞的细胞周期变长解析:B 本题考查了学科核心素养的科学思维,难度适中。根据题干分析,阿糖胞苷与细胞增殖有关,与神经递质的合成没有直接关系,A 项错误;阿糖胞苷能有效抑制 DNA 聚合酶的合成,DNA不能复制,所以机体短期内可能会造成淋巴细胞的生成减少,机体的免疫功能下降,B
36、项正确;阿糖胞苷能有效抑制 DNA 聚合酶的合成,表明其与 DNA 的复制有关,从而影响(抑制)糖蛋白的合成,C项错误;机体短期内癌细胞的增殖受抑制,细胞周期变长,D 项错误。5科研人员利用蓝色光脉冲促进了一种名为 Brn2 基因的表达,当 Brn2 蛋白足够多时,干细胞就会快速转化为神经元。下列有关叙述错误的是()A干细胞增殖受基因严格控制,能迁移到特定组织分化成熟BBrn2 基因的表达包括转录和翻译过程C干细胞转化为神经元的过程中细胞核内的遗传物质发生改变D干细胞与神经元相比发生癌变的可能性更大解析:C 本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维,难度适中。根据题意,科研人员利用蓝色光脉冲
37、促进了一种名为 Brn2基因的表达,当 Brn2 蛋白足够多时,干细胞就会快速转化为神经元,说明干细胞增殖严格受基因的控制,能迁移到特定组织分化成熟,A项正确;Brn2 基因的表达包括转录和翻译过程,B 项正确;干细胞转化为神经元的过程属于细胞分化,细胞分化过程中细胞核内的遗传物质不变,但 mRNA 与蛋白质种类会发生改变,C 项错误;干细胞分化程度低,与神经元相比发生癌变的可能性更大,D 项正确。6下图表示某生物(甲)细胞处于有丝分裂各阶段细胞核中 DNA和细胞质中 mRNA 含量变化,以及细胞周期各阶段的时长,请回答下列问题:(1)b 表示分裂间期中的_期,其主要进行的活动是_。(2)核糖
38、体功能较活跃的时期是 a、c,这表明在该时期进行了大量的_的合成。着丝点分裂,染色体数目加倍发生在_期(用图中字母表示),分开的两条染色体被_牵引着移向细胞的两极。(3)若用放射性同位素的胸苷(DNA 复制的原料之一)短期培养上述细胞后,所有处于 b 期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测,预计最快约_h 后会检测到被标记的分裂期细胞。(4)另有某种生物(乙)的细胞周期时长为 24 h,分裂期时长为 1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用_(填“甲”或“乙”)细胞更合适。(5)与高等植物细胞作比较,高等动物细胞有丝分
39、裂所特有的表现有:间期,_;_期,由中心体发出星射线形成纺锤体;末期,_。解析:1.分析曲线图:a 表示 G1 期,完成蛋白质和信使 RNA 合成;b 表示 S 期,完成 DNA 复制;c 表示 G2 期,完成蛋白质和信使RNA 合成;d 表示前期、中期和后期;e 表示末期。2高等动物细胞有丝分裂所特有的表现有:间期中心体倍增,前期由中心体发出星射线形成纺锤体;末期细胞膜从细胞中部向内凹陷,最终缢裂成两部分。(1)图中 a 表示 G1 期,完成蛋白质和 mRNA 合成;b 表示 S 期,完成 DNA 复制和有关蛋白质的合成。(2)从图看出,细胞质中 mRNA 含量较多的时期是 a、c 段,说明
40、这两个时期核糖体最活跃,合成大量蛋白质;着丝点分裂,染色体数目加倍发生在 d 期(后期),分开的两条染色体被纺锤丝(体)牵引着移向细胞的两极。(3)若用放射性同位素的胸苷(DNA 复制的原料之一)短期培养上述细胞后,所有处于 b 期(S 期)的细胞都会被标记,洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约 2.2 h 后会检测到被标记的分裂期细胞,因为处于 b 期的细胞最快进入分裂期也要经过 c 期。(4)若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用分裂期占细胞周期比例大的最好,故选用甲细胞更合适。(5)与高等植物细胞作比较,高等动物细胞有丝分裂所特
41、有的表现有:间期中心体倍增,前期由中心体发出星射线形成纺锤体;末期细胞膜从细胞中部向内凹陷,最终缢裂成两部分。答案:(1)S DNA 的复制和有关蛋白质的合成(2)蛋白质 d 纺锤丝(体)(3)2.2(4)甲(5)中心体倍增 前 细胞膜从细胞中部向内凹陷,最终缢裂成两部分7肥胖已经严重危害人类健康,抑制前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞是预防肥胖的途径之一。科研人员以 3T3L1 前脂肪细胞为实验材料,研究了相关物质对前脂肪细胞分化的影响,结果如下图所示:注:细胞分化率越低,说明抑制作用越显著。回答下列相关问题:(1)细胞分化是指在个体发育中_。(2)前脂肪细胞的分化程度可通过检测细胞内脂肪粒的数量
42、来进行定量分析,观察脂肪粒时,可用_染液将其染成橘黄色。(3)本实验的自变量是_。综合以上实验结果,该实验的结论是_。(4)检测发现,用发酵大麦提取物处理的前脂肪细胞内相关mRNA 量明显下降,据此推断,发酵大麦提取物影响前脂肪细胞分化的机理是_。答案:(1)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)苏丹(3)提取物的种类和浓度 在 0400 g/mL 之间,随两种提取物浓度的升高,对 3T3L1 前脂肪细胞分化的抑制作用增强;相同浓度条件下,发酵大麦提取物对 3T3L1 前脂肪细胞分化的抑制作用更强(4)通过抑制相关基因的表达(转录)来抑制前脂肪细胞的分
43、化热点四 细胞异常分裂与变异规律方法会总结1理清细胞分裂与变异类型的关系细胞分裂类型特点变异类型无丝分裂没有纺锤体变化,有 DNA 复制基因突变有丝分裂有 DNA 复制和染色体变化,无同源染 色 体 分 离和 非同 源 染 色 体的 自由组合可 能 发 生 基因 突变和染色体变异,不发生基因重组减数分裂有 DNA 复制、染色 体 交 叉 互换 及非 同 源 染 色体 自由组合等现象可发生基因突变、基 因 重 组 和染 色体变异2掌握判定细胞分裂图像中变异类型的方法(1)细胞图像中基因突变的判定方法图像解读若图甲为减数分裂图像,图乙是减数分裂过程中出现的,则染色体上出现 B、b 不同的原因可能是
44、基因突变或交叉互换。若要确定变异类型还需要结合其他信息,如体细胞基因型、其他染色体上基因情况等。若图甲为有丝分裂图像,则 B、b 不同的原因只能是基因突变,这是因为有丝分裂过程中不会出现同源染色体的联会、四分体、交叉互换等现象(2)细胞图像中基因重组的判定方法细胞图像中的四分体时期体现出交叉互换现象,则一定发生了基因重组。若为减数分裂图像,同一染色体上出现诸如 B、b 的不同,则可能是基因突变或交叉互换导致的。若为有丝分裂图像,同一染色体上出现诸如 B、b 的不同,则不必考虑基因重组。(3)细胞图像中染色体变异的判定方法图像中染色体形态(包括长度)发生了变化或染色体上标记的基因数目、位置发生了
45、改变,可判定为染色体结构变异。图像中染色体出现个别增减(也可能是成倍地增减),则判定为发生了染色体数目变异。3牢记判断异常细胞和配子来源的两大角度 角度一:明确异常细胞产生的三大原因 角度二:根据配子类型判断变异原因(假设亲代为 AaXBY)(1)若配子中出现 XY 在一起时,则一定是 M分裂异常。(2)若配子中 A 与 a、X 与 Y 分开,但出现了两个 AA/aa 或两个XX/YY 的配子,则一定是 M分裂异常。(3)若出现 AAa 或 Aaa 或 XXY 或 XYY 的配子时,则一定是 M分裂和 M分裂均异常。(4)若配子中无 A和 a 或无 XB和 Y 时,则可能是 M分裂或 M分裂异
46、常。(5)若配子中出现 A、a 在一起,则可能是 M分裂异常,M分裂正常;也可能是 M分裂时发生了交叉互换,M分裂异常。技能提升会应用1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,如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:B 草鱼卵原细胞经过低温诱导后,抑制了纺锤体形成,导致同源染色体不分离,着丝点分裂后,姐妹染色单体分离,移向细胞两极,此时细胞为暂时的四倍体细胞,故 A 不可能出现,B 可能出现。该二倍体草鱼产生的卵细胞,也含有
47、同源染色体,且染色体数目应为 2n,故 C 不可能出现。异常卵细胞与正常的精子结合,胚胎细胞是三倍体细胞,所以细胞内每条染色体都应有其他两条染色体与其大小、形态相似,而 D 图所示为二倍体细胞,故 D 不可能出现。2某哺乳动物的基因型为 AABbEe,如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中的某个环节的示意图,据此可以判断()A图示细胞为次级精母细胞,细胞中含一个染色体组B该精原细胞产生的精子细胞基因组成有 ABe、aBe、AbEC图示细胞中,a 基因来自基因突变或基因重组D三对基因的遗传遵循自由组合定律解析:B 由图可知,细胞中不存在同源染色体,姐妹染色单体分开形成的子染色体正在移向细胞两极,
48、可判断该细胞为次级精母细胞,正在进行减数第二次分裂,细胞中含两个染色体组,A 错误;因为该哺乳动物的基因型为 AABbEe,A、B 基因位于同一染色体上,正常情况下,该精原细胞产生 ABe 和 AbE 两种配子各两个,由图中次级精母细胞可以发现,其中一个 A 基因突变为 a 基因,因此该精原细胞可以产生 3 种配子,ABe 一个,aBe 一个,AbE 两个,B 正确;因为该动物精原细胞中不含 a 基因,所以 a 基因不可能为基因重组得到的,只可能是基因突变造成的,C 错误;因为 A、a 基因和 B、b 基因位于一对同源染色体上,因此不遵循自由组合定律,D错误。3如图为某高等动物(基因型为 Aa
49、Bb,两对基因独立遗传)生长发育过程中细胞进行的一系列生理过程,甲、乙表示在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞,下列说法正确的是()A过程细胞的形态结构和生理功能发生了改变,两种细胞内的遗传物质不同B尽管不受基因控制,但细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除都可以通过完成C图甲的形成是 A 突变成 a 导致基因结构的改变D图乙产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异解析:C 本题考查细胞分化、细胞凋亡、基因突变和染色体变异的有关内容。由题图可知,为细胞分化过程,细胞分化仅是细胞内遗传物质的选择性表达,使得两种细胞的形态结构和生理功能发生了改变,但细胞内的遗传物质不发生改变,两种细胞的遗
50、传物质相同;为细胞的凋亡;是由基因控制的程序性死亡,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除都可通过细胞的凋亡完成;由图甲可知,图甲的形成是 A 突变成 a 导致基因结构的改变所致,不是交叉互换的结果;图乙产生的子细胞发生的变异属于染色体数目变异。4某研究性学习小组对羊产生配子时的细胞减数分裂过程进行了研究,并绘制了相关图示。请回答下列问题:注:图中只显示一对同源染色体。(1)图 1 过程表明,通过减数分裂,染色体数目会_,减数第一次分裂后期染色体的行为特点是_。(2)图 2 显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分离情况,产生异常配子的原因可能是_。(3)如果图 3 表示精原细胞,该精原
51、细胞经图 4 形成了一个基因型为 AB 的精细胞,则其形成的其他精细胞的基因型是_。解析:(1)图 1 过程表示正常的减数分裂。通过减数分裂,染色体数目会减半,减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合。(2)图 2 显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分离情况,表示异常的减减数分裂,即减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,而是移向了细胞的同一极。(3)如果图 3 表示精原细胞,该精原细胞经图 4 形成了一个基因型为 AB 的精细胞,说明发生了同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换,B 与 b 互换,则其形成的其他精细胞的基因型是 Ab、ab、aB。答案:(1)减半 同源染色体分离,非同源染色体自由组合(2)减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,而是移向了细胞的同一极(3)Ab、ab、aB