二轮专题复习整合训练·高中生物(5)细胞增殖和受精作用（含解析）

二轮专题复习整合训练·高中生物(五)
细胞增殖和受精作用
?全员必做题
1．[2021·安徽省示范高中皖北协作区联考]下列有关人体细胞的有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A．有丝分裂时细胞质中的DNA均等分配到两个子细胞中
B．细胞周期的长短由生物的基因决定，而与环境条件无关
C．同一个体在不同时刻产生的精子，染色体组成一般不同
D．X和Y染色体在减数第一次分裂后期发生自由组合现象
2．[2021·湖北武汉模拟]为寻找“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的适宜材料及其最佳取材时间，有人测定了大蒜和红葱的生根情况和根尖分生区细胞分裂指数(分裂期细胞数/细胞总数×100%)，结果如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．图1所示的数据，应该是同一时间测得的须根长度的平均值
B．测定细胞分裂指数时，制作临时装片的流程为：解离→染色→漂洗→制片
C．图2所测得的细胞分裂指数均低于14%，原因是分裂期持续时间较短
D．依据实验结果，红葱是适宜的实验材料，且最佳取材时间是上午10：00左右
3．[2021·安徽省宣城市高三调研]某基因型为AaXBY的果蝇，在减数第二次分裂后期出现一个基因组成是AaXBXB的细胞，下列叙述正确的是(　　)
A．该细胞染色体数目是体细胞的一半
B．该细胞的产生能增加果蝇配子种类
C．非姐妹染色单体之间的交叉互换可导致该细胞的出现
D．该细胞形成AXB和aXB两种配子的过程遵循自由组合定律
4．图1为细胞的部分结构示意图，图2为一个细胞周期中RNA相对含量的变化。下列分析正确的是(　　)
A.图中两基因发生转录时，模板链都与DNA聚合酶发生结合
B．图2中出现两个高峰主要是因为转运氨基酸的RNA增多
C．图2中分裂期RNA含量低，原因之一是染色质高度螺旋化
D．图1中的核孔是细胞中各种大分子进出以及信息交流的通道
5.
[2021·湖南长郡中学模拟]细胞周期同步化是指自然发生或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。胸腺嘧啶核苷(TdR)是一种DNA合成可逆抑制剂(阻断S期，去除后S期可继续进行)。某同学设计了以下实验来获得全部处于G1/S期交界处的同步化细胞：①加入过量TdR，处理时间为T1；②移去TdR，加入新鲜培养液，处理时间为T2；③再次加入过量TdR，处理时间为T3；④移去TdR，加入新鲜培养液，将阻断的细胞全部释放，得到较高同步化的S期细胞。若用TG1、TS、TG2和TM分别表示细胞周期G1期、S期、G2期和M期所用时长，下列叙述正确的是(　　)
A．T3＜TG1＋TG2＋TM
B．TS＜T2＜TG1＋TG2＋TM
C．T1＜TG1＋TG2＋TM
D．该实验仅适用于TG1＋TG2＋TM小于TS的细胞
6．[经典高考]绿色荧光标记的X染色体DNA探针(X探针)，仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交，并使该处呈现绿色荧光亮点。同理，红色荧光标记的Y染色体DNA探针(Y探针)可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点。同时用这两种探针检测体细胞，可诊断性染色体数目是否存在异常。医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测，结果如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.X染色体DNA上必定有一段与X探针相同的碱基序列
B．据图分析可知妻子患X染色体伴性遗传病
C．妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病
D．该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生
7．[2021·河北省秦皇岛一中高三调研]小肠上皮是研究成体干细胞理想的材料之一。它由大量重复的单元构成，每个单元结构如图一所示。a处是干细胞，其分化形成的新细胞在向上迁移的过程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。科学家用含有3H 胸苷的营养液，处理活的小肠上皮，半小时后洗去游离的3H 胸苷。连续48小时检测小肠上皮被标记的部位，结果如下图(黑点表示放射性部位)。
请回答下列问题：
(1)小肠上皮a处的细胞因具有________________能力而被称为干细胞。
(2)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)48小时后继续跟踪检测，发现小肠上皮上的放射性完全消失了，原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．[2021·广东省深圳市模拟]利用洋葱根尖为材料观察植物细胞的有丝分裂，请根据相关实验回答下列问题。
(1)实验过程中，通常所用的染色剂是________________________________________________________________________，
染色的目的是________________________。低倍镜下，某同学观察到的正方形细胞所占的比例偏低，其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为确定根尖适合观察有丝分裂的最佳部位，丙同学进行了下列实验。
①取相同大小的洋葱若干，等分成A、B两组，在适宜条件下进行培养。
②A组加入适量的清水，B组加入等量的用15N标记的________(答“UTP”或“dTTP”)溶液(UTP表示三磷酸尿苷，dTTP表示三磷酸脱氧胸苷)。待根长至5 cm时，测量不同部位的放射性。实验组中最适取材部位是放射性强的区域，原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
?重点选做题
9．[2021·安徽省安庆市高三第二次模拟]蜜蜂的蜂王和工蜂是二倍体，雄蜂是单倍体。下面是相关细胞分裂后期的模式图(显示部分染色体)，蜂王和雄蜂体内都可以出现的图像是(　　)
10．[2021·江西省九江市高三二模]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。下列说法正确的是(　　)
A．三倍体出现率最低的是阻滞受精卵第一次卵裂
B．减数第一次分裂时，非同源染色体的姐妹染色单体会发生交叉互换
C．细胞松弛素B的作用可能是阻止着丝点分裂
D．一个珍珠贝卵母细胞分裂有可能产生两种卵细胞，且卵细胞不需要经过变形
11．[2021·东城区期末统测]如图1所示，某精原细胞中①、②为一对同源染色体，其中①为正常染色体。该对染色体联会后交叉互换导致产生图2所示情况，形成异常配子。下列叙述不正确的是(　　)
A．图1中②发生了染色体结构变异中的倒位
B．图2所示细胞正处于减数第一次分裂过程中
C．该精原细胞产生的配子中染色体数目与正常配子相同
D．该精原细胞产生含有正常染色体的配子比例为1/2
12．[2021·山东省济南市历城高三模拟]下图1为根据某二倍体哺乳动物细胞分裂过程中相关数据绘制的数学模型。真核细胞的细胞周期受多种物质的调节，其中CDK2－cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生下图2所示的调节过程。
(1)失活的CDK2－cyclinE将导致处于图1中AB段的细胞比例________(填“上升”、“下降”或“不变”)。
(2)研究发现，CDK2－cyclinE 参与中心体复制的起始调控，如果中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系，将形成单极或多极纺锤体，进而驱使染色体异常分离。
①中心体由________________________________组成。简述细胞周期中，中心体的数量及行为变化：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②根据上述资料分析，纺锤体形成异常可能引起______________变异。请从细胞周期中染色体行为变化的角度，阐述细胞分裂过程中染色体精确分离的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少写出两点)。
(3)联会复合体(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构。如果在前期Ⅰ早期抑制DNA合成或蛋白质合成，则SC不能形成，并将导致同源染色体的配对过程受阻；也不会发生同源染色体的交叉互换。研究发现，用RNA酶处理可使SC结构破坏。在前期Ⅰ晚期，联会复合体解体消失。下列分析合理的是(　　)
A．SC的组成成分有蛋白质、DNA、RNA
B．SC形成于减数分裂前期Ⅰ
C．SC可能与同源染色体的联会、基因重组有关
D．减数分裂前期Ⅰ可能合成某些DNA
E．SC在姐妹染色单体分离时发挥重要作用
13．细胞周期分为分裂间期和分裂期(M期)，分裂间期包括G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)。在高等动物Z细胞的细胞周期中，各时期经历时间依次为G1期8 h、S期6 h、G2期5 h、M期1 h。HU(羟基脲)是一种DNA合成抑制剂，对S期以外细胞的分裂进程无影响，但可以阻止细胞进入S期而使其停留在G1/S期交界处(可看作G1期细胞)。科学家利用Z细胞和HU做了如下实验。每组设置多个重复样品。
①A组：培养液＋Z细胞＋HU(用生理盐水配制)。
B组：培养液＋Z细胞＋生理盐水。
②培养14 h后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比(第一次统计)。
③将A组培养液中的HU全部洗脱，更换新鲜培养液，继续培养10 h，再向A组培养液中加入HU。
④培养12 h后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比(第二次统计)。
请回答下列问题：
(1)向A组培养液中加入DNA合成抑制剂，处于________期的细胞立刻被抑制。
(2)G1、S、G2三个时期细胞中发生的主要变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
S期的启动需要一种蛋白质作为启动信号，这种蛋白质在S期之前合成并存在于S期全过程中。若将S期和G1期细胞融合，则融合细胞进入S期的时间将比G1期细胞进入S期的时间________(填“不变”“提前”或“延后”)。
(3)①设计一张表格，预测A、B两组第一次统计的结果，并将其填入表中。
②预测A组的第二次统计结果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
二轮专题复习整合训练·高中生物(五)答案详解
细胞增殖和受精作用
1．解析：有丝分裂时，细胞质中的DNA是随机分配到两个子细胞中，A错误；环境温度和pH会影响酶活性，进而影响细胞周期的长短，B错误；精子或卵细胞的形成经过减数分裂完成，减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，因此一般情况下，同一个体在不同时刻产生的精子或卵细胞，染色体数一般相同，染色体组成一般不同，C正确；X和Y染色体是同源染色体，自由组合现象发生在非同源染色体之间，D错误。
答案：C
2．解析：本实验目的是寻找“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的适宜材料及其最佳取材时间，因此，实验中要对同一时间所得的数据计算出平均值，其可排除偶然因素的影响，确保实验结果的可靠性，因此，图1中的数据应该是同一时间测得的须根长度的平均值，A正确；制作临时装片的流程为：解离→漂洗→染色→制片，B错误；细胞分裂指数＝分裂期细胞数/细胞总数×100%，细胞分裂指数越大，说明分裂期持续的时间就越长。图2所测得的细胞分裂指数均低于14%，原因是分裂期持续时间较短，C正确；据图1分析可知，相同的处理天数，红葱生根长度大于大蒜，说明红葱根生长较大蒜快，若要观察细胞的有丝分裂，最好选择细胞周期中分裂期所占比例较大的植物组织作实验材料，分析图2可知，上午10：00左右，红葱细胞分裂指数最大，说明此时红葱根尖细胞分裂期所占比例较大。综上所述，红葱是适宜的实验材料，且最佳取材时间是上午10：00左右，D正确。
答案：B
3．解析：根据题意可知，该细胞处于减数第二次分裂后期，此时细胞内染色体数目暂时加倍，因此此时细胞内染色体数目与正常体细胞中相等，A错误；根据题意可知，该果蝇的基因型为AaXBY，一般可以产生四种配子，即AXB、aXB、AY、aY，因此图中无论发生交叉互换还是基因突变都不改变产生配子的种类，B错误；根据以上分析可知，减数第二次分裂后期出现一个基因组成是的细胞，原因是可能发生了A与a所在的同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换所致，C正确；根据以上分析可知，由于基因突变或交叉互换导致该细胞的产生，因此该细胞形成AXB和aXB两种配子的过程是姐妹染色单体分离均分到两个子细胞的结果，D错误。
答案：C
4．解析：图中两基因发生转录时，模板链都与RNA聚合酶发生结合，A错误；图2中出现两个高峰主要是因为转录形成的RNA增多，B错误；图2中分裂期RNA含量低，原因之一是染色质高度螺旋化，C正确；核孔是大分子选择性进出细胞核的通道，而不是各种生物大分子，D错误。
答案：C
5．解析：本题考查细胞周期。加入过量TdR，S期细胞被抑制，其他细胞沿细胞周期运转，最后停在G1/S期交界处，则处理时间＋TM，C错误；移去TdR，再加入新鲜培养液，进行释放，使所有被积累在G1/S期交界处和停留在S期的细胞都通过S期，处理时间＋TM，B正确；再次加入过量TdR，细胞群体通过G2、M和G1期的运转，最终被阻滞在G1/S期交界处，处理时间＋TM，A错误；将阻断的细胞全部释放就得到较高同步化的S期细胞，该实验仅适用于＋TM大于TS的细胞，D错误。
答案：B
6．解析：X探针能与X染色体DNA的一段特定序列杂交，说明这段区域中有一条链与其碱基序列相同，A正确；妻子染色体组成为XXX，为染色体异常疾病，B错误；妻子的父母在减数分裂形成配子时发生错误，会引发该病，C错误；该夫妇应该通过产前检查，避免孩子患病，D错误。
答案：A
7．解析：(1)具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。(2)据题干信息可知，a处细胞为干细胞，具有分裂能力，而b、c等处是由干细胞分化形成的细胞迁移而成的绒毛细胞，因此在实验初期只有具有分裂能力的细胞才能利用3H 胸苷进行DNA复制，因此才含有放射性。(3)由于b、c处的细胞没有分裂能力，细胞最终衰老和凋亡，故在时间过长的情况下，小肠上皮上含有放射性标记的细胞会因衰老、凋亡，最终脱落而消失。
答案：(1)分裂、分化　(2)只有a处的细胞能进行细胞分裂，细胞分裂间期要利用3H 胸苷合成DNA　(3)具有放射性的细胞最终因衰老、凋亡、脱落而消失
8．解析：(1)观察细胞有丝分裂实验中，用碱性染料(龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液)染色；染色的目的是便于观察染色体的形态、数目和分布，进而了解其分裂的时期。低倍镜下，某同学观察到的正方形细胞所占的比例偏低，其原因可能是取材偏向于伸长区细胞(取材过长，观察的视野偏向于伸长区或根冠细胞)。(2)只有有丝分裂过程中才会发生DNA的复制，而三磷酸脱氧胸苷是合成DNA的原料，因此为确定根尖适合观察有丝分裂的最佳部位，A组加入适量的清水，B组加入等量的用15N标记的dTTP(三磷酸脱氧胸苷)。待根长至5 cm时，测量不同部位的放射性。放射性强的区域意味着细胞分裂也相对旺盛，因为放射性15N标记的dTTP是作为DNA复制的原料参与细胞分裂的，而DNA的复制只是发生在细胞分裂周期中，因此实验组中最适取材部位是放射性强的区域。
答案：(1)龙胆紫溶液(醋酸洋红溶液)　便于观察染色体的形态、数目和分布，进而了解其分裂的时期　取材偏向于伸长区细胞(取材过长，观察的视野偏向于伸长区或根冠细胞)
(2)②dTTP　放射性强的区域意味着细胞分裂也相对旺盛，因为放射性15N标记的dTTP是作为DNA复制的原料参与细胞分裂的，而DNA的复制只是发生在细胞分裂周期中
9．解析：A为二倍体生物减数第一次分裂后期的图像，不能存在于雄蜂体内，A错误；B可能是二倍体生物减数第二次分裂后期的图像，也可能是只含一个染色体组的单倍体生物有丝分裂后期的图像，B正确；C为雄蜂减数第一次分裂后期的细胞图像，不会发生在雌蜂细胞中，C错误；D为二倍体生物有丝分裂后期的图像，不能存在于雄蜂体内，D错误。
答案：B
10．解析：受精卵的分裂方式是有丝分裂，细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，用细胞松弛素B处理受精卵，会形成四倍体，不能获得三倍体，A正确；减数第一次分裂时，同源染色体上的非姐妹染色单体会发生交叉互换，B错误；细胞松弛素B的作用可能是抑制纺锤体的形成，C错误；一个珍珠贝卵母细胞分裂只能产生一个卵细胞，故只能产生一种卵细胞，D错误。
答案：A
11．解析：图1中①为正常染色体，②中的字母排序与①不同，其发生了染色体结构变异中的倒位，A正确；图2为联会后交叉互换导致的结果，而交叉互换发生在减数第一次分裂前期，则该细胞正处于减数第一次分裂过程中，B正确；图2中的染色体在进行减数分裂过程中，先断裂为两条染色体，然后减数第一次分裂发生同源染色体分离，减数第二次分裂发生姐妹染色单体分离，即所产生的配子中染色体数目与正常配子相同，C正确；该精原细胞在进行减数分裂时，若断裂发生在B与C之间，则产生的配子为ABCDE、AB、ADC、ADCBE，即含有正常染色体的配子比例为1/4，D错误。
答案：D
12．解析：(1)结合分析可知：失活的CDK2－cyclinE使细胞周期停在G1期，不进入S期，即AB段的细胞比例下降。(2)①中心体由一组(两个)互相垂直排列中心粒及周围物质组成；在细胞周期中中心体变化如下：在分裂间期复制倍增，进入分裂期后，两个中心体分别移向细胞两极发出星射线形成纺锤体，随着细胞分裂的完成，每个子代细胞中只含有一个中心体。②据题干信息“若中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系，将形成单极或多极纺锤体，进而驱使染色体异常分离”可知，若纺锤体形成异常可能引起染色体数目变异；染色体在细胞分裂中能精确分离的原因为：染色质在分裂间期复制形成姐妹染色单体、分裂期螺旋缠绕成为染色体，在纺锤丝的牵引下排列在赤道板上、着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极。(3)据题干信息“如果在前期Ⅰ早期抑制DNA合成或蛋白质合成，则SC不能形成”及“用RNA酶处理可使SC结构破坏”可知， SC的组成成分有蛋白质、DNA、RNA，A正确；在减数分裂前期Ⅰ同源染色体的非姐妹染色单体之间可交叉互换导致基因重组，又据信息“如果在前期Ⅰ早期抑制DNA合成或蛋白质合成，则SC不能形成，也将导致同源染色体的配对过程受阻”，可知，SC形成于减数分裂前期Ⅰ，且其可能与同源染色体的联会、基因重组有关，B、C正确；由信息“如果在前期Ⅰ早期抑制DNA合成……”可推知，在减数分裂前期Ⅰ可能合成某些DNA，D正确；“(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构”，而姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂后期，此时细胞中无同源染色体，故 SC在姐妹染色单体分离时不存在，E错误。故选ABCD。
答案：(1)下降　(2)两个互相垂直排列中心粒及周围物质组成　中心体在分裂间期复制倍增，进入分裂期后，两个中心体分别移向细胞两极发出星射线形成纺锤体，随着细胞分裂的完成，每个子代细胞中只含有一个中心体　染色体(数目)　染色质在分裂间期复制形成姐妹染色单体、分裂期螺旋缠绕成为染色体，在纺锤丝的牵引下排列在赤道板上、着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极　(3)ABCD
13．解析：(1)DNA复制的时期是分裂间期的S期，所以向A组培养液中加入DNA合成抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。(2)G1、S、G2三个时期即细胞分裂间期，细胞中发生的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。由于题中所述蛋白质(启动信号)在S期之前合成并存在于S期全过程中，故将S期和G1期细胞融合后，融合细胞比G1期细胞更快地进入S期。(3)①A组培养液中加入了HU，而HU能抑制DNA合成，使处于S期的细胞立刻被抑制，同时阻止其他细胞进入S期而使其停留在G1/S期交界处(可看作G1期细胞)，因此培养14(＝5＋1＋8)h后，处于S期细胞占的比例为30%(＝6÷20×100%)，其余细胞均处于G1期(G1/S期交界处)，所占比例为70%。B组培养液中没有加入HU，细胞正常分裂，因此培养14 h后，各时期的细胞所占比例仍然与原来的比例相同，即G1期细胞占40%(＝8÷20×100%)、S期细胞占30%(＝6÷20×100%)、G2期细胞占25%(＝5÷20×100%)、M期细胞占5%(＝1÷20×100%)，据此可绘制出表格。②第一次统计结束后，将A组培养液中的HU全部洗脱，更换新鲜培养液，继续培养10 h，则A组中处于G1期和S期的细胞均经过S期，处于G2期或M期或G1期，然后再向A组培养液中加入HU，培养12 h，则所有细胞都处于G1期(或G1/S期交界处)。
答案：(1)S
(2)DNA分子的复制和有关蛋白质的合成　提前
(3)①表格如下
　　　　　时期 各时期细胞所占比例 组别　　　　　　 G1 S G2 M
A组 70% 30% 0 0
B组 40% 30% 25% 5%
②所有细胞都处于G1期(或所有细胞都处于G1/S期交界处)