高考生物专题强化训练：4细胞的生命历程（含解析）

四　细胞的生命历程
(30分钟　100分)
一、选择题:本题共9小题,每小题6分,共54分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图表示一个细胞周期,下列叙述正确的是 (　　)
A.在a时期内发生中心体倍增的是动物细胞
B.植物根毛区细胞在b时期进行遗传信息转录
C.植物细胞在f时期时,细胞中央形成赤道板
D.动物细胞在h时期时,细胞从中部凹陷缢裂
【解析】选D。在a时期内发生中心体倍增的是动物细胞或低等植物细胞,A错误;植物根毛区细胞是成熟组织细胞,不进行有丝分裂,不存在b时期,B错误;赤道板是一个虚拟的结构,不真实存在,C错误;动物细胞在h时期时,细胞从中部凹陷缢裂,D正确。
2.癌症是威胁人类健康的疾病之一,目前某些防癌疫苗已经投入临床使用。下列相关说法错误的是 (　　)
A.癌细胞表面出现异常的抗原
B.在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位
C.同种癌症的癌细胞基因组一定产生相同的突变
D.防癌疫苗可预防病毒致癌因子引起的细胞癌变
【解析】选C。细胞癌变后,细胞内特定基因表达产生异常抗原,如甲胎蛋白、癌胚抗原,A正确;癌细胞表面糖蛋白减少,导致黏着性降低,其可以扩散和转移,B正确;癌细胞的产生是多基因突变累加的结果,且基因突变具有不定向性,C错误;防癌疫苗主要预防病毒致癌因子对人体的影响,如宫颈癌疫苗等,不能预防物理致癌因子、化学致癌因子引起的细胞癌变,D正确。
3.(2021·开封模拟)MyoD是成肌细胞分化为骨骼肌细胞过程中的一种关键蛋白。将MyoD基因转入体外培养的成纤维细胞中表达,成纤维细胞就能表现出骨骼肌细胞的特征。下列说法正确的是 (　　)
A.可用Ca2+处理成纤维细胞使其成为感受态细胞
B.MyoD基因只存在于骨骼肌细胞中
C.骨骼肌细胞只表达MyoD的基因
D.MyoD基因在正常成纤维细胞中不表达
【解析】选D。将目的基因导入微生物细胞时用Ca2+处理,而导入动物细胞一般采用显微注射法,A错误;人体细胞都是由一个受精卵分裂分化而成的,故同一生物的体细胞内均含有全套的遗传信息,B错误;骨骼肌细胞不只表达MyoD的基因,还要表达其他一些基因,如呼吸酶基因等,C错误;由于执行的功能不同,MyoD基因在正常成纤维细胞中是不表达的,只能在离体培养状态下,才能表达出来,D正确。
4.科学家发现,当细胞衰老时,细胞中M蛋白的含量会下降。据此推测,下列有关说法正确的是 (　　)
A.增加M蛋白的含量可以延缓细胞的衰老
B.老年人体内都是衰老的细胞
C.口服M蛋白可以延缓衰老
D.与M蛋白的合成有关的结构有核糖体、内质网和高尔基体
【解析】选A。细胞衰老时,细胞中M蛋白的含量会下降,所以推测增加M蛋白的含量可以延缓细胞的衰老,A正确;细胞衰老贯穿于整个生命历程,老年人体内不都是衰老的细胞,B错误;M蛋白是蛋白质,口服易被消化道内的蛋白酶分解,C错误;M蛋白是胞内蛋白,胞内蛋白的合成一般不需要内质网、高尔基体的加工,D错误。
5.(2021·长沙模拟)自由基学说是一种细胞衰老假说。如图是自由基学说示意图,下列有关叙述正确的是 (　　)
A.②①过程引起的作用效果属于负反馈调节
B.若③过程使酪氨酸酶活性降低,将引起白化病
C.若③过程使细胞膜上葡萄糖的载体受损,葡萄糖将会自由进出细胞
D.④过程可能导致细胞膜上蛋白质种类或数量发生改变
【解析】选D。②①过程引起的作用效果属于正反馈调节,A错误;老年人头发变白是酪氨酸酶活性降低引起的,而白化病是基因突变导致酪氨酸酶缺乏引起的,B错误;若③过程使细胞膜上葡萄糖的载体受损,葡萄糖将无法进出细胞,C错误;④过程将导致基因突变,导致遗传信息发生改变,可能导致细胞膜上蛋白质种类或数量发生改变,D正确。
　　　　　　【易错警示】细胞生命历程的五个易失分点
(1)细胞凋亡与细胞增殖共同维持生物体内细胞的数目动态平衡。
(2)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中,而癌细胞中两种基因已发生突变。
(3)细胞的癌变是细胞的畸形分化,对机体有害。
(4)细胞衰老和凋亡对机体有利,而细胞坏死对机体有害。
(5)细胞凋亡与基因的选择性表达有关,不属于细胞分化。
　　　【加固训练】
　　如图为某动物体内一个初级精母细胞中的一对同源染色体示意图,图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下,下列叙述正确的是 (　　)
A.1与5、3与7都互为等位基因
B.1、2与5、6决定的性状的遗传遵循基因分离定律,3、4与7、8决定的性状的遗传遵循基因自由组合定律
C.该动物产生的精子中可能同时存在4、7
D.该动物的一个体细胞中,不可能同时存在1、2、5、6
【解析】选C。等位基因是指在一对同源染色体上的同一位置上控制相对性状的基因。基因分离定律的实质是在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。由分析可知,1与5可能为等位基因,也可能为相同基因,而3与7不是等位基因,A错误;根据基因分离定律和自由组合定律的实质,由于1、2与5、6可能为相同基因,决定的性状的遗传不一定遵循基因分离定律,3、4与7、8是位于同源染色体上的非等位基
因,决定的性状的遗传不遵循基因自由组合定律,B错误;若在四分体时期这对同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,使基因4、7交换到一条染色单体上,则该动物产生的精子中可能同时存在4、7,C正确;该动物的体细胞在进行有丝分裂时,在分裂前期、中期、后期,一个细胞内可能同时存在1、2、5、6,D错误。
6.(2021·承德模拟)果蝇的红眼与白眼是一对相对性状,且红眼对白眼为显性,相关基因位于X染色体上。下列关于果蝇的叙述正确的是 (　　)
A.红眼雌果蝇体细胞中一定含有两个红眼基因
B.红眼雄果蝇产生的精子中一定含有红眼基因
C.白眼雌果蝇产生的卵细胞中一定含有一个白眼基因
D.白眼雄果蝇体内细胞中一定只含有一个白眼基因
【解析】选C。红眼雌果蝇可能是杂合子也可能是纯合子,因此体细胞可能含有一个红眼基因,A错误;红眼雄果蝇产生的精子中可能不含有X染色体,不含有红眼基因,B错误;白眼雌果蝇的体细胞中有两个白眼基因,因此卵细胞中一定含有一个白眼基因,C正确;白眼雄果蝇细胞中染色体经过复制,形成两个白眼基因,D错误。
7.(2021·陕西六校联考)下列关于人体细胞分裂的叙述,正确的是 (　　)
A.在有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期染色体经复制后数目加倍
B.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期的细胞中含有的染色体组数相等
C.在减数分裂的两次连续分裂过程中都出现了同源染色体分离的现象
D.有丝分裂过程中染色体能平均分配到子细胞中去与中心体的功能有关
【解析】选D。有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期染色体经复制后数目不变,A错误;细胞有丝分裂后期的染色体组数目是减数第二次分裂后期的染色体组数目的两倍,B错误;同源染色体分离发生在减数第一次分裂过程中,C错误;人体细胞有丝分裂过程中染色体能平均分配到子细胞中去与中心体的功能有关,D正确。
8.(2021·安庆模拟)科研人员在研究外源性PLCE1基因的作用时,将导入PLCE1基因并高度表达的结肠癌细胞,注入裸小鼠(无毛且先天性胸腺发育不良)体内,与对照组相比,实验组裸小鼠形成的肿瘤较小,癌细胞被大量阻滞在分裂间期,部分癌细胞死亡。下列分析正确的是 (　　)
A.对照组的裸小鼠应不做任何处理
B.实验表明PLCE1基因具有原癌基因的功能
C.对癌症患者治疗选择的抗肿瘤药物,其发挥作用的时间最好是在细胞分裂间期
D.实验组的裸小鼠体内大量癌细胞的细胞周期会变短
【解析】选C。实验的对照组应将没有导入PLCE1基因的结肠癌细胞注入裸小鼠体内,A错误;实验表明PLCE1基因具有抑癌基因的功能,B错误;实验组癌细胞被大量阻滞在分裂间期,部分癌细胞死亡,因此癌细胞的细胞周期受影响,但不会变短,控制癌细胞增殖的药物,其发挥作用的时间最好是在细胞分裂间期,C正确、D错误。
9.(能力挑战题)若某一果蝇精原细胞中8条染色体上的全部DNA已被15N标记。其中一对同源染色体上有基因A和a,现给此精原细胞提供含14N的原料让其进行连续两次相同分裂方式产生4个子细胞(不考虑突变和交叉互换)。下列叙述正确的是 (　　)
A.若4个子细胞中均含8条染色体,则每个子细胞中的核DNA均含15N
B.若4个子细胞中均含4条染色体,则每个子细胞中有一半核DNA含15N
C.若4个子细胞中均含8条染色体,则每个子细胞中均含2个A基因
D.若4个子细胞中均含4条染色体,则有一半子细胞含有a基因
【解析】选D。若4个子细胞中均含8条染色体,则细胞进行的是两次有丝分裂,有丝分裂后期着丝点分裂,子染色体随机组合,分别移向两极,则每个子细胞中含有15N的核DNA数不确定,每个子细胞中均只含有1个A基因,A、C错误;若4个子细胞中均含4条染色体,则细胞进行的是减数分裂,因此DNA只复制一次,则每个子细胞中所有核DNA均含15N,一半子细胞含有a基因,B错误、D正确。
二、非选择题:本题共3小题,共46分。
10.(16分)(2021·芜湖模拟)如图表示某哺乳动物睾丸内细胞的分裂过程示意图,图中Ⅰ～Ⅲ表示分裂过程,1～5表示细胞分裂图像,图中细胞1的基因型是AaXBY。请据图回答:
(1)通常图中细胞1和细胞2中所含核DNA相同,原因是　　　　　　　　　。
(2)图中过程Ⅱ中染色体行为变化的主要特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答两点)。过程Ⅰ和Ⅱ均可发生的可遗传变异类型常见有　　　　　　　　　。
(3)若图中细胞2的一条染色体的DNA分子已经被15N标记,正常情况下该细胞形成的4个成熟生殖细胞中被15N标记的情况是　　　　　　　　　　　　。
(4)若图中细胞2在减数第一次分裂过程中正常,减数第二次分裂含有基因B的两条X染色单体未正常分离,此细胞产生精子的基因型中一个为A,则其余3个基因型为　　　　　　　　。
【解析】(1)图中过程Ⅰ表示有丝分裂,Ⅱ表示减数第一次分裂,Ⅲ表示减数第二次分裂,Ⅳ表示精子的变形过程。图中细胞1形成细胞2是有丝分裂过程,亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核DNA平均分配到两个子细胞中,所以细胞1和2所含核DNA相同。(2)减数第一次分裂过程中的染色体行为变化的主要特点:前期同源染色体联会,形成四分体;四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换;后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合。有丝分裂和减数第一次分裂过程均可发生基因突变、染色体变异,基因重组一般发生于减数分裂过程中。(3)若图中细胞2的一条染色体的DNA分子已被15N标记,根据DNA半保留复制的特点,正常情况下该细胞形成的4个成熟生殖细胞中2个被15N标记,2个不被15N标记。(4)若图中细胞2在减数第一次分裂过程正常,减数第二次分裂含有基因B的两条X染色单体未正常分离,此细胞产生精子的基因型中一个为A,说明减数第一次分裂后期,含有基因A的染色体与X染色体移向同一极,含有基因a的染色体和Y染色体移向另一极,即形成的次级精母细胞的基因型为AAXBXB、aaYY,由于减数第二次分裂含有基因B的两条X染色单体未正常分离或分离后形成的两条X染色体移向了细胞同一极,则其余3个基因型为AXBXB、aY、aY。
答案:(1)亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核DNA平均分配到两个子细胞中
(2)同源染色体联会,形成四分体;同源染色体分离,非同源染色体自由组合;四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换　基因突变、染色体变异　(3)2个被15N标记,2个不被标记(或被15N标记的细胞占1/2)　(4)AXBXB、aY、aY
11.(14分)有研究者对基因型为EeXFY的某动物精巢切片进行显微观察,绘制了图1中三幅细胞分裂示意图(仅展示部分染色体);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。回答下列问题:
(1)图1中细胞甲的名称是　　　　　　。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E,则另外三个精细胞的基因型为　　　　,这种变异属于　　　　　　　　变异。
(2)图2中类型b的细胞对应图1中的细胞有　　　　。
(3)图2中类型c的细胞含　　　　个染色体组,可能含有　　　　对同源染色体。
(4)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2中字母和箭头表示)。
【解析】(1)分析图示可知,图甲为减数第二次分裂中期的细胞,因此表示次级精母细胞。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E,若减数第一次分裂出现异常,说明X与Y没有分离,则另外三个精细胞的基因型为E、eXFY、eXFY;若减数第二次分裂出现异常,则另外三个精细胞的基因型分别为EXFXF、eY、eY或EYY、eXF、eXF。这种变异属于染色体数目变异。(2)图2中类型b的细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期,对应图1中的细胞有乙和丙。(3)图2中类型c的细胞可以是处于减数第二次分裂后期的细胞也可以是体细胞,所以细胞中含2个染色体组,可能含有0或n对同源染色体。(4)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,即染色体数∶核DNA分子数由1∶2转变为1∶1,其转变的具体情况有b→a、d→c。
答案:(1)次级精母细胞　E、eXFY、eXFY或EXFXF、eY、eY或EYY、eXF、eXF　染色体数目
(2)乙和丙　(3)2　0或n　(4)b→a　d→c
12.(16分)为了研究K+通道开放剂在缺血、缺氧条件下对脑细胞凋亡的保护作用机制,研究人员进行了实验。请回答下列问题。
(1)有研究发现,脑细胞代谢非常旺盛,耗氧量大,因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于　　　　　　　　过程产生ATP,不仅ATP生成量少,而且也会造成　　　　　在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些信号分子,在这些分子的调控下,细胞将出现一系列变化,最终凋亡。
(2)科研人员利用离体培养的神经元进行实验,处理及结果如图所示。
由实验结果可知,正常培养条件下,细胞凋亡率　　　　　　　　　　。乙组结果与甲组结果比较,说明缺血、缺氧条件能够　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。由实验结果判断,K+通道开放剂能　　　　　缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
(3)已知A蛋白是细胞凋亡调控过程中的一种重要蛋白。科研人员提取上述各组细胞的mRNA,用逆转录酶合成cDNA,以cDNA为模板扩增各组细胞的A基因。由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同,在结果分析时,可以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的　　　　水平。结果显示丙组比值高于乙组,推测K+通道开放剂可以　 _____________。
【解析】(1)人体细胞在缺氧时,进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物是乳酸。
(2)由柱形图可知,甲组是正常培养条件,细胞凋亡率低,且随着时间变化无明显增长现象;与甲组对照,乙组凋亡率高,且随着培养时间延长,凋亡率增大,说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡,且凋亡率随培养时间延长而提高;与乙组对照,丙组K+通道开放,细胞凋亡率下降,说明K+通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
(3)逆转录的模板是RNA,因此可以用该细胞的mRNA为模板逆转录形成相应的基因;由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同,在结果分析时,以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因转录水平,如果丙组比值高于乙组,则K+通道开放剂可以通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡。
答案:(1)无氧呼吸　乳酸　(2)很低且无明显增长　明显诱导细胞凋亡,且凋亡率随培养时间延长而提高　部分缓解
(3)转录　通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡
PAGE
- 12 -