高考生物二轮专题1基本的生命系统—细胞：第4讲 细胞的生命历程（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 高考生物二轮专题1基本的生命系统—细胞：第4讲 细胞的生命历程（Word版含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 22:07:14 | ||
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文档简介
高考生物二轮专题1：基本的生命系统—细胞
第4讲 细胞的生命历程
1.根据细胞分裂和受精作用的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)只有从新生的根尖上取材,才能观察到有丝分裂。(2019·江苏卷,T7) ( × )
分析:从生长旺盛的部位取材,包括茎尖、形成层、根尖等部位,均可以观察到有丝分裂。
(2)临时装片镜检时,视野中最多的是处于分裂中期的细胞。(2019·江苏卷,T7) ( × )
分析:由于细胞分裂间期的时间最长,因此临时装片镜检时,视野中最多的是处于有丝分裂间期的细胞。
(3)有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会。(2018·全国卷Ⅲ,T4) ( × )
分析:有丝分裂不发生同源染色体联会,减数第一次分裂前期发生同源染色体联会。
(4)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。(2018·全国Ⅲ卷,T4)( √ )
(5)有丝分裂间期和减数分裂前期,都进行一次DNA的复制。 ( × )
分析:DNA分子复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(6)动物细胞周期的G2期已经形成了1对中心体,在有丝分裂前期形成纺锤体。 ( √ )
(7)真核细胞的增殖方式主要是有丝分裂,原核细胞的增殖方式主要是无丝分裂。 ( × )
分析:原核细胞的增殖方式是二分裂,有丝分裂、无丝分裂都是真核细胞的增殖方式。
(8)植物细胞有丝分裂末期形成赤道板,赤道板扩展形成细胞壁。 ( × )
分析:植物细胞有丝分裂末期形成细胞板,扩展形成细胞壁。
(9)有丝分裂后期由于纺锤丝的牵引,使着丝点分裂,姐妹染色单体分开。 ( × )
分析:纺锤丝的牵引使染色体向细胞的两极移动,而不是使着丝点分裂。
(10)等位基因分离是由于减数第二次分裂后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离。 ( × )
分析:等位基因分离是减数第一次分裂后期同源染色体分离导致的。
(11)同一生物体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。 ( √ )
(12)受精卵中遗传物质一半来自父方,另一半来自母方。 ( × )
分析:受精卵的细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
【易混对对碰】
易混1 A:一次有丝分裂与一次减数分裂得到的子细胞个数相同。 (×)
B: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。 (√)
易混2 A:有丝分裂后期与减数分裂后期都发生着丝点的分裂。 (×)
B: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。 (√)
易混3 A:解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离。 (×)
B:解离时间不要过长,否则根尖组织细胞会被破坏,不利于观察。 (√)
2.根据细胞分化、衰老、凋亡和癌变的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象。(2019·全国卷Ⅰ,T1) ( √ )
(2)在致癌因子的作用下,正常动物细胞转变为癌细胞可能是发生单一基因突变,细胞间黏着性增加。(2018·全国Ⅱ卷,T6) ( × )
分析:细胞癌变的发生并不是单一基因突变的结果,而是一系列的原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累的结果,癌细胞的形态结构发生显著变化,其细胞膜上的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低。
(3)同一个体的神经细胞与吞噬细胞功能不同是在减数分裂过程中形成的。 ( × )
分析:功能的差异是由于基因的选择性表达,即在转录的过程中形成的,且神经细胞和吞噬细胞不会进行减数分裂。
(4)细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定。( √ )
(5)线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞坏死的结果。 ( × )
分析:线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞凋亡的结果。
(6)恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性,所以不易被化疗药物杀死。 ( × )
分析:恶性肿瘤细胞适应不良环境的能力强,不易被化疗药物杀死。
(7)胚胎干细胞与胰腺泡细胞膜蛋白的种类和数量相同。 ( × )
分析:不同功能的细胞中膜蛋白的种类和数量不同。
(8)种子萌发过程中存在细胞的增殖、分化,体现了细胞的全能性。 ( × )
分析:种子萌发过程体现的是植物幼体发育,而细胞全能性体现的是已分化的细胞发育成新个体。
(9)小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株的过程,发生了细胞分化且能体现细胞全能性。 ( √ )
(10)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 ( × )
分析:细胞凋亡是基因控制的,不是不利因素引起的。
【易混对对碰】
易混1 A:清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。 (×)
B:效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。 (√)
易混2 A:细胞分裂能力不会随细胞分化程度的变化而变化。 (×)
B:细胞的分裂能力越强,分化程度相对越低。 (√)
易混3 A:衰老细胞中各种酶的活性显著降低。 (×)
B:衰老细胞中多种酶的活性显著降低,核体积增大。 (√)
高频考点一 细胞的有丝分裂和减数分裂
1.细胞增殖方式及相互关系:
2.细胞周期的表示方法:
(1)甲:A→B→C→A。
(2)乙:a+b或c+d。
(3)丙:a+b+c+d+e。
3.细胞分裂方式图像识别方法(以二倍体为例):
上图中各个细胞的分裂方式与时期:
(1)图1处于有丝分裂前期,图2处于有丝分裂中期。
(2)图3处于减数第一次分裂中期,图4处于减数第二次分裂中期。
(3)图5处于有丝分裂后期,图6处于减数第二次分裂后期。
4.减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化:
(1)核DNA、染色体数量变化曲线的判断方法。
曲线中有“斜线”存在——核DNA数量变化曲线;曲线中没有“斜线”存在——染色体数量变化曲线。
(2)细胞分裂方式判断方法——“三看法”。
①一看“染色体峰值”:最大值为4N,则为有丝分裂;最大值为2N,则为减数分裂。
②二看“核DNA复制和分裂次数”:“斜线”出现一次,“垂直下降”出现两次,则为减数分裂;“斜线”出现一次,“垂直下降”出现一次,则为有丝分裂。
③三看“结果”:染色体和核DNA数目与分裂前相等,则为有丝分裂;若减半,则为减数分裂。
5.细胞分裂过程中异常细胞产生的原因:
【典例】(2021·浙江1月选考)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P,其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞①形成过程中没有发生基因重组
B.细胞②中最多有两条染色体含有32P
C.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数一定相等
D.细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
关键信息 转化成解题突破口
图中细胞①中同源染色体发生联会 细胞处于减数第一次分裂前期
细胞②不含同源染色体,且着丝点已经分裂,染色体分布在两极 细胞②处于减数第二次分裂后期
细胞②和③处于相同的分裂时期 细胞③处于减数第二次分裂后期,细胞④～⑦都是精细胞
【解析】选D。图中细胞①处于减数第一次分裂前期(MⅠ前期),因交叉互换而发生基因重组,A错误。MⅠ前的间期染色体复制,形成的细胞①中每条染色体都只有一条染色单体的DNA分子一条链含有32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离,在正常情况下,细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但图中H所在的染色体已经发生交叉互换,很有可能H和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有3条染色体含有32P,B错误。细胞③的基因组成为Hhrr(h为互换的片段),如果细胞②中没有互换的h所在的染色体含有32P且互换的H所在片段含有32P,则细胞②中有3条染色体含有32P,而细胞③中H所在染色体没有32P,h所在染色体含有32P,因此细胞③中有2条染色体含有32P;如果细胞②中没有互换的h所在染色体不含有32P且互换的H所在片段不含有32P,则细胞②有2条染色体含有 32P,而细胞③中H所在染色体含32P,h所在染色体含有32P,因此细胞③含有3条染色体含有32P;如果互换的H和h都不含有32P,则细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等,都为2条,综上分析可知,细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能不相等,C错误。如果细胞②H所在片段中含有32P,R所在染色体含有32P,且细胞②中h所在染色体含有32P,则r所在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个,由于细胞③的基因组成为Hhrr(h为交叉互换的片段),h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体不在同一极,则形成的细胞⑥和⑦含32P的核DNA分子数都为1个,D正确。
将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞(2n=8)置于不含32P标记的培养基中培养,先经过一次有丝分裂,再经过一次减数分裂,产生了8个精细胞。有丝分裂中期和减数第一次分裂中期细胞内标记的染色单体数相同吗 有丝分裂后期和减数第一次分裂后期细胞内标记的染色体数相同吗
提示:有丝分裂中期和减数第一次分裂中期细胞内染色单体数相同,但标记的染色单体数不同,前者全部染色单体都被标记,后者只有一半的染色单体被标记。有丝分裂后期和减数第一次分裂后期细胞内标记的染色体数不同。
1.一般情况下,下列关于有丝分裂与减数分裂的结论,正确的是 ( )
A.有丝分裂和减数分裂均通过DNA复制形成两套完全相同的核基因
B.有丝分裂和减数分裂过程中都发生一次着丝点分裂导致染色体消失
C.有丝分裂与减数分裂过程中同源染色体的行为不相同,染色体数目变化相同
D.在正常情况下,有丝分裂产生的子细胞基因型相同,减数分裂产生的子细胞基因型各不相同
【解析】选A。有丝分裂和减数分裂均通过DNA复制形成两套完全相同的核基因,A正确;有丝分裂和减数分裂过程中都发生一次着丝点分裂导致染色单体消失,染色体不会消失,B错误;有丝分裂与减数分裂过程中同源染色体的行为不相同,染色体数目变化也不相同,C错误;在正常情况下,有丝分裂产生的子细胞基因型相同,减数分裂产生的子细胞基因型两两相同,D错误。
2.(2021·大同模拟)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中,依次形成四个不同时期的细胞,其染色体组数和同源染色体对数如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.甲形成乙过程中,DNA复制前需合成rRNA和蛋白质
B.乙形成丙过程中,同源染色体分离,着丝点不分裂
C.丙细胞中,性染色体只有一条X染色体或Y染色体
D.丙形成丁过程中,同源染色体分离导致染色体组数减半
【解析】选A。甲形成乙过程中,进行DNA复制,所以复制前需合成rRNA和蛋白质,A正确;由图可推知,乙可表示减数第一次分裂前、中、后期,丙处于减数第二次分裂后期。乙形成丙过程中,先同源染色体分离,形成次级精母细胞,后着丝点分裂,染色体数目加倍,B错误;丙细胞中,着丝点分裂,染色体数目加倍,性染色体有两条X染色体或Y染色体,C错误;丁为精细胞,所以丙→丁过程中姐妹染色单体分离形成的两条染色体分别移到两个子细胞导致染色体组数减半,细胞中不含同源染色体,D错误。
【加固训练】
图1是某雄性动物(XY型)体内一个正在分裂的原始生殖细胞,图中字母表示其染色体上的部分基因,图2表示该生物体内某细胞在分裂过程中,细胞内每条染色体上DNA含量变化(甲曲线)和细胞核中染色体数目的变化(乙曲线)。据图分析,下列有关叙述错误的是 ( )
A.由图1可知,具有这种基因型的动物可以产生8种比例相等的配子
B.形成图2中EF段变化的原因是细胞中染色体的着丝点发生了分裂
C.两条姐妹染色单体相同位点上出现不同基因的变化可发生在BD段
D.图1表示的细胞正在进行有丝分裂,其产生的子细胞是精原细胞
【解析】选A。图1细胞中同源染色体没有分开,应处于有丝分裂中期,该生物的基因组成为AaBbXeY,因为A和b、a和B连锁,不遵循自由组合定律,不能产生8种比例相等的配子,A错误;着丝点分裂,染色体数目加倍,每条染色体上的DNA数目减半,B正确;两条姐妹染色单体相同位点上出现不同基因的变化可能是基因突变(发生在BC段)或同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换(发生在CD段),C正确;图1细胞中同源染色体没有分开,应处于有丝分裂中期,其产生的子细胞是精原细胞,D正确。
3.(2021·皖南八校联考)不考虑突变和交叉互换,回答下列有关减数分裂的问题。
(1)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中 。
(2)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=16)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有 条;减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有 条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为 。
(3)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=8)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,那么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有 条;减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有 条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为 。
【解析】(1)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中染色体复制一次,而细胞连续分裂两次。(2)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=16)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有4条;减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有2条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为100%。(3)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=8)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,那么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有8条;由于同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合,再加上每对同源染色体中只有一条有15N标记,故减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有0或2或4或6或8条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为15/16。
答案:(1)染色体复制一次,而细胞连续分裂两次 (2)4 2 100%(或1)
(3)8 0或2或4或6或8 15/16
【方法技巧】DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析方法
(1)首先确定细胞分裂方式是有丝分裂还是减数分裂,有丝分裂常以一条染色体为研究对象,减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。
(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。
(3)最后图示细胞分裂过程,如图:
高频考点二 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
1.细胞分化中的变与不变:
(1)不变:DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂,体细胞核的遗传物质相同,细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。
(2)变:mRNA、蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达,导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异,进而导致蛋白质存在差异,从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异。
2.细胞分化和全能性的判断:
(1)细胞分化的判断标准:
①细胞水平:同一来源的细胞是否形成形态、结构及生理功能不同的组织细胞(且细胞器种类、数量也有差异)。
②分子水平:a.是否有特殊基因(奢侈基因)的表达。b.是否含有特殊(或特有)化学成分如血红蛋白、抗体、胰岛素等。
(2)细胞全能性的判断标准:
①起点——是否为“离体”的器官、组织或细胞。
②终点——是否为“完整个体”。
3.细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的关系:
(1)只有“癌变”时涉及遗传信息改变。
(2)只有“癌变”与“坏死”是不利的,其他生命历程(分裂、分化、衰老、凋亡)均是有积极意义的。
【典例】(2021·山东等级考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是 ( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
关键信息 转化成已有知识
目标蛋白进入溶酶体被降解 属于细胞自噬,目标蛋白被降解为氨基酸,可被细胞再利用
该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量 α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解之后,细胞内的α-酮戊二酸无法合成,含量会降低
【解析】选C。α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,其降解产物可被细胞再利用,A正确;根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B正确;根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C错误;目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,D正确。
细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。以上过程体现了生物膜具有的功能有哪些 有研究发现上述过程在营养缺乏条件下会加快进行,试推测其生物学意义是什么。
提示:体现了生物膜具有物质运输和信息交流的功能;在营养缺乏条件下,细胞可以通过上述过程降解自身物质获得维持生存所需的物质和能量。
1.(2021·黄冈一模)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是 ( )
A.a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化
B.乙和丙的染色体组成相同
C.丁与戊的细胞器的种类、数目相同
D.甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同
【解析】选C。a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化,A正确;乙和丙都是由同一个早期胚胎细胞有丝分裂形成的,因此它们的染色体组成相同,B正确;丁与戊都是由同一个早期胚胎细胞分裂分化而来,细胞中细胞器的种类、数目不完全相同,C错误;由于基因的选择性表达,甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同,D正确。
2.(2021·益阳模拟)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)。如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.应用该技术可大大降低免疫排斥反应,提高器官移植的成功率
B.iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞相同
C.关键基因表达使细胞功能趋向专门化,降低了细胞的分化程度
D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
【解析】选A。诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植,避免了发生免疫排斥反应,能提高器官移植的成功率,A正确;由图分析可知,往肌肉细胞中移入4个关键基因,关键基因表达可使肌肉细胞成为iPS细胞,故iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不完全相同,B错误;关键基因表达使高度分化的细胞成为干细胞,降低了细胞的分化程度,没有使细胞功能趋向专门化,C错误;图示过程中iPS细胞只是分化形成各种细胞,没有形成个体,故没有体现iPS细胞的全能性,D错误。
3.(2021·咸阳模拟)秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后,原先应该凋亡的131个细胞依然存活;ced9基因突变会导致所有细胞在胚胎期死亡,无法得到成虫。据此推测不合理的是 ( )
A.ced9基因直接抑制ced3、ced4基因表达
B.ced9基因在线虫发育过程中具有重要作用
C.ced3、ced4基因在线虫发育过程中调控细胞凋亡
D.ced3、ced4基因是131个细胞中选择性表达的基因
【解析】选A。秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后,原先应该凋亡的131个细胞依然存活,说明ced3、ced4基因是线虫发育过程中调控细胞凋亡的基因;ced9基因突变会导致所有细胞在胚胎期死亡,说明ced9基因是保证细胞正常生命活动的基因,不能说明ced9基因直接抑制ced3、ced4基因表达。
4.(新情境挑战题)二甲双胍(Met)是广泛应用于临床的降血糖药物,近年来发现它也可降低肿瘤发生的风险。为探究Met对肝癌细胞增殖的影响,用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞,结果如图1所示。用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量,结果如图2所示。下列说法正确的是 ( )
A.细胞发生癌变的根本原因是原癌基因或抑癌基因发生突变
B.图1实验的自变量是二甲双胍(Met)的浓度
C.由图2结果可推测二甲双胍(Met)可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期
D.由实验结果可推测Met通过减少ATP供应,抑制肝癌细胞的有丝分裂
【解析】选C。细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,A错误;图1实验的自变量是二甲双胍(Met)的浓度和处理时间,B错误;据图2分析,与对照组相比,两种Met浓度处理后的G1期的细胞都增多了,而S期、G2期的细胞都减少了,说明Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期,C正确;由实验结果推测Met通过抑制DNA复制而抑制肝癌细胞的有丝分裂,D错误。
【知识拓展】图解细胞发生癌变的机理
(1)明确单一基因突变不能引发细胞癌变;细胞癌变是一系列的原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
(2)联系基因和染色体的关系,明确染色体损伤可能导致基因缺失。
(3)细胞癌变后形态结构和生理功能会发生一系列变化。
热考题型 减数分裂和可遗传变异
1.减数分裂与基因重组:
(1)非同源染色体上的非等位基因:在减数第一次分裂后期,可因同源染色体分离,非同源染色体自由组合而出现基因重组,如A与B或A与b组合。
(2)同源染色体上的非等位基因:在减数第一次分裂四分体时期,可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组,例如原本A与B组合,a与b组合,经重组可导致A与b组合,a与B组合。
2.减数分裂与基因突变:
(1)类型:
(2)姐妹染色单体(或分开后形成的子染色体上)存在等位基因的原因分析:
①若为有丝分裂(如图1),则为基因突变。
②若为减数分裂(如图2),则可能是交叉互换或基因突变,需要再结合个体的基因型和基因个数进行判断。
3.减数分裂与染色体变异:
(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律:
①如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常;②如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常。如图所示:
(2)XXY与XYY异常个体的成因分析:
①XXY成因:
②XYY成因:父方减数第二次分裂异常,即减数第二次分裂后期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。
1.(2021·曲靖模拟)如图表示一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是 ( )
A.非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
B.B与b的分离发生在减数第一次分裂
C.A与a的分离只发生在减数第一次分裂
D.基因突变是等位基因A、a和B、b产生的根本原因
【解析】选C。在两条非姐妹染色单体上都有黑色和白色两种片段,说明两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,A正确;在减数第一次分裂的后期,两条同源染色体上的等位基因B和b随着同源染色体的分开而分离,B正确;由图可知,两条染色体上A与a所在部分发生了交叉互换,因此,A与a的分离发生在减数第一次分裂的后期和减数第二次分裂的后期,C错误;等位基因产生的根本原因是基因突变,D正确。
2.(2021·郑州模拟)如图表示某哺乳动物体内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色体变异)。据图分析,下列有关叙述正确的是 ( )
A.图中共有7条染色单体
B.等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C.该细胞发生了基因突变,2号染色体上的基因A突变为a
D.该细胞分裂完成产生的生殖细胞分别是aY、aY、aX和AX
【解析】选D。题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数第一次分裂后期的图像,此时每条染色体均含有两条姐妹染色单体,因此图中共有8条染色单体,A错误;据图可知,图中的基因在间期发生了基因突变,导致同一条染色体上带有两个不同的等位基因,此时等位基因的分离也可以发生在减数第二次分裂后期,B错误;该细胞发生了基因突变,但不确定2号染色体上的基因是显性突变(a→A)还是隐性突变(A→a),C错误;据图可知,3号与4号染色体大小、形状不同,且3号较小,因此3号是Y染色体,4号是X染色体,根据减数分裂的规律可知该细胞分裂完成产生的生殖细胞分别是aY、aY、aX和AX,D正确。
3.(2021·蚌埠模拟)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了一次
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。该果蝇的基因型为AaXbY,其处于四分体时期的初级精母细胞中染色体及基因组成为等位基因,A、a位于常染色体上,b位于X染色体上。精细胞甲和精细胞乙在减数分裂过程中发生染色体变异不同,根据题干可以得出它们不可能来自同一个初级精母细胞,A正确;与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常细胞,其基因和染色体组成为AXbY、a、a,B正确;精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂后期,着丝点分裂后,两条Y染色体移向细胞的同一极,而不是染色体多复制一次,C错误;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,移向了细胞的同一极,D正确。
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第4讲 细胞的生命历程
1.根据细胞分裂和受精作用的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)只有从新生的根尖上取材,才能观察到有丝分裂。(2019·江苏卷,T7) ( × )
分析:从生长旺盛的部位取材,包括茎尖、形成层、根尖等部位,均可以观察到有丝分裂。
(2)临时装片镜检时,视野中最多的是处于分裂中期的细胞。(2019·江苏卷,T7) ( × )
分析:由于细胞分裂间期的时间最长,因此临时装片镜检时,视野中最多的是处于有丝分裂间期的细胞。
(3)有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会。(2018·全国卷Ⅲ,T4) ( × )
分析:有丝分裂不发生同源染色体联会,减数第一次分裂前期发生同源染色体联会。
(4)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。(2018·全国Ⅲ卷,T4)( √ )
(5)有丝分裂间期和减数分裂前期,都进行一次DNA的复制。 ( × )
分析:DNA分子复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(6)动物细胞周期的G2期已经形成了1对中心体,在有丝分裂前期形成纺锤体。 ( √ )
(7)真核细胞的增殖方式主要是有丝分裂,原核细胞的增殖方式主要是无丝分裂。 ( × )
分析:原核细胞的增殖方式是二分裂,有丝分裂、无丝分裂都是真核细胞的增殖方式。
(8)植物细胞有丝分裂末期形成赤道板,赤道板扩展形成细胞壁。 ( × )
分析:植物细胞有丝分裂末期形成细胞板,扩展形成细胞壁。
(9)有丝分裂后期由于纺锤丝的牵引,使着丝点分裂,姐妹染色单体分开。 ( × )
分析:纺锤丝的牵引使染色体向细胞的两极移动,而不是使着丝点分裂。
(10)等位基因分离是由于减数第二次分裂后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离。 ( × )
分析:等位基因分离是减数第一次分裂后期同源染色体分离导致的。
(11)同一生物体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。 ( √ )
(12)受精卵中遗传物质一半来自父方,另一半来自母方。 ( × )
分析:受精卵的细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
【易混对对碰】
易混1 A:一次有丝分裂与一次减数分裂得到的子细胞个数相同。 (×)
B: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。 (√)
易混2 A:有丝分裂后期与减数分裂后期都发生着丝点的分裂。 (×)
B: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。 (√)
易混3 A:解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离。 (×)
B:解离时间不要过长,否则根尖组织细胞会被破坏,不利于观察。 (√)
2.根据细胞分化、衰老、凋亡和癌变的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象。(2019·全国卷Ⅰ,T1) ( √ )
(2)在致癌因子的作用下,正常动物细胞转变为癌细胞可能是发生单一基因突变,细胞间黏着性增加。(2018·全国Ⅱ卷,T6) ( × )
分析:细胞癌变的发生并不是单一基因突变的结果,而是一系列的原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累的结果,癌细胞的形态结构发生显著变化,其细胞膜上的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低。
(3)同一个体的神经细胞与吞噬细胞功能不同是在减数分裂过程中形成的。 ( × )
分析:功能的差异是由于基因的选择性表达,即在转录的过程中形成的,且神经细胞和吞噬细胞不会进行减数分裂。
(4)细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定。( √ )
(5)线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞坏死的结果。 ( × )
分析:线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞凋亡的结果。
(6)恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性,所以不易被化疗药物杀死。 ( × )
分析:恶性肿瘤细胞适应不良环境的能力强,不易被化疗药物杀死。
(7)胚胎干细胞与胰腺泡细胞膜蛋白的种类和数量相同。 ( × )
分析:不同功能的细胞中膜蛋白的种类和数量不同。
(8)种子萌发过程中存在细胞的增殖、分化,体现了细胞的全能性。 ( × )
分析:种子萌发过程体现的是植物幼体发育,而细胞全能性体现的是已分化的细胞发育成新个体。
(9)小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株的过程,发生了细胞分化且能体现细胞全能性。 ( √ )
(10)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 ( × )
分析:细胞凋亡是基因控制的,不是不利因素引起的。
【易混对对碰】
易混1 A:清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。 (×)
B:效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。 (√)
易混2 A:细胞分裂能力不会随细胞分化程度的变化而变化。 (×)
B:细胞的分裂能力越强,分化程度相对越低。 (√)
易混3 A:衰老细胞中各种酶的活性显著降低。 (×)
B:衰老细胞中多种酶的活性显著降低,核体积增大。 (√)
高频考点一 细胞的有丝分裂和减数分裂
1.细胞增殖方式及相互关系:
2.细胞周期的表示方法:
(1)甲:A→B→C→A。
(2)乙:a+b或c+d。
(3)丙:a+b+c+d+e。
3.细胞分裂方式图像识别方法(以二倍体为例):
上图中各个细胞的分裂方式与时期:
(1)图1处于有丝分裂前期,图2处于有丝分裂中期。
(2)图3处于减数第一次分裂中期,图4处于减数第二次分裂中期。
(3)图5处于有丝分裂后期,图6处于减数第二次分裂后期。
4.减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化:
(1)核DNA、染色体数量变化曲线的判断方法。
曲线中有“斜线”存在——核DNA数量变化曲线;曲线中没有“斜线”存在——染色体数量变化曲线。
(2)细胞分裂方式判断方法——“三看法”。
①一看“染色体峰值”:最大值为4N,则为有丝分裂;最大值为2N,则为减数分裂。
②二看“核DNA复制和分裂次数”:“斜线”出现一次,“垂直下降”出现两次,则为减数分裂;“斜线”出现一次,“垂直下降”出现一次,则为有丝分裂。
③三看“结果”:染色体和核DNA数目与分裂前相等,则为有丝分裂;若减半,则为减数分裂。
5.细胞分裂过程中异常细胞产生的原因:
【典例】(2021·浙江1月选考)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P,其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞①形成过程中没有发生基因重组
B.细胞②中最多有两条染色体含有32P
C.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数一定相等
D.细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
关键信息 转化成解题突破口
图中细胞①中同源染色体发生联会 细胞处于减数第一次分裂前期
细胞②不含同源染色体,且着丝点已经分裂,染色体分布在两极 细胞②处于减数第二次分裂后期
细胞②和③处于相同的分裂时期 细胞③处于减数第二次分裂后期,细胞④～⑦都是精细胞
【解析】选D。图中细胞①处于减数第一次分裂前期(MⅠ前期),因交叉互换而发生基因重组,A错误。MⅠ前的间期染色体复制,形成的细胞①中每条染色体都只有一条染色单体的DNA分子一条链含有32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离,在正常情况下,细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但图中H所在的染色体已经发生交叉互换,很有可能H和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有3条染色体含有32P,B错误。细胞③的基因组成为Hhrr(h为互换的片段),如果细胞②中没有互换的h所在的染色体含有32P且互换的H所在片段含有32P,则细胞②中有3条染色体含有32P,而细胞③中H所在染色体没有32P,h所在染色体含有32P,因此细胞③中有2条染色体含有32P;如果细胞②中没有互换的h所在染色体不含有32P且互换的H所在片段不含有32P,则细胞②有2条染色体含有 32P,而细胞③中H所在染色体含32P,h所在染色体含有32P,因此细胞③含有3条染色体含有32P;如果互换的H和h都不含有32P,则细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等,都为2条,综上分析可知,细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能不相等,C错误。如果细胞②H所在片段中含有32P,R所在染色体含有32P,且细胞②中h所在染色体含有32P,则r所在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个,由于细胞③的基因组成为Hhrr(h为交叉互换的片段),h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体不在同一极,则形成的细胞⑥和⑦含32P的核DNA分子数都为1个,D正确。
将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞(2n=8)置于不含32P标记的培养基中培养,先经过一次有丝分裂,再经过一次减数分裂,产生了8个精细胞。有丝分裂中期和减数第一次分裂中期细胞内标记的染色单体数相同吗 有丝分裂后期和减数第一次分裂后期细胞内标记的染色体数相同吗
提示:有丝分裂中期和减数第一次分裂中期细胞内染色单体数相同,但标记的染色单体数不同,前者全部染色单体都被标记,后者只有一半的染色单体被标记。有丝分裂后期和减数第一次分裂后期细胞内标记的染色体数不同。
1.一般情况下,下列关于有丝分裂与减数分裂的结论,正确的是 ( )
A.有丝分裂和减数分裂均通过DNA复制形成两套完全相同的核基因
B.有丝分裂和减数分裂过程中都发生一次着丝点分裂导致染色体消失
C.有丝分裂与减数分裂过程中同源染色体的行为不相同,染色体数目变化相同
D.在正常情况下,有丝分裂产生的子细胞基因型相同,减数分裂产生的子细胞基因型各不相同
【解析】选A。有丝分裂和减数分裂均通过DNA复制形成两套完全相同的核基因,A正确;有丝分裂和减数分裂过程中都发生一次着丝点分裂导致染色单体消失,染色体不会消失,B错误;有丝分裂与减数分裂过程中同源染色体的行为不相同,染色体数目变化也不相同,C错误;在正常情况下,有丝分裂产生的子细胞基因型相同,减数分裂产生的子细胞基因型两两相同,D错误。
2.(2021·大同模拟)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中,依次形成四个不同时期的细胞,其染色体组数和同源染色体对数如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.甲形成乙过程中,DNA复制前需合成rRNA和蛋白质
B.乙形成丙过程中,同源染色体分离,着丝点不分裂
C.丙细胞中,性染色体只有一条X染色体或Y染色体
D.丙形成丁过程中,同源染色体分离导致染色体组数减半
【解析】选A。甲形成乙过程中,进行DNA复制,所以复制前需合成rRNA和蛋白质,A正确;由图可推知,乙可表示减数第一次分裂前、中、后期,丙处于减数第二次分裂后期。乙形成丙过程中,先同源染色体分离,形成次级精母细胞,后着丝点分裂,染色体数目加倍,B错误;丙细胞中,着丝点分裂,染色体数目加倍,性染色体有两条X染色体或Y染色体,C错误;丁为精细胞,所以丙→丁过程中姐妹染色单体分离形成的两条染色体分别移到两个子细胞导致染色体组数减半,细胞中不含同源染色体,D错误。
【加固训练】
图1是某雄性动物(XY型)体内一个正在分裂的原始生殖细胞,图中字母表示其染色体上的部分基因,图2表示该生物体内某细胞在分裂过程中,细胞内每条染色体上DNA含量变化(甲曲线)和细胞核中染色体数目的变化(乙曲线)。据图分析,下列有关叙述错误的是 ( )
A.由图1可知,具有这种基因型的动物可以产生8种比例相等的配子
B.形成图2中EF段变化的原因是细胞中染色体的着丝点发生了分裂
C.两条姐妹染色单体相同位点上出现不同基因的变化可发生在BD段
D.图1表示的细胞正在进行有丝分裂,其产生的子细胞是精原细胞
【解析】选A。图1细胞中同源染色体没有分开,应处于有丝分裂中期,该生物的基因组成为AaBbXeY,因为A和b、a和B连锁,不遵循自由组合定律,不能产生8种比例相等的配子,A错误;着丝点分裂,染色体数目加倍,每条染色体上的DNA数目减半,B正确;两条姐妹染色单体相同位点上出现不同基因的变化可能是基因突变(发生在BC段)或同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换(发生在CD段),C正确;图1细胞中同源染色体没有分开,应处于有丝分裂中期,其产生的子细胞是精原细胞,D正确。
3.(2021·皖南八校联考)不考虑突变和交叉互换,回答下列有关减数分裂的问题。
(1)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中 。
(2)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=16)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有 条;减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有 条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为 。
(3)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=8)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,那么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有 条;减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有 条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为 。
【解析】(1)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中染色体复制一次,而细胞连续分裂两次。(2)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=16)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有4条;减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有2条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为100%。(3)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N=8)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,那么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有8条;由于同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合,再加上每对同源染色体中只有一条有15N标记,故减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有0或2或4或6或8条;其产生含有15N标记的卵细胞的概率为15/16。
答案:(1)染色体复制一次,而细胞连续分裂两次 (2)4 2 100%(或1)
(3)8 0或2或4或6或8 15/16
【方法技巧】DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析方法
(1)首先确定细胞分裂方式是有丝分裂还是减数分裂,有丝分裂常以一条染色体为研究对象,减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。
(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。
(3)最后图示细胞分裂过程,如图:
高频考点二 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
1.细胞分化中的变与不变:
(1)不变:DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂,体细胞核的遗传物质相同,细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。
(2)变:mRNA、蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达,导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异,进而导致蛋白质存在差异,从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异。
2.细胞分化和全能性的判断:
(1)细胞分化的判断标准:
①细胞水平:同一来源的细胞是否形成形态、结构及生理功能不同的组织细胞(且细胞器种类、数量也有差异)。
②分子水平:a.是否有特殊基因(奢侈基因)的表达。b.是否含有特殊(或特有)化学成分如血红蛋白、抗体、胰岛素等。
(2)细胞全能性的判断标准:
①起点——是否为“离体”的器官、组织或细胞。
②终点——是否为“完整个体”。
3.细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的关系:
(1)只有“癌变”时涉及遗传信息改变。
(2)只有“癌变”与“坏死”是不利的,其他生命历程(分裂、分化、衰老、凋亡)均是有积极意义的。
【典例】(2021·山东等级考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是 ( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
关键信息 转化成已有知识
目标蛋白进入溶酶体被降解 属于细胞自噬,目标蛋白被降解为氨基酸,可被细胞再利用
该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量 α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解之后,细胞内的α-酮戊二酸无法合成,含量会降低
【解析】选C。α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,其降解产物可被细胞再利用,A正确;根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B正确;根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C错误;目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,D正确。
细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。以上过程体现了生物膜具有的功能有哪些 有研究发现上述过程在营养缺乏条件下会加快进行,试推测其生物学意义是什么。
提示:体现了生物膜具有物质运输和信息交流的功能;在营养缺乏条件下,细胞可以通过上述过程降解自身物质获得维持生存所需的物质和能量。
1.(2021·黄冈一模)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是 ( )
A.a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化
B.乙和丙的染色体组成相同
C.丁与戊的细胞器的种类、数目相同
D.甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同
【解析】选C。a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化,A正确;乙和丙都是由同一个早期胚胎细胞有丝分裂形成的,因此它们的染色体组成相同,B正确;丁与戊都是由同一个早期胚胎细胞分裂分化而来,细胞中细胞器的种类、数目不完全相同,C错误;由于基因的选择性表达,甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同,D正确。
2.(2021·益阳模拟)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)。如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.应用该技术可大大降低免疫排斥反应,提高器官移植的成功率
B.iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞相同
C.关键基因表达使细胞功能趋向专门化,降低了细胞的分化程度
D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
【解析】选A。诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植,避免了发生免疫排斥反应,能提高器官移植的成功率,A正确;由图分析可知,往肌肉细胞中移入4个关键基因,关键基因表达可使肌肉细胞成为iPS细胞,故iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不完全相同,B错误;关键基因表达使高度分化的细胞成为干细胞,降低了细胞的分化程度,没有使细胞功能趋向专门化,C错误;图示过程中iPS细胞只是分化形成各种细胞,没有形成个体,故没有体现iPS细胞的全能性,D错误。
3.(2021·咸阳模拟)秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后,原先应该凋亡的131个细胞依然存活;ced9基因突变会导致所有细胞在胚胎期死亡,无法得到成虫。据此推测不合理的是 ( )
A.ced9基因直接抑制ced3、ced4基因表达
B.ced9基因在线虫发育过程中具有重要作用
C.ced3、ced4基因在线虫发育过程中调控细胞凋亡
D.ced3、ced4基因是131个细胞中选择性表达的基因
【解析】选A。秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后,原先应该凋亡的131个细胞依然存活,说明ced3、ced4基因是线虫发育过程中调控细胞凋亡的基因;ced9基因突变会导致所有细胞在胚胎期死亡,说明ced9基因是保证细胞正常生命活动的基因,不能说明ced9基因直接抑制ced3、ced4基因表达。
4.(新情境挑战题)二甲双胍(Met)是广泛应用于临床的降血糖药物,近年来发现它也可降低肿瘤发生的风险。为探究Met对肝癌细胞增殖的影响,用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞,结果如图1所示。用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量,结果如图2所示。下列说法正确的是 ( )
A.细胞发生癌变的根本原因是原癌基因或抑癌基因发生突变
B.图1实验的自变量是二甲双胍(Met)的浓度
C.由图2结果可推测二甲双胍(Met)可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期
D.由实验结果可推测Met通过减少ATP供应,抑制肝癌细胞的有丝分裂
【解析】选C。细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,A错误;图1实验的自变量是二甲双胍(Met)的浓度和处理时间,B错误;据图2分析,与对照组相比,两种Met浓度处理后的G1期的细胞都增多了,而S期、G2期的细胞都减少了,说明Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期,C正确;由实验结果推测Met通过抑制DNA复制而抑制肝癌细胞的有丝分裂,D错误。
【知识拓展】图解细胞发生癌变的机理
(1)明确单一基因突变不能引发细胞癌变;细胞癌变是一系列的原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
(2)联系基因和染色体的关系,明确染色体损伤可能导致基因缺失。
(3)细胞癌变后形态结构和生理功能会发生一系列变化。
热考题型 减数分裂和可遗传变异
1.减数分裂与基因重组:
(1)非同源染色体上的非等位基因:在减数第一次分裂后期,可因同源染色体分离,非同源染色体自由组合而出现基因重组,如A与B或A与b组合。
(2)同源染色体上的非等位基因:在减数第一次分裂四分体时期,可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组,例如原本A与B组合,a与b组合,经重组可导致A与b组合,a与B组合。
2.减数分裂与基因突变:
(1)类型:
(2)姐妹染色单体(或分开后形成的子染色体上)存在等位基因的原因分析:
①若为有丝分裂(如图1),则为基因突变。
②若为减数分裂(如图2),则可能是交叉互换或基因突变,需要再结合个体的基因型和基因个数进行判断。
3.减数分裂与染色体变异:
(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律:
①如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常;②如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常。如图所示:
(2)XXY与XYY异常个体的成因分析:
①XXY成因:
②XYY成因:父方减数第二次分裂异常,即减数第二次分裂后期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。
1.(2021·曲靖模拟)如图表示一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是 ( )
A.非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
B.B与b的分离发生在减数第一次分裂
C.A与a的分离只发生在减数第一次分裂
D.基因突变是等位基因A、a和B、b产生的根本原因
【解析】选C。在两条非姐妹染色单体上都有黑色和白色两种片段,说明两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,A正确;在减数第一次分裂的后期,两条同源染色体上的等位基因B和b随着同源染色体的分开而分离,B正确;由图可知,两条染色体上A与a所在部分发生了交叉互换,因此,A与a的分离发生在减数第一次分裂的后期和减数第二次分裂的后期,C错误;等位基因产生的根本原因是基因突变,D正确。
2.(2021·郑州模拟)如图表示某哺乳动物体内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色体变异)。据图分析,下列有关叙述正确的是 ( )
A.图中共有7条染色单体
B.等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C.该细胞发生了基因突变,2号染色体上的基因A突变为a
D.该细胞分裂完成产生的生殖细胞分别是aY、aY、aX和AX
【解析】选D。题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数第一次分裂后期的图像,此时每条染色体均含有两条姐妹染色单体,因此图中共有8条染色单体,A错误;据图可知,图中的基因在间期发生了基因突变,导致同一条染色体上带有两个不同的等位基因,此时等位基因的分离也可以发生在减数第二次分裂后期,B错误;该细胞发生了基因突变,但不确定2号染色体上的基因是显性突变(a→A)还是隐性突变(A→a),C错误;据图可知,3号与4号染色体大小、形状不同,且3号较小,因此3号是Y染色体,4号是X染色体,根据减数分裂的规律可知该细胞分裂完成产生的生殖细胞分别是aY、aY、aX和AX,D正确。
3.(2021·蚌埠模拟)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了一次
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。该果蝇的基因型为AaXbY,其处于四分体时期的初级精母细胞中染色体及基因组成为等位基因,A、a位于常染色体上,b位于X染色体上。精细胞甲和精细胞乙在减数分裂过程中发生染色体变异不同,根据题干可以得出它们不可能来自同一个初级精母细胞,A正确;与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常细胞,其基因和染色体组成为AXbY、a、a,B正确;精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂后期,着丝点分裂后,两条Y染色体移向细胞的同一极,而不是染色体多复制一次,C错误;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,移向了细胞的同一极,D正确。
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