【备考2024】高中生物一轮复习学案 第5讲 细胞的生命历程（含解析）
文档属性
| 名称 | 【备考2024】高中生物一轮复习学案 第5讲 细胞的生命历程（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 5.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-16 13:03:51 | ||
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文档简介
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第5讲 细胞的生命历程
一、细胞周期的调控
1．分裂间期
分裂间期又分为G1期、S期和G2期，G1期进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备；S期合成DNA；G2期进行RNA和蛋白质的合成。G1期与G2期的区别是G1期合成的RNA和有关蛋白质大多是与DNA复制有关的，如解旋酶、DNA聚合酶、组成染色体的蛋白质等；而G2期合成的RNA和有关蛋白质大多是与分裂期有关的，如微管蛋白，以形成纺锤丝等结构。
2．细胞周期的调控
（1）细胞周期蛋白（细胞周期蛋白自身没有酶活性，其浓度在细胞周期中呈周期性升降，因此称为细胞周期蛋白，当与细胞周期蛋白依赖性激酶结合后，能激活细胞周期蛋白依赖性激酶）与细胞周期蛋白依赖性激酶构成细胞周期调控的核心(图5-1)。
（2）细胞周期检点
细胞中还存在一套保证DNA复制和染色体分配质量和检查机制，即细胞周期检点。细胞周期检点有两个重要的作用，一是保证细胞周期事件在前一个事件没有完成前不能开始，二是使细胞周期的起始依赖于细胞周围的环境条件。如果细胞内外条件不利，控制系统可以在G1期、G2期和M期检验点暂停。各检查点分布及检查内容如图5-2所示。
3．与细胞周期有关的“三变”
(1)基因突变：在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内、外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。如对植物组织培养过程中的愈伤组织进行化学物质或射线等影响，进而产生基因突变导致形成突变体。
(2)染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。
(3)细胞癌变：在分裂间期，用药物作用于癌细胞，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。
二、细胞分化
1．细胞分化的实质是基因选择性表达。同一个体不同类型的细胞各自选择性表达相关基因，其产物不仅决定细胞的形态，而且执行特定的功能。
2．细胞分化并非多细胞有机体独有的特征，单细胞生物也存在细胞分化。单细胞生物的细胞分化主要是为了直接应对外界环境的变化。
3．影响细胞分化的因素
①细胞质的诱导受精卵卵裂产的子细胞内的遗传物质是相同的，但细胞质组分并不完全相同，从而影响细胞的分化。
②细胞之间的相互影响多细胞生物的细胞之间存在相互协调的关系，这种相互关系对细胞分化也有重要影响。
4．细胞是否分化及分化的方向是由内因和外因共同决定的。内因主要是基因组的整体表达情况和该细胞所经历的发育过程或所处的发育阶段。外因则是指该细胞所处的周边环境，包括与之相邻的细胞、所接收的信号分子等。
三、细胞的衰老和凋亡
1．细胞衰老学说
端粒是染色体末端一段高度简单重复的核苷酸序列（5 到3 方向的链，富含GT)和蛋白质组成的复合体。在分裂的细胞中，端粒核苷酸序列的合成只能在端粒酶的催化下完成。端粒酶是一种逆转录酶，它由RNA和蛋白质组成，以自身RNA为模板，合成端粒核苷酸序列，加到新合成DNA链末端（图5-3）。一般情况下，动物的生殖细胞、干细胞和癌细胞中的端粒酶具有活性。大多数正常细胞中端粒酶的活性很低，无法有效地延长端粒。若癌细胞中的端粒酶失活，能够导致癌细胞增殖停滞，引发癌细胞的衰老。人体细胞的端粒长度随着分裂次数增加不断缩短。
2．氧化损伤学说
细胞代谢的过程中会产生活性氧基团或分子,如氧自由基、羟自由基、过氧化氢等，它们容易与细胞内的生物大分子发生反应，对许多细胞组分造成损伤。例如，造成质膜中的不饱和脂肪酸氧化，从而使膜结构发生改变，导致膜的运输功能紊乱甚至丧失（图5-4)；造成蛋白质发生交联、变性，使酶失活；造成DNA断裂、交联，以及碱基羟基化和碱基切除等。
氧化性损伤的积累会导致细胞衰老。正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统。前者如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶；后者有维生素E、醌类物质等电子受体。
3．细胞凋亡
细胞凋亡的过程分为三个阶段：凋亡起始、凋亡小体形成和吞噬。
凋亡起始：细胞皱缩，核糖体逐渐与内质网分离，内质网囊腔膨胀，逐渐与质膜融合，核染色质固缩。
凋亡小体形成：细胞中染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器聚集在一起，被反折的细胞质膜包裹，形成球形的结构，称为凋亡小体。
吞噬：凋亡细胞的质膜发生改变，如表面糖基发生改变，可以被巨噬细胞表面的凝集素识别，最后凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞吞噬。
四、教材拾遗
1．果蝇的生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察，是遗传学上常用的实验材料。
2．“13三体综合征”患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。
3．减数分裂I与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
4．不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。例如，气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防。
5．吸烟会影响男性精子的数量和质量。
6．在成熟的生物体中，细胞的自然更新，某些被病原体感染的细胞的清除，都是通过细胞凋亡完成的。通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。
7．减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的染色体数目减少一半。
8．减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。四分体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段。
9．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
10．一个初级卵母细胞经过减数分裂，形成一个卵细胞和三个极体。其中三个极体不久都退化消失，结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。
11．比较同一时刻同一种生物不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化情况。这一做法能够成立的逻辑前提是同一生物的细胞，所含遗传物质相同；增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。
12．子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代遗传物质的贡献是不一样的。受精过程中，通常是精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，只含极少量的细胞质。而其中的线粒体含少量DNA(植物细胞质中的叶绿体也含少量DNA)，对生物的遗传也有影响。
1．（2023·江苏盐城·盐城中学校考模拟预测）如图为香葱根尖细胞分裂图，下列相关说法不正确的是（ ）
A．图中③细胞所在时期观察染色体的形态和数目最佳
B．图中④细胞中染色体在纺锤丝的牵引下正在移向两极
C．图示过程可发生可遗传变异中的基因突变
D．图中细胞分裂顺序为①③④②
【答案】B
【详解】A、图中③细胞中染色体的着丝粒排在细胞中央赤道板的部位，此时细胞中染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的形态和数目的最佳时期，A正确；B、图中④细胞中染色体的着丝粒分裂，细胞中染色体数目暂时加倍，处于有丝分裂后期，图示细胞中的染色体不会在纺锤丝的牵引下继续移动，因为此时的细胞已经死亡，B错误；C、在有丝分裂间期，由于DNA复制时，两条链解开，DNA分子不稳定，容易发生基因突变，图示过程可发生可遗传变异中的基因突变，C正确；D、根据图中染色体的行为变化可知，图中细胞分裂顺序为①前期、③中期、④后期、②末期，D正确。
2．（2023·江苏徐州·校考模拟预测）细胞周期控制器是由细胞周期蛋白依赖激酶（CDK）和细胞周期蛋白（cyclin)两种蛋白质构成的复合物。下图为多种cyclin在细胞周期中的表达情况，Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性。下列相关叙述错误的是（ ）
A．cyclinA蛋白可能参与DNA的复制
B．cyclinB可能与启动纺锤体的组装及纺锤丝与染色体的连接有关
C．若细胞要顺利进入M期时，Weel蛋白激酶的活性会增强
D．若Weel蛋白激酶活性降低，则细胞分裂间期的时间减少
【答案】C
【详解】A、S期完成DNA分子的复制，cyclinA蛋白在S期合成和增加，与DNA的复制同步，推测cyclinA蛋白可能参与DNA的复制，A正确；B、cyclinB蛋白在G2期开始合成，在M期前期达到最多，之后逐渐降低，可能与前期细胞分裂的变化相关，如启动纺锤体的组装及纺锤丝与染色体的连接等，B正确；C、Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性，而细胞入M期，cyclinB表达水平上升，说明细胞进入M期cyclinB-CDK复合物的合成及活性表现正常，则此时Weel蛋白激酶的活性减弱，C错误；D、Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性，所以它的活性增强会阻止细胞从分裂间期进入分裂期，它的活性减弱会让细胞进入分裂期更容易，分裂间期时间减少，D正确。
3．（2023·江苏·江苏省前黄高级中学校考模拟预测）细胞培养过程中的细胞多处于不同的细胞周期（G1、S、G2、M期分别为DNA合成前期、DNA复制期、DNA合成后期、细胞裂期）时相中，DNA合成阻断法可实现细胞周期的同步化。TdR是一种DNA 合成抑制剂，将过量的TdR加入连续增殖的细胞培养液中，处于S期的细胞立即被抑制，处于其他时期的细胞不受影响。将TdR洗脱后更换培养液，阻断于S期的细胞开始沿细胞周期正常运行。叙述正确的是（ ）
A．要实现丙图状态，需要在第一次洗脱后培养时长<（G1＋M＋G2）时加入TdR
B．第一次将过量的TdR加入细胞培养液中培养（G1＋G2＋M）时长后，细胞处于乙状态
C．为了实现培养液中所有细胞的同步化，需要3次加入TdR
D．第一次更换培养液后，S<培养时长<（G1＋M＋G2）时，细胞处于甲状态
【答案】A
【详解】A、若要实现丙图的状态，需在第一次洗脱TdR后未达（G1＋M＋G2）时长前第二次加入过量TdR，这样能防止最先出S期的细胞再次进入S期，A正确；B、第一次将过量的TdR加入细胞培养液中培养（G1＋G2＋M）时长后，处于S期的细胞被抑制，处于G1、G2、M期的细胞正常分裂，细胞处于G1和S交界，因此所有细胞处于G1、S交界和S期，如甲图，B错误；C、为了实现培养液中所有细胞的同步化，需要2次加入TdR，第一次将过量的TdR加入细胞培养液中培养（G1＋G2＋M）时长后，所有细胞处于G1、S交界和S期，然后洗脱更换培养液，继续培养时长大于S小于（G1＋G2＋M），然后第二次加入TdR，所有细胞被阻断在刚进入S期，C错误；D、第一次更换新鲜培养液后，阻断于S期的细胞，开始复制DNA并沿细胞周期运转，S<培养时长<（G1＋M＋G2）时，，细胞所处状态如图乙，D错误。
4．（2023·江苏南通·统考三模）“雨过不知龙去处，一池草色万蛙鸣”描述的是初夏时节雨过天晴后池塘水满，青草滴翠，万蛙齐鸣的景色。蛙鸣是雄蛙的求偶行为。下列关于受精卵发育成青蛙过程的叙述错误的是（ ）
A．存在基因的选择性表达
B．存在细胞的程序性死亡
C．存在细胞萎缩细胞核增大的现象
D．只存在有丝分裂这一种分裂方式
【答案】D
【详解】A、受精卵发育成青蛙的过程中存在细胞分化，细胞分化的本质是基因的选择性表达，A正确；B、受精卵发育成青蛙过程存在细胞的正常死亡现象，这属于细胞凋亡，B正确；
C、受精卵发育成青蛙过程存在细胞衰老，细胞衰老时细胞失水，细胞萎缩，细胞核体积变大，C正确；D、蛙的红细胞的细胞分裂方式是无丝分裂，因此不止有丝分裂一种分裂方式，D错误。
5．（2023·江苏·模拟预测）CDK1（周期蛋白依赖性蛋白激酶）对细胞周期起着核心性调控作用，激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，其活性的调节过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
注：CyclinB/A为周期蛋白，Thr14、Tyr15和Thr161分别对应CDK1第14位的苏氨酸、第15位的酪氨酸和第161位的苏氨酸。
A．激活后的CDK1在细胞有丝分裂前期起作用
B．抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用
C．CDK1发挥作用之后会被相关酶降
D．磷酸化的CDK1携带的磷酸基团可能来自ATP
【答案】C
【详解】A、根据题意可知，CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，有丝分裂前期染色质丝螺旋化，缩短变粗，因此CDK1发挥作用的时间为有丝分裂的前期，A正确；B、由图可知，有激酶活性时CDK1与CyclinB/A复合物中的Thr161处于磷酸化状态，因此抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用，B正确；C、有激酶活性的CDK1发挥作用后CyclinB/A会被相关酶降解，CDK1变为无激酶活性状态，C错误；D、ATP水解后的磷酸基团具有较高的转移势能，易与蛋白质结合并使其结构发生改变，因此CDK1磷酸化的磷酸基团很有可能来自ATP的水解，D正确。
6．（2023·江苏南通·统考二模）线粒体结构和功能的改变是细胞衰老的重要原因，下列有关细胞衰老加快的原因分析错误的是 （ ）
A．线粒体功能受损，导致细胞自稳态失衡
B．随分裂次数的增加，线粒体端粒DNA缩短
C．线粒体氧化应激反应损伤，产生的自由基积累
D．细胞自噬发生障碍，受损的线粒体不能被清除
【答案】B
【详解】A、线粒体功能受损，细胞供能障碍，导致细胞自稳态失衡，A正确；B、端粒是染色体末端的DNA序列，线粒体里是环状DNA，B错误；C、有氧呼吸线粒体生成自由基，若线粒体氧化应激反应损伤，产生的自由基积累，C正确；D、通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素，当细胞自噬发生障碍，受损的线粒体不能被清除，D正确。
7．（2023·江苏·统考一模）线粒体在代谢中会产生H2O2、含氧自由基等活性氧，大量活性氧会导致线粒体膜结构损伤，并产生更多活性氧。下列叙述错误的是（ ）
A．H2O2能被细胞内的过氧化氢酶催化分解
B．含氧自由基不会损害细胞中的DNA
C．大量活性氧的产生会导致有氧呼吸的第三阶段受阻
D．大量活性氧的产生可能是导致细胞衰老的原因之一
【答案】B
【详解】A、H2O2能被细胞内的过氧化氢酶催化分解，在动物的肝脏细胞中过氧化氢酶的含量较多，A正确；B、含氧自由基会攻击细胞中的DNA，可能引起细胞衰老，B错误；C、大量活性氧会导致线粒体膜结构损伤，而有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，所以大量活性氧的产生会导致有氧呼吸的第三阶段受阻，C正确；D、大量活性氧的产生，可能导致某些细胞结构受损，所以大量活性氧的产生可能是导致细胞衰老的原因之一，D正确。
8．（2023·江苏·一模）动物细胞的存活与存活因子有密切关系。存活因子与细胞表面的受体结合后，启动细胞内部信号途径，抑制细胞凋亡，下图表示其过程。相关说法正确的是（ ）
A．细胞中的Bcl-2 mRNA量增加，凋亡程序启动
B．存活因子受体的竞争抑制剂不会加速细胞凋亡
C．动物体细胞核中都存在Bc1-2基因，细胞凋亡与特定基因的表达量有关
D．细胞的分裂、分化、衰老、坏死是所有细胞都必须要经历的阶段
【答案】C
【详解】A、分析题图可知，细胞中的Bcl-2mRNA量增加，会合成Bcl-2蛋白质，抑制细胞凋亡，A错误；B、存活因子受体的竞争抑制剂会阻碍存活因子与受体细胞表面的特异性受体结合后，抑制Bc1-2基因的表达，促进凋亡，B错误；C、由同一个受精卵发育而来的细胞中基因都相同，动物体细胞中都存在Bc1-2基因，细胞凋亡是基因决定的细胞的程序性死亡，故细胞凋亡与特定基因的表达量有关，C正确；D、不是所有细胞都经历裂、分化、衰老、凋亡过程，由于某些不利因素的影响，有些细胞可能还未衰老就坏死了或凋亡了，再比如哺乳动物成熟红细胞即无分裂、分化等过程，D错误。
9．(多选)（2023·江苏·统考模拟预测）研究表明，葡萄糖能调节类甲基化转移酶3（METTL3）的合成，进而影响细胞的增殖。为进一步探究METTL3在葡萄糖诱导下的作用机制，研究人员以大鼠肾小管上皮细胞为材料进行了相关实验，结果如下表。下列说法正确的是（ ）
组别 细胞增殖率（％） 分裂间期各阶段细胞比例（％）
G1期 S期 G2期
对照组 100 63.67 27.98 8.35
高糖组 85.96 63.13 25.37 11.51
高糖+METTL3合成抑制剂组 94.88 55.94 30.47 13.58
注：对照组和高糖组的葡萄糖浓度分别为5.5mmol/L和35mmol/L
A．该实验的自变量是葡萄糖的浓度
B．METTL3会抑制细胞从G1期进入S期
C．高糖会促进METTL3的合成，进而抑制细胞增殖
D．METTL3的合成在G2期进行
【答案】BC
【详解】A、该实验的自变量是METTL3的有无和葡萄糖的浓度，A错误；B、比较高糖组和高糖+METTL3合成抑制剂组分裂间期各阶段细胞比例可知，高糖+METTL3合成抑制剂组的G1期细胞比例减少，S期细胞比例增大，则说明METTL3会抑制细胞从G1期进入S期，B正确；C、分析三组实验细胞增殖率可知，高糖会促进METTL3的合成，进而抑制细胞增殖，C正确；D、METTL3会抑制细胞从G1期进入S期，因此METTL3的合成在G1期进行，D错误。
10．（多选）（2023·江苏连云港·统考模拟预测）研究人员将果蝇在不同黑暗处理（DD）后，转移到蓝光（BL）下，发现暴露在蓝光下的果蝇不仅会发生视网膜和大脑神经元受损，还存在明显的运动能力下降及睡眠和昼夜节律紊乱等现象。蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降。部分研究指标变化如下图。下列相关说法正确的是（ ）
A．蓝光导致生物体衰老、昼夜节律紊乱的受体可能在线粒体内
B．老龄果蝇更容易受到蓝光的伤害，蓝光导致果蝇寿命大大缩短
C．研究中应让幼虫于黑暗环境中饲养一段时间再给予不同强度蓝光照射
D．蓝光照射导致果蝇视网膜和大脑神经元受损的原因可能是能量供应不足
【答案】ABD
【详解】A、题目信息显示，蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降，据此推测，蓝光导致生物体衰老、昼夜节律紊乱的受体可能在线粒体内，A正确；B、题中显示，蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降，说明老龄果蝇更容易受到蓝光的伤害，且根据实验结果可以看出，蓝光照射占比越大，果蝇寿命中位值以下占比越大，因而可知，蓝光会导致果蝇寿命大大缩短，B正确；C、根据实验思路可推测，研究中的操作是应让幼虫于黑暗环境中饲养一段时间再给予相同强度但不同时长的蓝光照射，C错误；D、根据实验结果可推测，蓝光照射导致线粒体活性下降，进而导致细胞中能量供应不足，引起果蝇视网膜和大脑神经元受损，D正确。
1.（2023·山东卷）6. 减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是（ ）
A. 卵细胞基因组成最多有5种可能
B. 若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee
C. 若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能
D. 若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能
【答案】C
【解析】A、正常情况下，卵细胞的基因型可能为E或e，减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体上的基因为EE或ee，着丝粒（点）分开后，2个环状染色体互锁在一起，2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，卵细胞的基因型可能为EE、ee、__（表示没有相应的基因），若减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，卵细胞的基因组成还可以是Ee，卵细胞基因组成最多有6种可能，A错误；B、不考虑其他突变和基因被破坏的情况，若卵细胞为Ee，则减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体基因型为__，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee和__，B错误；C、卵细胞为E，且第一极体不含E，说明未发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体，为E，另外两个极体为e或ee、__，C正确；D、若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则与卵细胞同时产生的第二极体为ee或EE，第一极体为EE或ee，最多有2种可能，D错误。
2. （2023·湖南卷）7. 基因Bax和Bd-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B. TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C. TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D. 可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
【答案】D
【解析】A、细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动，都受遗传信息的调控，A正确；B、据题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降，Bax基因表达量增加，细胞凋亡率增加，由此可以得出，TRPM7基因可能通过抑制Bas基因的表达来抑制细胞凋亡，B正确；C、siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高，Bcl-2基因表达量降低，而Bcl-2基因抑制细胞凋亡，故TRPM7基因可能通过促进Bel-2基因的表达来抑制细胞凋亡，C正确；D、由题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组，Bax基因表达量增加，Bdl-2基因表达量减少，细胞凋亡率增加，所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症，D错误。
3．（2023·湖南卷） 某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致，某家系中一男性患者与一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是（ ）
A．父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期，X和Y染色体片段交换
B．父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离
C．母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变
D．该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变
【答案】B
【解析】假设X染色体上的显性致病基因为A，非致病基因为a，若父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期，X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段互换，导致Y染色体上有显性致病基因，从而生出基因型为XaYA的患病男孩，A不符合题意；B、若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或YY的精子，从而生出基因型为XaYY的不患病男孩，B符合题意；C、因为基因突变是不定向的，母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因，从而生出基因型为XAY的患病男孩，C不符合题意；D、若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，也可能导致该男孩出现XAY的基因型，D不符合题意。
4. (2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表（单位：个）。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是（ ）
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A. 丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆
B. 五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分
C. 五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D. 戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
【答案】C
【解析】A、丙和丁差别在于分裂间期和末期的数量不同，在区分两个时期时丙和丁同学判断结果不同，分裂时期发生混淆，A正确；B、有丝分裂中期，染色体整齐排列在细胞中央，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；C、取用的材料处于旺盛的分裂阶段时，观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期，只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多，可能原因是该同学是将其中的某个视野放大拍照进行记录的，在该区域处于分裂间期的细胞比例相对较低，故五位同学记录的间期细胞数不多，C错误；D、戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则有关，戊的细胞计数规则可能与其他同学不同，D正确。
5. (2023·湖北卷)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是（ ）
A. 乳酸可以促进DNA的复制
B. 较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C. 癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D. 敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
【答案】D
【解析】A、根据题目信息可知乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程，乳酸不能促进DNA复制，能促进有丝分裂后期，A错误；B、乳酸能促进有丝分裂后期，进而促进分裂，B错误；C、无氧呼吸发生在细胞质基质，不发生在线粒体，C错误；D、根据题目信息，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，故敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平，D正确。
6．(2023·浙江6月卷)某动物（2n=4）的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是（ ）
A. 甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B. 甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C. 若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D. 形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
【答案】B
【解析】A、甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐的排列在赤道板上，为有丝分裂中期，乙细胞不含有同源染色体，着丝粒分裂，为减数第二次分裂的后期，A正确；B、甲细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子 ，B错误；C、甲细胞分裂后产生AAXBY或AaXBY两种基因型的子细胞，C正确；D、形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合，发生了基因重组，同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上，发生了染色体结构的变异，D正确。
7．(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致基因A和a进入不同细胞的时期是 ( )
A．有丝分裂的后期 B．有丝分裂的末期
C．减数分裂Ⅰ D．减数分裂Ⅱ
【答案】D
【解析】有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，也不会发生互换，不会发生等位基因A和a进入不同细胞的现象，A、B错误；根据题意，某动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有A、A、a、a 4个基因，减数分裂Ⅰ发生同源染色体的分离，不发生姐妹染色单体的分离，C错误；在减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体分离，导致其上的基因A和a分开进入两个子细胞，D正确。
8．(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是 ( )
A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
【答案】B
【解析】图示细胞为洋葱根尖细胞的分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子加倍，所以b细胞含染色体16条、核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在间期，分裂间期细胞所占比例升高，D错误。
9．(2022·湖北卷)为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如右图所示。关于该患儿致病原因的叙述，错误的是 ( )
A．考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
B．考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
C．不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
D．不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
【答案】D
【解析】患儿含有来自母亲的A2、A3，如果发生互换，A2、A3所在的两条染色体可能是同源染色体，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ时21号染色体分离异常或减数分裂Ⅱ时21号染色体分离异常，A、B正确；不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ时21号染色体分离异常，C正确；不考虑同源染色体互换，患儿含有三个不同的等位基因，不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ时21号染色体分离异常，D错误。
10．(2022·湖北卷)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明，随着红系祖细胞分化为成熟红细胞，BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果，下列叙述错误的是 ( )
A．红系祖细胞可以无限增殖、分化为成熟红细胞
B．BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C．该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D．红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
【答案】A
【解析】红系祖细胞能分化为成熟红细胞，但不具有无限增殖的能力，A错误；BMI1基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍，推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化，B正确；若使BMI1基因过量表达，则可在短时间内获得大量成熟红细胞，可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路，C正确；当红系祖细胞分化为成熟红细胞后，BMI1基因表达量迅速下降，若使该基因过量表达，则成熟红细胞的数量快速增加，可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关，D正确。
11．(2022·浙江6月卷)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是 ( )
A．细胞凋亡是受基因调控的
B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C．人体各组织细胞的衰老总是同步的
D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
【答案】A
【解析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；细胞凋亡贯穿于整个生命历程，B错误；人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老，C错误；细胞衰老时呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D错误。
12．(2022·海南卷)人体细胞会经历增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。下列有关叙述错误的是 ( )
A．正常的B淋巴细胞不能无限增殖
B．细胞分化只发生在胚胎发育阶段
C．细胞产生的自由基可攻击蛋白质，导致细胞衰老
D．细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器，维持细胞内部环境的稳定
【答案】B
【解析】受抗原等刺激，正常的B淋巴细胞可增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞，B淋巴细胞的增殖、分化过程中遗传物质未改变，不具有无限增殖的特性，A正确；细胞分化贯穿于人体发育的各个时期，B错误；细胞衰老的自由基学说认为，细胞产生的自由基可攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，C正确；细胞的自噬作用可将细胞内受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，从而有利于维持细胞内部环境的稳定，D正确。
第5讲 细胞的生命历程
一、细胞周期的调控
1．分裂间期
分裂间期又分为G1期、S期和G2期，G1期进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备；S期合成DNA；G2期进行RNA和蛋白质的合成。G1期与G2期的区别是G1期合成的RNA和有关蛋白质大多是与DNA复制有关的，如解旋酶、DNA聚合酶、组成染色体的蛋白质等；而G2期合成的RNA和有关蛋白质大多是与分裂期有关的，如微管蛋白，以形成纺锤丝等结构。
2．细胞周期的调控
（1）细胞周期蛋白（细胞周期蛋白自身没有酶活性，其浓度在细胞周期中呈周期性升降，因此称为细胞周期蛋白，当与细胞周期蛋白依赖性激酶结合后，能激活细胞周期蛋白依赖性激酶）与细胞周期蛋白依赖性激酶构成细胞周期调控的核心(图5-1)。
（2）细胞周期检点
细胞中还存在一套保证DNA复制和染色体分配质量和检查机制，即细胞周期检点。细胞周期检点有两个重要的作用，一是保证细胞周期事件在前一个事件没有完成前不能开始，二是使细胞周期的起始依赖于细胞周围的环境条件。如果细胞内外条件不利，控制系统可以在G1期、G2期和M期检验点暂停。各检查点分布及检查内容如图5-2所示。
3．与细胞周期有关的“三变”
(1)基因突变：在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内、外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。如对植物组织培养过程中的愈伤组织进行化学物质或射线等影响，进而产生基因突变导致形成突变体。
(2)染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。
(3)细胞癌变：在分裂间期，用药物作用于癌细胞，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。
二、细胞分化
1．细胞分化的实质是基因选择性表达。同一个体不同类型的细胞各自选择性表达相关基因，其产物不仅决定细胞的形态，而且执行特定的功能。
2．细胞分化并非多细胞有机体独有的特征，单细胞生物也存在细胞分化。单细胞生物的细胞分化主要是为了直接应对外界环境的变化。
3．影响细胞分化的因素
①细胞质的诱导受精卵卵裂产的子细胞内的遗传物质是相同的，但细胞质组分并不完全相同，从而影响细胞的分化。
②细胞之间的相互影响多细胞生物的细胞之间存在相互协调的关系，这种相互关系对细胞分化也有重要影响。
4．细胞是否分化及分化的方向是由内因和外因共同决定的。内因主要是基因组的整体表达情况和该细胞所经历的发育过程或所处的发育阶段。外因则是指该细胞所处的周边环境，包括与之相邻的细胞、所接收的信号分子等。
三、细胞的衰老和凋亡
1．细胞衰老学说
端粒是染色体末端一段高度简单重复的核苷酸序列（5 到3 方向的链，富含GT)和蛋白质组成的复合体。在分裂的细胞中，端粒核苷酸序列的合成只能在端粒酶的催化下完成。端粒酶是一种逆转录酶，它由RNA和蛋白质组成，以自身RNA为模板，合成端粒核苷酸序列，加到新合成DNA链末端（图5-3）。一般情况下，动物的生殖细胞、干细胞和癌细胞中的端粒酶具有活性。大多数正常细胞中端粒酶的活性很低，无法有效地延长端粒。若癌细胞中的端粒酶失活，能够导致癌细胞增殖停滞，引发癌细胞的衰老。人体细胞的端粒长度随着分裂次数增加不断缩短。
2．氧化损伤学说
细胞代谢的过程中会产生活性氧基团或分子,如氧自由基、羟自由基、过氧化氢等，它们容易与细胞内的生物大分子发生反应，对许多细胞组分造成损伤。例如，造成质膜中的不饱和脂肪酸氧化，从而使膜结构发生改变，导致膜的运输功能紊乱甚至丧失（图5-4)；造成蛋白质发生交联、变性，使酶失活；造成DNA断裂、交联，以及碱基羟基化和碱基切除等。
氧化性损伤的积累会导致细胞衰老。正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统。前者如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶；后者有维生素E、醌类物质等电子受体。
3．细胞凋亡
细胞凋亡的过程分为三个阶段：凋亡起始、凋亡小体形成和吞噬。
凋亡起始：细胞皱缩，核糖体逐渐与内质网分离，内质网囊腔膨胀，逐渐与质膜融合，核染色质固缩。
凋亡小体形成：细胞中染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器聚集在一起，被反折的细胞质膜包裹，形成球形的结构，称为凋亡小体。
吞噬：凋亡细胞的质膜发生改变，如表面糖基发生改变，可以被巨噬细胞表面的凝集素识别，最后凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞吞噬。
四、教材拾遗
1．果蝇的生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察，是遗传学上常用的实验材料。
2．“13三体综合征”患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。
3．减数分裂I与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
4．不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。例如，气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防。
5．吸烟会影响男性精子的数量和质量。
6．在成熟的生物体中，细胞的自然更新，某些被病原体感染的细胞的清除，都是通过细胞凋亡完成的。通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。
7．减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的染色体数目减少一半。
8．减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。四分体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段。
9．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
10．一个初级卵母细胞经过减数分裂，形成一个卵细胞和三个极体。其中三个极体不久都退化消失，结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。
11．比较同一时刻同一种生物不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化情况。这一做法能够成立的逻辑前提是同一生物的细胞，所含遗传物质相同；增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。
12．子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代遗传物质的贡献是不一样的。受精过程中，通常是精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，只含极少量的细胞质。而其中的线粒体含少量DNA(植物细胞质中的叶绿体也含少量DNA)，对生物的遗传也有影响。
1．（2023·江苏盐城·盐城中学校考模拟预测）如图为香葱根尖细胞分裂图，下列相关说法不正确的是（ ）
A．图中③细胞所在时期观察染色体的形态和数目最佳
B．图中④细胞中染色体在纺锤丝的牵引下正在移向两极
C．图示过程可发生可遗传变异中的基因突变
D．图中细胞分裂顺序为①③④②
【答案】B
【详解】A、图中③细胞中染色体的着丝粒排在细胞中央赤道板的部位，此时细胞中染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的形态和数目的最佳时期，A正确；B、图中④细胞中染色体的着丝粒分裂，细胞中染色体数目暂时加倍，处于有丝分裂后期，图示细胞中的染色体不会在纺锤丝的牵引下继续移动，因为此时的细胞已经死亡，B错误；C、在有丝分裂间期，由于DNA复制时，两条链解开，DNA分子不稳定，容易发生基因突变，图示过程可发生可遗传变异中的基因突变，C正确；D、根据图中染色体的行为变化可知，图中细胞分裂顺序为①前期、③中期、④后期、②末期，D正确。
2．（2023·江苏徐州·校考模拟预测）细胞周期控制器是由细胞周期蛋白依赖激酶（CDK）和细胞周期蛋白（cyclin)两种蛋白质构成的复合物。下图为多种cyclin在细胞周期中的表达情况，Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性。下列相关叙述错误的是（ ）
A．cyclinA蛋白可能参与DNA的复制
B．cyclinB可能与启动纺锤体的组装及纺锤丝与染色体的连接有关
C．若细胞要顺利进入M期时，Weel蛋白激酶的活性会增强
D．若Weel蛋白激酶活性降低，则细胞分裂间期的时间减少
【答案】C
【详解】A、S期完成DNA分子的复制，cyclinA蛋白在S期合成和增加，与DNA的复制同步，推测cyclinA蛋白可能参与DNA的复制，A正确；B、cyclinB蛋白在G2期开始合成，在M期前期达到最多，之后逐渐降低，可能与前期细胞分裂的变化相关，如启动纺锤体的组装及纺锤丝与染色体的连接等，B正确；C、Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性，而细胞入M期，cyclinB表达水平上升，说明细胞进入M期cyclinB-CDK复合物的合成及活性表现正常，则此时Weel蛋白激酶的活性减弱，C错误；D、Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性，所以它的活性增强会阻止细胞从分裂间期进入分裂期，它的活性减弱会让细胞进入分裂期更容易，分裂间期时间减少，D正确。
3．（2023·江苏·江苏省前黄高级中学校考模拟预测）细胞培养过程中的细胞多处于不同的细胞周期（G1、S、G2、M期分别为DNA合成前期、DNA复制期、DNA合成后期、细胞裂期）时相中，DNA合成阻断法可实现细胞周期的同步化。TdR是一种DNA 合成抑制剂，将过量的TdR加入连续增殖的细胞培养液中，处于S期的细胞立即被抑制，处于其他时期的细胞不受影响。将TdR洗脱后更换培养液，阻断于S期的细胞开始沿细胞周期正常运行。叙述正确的是（ ）
A．要实现丙图状态，需要在第一次洗脱后培养时长<（G1＋M＋G2）时加入TdR
B．第一次将过量的TdR加入细胞培养液中培养（G1＋G2＋M）时长后，细胞处于乙状态
C．为了实现培养液中所有细胞的同步化，需要3次加入TdR
D．第一次更换培养液后，S<培养时长<（G1＋M＋G2）时，细胞处于甲状态
【答案】A
【详解】A、若要实现丙图的状态，需在第一次洗脱TdR后未达（G1＋M＋G2）时长前第二次加入过量TdR，这样能防止最先出S期的细胞再次进入S期，A正确；B、第一次将过量的TdR加入细胞培养液中培养（G1＋G2＋M）时长后，处于S期的细胞被抑制，处于G1、G2、M期的细胞正常分裂，细胞处于G1和S交界，因此所有细胞处于G1、S交界和S期，如甲图，B错误；C、为了实现培养液中所有细胞的同步化，需要2次加入TdR，第一次将过量的TdR加入细胞培养液中培养（G1＋G2＋M）时长后，所有细胞处于G1、S交界和S期，然后洗脱更换培养液，继续培养时长大于S小于（G1＋G2＋M），然后第二次加入TdR，所有细胞被阻断在刚进入S期，C错误；D、第一次更换新鲜培养液后，阻断于S期的细胞，开始复制DNA并沿细胞周期运转，S<培养时长<（G1＋M＋G2）时，，细胞所处状态如图乙，D错误。
4．（2023·江苏南通·统考三模）“雨过不知龙去处，一池草色万蛙鸣”描述的是初夏时节雨过天晴后池塘水满，青草滴翠，万蛙齐鸣的景色。蛙鸣是雄蛙的求偶行为。下列关于受精卵发育成青蛙过程的叙述错误的是（ ）
A．存在基因的选择性表达
B．存在细胞的程序性死亡
C．存在细胞萎缩细胞核增大的现象
D．只存在有丝分裂这一种分裂方式
【答案】D
【详解】A、受精卵发育成青蛙的过程中存在细胞分化，细胞分化的本质是基因的选择性表达，A正确；B、受精卵发育成青蛙过程存在细胞的正常死亡现象，这属于细胞凋亡，B正确；
C、受精卵发育成青蛙过程存在细胞衰老，细胞衰老时细胞失水，细胞萎缩，细胞核体积变大，C正确；D、蛙的红细胞的细胞分裂方式是无丝分裂，因此不止有丝分裂一种分裂方式，D错误。
5．（2023·江苏·模拟预测）CDK1（周期蛋白依赖性蛋白激酶）对细胞周期起着核心性调控作用，激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，其活性的调节过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
注：CyclinB/A为周期蛋白，Thr14、Tyr15和Thr161分别对应CDK1第14位的苏氨酸、第15位的酪氨酸和第161位的苏氨酸。
A．激活后的CDK1在细胞有丝分裂前期起作用
B．抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用
C．CDK1发挥作用之后会被相关酶降
D．磷酸化的CDK1携带的磷酸基团可能来自ATP
【答案】C
【详解】A、根据题意可知，CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，有丝分裂前期染色质丝螺旋化，缩短变粗，因此CDK1发挥作用的时间为有丝分裂的前期，A正确；B、由图可知，有激酶活性时CDK1与CyclinB/A复合物中的Thr161处于磷酸化状态，因此抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用，B正确；C、有激酶活性的CDK1发挥作用后CyclinB/A会被相关酶降解，CDK1变为无激酶活性状态，C错误；D、ATP水解后的磷酸基团具有较高的转移势能，易与蛋白质结合并使其结构发生改变，因此CDK1磷酸化的磷酸基团很有可能来自ATP的水解，D正确。
6．（2023·江苏南通·统考二模）线粒体结构和功能的改变是细胞衰老的重要原因，下列有关细胞衰老加快的原因分析错误的是 （ ）
A．线粒体功能受损，导致细胞自稳态失衡
B．随分裂次数的增加，线粒体端粒DNA缩短
C．线粒体氧化应激反应损伤，产生的自由基积累
D．细胞自噬发生障碍，受损的线粒体不能被清除
【答案】B
【详解】A、线粒体功能受损，细胞供能障碍，导致细胞自稳态失衡，A正确；B、端粒是染色体末端的DNA序列，线粒体里是环状DNA，B错误；C、有氧呼吸线粒体生成自由基，若线粒体氧化应激反应损伤，产生的自由基积累，C正确；D、通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素，当细胞自噬发生障碍，受损的线粒体不能被清除，D正确。
7．（2023·江苏·统考一模）线粒体在代谢中会产生H2O2、含氧自由基等活性氧，大量活性氧会导致线粒体膜结构损伤，并产生更多活性氧。下列叙述错误的是（ ）
A．H2O2能被细胞内的过氧化氢酶催化分解
B．含氧自由基不会损害细胞中的DNA
C．大量活性氧的产生会导致有氧呼吸的第三阶段受阻
D．大量活性氧的产生可能是导致细胞衰老的原因之一
【答案】B
【详解】A、H2O2能被细胞内的过氧化氢酶催化分解，在动物的肝脏细胞中过氧化氢酶的含量较多，A正确；B、含氧自由基会攻击细胞中的DNA，可能引起细胞衰老，B错误；C、大量活性氧会导致线粒体膜结构损伤，而有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，所以大量活性氧的产生会导致有氧呼吸的第三阶段受阻，C正确；D、大量活性氧的产生，可能导致某些细胞结构受损，所以大量活性氧的产生可能是导致细胞衰老的原因之一，D正确。
8．（2023·江苏·一模）动物细胞的存活与存活因子有密切关系。存活因子与细胞表面的受体结合后，启动细胞内部信号途径，抑制细胞凋亡，下图表示其过程。相关说法正确的是（ ）
A．细胞中的Bcl-2 mRNA量增加，凋亡程序启动
B．存活因子受体的竞争抑制剂不会加速细胞凋亡
C．动物体细胞核中都存在Bc1-2基因，细胞凋亡与特定基因的表达量有关
D．细胞的分裂、分化、衰老、坏死是所有细胞都必须要经历的阶段
【答案】C
【详解】A、分析题图可知，细胞中的Bcl-2mRNA量增加，会合成Bcl-2蛋白质，抑制细胞凋亡，A错误；B、存活因子受体的竞争抑制剂会阻碍存活因子与受体细胞表面的特异性受体结合后，抑制Bc1-2基因的表达，促进凋亡，B错误；C、由同一个受精卵发育而来的细胞中基因都相同，动物体细胞中都存在Bc1-2基因，细胞凋亡是基因决定的细胞的程序性死亡，故细胞凋亡与特定基因的表达量有关，C正确；D、不是所有细胞都经历裂、分化、衰老、凋亡过程，由于某些不利因素的影响，有些细胞可能还未衰老就坏死了或凋亡了，再比如哺乳动物成熟红细胞即无分裂、分化等过程，D错误。
9．(多选)（2023·江苏·统考模拟预测）研究表明，葡萄糖能调节类甲基化转移酶3（METTL3）的合成，进而影响细胞的增殖。为进一步探究METTL3在葡萄糖诱导下的作用机制，研究人员以大鼠肾小管上皮细胞为材料进行了相关实验，结果如下表。下列说法正确的是（ ）
组别 细胞增殖率（％） 分裂间期各阶段细胞比例（％）
G1期 S期 G2期
对照组 100 63.67 27.98 8.35
高糖组 85.96 63.13 25.37 11.51
高糖+METTL3合成抑制剂组 94.88 55.94 30.47 13.58
注：对照组和高糖组的葡萄糖浓度分别为5.5mmol/L和35mmol/L
A．该实验的自变量是葡萄糖的浓度
B．METTL3会抑制细胞从G1期进入S期
C．高糖会促进METTL3的合成，进而抑制细胞增殖
D．METTL3的合成在G2期进行
【答案】BC
【详解】A、该实验的自变量是METTL3的有无和葡萄糖的浓度，A错误；B、比较高糖组和高糖+METTL3合成抑制剂组分裂间期各阶段细胞比例可知，高糖+METTL3合成抑制剂组的G1期细胞比例减少，S期细胞比例增大，则说明METTL3会抑制细胞从G1期进入S期，B正确；C、分析三组实验细胞增殖率可知，高糖会促进METTL3的合成，进而抑制细胞增殖，C正确；D、METTL3会抑制细胞从G1期进入S期，因此METTL3的合成在G1期进行，D错误。
10．（多选）（2023·江苏连云港·统考模拟预测）研究人员将果蝇在不同黑暗处理（DD）后，转移到蓝光（BL）下，发现暴露在蓝光下的果蝇不仅会发生视网膜和大脑神经元受损，还存在明显的运动能力下降及睡眠和昼夜节律紊乱等现象。蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降。部分研究指标变化如下图。下列相关说法正确的是（ ）
A．蓝光导致生物体衰老、昼夜节律紊乱的受体可能在线粒体内
B．老龄果蝇更容易受到蓝光的伤害，蓝光导致果蝇寿命大大缩短
C．研究中应让幼虫于黑暗环境中饲养一段时间再给予不同强度蓝光照射
D．蓝光照射导致果蝇视网膜和大脑神经元受损的原因可能是能量供应不足
【答案】ABD
【详解】A、题目信息显示，蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降，据此推测，蓝光导致生物体衰老、昼夜节律紊乱的受体可能在线粒体内，A正确；B、题中显示，蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降，说明老龄果蝇更容易受到蓝光的伤害，且根据实验结果可以看出，蓝光照射占比越大，果蝇寿命中位值以下占比越大，因而可知，蓝光会导致果蝇寿命大大缩短，B正确；C、根据实验思路可推测，研究中的操作是应让幼虫于黑暗环境中饲养一段时间再给予相同强度但不同时长的蓝光照射，C错误；D、根据实验结果可推测，蓝光照射导致线粒体活性下降，进而导致细胞中能量供应不足，引起果蝇视网膜和大脑神经元受损，D正确。
1.（2023·山东卷）6. 减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是（ ）
A. 卵细胞基因组成最多有5种可能
B. 若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee
C. 若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能
D. 若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能
【答案】C
【解析】A、正常情况下，卵细胞的基因型可能为E或e，减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体上的基因为EE或ee，着丝粒（点）分开后，2个环状染色体互锁在一起，2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，卵细胞的基因型可能为EE、ee、__（表示没有相应的基因），若减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，卵细胞的基因组成还可以是Ee，卵细胞基因组成最多有6种可能，A错误；B、不考虑其他突变和基因被破坏的情况，若卵细胞为Ee，则减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体基因型为__，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee和__，B错误；C、卵细胞为E，且第一极体不含E，说明未发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体，为E，另外两个极体为e或ee、__，C正确；D、若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则与卵细胞同时产生的第二极体为ee或EE，第一极体为EE或ee，最多有2种可能，D错误。
2. （2023·湖南卷）7. 基因Bax和Bd-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B. TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C. TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D. 可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
【答案】D
【解析】A、细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动，都受遗传信息的调控，A正确；B、据题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降，Bax基因表达量增加，细胞凋亡率增加，由此可以得出，TRPM7基因可能通过抑制Bas基因的表达来抑制细胞凋亡，B正确；C、siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高，Bcl-2基因表达量降低，而Bcl-2基因抑制细胞凋亡，故TRPM7基因可能通过促进Bel-2基因的表达来抑制细胞凋亡，C正确；D、由题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组，Bax基因表达量增加，Bdl-2基因表达量减少，细胞凋亡率增加，所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症，D错误。
3．（2023·湖南卷） 某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致，某家系中一男性患者与一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是（ ）
A．父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期，X和Y染色体片段交换
B．父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离
C．母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变
D．该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变
【答案】B
【解析】假设X染色体上的显性致病基因为A，非致病基因为a，若父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期，X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段互换，导致Y染色体上有显性致病基因，从而生出基因型为XaYA的患病男孩，A不符合题意；B、若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或YY的精子，从而生出基因型为XaYY的不患病男孩，B符合题意；C、因为基因突变是不定向的，母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因，从而生出基因型为XAY的患病男孩，C不符合题意；D、若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，也可能导致该男孩出现XAY的基因型，D不符合题意。
4. (2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表（单位：个）。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是（ ）
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A. 丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆
B. 五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分
C. 五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D. 戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
【答案】C
【解析】A、丙和丁差别在于分裂间期和末期的数量不同，在区分两个时期时丙和丁同学判断结果不同，分裂时期发生混淆，A正确；B、有丝分裂中期，染色体整齐排列在细胞中央，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；C、取用的材料处于旺盛的分裂阶段时，观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期，只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多，可能原因是该同学是将其中的某个视野放大拍照进行记录的，在该区域处于分裂间期的细胞比例相对较低，故五位同学记录的间期细胞数不多，C错误；D、戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则有关，戊的细胞计数规则可能与其他同学不同，D正确。
5. (2023·湖北卷)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是（ ）
A. 乳酸可以促进DNA的复制
B. 较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C. 癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D. 敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
【答案】D
【解析】A、根据题目信息可知乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程，乳酸不能促进DNA复制，能促进有丝分裂后期，A错误；B、乳酸能促进有丝分裂后期，进而促进分裂，B错误；C、无氧呼吸发生在细胞质基质，不发生在线粒体，C错误；D、根据题目信息，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，故敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平，D正确。
6．(2023·浙江6月卷)某动物（2n=4）的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是（ ）
A. 甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B. 甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C. 若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D. 形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
【答案】B
【解析】A、甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐的排列在赤道板上，为有丝分裂中期，乙细胞不含有同源染色体，着丝粒分裂，为减数第二次分裂的后期，A正确；B、甲细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子 ，B错误；C、甲细胞分裂后产生AAXBY或AaXBY两种基因型的子细胞，C正确；D、形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合，发生了基因重组，同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上，发生了染色体结构的变异，D正确。
7．(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致基因A和a进入不同细胞的时期是 ( )
A．有丝分裂的后期 B．有丝分裂的末期
C．减数分裂Ⅰ D．减数分裂Ⅱ
【答案】D
【解析】有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，也不会发生互换，不会发生等位基因A和a进入不同细胞的现象，A、B错误；根据题意，某动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有A、A、a、a 4个基因，减数分裂Ⅰ发生同源染色体的分离，不发生姐妹染色单体的分离，C错误；在减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体分离，导致其上的基因A和a分开进入两个子细胞，D正确。
8．(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是 ( )
A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
【答案】B
【解析】图示细胞为洋葱根尖细胞的分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子加倍，所以b细胞含染色体16条、核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在间期，分裂间期细胞所占比例升高，D错误。
9．(2022·湖北卷)为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如右图所示。关于该患儿致病原因的叙述，错误的是 ( )
A．考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
B．考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
C．不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
D．不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
【答案】D
【解析】患儿含有来自母亲的A2、A3，如果发生互换，A2、A3所在的两条染色体可能是同源染色体，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ时21号染色体分离异常或减数分裂Ⅱ时21号染色体分离异常，A、B正确；不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ时21号染色体分离异常，C正确；不考虑同源染色体互换，患儿含有三个不同的等位基因，不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ时21号染色体分离异常，D错误。
10．(2022·湖北卷)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明，随着红系祖细胞分化为成熟红细胞，BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果，下列叙述错误的是 ( )
A．红系祖细胞可以无限增殖、分化为成熟红细胞
B．BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C．该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D．红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
【答案】A
【解析】红系祖细胞能分化为成熟红细胞，但不具有无限增殖的能力，A错误；BMI1基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍，推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化，B正确；若使BMI1基因过量表达，则可在短时间内获得大量成熟红细胞，可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路，C正确；当红系祖细胞分化为成熟红细胞后，BMI1基因表达量迅速下降，若使该基因过量表达，则成熟红细胞的数量快速增加，可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关，D正确。
11．(2022·浙江6月卷)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是 ( )
A．细胞凋亡是受基因调控的
B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C．人体各组织细胞的衰老总是同步的
D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
【答案】A
【解析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；细胞凋亡贯穿于整个生命历程，B错误；人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老，C错误；细胞衰老时呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D错误。
12．(2022·海南卷)人体细胞会经历增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。下列有关叙述错误的是 ( )
A．正常的B淋巴细胞不能无限增殖
B．细胞分化只发生在胚胎发育阶段
C．细胞产生的自由基可攻击蛋白质，导致细胞衰老
D．细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器，维持细胞内部环境的稳定
【答案】B
【解析】受抗原等刺激，正常的B淋巴细胞可增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞，B淋巴细胞的增殖、分化过程中遗传物质未改变，不具有无限增殖的特性，A正确；细胞分化贯穿于人体发育的各个时期，B错误；细胞衰老的自由基学说认为，细胞产生的自由基可攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，C正确；细胞的自噬作用可将细胞内受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，从而有利于维持细胞内部环境的稳定，D正确。
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