专题三 生命系统的延续
第1讲 细胞增殖和受精作用
聚焦新课标：2.3细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程；3.2有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。
基础自查·明晰考位
纵引横连——建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
边角扫描——全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．只有连续分裂的细胞才有细胞周期。(必修1 P111正文)( )
2．细胞越大，细胞的表面积与体积的比值就越大。(必修1 P115“思维训练”)( )
3．减数分裂Ⅰ过程中同源染色体先分离，后联会。(必修2 P18图2－2)( )
4．减数分裂Ⅰ染色体数目不变，减数分裂Ⅱ染色体数目减半。(必修2 P19图2－2)( )
5．卵细胞形成过程中，细胞质都是不均等分裂的。(必修2 P22图2－5)( )
6．不良的环境条件会通过影响体细胞的有丝分裂从而影响生殖细胞的形成。(必修2 P23“与社会的联系”)( )
7．受精卵中遗传物质一半来自父方，一半来自母方。(必修2 P27正文)( )
8．人类辅助生殖技术是指采用医疗辅助手段使不孕不育夫妇生育后代的技术。(必修2 P28“科学·技术·社会”)( )
9．在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。(必修1 P115小字部分)( )
10．洋葱根尖分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密。(必修1 P116探究·实践)( )
11．减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。(必修2 P27正文)( )
考点梳理·整合突破
整合考点6 “动态有序”的细胞增殖
微点1 几种细胞分裂方式的整合分析
任务驱动
任务1 完善细胞增殖方式及相互关系
任务2 完善细胞周期的四种表示方法
[学识图] 在柱状图中，B组细胞中DNA含量在2C～4C，说明此时细胞正处于DNA复制时期；C组细胞中DNA已经加倍，说明细胞处于 期。
任务3 把握识别同源染色体的关键
具有同源染色体的是 ，判断依据是 。
任务4 细胞周期中需关注的“1、2、3、4”四个知识点
任务5 理清细胞分裂中相关物质或结构变化规律及成因
【特别提醒】
(1)细胞分裂过程中不出现中心体的不一定是高等植物细胞，也有可能是原核细胞。
(2)减数分裂是一种特殊的有丝分裂。精原细胞形成精细胞的过程属于减数分裂，精原细胞自身的增殖方式为有丝分裂。
(3)无论是有丝分裂、无丝分裂、减数分裂还是二分裂，在细胞分裂的初期都要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。
任务6 妙用“三结合”法图析细胞分裂的方式及特点
(1)结合不同分裂时期的特点判断细胞分裂方式及所处时期：
(2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式：
(3)结合细胞质的分裂情况判断分裂方式：
任务7 把握有丝分裂临时装片制作流程的“5”个步骤
取材→ →漂洗→ →制片。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·北京卷]武昌鱼(2n＝48)与长江白鱼(2n＝48)经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞，一般不能观察到的是( )
A．含有24条染色体的细胞
B．染色体两两配对的细胞
C．染色体移到两极的细胞
D．含有48个四分体的细胞
2．[2023·天津卷]如图甲乙丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是( )
A．甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B．乙中染色体组是丙中两倍
C．乙中同源染色体对数是丙中两倍
D．乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
3．[2023·浙江卷]为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是( )
A．选用易获取且易大量生根的材料
B．选用染色体数目少易观察的材料
C．选用解离时间短分散性好的材料
D．选用分裂间期细胞占比高的材料
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
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
5.(必修1 P111 表6 1拓展)
(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
________________________________________________________________________
(2)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？
________________________________________________________________________
6．(必修1 P112～113 图6 2拓展)有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？
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评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
7.[2023·新课标卷，节选]植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性，细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括 。
微点2 细胞分裂与遗传变异
任务驱动
任务1 理清细胞分裂与可遗传的变异的关系
任务2 根据配子异常情况推测减数分裂发生异常的时期(假设亲代基因型为AaXBY)
(1)若配子中出现Aa或XY在一起时，则一定是_________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_________异常。
(3)若出现AAa或Aaa的配子时，则一定是_____________________________均异常。
(4)若配子中无A和a，或无XB和Y时，则可能是_____________________________异常。
【技法提炼】 解答DNA分子复制与细胞分裂中染色体同位素标记类问题的思维流程如下：
1．构建模型
解答此类问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。具体如下：
第一步 画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖线表示含同位素标记
第二步 画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用虚线表示，圆圈表示着丝粒
第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况
第四步 若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体(a与a′)分开的局面，并进而推测子细胞染色体情况
2.套用模型
有丝分裂与DNA复制：
①过程图解(一般只研究一条染色体)：
a.复制一次(母链标记，培养液不含放射性)：
b.转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：
②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
【易错警示】
1．有丝分裂：进行DNA复制且染色体平均分配到两个子细胞中，但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，但不发生基因重组。
2．减数分裂：有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。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·浙江6月]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
2．[2023·浙江卷]某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B．乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D．该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
3．[2023·山东卷]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
4．[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
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
5.(必修2 P85正文拓展)基因突变都能遗传给有性生殖的后代吗？为什么？
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6．生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是什么？
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评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
7.[2023·山东卷]单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
等位基因 A a B b D d E e
单个精子编号 1 ＋ ＋ ＋
2 ＋ ＋ ＋ ＋
3 ＋ ＋ ＋
4 ＋ ＋ ＋ ＋
5 ＋ ＋ ＋
6 ＋ ＋ ＋ ＋
7 ＋ ＋ ＋
8 ＋ ＋ ＋ ＋
9 ＋ ＋ ＋
10 ＋ ＋ ＋ ＋
11 ＋ ＋ ＋
12 ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有；空白表示无
(1)表中等位基因A、a和B、b的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是 。据表分析， (填“能”或“不能”)排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图： 。(注：用“”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)。
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是
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(4)据表推断，该志愿者的基因e位于 染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为： ；②实验过程：略；③预期结果及结论：
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模拟预测·题组集训
题组预测一 细胞周期与有丝分裂过程
1．[2023·山东青岛一模]真核细胞的细胞周期受到环境因素及多种周期蛋白的调控。研究发现，芽殖酵母中的抑制因子Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，复杂的环境信息可定量转化为Whi5蛋白水平。SBF是一种促进细胞周期起始的关键转录因子，在G1期Whi5蛋白能结合并抑制SBF，Whi5失活标志着细胞周期的起始。下列说法错误的是( )
A.酵母细胞的G1期可合成DNA聚合酶和解旋酶等
B.酵母细胞在G1期感受周围环境，由此决定细胞周期起始的时机
C.当酵母细胞缺少营养或处于不良环境时，Whi5蛋白水平会降低
D.研发Whi5蛋白合成促进剂，可为治疗癌症提供思路
2．[2023·山东济南一模]细胞周期的分裂间期包括G1期(主要合成RNA和核糖体)、S期(DNA复制时期)和G2期(DNA复制后期，大量合成RNA及蛋白质)，M期为分裂期。P38蛋白在细胞周期的调节中起着重要作用，科学家研究了P38抑制剂(P38i)和核糖体翻译功能的抑制剂茴香霉素(ANS)对细胞周期的作用，如图所示。下列推测合理的是( )
A.P38i能够使细胞阻滞在G2期
B.P38i能拮抗ANS对细胞周期的影响
C.ANS促使M期细胞正常进行细胞分裂
D.ANS需要进入细胞核内发挥作用
题组预测二 聚焦重难点，玩转细胞分裂图像与曲线
3．[2023·山东泰安三模]四倍体亚洲百合品种生活力比较低，研究发现四倍体百合花粉母细胞在减数分裂中会出现滞后染色体、后期出现分裂不同步、染色体不均等分离等异常现象，最终导致花粉败育。下图表示部分花粉母细胞减数分裂过程图，下列分析错误的是( )
A.图1显示部分染色体在减数第一次分裂后期出现滞后现象
B.图2显示两个次级精母细胞减数第二次分裂后期不同步
C.图3分裂完成后将会出现一个细胞中没有染色体的精细胞
D.三个图中都发生了染色体数量异常都不能形成正常的花粉
4．[2023·安徽省合肥高三质量检测]图甲中a、b.c、d表示洋葱根尖的不同区域，图乙为洋葱根尖细胞有丝分裂的显微照片。下列说法错误的是( )
A.观察根尖有丝分裂时应该选择c区细胞，可以使用甲紫溶液对染色体染色
B.乙图中有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C，A期为观察染色体最佳时期
C.乙图中核DNA、染色体，染色单体三者数量比为2∶1∶2的时期有A、B细胞
D.观察细胞质壁分离时不可选用a区细胞，因为该区细胞中没有紫色大液泡
题组预测三 聚焦减数分裂与遗传、变异的关系
5．[2023·广东茂名高三综合考试]澳大利亚一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示。图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列叙述错误的是( )
A.图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数第二次分裂的中期
B.该卵子与2个精子受精，表明透明带、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵
C.若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞C含2个父系染色体组
D.这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体可能不同
题组预测四 基于学科核心素养的长句应答类专训
6．[2023·山东省枣庄市三中高三月考]近些年，研究人员在雌性哺乳动物细胞减数分裂研究中有一些新发现，具体过程如图1所示(部分染色体未标出，“o”代表着丝粒)。请据图回答下列问题：
(1)图1“常规”减数分裂中含有同源染色体的细胞是 (填写序号)，其中细胞3的名称为 。图1细胞2中含有的结构称为 ，原因是： 。
(2)图1“逆反”减数分裂细胞10与“常规”减数分裂细胞3相比，两者存在的区别是：
________________________________________________________________________。
(3)图2中的染色体R与NR的区别是： 。理论上MⅡ进行a途径和b途径的概率是 (填“相同”或“不同”)的。
专题拓展·素养落地6 细胞周期的调控
知识拓展
1.细胞周期检验点监控细胞周期的正常运行
结缔组织中的成纤维细胞属于G0期细胞，平时不分裂，一旦所在的组织部位受到损伤，它们会马上返回细胞周期，分裂形成大量成纤维细胞，分布于伤口部位，促使伤口愈合。
细胞周期的一系列事件是由细胞周期控制系统支配和主导的，这个控制系统可以触发和协调细胞周期中的关键事件。同时，细胞中还存在一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制，即细胞周期检验点。细胞周期中的检验点有两个重要作用，一是保证一个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。例如，当身体出现伤口时，邻近区域的血小板会释放出血小板衍生型生长因子，刺激G0期细胞顺利通过G1期检验点而重返细胞周期。
细胞中还存在DNA损伤检验点。当细胞周期进程中出现异常事件，如DNA损伤或DNA复制受阻，这类调节机制就会被激活，及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。
细胞周期检验点通过影响细胞周期蛋白－CDK复合物活性，实现对细胞周期的监控与调节，主要是确保细胞周期每一个时期事件的有序进行，并与外界因素紧密联系。当检查点基因由于突变而丧失功能时，可能会导致额外的突变和癌变生长。
2．动物细胞周期同步化的三种方法
根据细胞周期调控的原理，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。
(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，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂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间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：
假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。
②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。
③除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期，又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7～15 h。
④再加入DNA合成可逆抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。
(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。
专项提升
1.[2022·浙江1月]某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK cyclin复合体调控。细胞周期如图所示。下列叙述错误的是( )
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK cyclin复合体调控
C．抑制某种CDK cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK cyclin复合体会同步发生周期性变化
2．[2022·辽宁卷]二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
冻存剂 指标 合成培养基＋DMSO 合成培养基＋DMSO＋血清
G1期细胞数百分比(%) 65.78 79.85
活细胞数百分比(%) 15.29 41.33
注：细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B．G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂期
C．血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D．DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水
专题三 生命系统的延续
第1讲 细胞增殖和受精作用
纵引横连——建网络
①DNA ②分裂期 ③纺锤体 ④漂洗 ⑤染色 ⑥同源染色体 ⑦着丝粒 ⑧均等 ⑨变形
边角扫描——全面清
1．√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.× 8.√
9．√ 10.√ 11.√
整合考点6
微点1
任务驱动
任务1 ①二分裂 ②无丝分裂 ③分离定律 ④基因重组 ⑤受精卵
任务2 A→A a→f 分裂
任务3 D、E 染色体形态、大小相同，颜色不同
任务4 着丝粒 染色质 染色体 前 末 前 末 着丝粒
任务6 (1)减数分裂Ⅱ 图2 图1 图6 图5 有丝分裂 图8 图9 图7 (2)减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅰ 有丝分裂 (3)初级卵母 次级卵母 初级精母 次级精母
任务7 解离 染色
过程评价
1．解析：精原细胞通过减数分裂形成精子，则精子中含有24条染色体，A不符合题意；精原细胞在减数分裂Ⅰ前期将发生染色体两两配对，即联会，B不符合题意；精原细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开并移向两极，在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开并移到两极，C不符合题意；精原细胞在减数分裂Ⅰ前期，能观察到含有24个四分体的细胞，D符合题意。
答案：D
2．解析：甲图像中无同源染色体，姐妹染色单体分开，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙是丙染色体数目的2倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。
答案：B
3．解析：根尖分生区的细胞分裂能力较强，故观察有丝分裂时选用易获取且易大量生根的材料，A正确；选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的特点，B正确；选用解离时间短分散性好的材料，更利于观察细胞的染色体变化，C正确；细胞周期中，分裂间期比分裂期占比更大，应该选用分裂间期细胞占比低的材料观察有丝分裂，D错误。
答案：D
4．解析：有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期，丙、丁计数的差异可能是因为某些细胞所处时期易混淆，如末期和分裂间期，A正确；中期每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，其所处时间比分裂期长，五位同学记录的间期细胞数不多，是由于只统计了一个视野中的细胞，样本数量较少，不具有代表性，C错误；计数规则不同，会导致实验误差，戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则与其他同学不同有关，D正确。
答案：C
5．答案：(1)都不一定相同。
(2)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期。
6．答案：着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素处理分裂中的细胞，秋水仙素抑制纺锤体形成，后期染色体的着丝粒照样可以分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。
7．解析：(1)细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括DNA分子复制和有关蛋白质的合成。
答案：(1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成
微点2
任务驱动
任务2 (1)减数分裂Ⅰ (2)减数分裂Ⅱ (3)减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ (4)减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ或减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ都
过程评价
1．解析：甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐地排列在赤道板上，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；甲细胞含有两个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有两个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子，B错误；甲细胞分裂后产生AAXBY或AaXBY两种基因型的子细胞，C正确；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。
答案：B
2．解析：分析题图可知，图甲表示次级精母细胞的前期和中期细胞，则甲时期细胞中不可能出现同源染色体两两配对的现象，A错误；若图乙表示减数分裂Ⅱ后期，则乙时期细胞中含有2条X染色体或2条Y染色体，B错误；图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1，无染色单体数，C错误；因为初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换，产生了AXD 、 aXD、AY、aY 4种基因型的精细胞，D正确。
答案：D
3．解析：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、O(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；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O，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee和O，B错误；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、O，C正确；若卵细胞不含E、e，且一个第二极体为E，若不发生交换，则第一极体为EE，若发生交换，则第一极体只能是Ee，所以，第一极体为Ee和EE两种，D错误。
答案：C
4．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；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期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；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；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。
答案：B
5．答案：不一定；当基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中时，可通过无性生殖传给后代，但一般不会通过有性生殖传给后代；当基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中时，可通过有性生殖传给后代。
6．答案：在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
7．解析：(1)题中显示，表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同，结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上，因而其遗传不遵循自由组合定律。表中显示含有e的配子和不含e的配子的比例表现为1∶1，因而可推测e基因位于X或Y染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，A、a与E、e这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。(2)统计结果显示，该志愿者关于B、b和D、d的配子比例为Bd∶bD∶BD∶bd＝2∶2∶1∶1，某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd的概率为1/18＝1/6×1/3，说明该女性产生bd的卵细胞的比例为1/3，则BD配子比例也为1/3，二者共占2/3，均属于非重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于连锁关系，即应该为B和D连锁，b和d连锁，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图如下：
(3)根据表中的精子种类和比例可知，等位基因A/a、B/b和D/d为连锁关系，而异常精子的形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是形成该精子的减数分裂中，减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ导致的。(4)根据题(1)分析，该志愿者的基因e位于X或Y染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因位于X染色体还是Y染色体上，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用E和e的引物，以卵细胞的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因。③若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上。
答案：(1)不遵循 结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上 能
(2)
(3)形成该精子的减数第一次分裂后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂导致的
(4)X或Y 卵细胞 若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E、e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E、e位于Y染色体上
模拟预测·题组集训
1．解析：酶的本质多数是蛋白质，真核生物的G1期可以进行蛋白质的合成，酵母细胞的G1期可合成DNA聚合酶和解旋酶等，A正确；分析题意可知，酵母菌细胞，Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，而在G1期Whi5蛋白能结合并抑制SBF，Whi5失活标志着细胞周期的起始，故据此推测酵母细胞在G1期感受周围环境，由此决定细胞周期起始的时机，B正确；在缺少营养或不良环境中，酵母菌的细胞周期可能会变长，而Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，故当酵母细胞缺少营养或处于不良环境时，Whi5蛋白水平会升高，C错误；Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，而癌细胞的细胞周期变短，Whi5蛋白水平会升高会使细胞周期变长，因此研发Whi5蛋白合成促进剂，可为治疗癌症提供思路，D正确。
答案：C
2．解析：据图可知，加入P38i组与加入ANS组相比，G1期的细胞增多，所以说明P38i能够使细胞阻滞在G1期，A错误；据图可知，ANS能够减少G1期细胞，P38i能增加G1期细胞，所以P38i能拮抗ANS对细胞周期的影响，B正确；ANS抑制了核糖体的翻译功能，所以影响了细胞的间期，不影响M期细胞，C错误；ANS抑制了核糖体的翻译功能，翻译过程在细胞质中进行，所以ANS需要进入细胞质内发挥作用，D错误。
答案：B
3．解析：图1是减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离移向两极，结合图示可知，部分染色体在分离时出现滞后现象，A正确；图2是减数分裂Ⅰ完成得到的两个次级精母细胞，左边的次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ后期，右边的次级精母细胞还处于减数分裂Ⅱ中期到后期的转变阶段，即未看到染色体移向两极，两个次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期不同步，B正确；图3处于减数分裂Ⅱ后期，右边细胞中染色体都移向了一极，分裂完成后将会出现一个细胞中没有染色体的精细胞，C正确；三个图中都发生了染色体数量异常分裂，会形成异常花粉，但是也含有正常的花粉，D错误。
答案：D
4．解析：C区细胞为分生区细胞，可进行有丝分裂，观察有丝分裂染色体的变化可用碱性染料甲紫进行染色，A正确；B为前期，A中期，C为末期，D为后期，则有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C，中期是染色体观察的最佳时期，B正确；乙图中A、B细胞存在染色单体，核DNA、染色体，染色单体三者数量比为2∶1∶2，C正确；a区为成熟区细胞，含有中央大液泡，可进行质壁分离实验的材料，D错误。
答案：D
5．解析：正常情况下只能有一个精子细胞进入卵细胞，此时卵子发育到减数第二次分裂的中期，A正确；透明带、卵细胞膜反应能阻止多精入卵，该卵子与2个精子受精，表明透明带、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵，B正确；若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞C可能含2个父系染色体组，也可能含1个母系染色体组和一个父系染色体组，C错误；来自母亲的染色体组有两个，并且是复制得到的，这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体组有四个，其中两两相同，所以来源于父亲的染色体可能不同，D正确。
答案：C
6．解析：(1)图1“常规”减数分裂中，1是卵原细胞，2是初级卵母细胞，故含有同源染色体的细胞是1、2，细胞3是次级卵母细胞和第一极体。图1细胞2处于减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体联会，联会的这一对染色体含有四条姐妹染色单体，形成了四分体，故2中含有的结构称为四分体。(2)由题图可知，与“常规”减数分裂相比，“逆反”减数分裂中染色体变化的特征是MⅠ姐妹染色单体分开，MⅡ同源染色体分离。由图1中可以看出：“逆反”减数分裂细胞10与“常规”减数分裂细胞3相比，10中含有2条染色体(染色体数量为2n)，3中含有一条染色体(染色体数量为n)；10中含有同源染色体，3中不含同源染色体。(3)由题图2可知，R含有交换后的染色体片段，NR不含有交换的染色体片段，故染色体R是重组染色体，NR是非重组染色体。MⅡ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，形成2个子细胞的几率相同，故理论上进行a途径和b途径的概率是相同的。
答案：(1)1、2 次级卵母细胞和第一极体 四分体
联会的这一对染色体含有四条姐妹染色单体
(2)10中含有两条染色体(染色体数量为2n)，3中含有一条染色体(染色体数量为n)；10中含有同源染色体，3中不含同源染色体
(3)R含有交换后的染色体片段，NR不含有交换的染色体片段 相同
专题拓展·素养落地⑥
专项提升
1．解析：由于一个细胞周期中，不同阶段的变化不是同步的，故调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会同步发生周期性变化，D错误。
答案：D
2．解析：冻存复苏后的干细胞可以经诱导分裂分化形成多种组织器官，用于治疗人类某些疾病，A正确；G1期细胞数百分比上升，说明细胞进入分裂间期，但不会导致干细胞直接进入分裂期，还需经过S和G2期，B错误；分析表格可知，血清中的天然成分影响G1期(该期细胞数百分比增大)，能增加干细胞复苏后的活细胞数百分比，C正确；二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合，可以使干细胞中自由水转化为结合水，D正确。
答案：B(共76张PPT)
第1讲 细胞增殖和受精作用
纵引横连——建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
DNA
分裂期
纺锤体
漂洗
染色
同源染色体
着丝粒
均等
变形
边角扫描——全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．只有连续分裂的细胞才有细胞周期。(必修1 P111正文)( )
2．细胞越大，细胞的表面积与体积的比值就越大。(必修1 P115“思维训练”)( )
3．减数分裂Ⅰ过程中同源染色体先分离，后联会。(必修2 P18图2－2)( )
4．减数分裂Ⅰ染色体数目不变，减数分裂Ⅱ染色体数目减半。(必修2 P19图2－2)( )
5．卵细胞形成过程中，细胞质都是不均等分裂的。(必修2 P22图2－5)( )
√
×
×
×
×
6．不良的环境条件会通过影响体细胞的有丝分裂从而影响生殖细胞的形成。(必修2 P23“与社会的联系”)( )
7．受精卵中遗传物质一半来自父方，一半来自母方。(必修2 P27正文)( )
8．人类辅助生殖技术是指采用医疗辅助手段使不孕不育夫妇生育后代的技术。(必修2 P28“科学·技术·社会”)( )
9．在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。(必修1 P115小字部分)( )
10．洋葱根尖分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密。(必修1 P116探究·实践)( )
11．减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。(必修2 P27正文)( )
×
×
√
√
√
√
整合考点6 “动态有序”的细胞增殖
微点1 几种细胞分裂方式的整合分析
任务驱动
任务1 完善细胞增殖方式及相互关系
二分裂
无丝分裂
分离定律
基因重组
受精卵
任务2 完善细胞周期的四种表示方法
A→A
[学识图] 在柱状图中，B组细胞中DNA含量在2C～4C，说明此时细胞正处于DNA复制时期；C组细胞中DNA已经加倍，说明细胞处于________期。
a→f
分裂
任务3 把握识别同源染色体的关键
具有同源染色体的是_____，判断依据是________________________。
D、E
染色体形态、大小相同，颜色不同
任务4 细胞周期中需关注的“1、2、3、4”四个知识点
着丝粒
染色质
染色体
前
末
前
末
着丝粒
任务5 理清细胞分裂中相关物质或结构变化规律及成因
【特别提醒】
(1)细胞分裂过程中不出现中心体的不一定是高等植物细胞，也有可能是原核细胞。
(2)减数分裂是一种特殊的有丝分裂。精原细胞形成精细胞的过程属于减数分裂，精原细胞自身的增殖方式为有丝分裂。
(3)无论是有丝分裂、无丝分裂、减数分裂还是二分裂，在细胞分裂的初期都要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。
任务6 妙用“三结合”法图析细胞分裂的方式及特点
(1)结合不同分裂时期的特点判断细胞分裂方式及所处时期：
减数分裂Ⅱ
图2
图1
图6
图5
有丝分裂
图8
图9
图7
(2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式：
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
(3)结合细胞质的分裂情况判断分裂方式：
初级卵母
次级卵母
初级精母
次级精母
任务7 把握有丝分裂临时装片制作流程的“5”个步骤
取材→ →漂洗→ →制片。
解离
染色
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·北京卷]武昌鱼(2n＝48)与长江白鱼(2n＝48)经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞，一般不能观察到的是( )
A．含有24条染色体的细胞 B．染色体两两配对的细胞
C．染色体移到两极的细胞 D．含有48个四分体的细胞
答案：D
解析：精原细胞通过减数分裂形成精子，则精子中含有24条染色体，A不符合题意；精原细胞在减数分裂Ⅰ前期将发生染色体两两配对，即联会，B不符合题意；精原细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开并移向两极，在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开并移到两极，C不符合题意；精原细胞在减数分裂Ⅰ前期，能观察到含有24个四分体的细胞，D符合题意。
2．[2023·天津卷]如图甲乙丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是( )
A．甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B．乙中染色体组是丙中两倍
C．乙中同源染色体对数是丙中两倍
D．乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
答案：B
解析：甲图像中无同源染色体，姐妹染色单体分开，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙是丙染色体数目的2倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。
3．[2023·浙江卷]为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是( )
A．选用易获取且易大量生根的材料
B．选用染色体数目少易观察的材料
C．选用解离时间短分散性好的材料
D．选用分裂间期细胞占比高的材料
答案：D
解析：根尖分生区的细胞分裂能力较强，故观察有丝分裂时选用易获取且易大量生根的材料，A正确；选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的特点，B正确；选用解离时间短分散性好的材料，更利于观察细胞的染色体变化，C正确；细胞周期中，分裂间期比分裂期占比更大，应该选用分裂间期细胞占比低的材料观察有丝分裂，D错误。
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)。
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
关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是( )
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：有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期，丙、丁计数的差异可能是因为某些细胞所处时期易混淆，如末期和分裂间期，A正确；中期每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，其所处时间比分裂期长，五位同学记录的间期细胞数不多，是由于只统计了一个视野中的细胞，样本数量较少，不具有代表性，C错误；计数规则不同，会导致实验误差，戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则与其他同学不同有关，D正确。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
5.(必修1 P111 表6 1拓展)
(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
(2)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？
答案：都不一定相同。
答案：细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期。
6．(必修1 P112～113 图6 2拓展)有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？
答案：着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素处理分裂中的细胞，秋水仙素抑制纺锤体形成，后期染色体的着丝粒照样可以分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
7.[2023·新课标卷，节选]植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性，细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括 。
DNA分子复制和有关蛋白质的合成
解析：细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括DNA分子复制和有关蛋白质的合成。
微点2 细胞分裂与遗传变异
任务驱动
任务1 理清细胞分裂与可遗传的变异的关系
任务2 根据配子异常情况推测减数分裂发生异常的时期(假设亲代基因型为AaXBY)
(1)若配子中出现Aa或XY在一起时，则一定是_________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_________异常。
(3)若出现AAa或Aaa的配子时，则一定是___________________均异常。
(4)若配子中无A和a，或无XB和Y时，则可能是___________________________________________异常。
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ或减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ都
【技法提炼】 解答DNA分子复制与细胞分裂中染色体同位素标记类问题的思维流程如下：
1．构建模型
解答此类问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。具体如下：
第一步 画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖线表示含同位素标记
第二步 画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用虚线表示，圆圈表示着丝粒
第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况
第四步 若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体(a与a′)分开的局面，并进而推测子细胞染色体情况
2.套用模型
有丝分裂与DNA复制：
①过程图解(一般只研究一条染色体)：
a.复制一次(母链标记，培养液不含放射性)：
b.转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：
②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
【易错警示】
1．有丝分裂：进行DNA复制且染色体平均分配到两个子细胞中，但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，但不发生基因重组。
2．减数分裂：有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。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·浙江6月]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：甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐地排列在赤道板上，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；甲细胞含有两个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有两个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子，B错误；甲细胞分裂后产生AAXBY或AaXBY两种基因型的子细胞，C正确；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。
2．[2023·浙江卷]某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B．乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D．该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
答案：D
解析：分析题图可知，图甲表示次级精母细胞的前期和中期细胞，则甲时期细胞中不可能出现同源染色体两两配对的现象，A错误；若图乙表示减数分裂Ⅱ后期，则乙时期细胞中含有2条X染色体或2条Y染色体，B错误；图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1，无染色单体数，C错误；因为初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换，产生了AXD 、 aXD、AY、aY 4种基因型的精细胞，D正确。
3．[2023·山东卷]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：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、O(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；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O，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee和O，B错误；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、O，C正确；若卵细胞不含E、e，且一个第二极体为E，若不发生交换，则第一极体为EE，若发生交换，则第一极体只能是Ee，所以，第一极体为Ee和EE两种，D错误。
4．[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；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期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；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；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。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
5.(必修2 P85正文拓展)基因突变都能遗传给有性生殖的后代吗？为什么？
6．生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是什么？
答案：不一定；当基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中时，可通过无性生殖传给后代，但一般不会通过有性生殖传给后代；当基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中时，可通过有性生殖传给后代。
答案：在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
7.[2023·山东卷]单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
注：“＋”表示有；空白表示无
等位基因 A a B b D d E e
单个精子编号 1 ＋ ＋ ＋
2 ＋ ＋ ＋ ＋
3 ＋ ＋ ＋
4 ＋ ＋ ＋ ＋
5 ＋ ＋ ＋
6 ＋ ＋ ＋ ＋
7 ＋ ＋ ＋
8 ＋ ＋ ＋ ＋
9 ＋ ＋ ＋
10 ＋ ＋ ＋ ＋
11 ＋ ＋ ＋
12 ＋ ＋ ＋ ＋
(1)表中等位基因A、a和B、b的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是___________________________________ __________________________________________________。据表分析，_______(填“能”或“不能”)排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
不遵循
结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝
1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上
能
解析：题中显示，表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同，结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上，因而其遗传不遵循自由组合定律。表中显示含有e的配子和不含e的配子的比例表现为1∶1，因而可推测e基因位于X或Y染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，A、a与E、e这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的
这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图： 。(注：用“ ”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)。
解析：统计结果显示，该志愿者关于B、b和D、d的配子比例为Bd∶bD∶BD∶bd＝2∶2∶1∶1，某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd的概率为1/18＝1/6×1/3，说明该女性产生bd的卵细胞的比例为1/3，则BD配子比例也为1/3，二者共占2/3，均属于非重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于连锁关系，即应该为B和D连锁，b和d连锁，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图如下：
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是
___________________________________________________________
(4)据表推断，该志愿者的基因e位于 染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为： ；②实验过程：略；③预期结果及结论：
___________________________________________________________
形成该精子的减数第一次分裂后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂导致的。
X或Y
卵细胞
若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E、e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E、e位于Y染色体上。
解析：(3)根据表中的精子种类和比例可知，等位基因A/a、B/b和D/d为连锁关系，而异常精子的形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是形成该精子的减数分裂中，减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ导致的。(4)根据题(1)分析，该志愿者的基因e位于X或Y染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因位于X染色体还是Y染色体上，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用E和e的引物，以卵细胞的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因。③若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上。
题组预测一 细胞周期与有丝分裂过程
1．[2023·山东青岛一模]真核细胞的细胞周期受到环境因素及多种周期蛋白的调控。研究发现，芽殖酵母中的抑制因子Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，复杂的环境信息可定量转化为Whi5蛋白水平。SBF是一种促进细胞周期起始的关键转录因子，在G1期Whi5蛋白能结合并抑制SBF，Whi5失活标志着细胞周期的起始。下列说法错误的是( )
A.酵母细胞的G1期可合成DNA聚合酶和解旋酶等
B.酵母细胞在G1期感受周围环境，由此决定细胞周期起始的时机
C.当酵母细胞缺少营养或处于不良环境时，Whi5蛋白水平会降低
D.研发Whi5蛋白合成促进剂，可为治疗癌症提供思路
答案：C
解析：酶的本质多数是蛋白质，真核生物的G1期可以进行蛋白质的合成，酵母细胞的G1期可合成DNA聚合酶和解旋酶等，A正确；分析题意可知，酵母菌细胞，Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，而在G1期Whi5蛋白能结合并抑制SBF，Whi5失活标志着细胞周期的起始，故据此推测酵母细胞在G1期感受周围环境，由此决定细胞周期起始的时机，B正确；在缺少营养或不良环境中，酵母菌的细胞周期可能会变长，而Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，故当酵母细胞缺少营养或处于不良环境时，Whi5蛋白水平会升高，C错误；Whi5可以记录环境信息并调控细胞周期起始，而癌细胞的细胞周期变短，Whi5蛋白水平会升高会使细胞周期变长，因此研发Whi5蛋白合成促进剂，可为治疗癌症提供思路，D正确。
2．[2023·山东济南一模]细胞周期的分裂间期包括G1期(主要合成RNA和核糖体)、S期(DNA复制时期)和G2期(DNA复制后期，大量合成RNA及蛋白质)，M期为分裂期。P38蛋白在细胞周期的调节中起着重要作用，科学家研究了P38抑制剂(P38i)和核糖体翻译功能的抑制剂茴香霉素(ANS)对细胞周期的作用，如图所示。
下列推测合理的是( )
A.P38i能够使细胞阻滞在G2期
B.P38i能拮抗ANS对细胞周期的影响
C.ANS促使M期细胞正常进行细胞分裂
D.ANS需要进入细胞核内发挥作用
答案：B
解析：据图可知，加入P38i组与加入ANS组相比，G1期的细胞增多，所以说明P38i能够使细胞阻滞在G1期，A错误；据图可知，ANS能够减少G1期细胞，P38i能增加G1期细胞，所以P38i能拮抗ANS对细胞周期的影响，B正确；ANS抑制了核糖体的翻译功能，所以影响了细胞的间期，不影响M期细胞，C错误；ANS抑制了核糖体的翻译功能，翻译过程在细胞质中进行，所以ANS需要进入细胞质内发挥作用，D错误。
题组预测二 聚焦重难点，玩转细胞分裂图像与曲线
3．[2023·山东泰安三模]四倍体亚洲百合品种生活力比较低，研究发现四倍体百合花粉母细胞在减数分裂中会出现滞后染色体、后期出现分裂不同步、染色体不均等分离等异常现象，最终导致花粉败育。下图表示部分花粉母细胞减数分裂过程图，下列分析错误的是( )
A.图1显示部分染色体在减数第一次分裂后期出现滞后现象
B.图2显示两个次级精母细胞减数第二次分裂后期不同步
C.图3分裂完成后将会出现一个细胞中没有染色体的精细胞
D.三个图中都发生了染色体数量异常都不能形成正常的花粉
答案：D
解析：图1是减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离移向两极，结合图示可知，部分染色体在分离时出现滞后现象，A正确；图2是减数分裂Ⅰ完成得到的两个次级精母细胞，左边的次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ后期，右边的次级精母细胞还处于减数分裂Ⅱ中期到后期的转变阶段，即未看到染色体移向两极，两个次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期不同步，B正确；图3处于减数分裂Ⅱ后期，右边细胞中染色体都移向了一极，分裂完成后将会出现一个细胞中没有染色体的精细胞，C正确；三个图中都发生了染色体数量异常分裂，会形成异常花粉，但是也含有正常的花粉，D错误。
4．[2023·安徽省合肥高三质量检测]图甲中a、b.c、d表示洋葱根尖的不同区域，图乙为洋葱根尖细胞有丝分裂的显微照片。
下列说法错误的是( )
A.观察根尖有丝分裂时应该选择c区细胞，可以使用甲紫溶液对染色体染色
B.乙图中有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C，A期为观察染色体最佳时期
C.乙图中核DNA、染色体，染色单体三者数量比为2∶1∶2的时期有A、B细胞
D.观察细胞质壁分离时不可选用a区细胞，因为该区细胞中没有紫色大液泡
答案：D
解析：C区细胞为分生区细胞，可进行有丝分裂，观察有丝分裂染色体的变化可用碱性染料甲紫进行染色，A正确；B为前期，A中期，C为末期，D为后期，则有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C，中期是染色体观察的最佳时期，B正确；乙图中A、B细胞存在染色单体，核DNA、染色体，染色单体三者数量比为2∶1∶2，C正确；a区为成熟区细胞，含有中央大液泡，可进行质壁分离实验的材料，D错误。
题组预测三 聚焦减数分裂与遗传、变异的关系
5．[2023·广东茂名高三综合考试]澳大利亚一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示。图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人。
下列叙述错误的是( )
A.图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数第二次分裂的中期
B.该卵子与2个精子受精，表明透明带、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵
C.若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞C含2个父系染色体组
D.这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体可能不同
答案：C
解析：正常情况下只能有一个精子细胞进入卵细胞，此时卵子发育到减数第二次分裂的中期，A正确；透明带、卵细胞膜反应能阻止多精入卵，该卵子与2个精子受精，表明透明带、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵，B正确；若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞C可能含2个父系染色体组，也可能含1个母系染色体组和一个父系染色体组，C错误；来自母亲的染色体组有两个，并且是复制得到的，这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体组有四个，其中两两相同，所以来源于父亲的染色体可能不同，D正确。
题组预测四 基于学科核心素养的长句应答类专训
6．[2023·山东省枣庄市三中高三月考]近些年，研究人员在雌性哺乳动物细胞减数分裂研究中有一些新发现，具体过程如图1所示(部分染色体未标出，“o”代表着丝粒)。请据图回答下列问题：
(1)图1“常规”减数分裂中含有同源染色体的细胞是________(填写序号)，其中细胞3的名称为___________________。图1细胞2中含有的结构称为________，原因是：________________________________。
(2)图1“逆反”减数分裂细胞10与“常规”减数分裂细胞3相比，两者存在的区别是：
___________________________________________________________。
(3)图2中的染色体R与NR的区别是：___________________________ ___________________。理论上MⅡ进行a途径和b途径的概率是_______(填“相同”或“不同”)的。
1、2
次级卵母细胞和第一极体
四分体
联会的这一对染色体含有四条姐妹染色单体
10中含有两条染色体(染色体数量为2n)，3中含有一条染色体(染色体数量为n)；10中含有同源染色体，3中不含同源染色体
R含有交换后的染色体片段，NR不
含有交换的染色体片段
相同
解析：(1)图1“常规”减数分裂中，1是卵原细胞，2是初级卵母细胞，故含有同源染色体的细胞是1、2，细胞3是次级卵母细胞和第一极体。图1细胞2处于减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体联会，联会的这一对染色体含有四条姐妹染色单体，形成了四分体，故2中含有的结构称为四分体。(2)由题图可知，与“常规”减数分裂相比，“逆反”减数分裂中染色体变化的特征是MⅠ姐妹染色单体分开，MⅡ同源染色体分离。由图1中可以看出：“逆反”减数分裂细胞10与“常规”减数分裂细胞3相比，10中含有2条染色体(染色体数量为2n)，3中含有一条染色体(染色体数量为n)；10中含有同源染色体，3中不含同源染色体。(3)由题图2可知，R含有交换后的染色体片段，NR不含有交换的染色体片段，故染色体R是重组染色体，NR是非重组染色体。MⅡ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，形成2个子细胞的几率相同，故理论上进行a途径和b途径的概率是相同的。
知识拓展
1.细胞周期检验点监控细胞周期的正常运行
结缔组织中的成纤维细胞属于G0期细胞，平时不分裂，一旦所在的组织部位受到损伤，它们会马上返回细胞周期，分裂形成大量成纤维细胞，分布于伤口部位，促使伤口愈合。
细胞周期的一系列事件是由细胞周期控制系统支配和主导的，这个控制系统可以触发和协调细胞周期中的关键事件。同时，细胞中还存在一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制，即细胞周期检验点。细胞周期中的检验点有两个重要作用，一是保证一个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。
例如，当身体出现伤口时，邻近区域的血小板会释放出血小板衍生型生长因子，刺激G0期细胞顺利通过G1期检验点而重返细胞周期。
细胞中还存在DNA损伤检验点。当细胞周期进程中出现异常事件，如DNA损伤或DNA复制受阻，这类调节机制就会被激活，及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。
细胞周期检验点通过影响细胞周期蛋白－CDK复合物活性，实现对细胞周期的监控与调节，主要是确保细胞周期每一个时期事件的有序进行，并与外界因素紧密联系。当检查点基因由于突变而丧失功能时，可能会导致额外的突变和癌变生长。
2．动物细胞周期同步化的三种方法
根据细胞周期调控的原理，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。
(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，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂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间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：
假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。
②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。
③除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期，又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7～15 h。
④再加入DNA合成可逆抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。
(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。
专项提升
1.[2022·浙江1月]某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK cyclin复合体调控。细胞周期如图所示。
下列叙述错误的是( )
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK cyclin复合体调控
C．抑制某种CDK cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK cyclin复合体会同步发生周期性变化
答案：D
解析：由于一个细胞周期中，不同阶段的变化不是同步的，故调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会同步发生周期性变化，D错误。
2．[2022·辽宁卷]二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
注：细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B．G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂期
C．血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D．DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水
冻存剂
指标 合成培养基＋DMSO 合成培养基＋DMSO＋血清
G1期细胞数百分比(%) 65.78 79.85
活细胞数百分比(%) 15.29 41.33
答案：B
解析：冻存复苏后的干细胞可以经诱导分裂分化形成多种组织器官，用于治疗人类某些疾病，A正确；G1期细胞数百分比上升，说明细胞进入分裂间期，但不会导致干细胞直接进入分裂期，还需经过S和G2期，B错误；分析表格可知，血清中的天然成分影响G1期(该期细胞数百分比增大)，能增加干细胞复苏后的活细胞数百分比，C正确；二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合，可以使干细胞中自由水转化为结合水，D正确。整合训练（四）
1．解析：暗反应过程中二氧化碳的固定是二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，即三碳化合物是五碳化合物固定二氧化碳后的产物，A错误；二氧化碳浓度降低时，二氧化碳的固定减弱，五碳化合物消耗减少，C5增加，C3的生成减少，C3的还原减慢，NADPH消耗减少，NADPH积累增多，则叶肉细胞中的NADP＋/NADPH下降，B错误；光反应产生的NADPH和ATP参与C3的还原，促进五碳化合物的形成，C正确；五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光反应的产物NADPH和ATP的参与，不是光能的直接驱动，D错误。
答案：C
2．解析：由题意可知，寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性，光合作用过程中，寡霉素可通过抑制光反应过程中ATP的合成，来抑制C3化合物的还原而降低光合速率，A正确；高盐条件下各组的光合速率均低于正常条件下，可推知，高盐条件下可通过降低气孔导度使CO2供应不足而降低光合速率，B正确；比较图中W＋H2O和W＋NaHSO3两组的柱状图可知施加NaHSO3之后，植物在正常和高盐状态下的光合速率均有提高，说明喷施NaHSO3可促进光合作用，减缓高盐条件引起的光合速率的下降，C正确；比较图中W＋H2O和T＋H2O两组的柱状图可知，该条件下转基因拟南芥在正常和高盐条件下光合速率均比未转基因拟南芥的光合速率高，所以转基因能提高光合作用的效率；比较图中正常条件下W＋H2O、W＋寡霉素两组光合速率的差值和T＋H2O、T＋寡霉素两组光合速率的差值，可知施加了寡霉素之后转基因拟南芥光合速率下降的幅度更小，所以转基因能减弱寡霉素对光合作用的抑制作用，D错误。
答案：D
3．解析：矿质元素大多数是以离子形式被植物吸收的，所以施肥的同时往往适当浇水是因为矿质元素溶解在水中容易被植物吸收，A正确；农田杂草和农作物都是植物，需要进行光合作用，农田杂草过多会与农作物竞争阳光和二氧化碳，以及土壤中的矿质元素等，使农作物的光合作用下降，从而降低产量，B正确；细胞内的生化反应都在水溶液中进行，同时水分是光合作用的原料，所以稻如莺色红（水稻盈实），全得水来供，说明水的重要性，但是水分不能太多，若太多则导致水稻根部缺乏氧气，进行无氧呼吸，导致烂根，最终影响产量，C错误；水稻和谷子生长至成熟需要一定的时间，民谚“六月不热，五谷不结”，六月气温较低会影响谷子成熟，表明谷子生命活动受环境温度的影响，D正确。
答案：C
4．解析：CM NTU外面包裹上小鼠细胞膜，不会被自身免疫系统发现，可有效逃避小鼠免疫系统的清除，A错误；通过融合将NTU导入软骨关节炎小鼠的软骨细胞，依赖细胞膜的结构特点——具有一定的流动性，B错误；在软骨细胞中发挥作用的NTU包含菠菜类囊体膜，其上含有光合色素和酶，C正确；NTU光反应产生NADPH和ATP，NADPH和ATP在叶绿体基质中用于暗反应还原C3，NADPH中的能量不用于ATP的合成，D错误。
答案：C
5．解析：ABA （脱落酸）是一种植物激素，主要在根冠和萎蔫的叶片等部位合成，实验结果显示气孔阻力与ABA含量变化趋势一致，说明ABA可以调节气孔开闭，A正确；由图可知，停止浇水后，首先是细胞渗透压相对值增大，停止浇水两天后ABA的含量也随之增加，说明干旱处理会增大叶片细胞的渗透压，进而促进ABA的合成和分泌，B正确；给植株叶片喷洒ABA，会导致气孔阻力增加，气孔关闭，叶肉细胞对CO2的吸收减少，短时间内叶绿体中CO2的固定速率减慢，C5的消耗速率减慢，但C3的还原速率不变，C5的产生速率不变，所以C5的含量将增加，C正确；恢复浇水后ABA含量的减少，气孔阻力降低，气孔开放，拟南芥体内水分的散失增加，D错误。
答案：D
6．解析：（1）光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程，图中D为ATP和NADPH，ATP和NADPH可以为暗反应提供能量（NADPH还能作为还原剂）；物质B为氧气，可以进入线粒体参与细胞呼吸，也可以排到大气中。（2）磷酸转运器对这两类物质的转运比例为1∶1，因此并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量；若磷酸转运器的工作效率下降，Pi无法运进叶绿体，叶绿体内磷酸丙糖会产生更多的Pi和淀粉，因此叶绿体内淀粉含量升高，由于磷酸丙糖无法运出合成蔗糖，因此叶肉细胞内蔗糖含量下降，光合速率下降。（3）据图乙分析，该植物生长的适宜环境温度约为25 ℃，总光合速率最大；在环境温度高于45 ℃时，呼吸速率大于光合速率，没有有机物的积累，因此该植物不能生长。
答案：（1）NADPH和ATP 线粒体
（2）1∶1 叶绿体内淀粉含量升高、叶肉细胞内蔗糖含量下降，光合速率下降
（3）25 呼吸速率大于光合速率，没有有机物的积累
7．解析：不同的透光膜透过的光的波长不同，光照强度不同，进而导致了净光合作用不同，故导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光的波长，A正确；由于不同环境中的呼吸速率未知，故无法判断哪种透光膜下棉花叶的光合速率最高，B错误；不同的处理条件下，D组处理下叶绿素含量最高，故推测将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下，D组吸收的光能最多，光合作用最强，叶绿体中生成NADPH最多，C正确；根据B、C、D三组实验结果可知，黄色透光膜下，棉花叶的净光合作用更强，故推测雾霾天气下，选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长，D正确。
答案：B
8．解析：叶绿体是双层膜结构，外膜的外面是细胞质基质，据图可知，TPT既能转运丙糖磷酸又能转运磷酸，具有专一性和饱和性，但位于叶绿体内膜上，A错误；白天，光合作用形成较多3 磷酸甘油酸，与ADPG焦磷酸化酶结合后，便催化形成淀粉，晚上，光合磷酸化停止，积累在叶绿体里的Pi浓度便升高，便抑制淀粉形成，因此，白天或光照下甘油酸磷酸/Pi的比值高时，合成淀粉活跃；在夜晚或暗处则抑制淀粉合成，转而合成蔗糖，B错误；磷酸丙糖转运器（TPT）能将卡尔文循环丙糖磷酸（TP）不断运到叶绿体外，同时将释放的Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质，当细胞质基质中Pi浓度降低时，会抑制丙糖磷酸TP从叶绿体中运出，C错误；白天，光照较强，光下TPT活性受到限制，TPT不能将Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质，不会抑制ADPG焦磷酸化酶活性，从而促进淀粉的合成，因此白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成，D正确。
答案：D
9．解析：肌细胞培养液中的氧气进入线粒体被利用需要穿过肌细胞膜、线粒体外膜、线粒体内膜，共3层膜，A正确；线粒体内膜上与氧气结合的[H]大部分来自有氧呼吸第二阶段，有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水结合形成[H]和CO2，丙酮酸来自葡萄糖的分解，因此[H]来自葡萄糖和水，B正确；在相对缺氧条件下，肌细胞可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸中氧气的消耗量和二氧化碳的释放量相等，无氧呼吸不消耗氧气，也不释放二氧化碳（肌细胞无氧呼吸产物是乳酸），因此CO2释放量与O2吸收量相等，C正确；有氧呼吸释放的能量有两个去路，一是形成ATP，二是以热能形式释放。在相对缺氧条件下，外源性CytC进入线粒体，参与[H]和氧气的结合，增加ATP的合成，提高氧气的利用率，不是产生更多的热能，D错误。
答案：D
10．解析：（1）光反应将太阳能（光合色素吸收太阳能）转换成活跃的化学能，并储存在NADPH和ATP中提供给暗反应，用于C3的还原等。（2）从C3模块→C6模块的变化即C3还原成有机物，相当于叶绿体内的C3的还原过程，该过程需要水解ATP，故整体上属于吸能反应。（3）据图可知，与玉米合成淀粉相比，人工合成淀粉能量转换效率高 、生产周期短且占地面积小。因为人工合成淀粉不需要土壤去种植，故其对环境变化的重大影响主要体现在节约大量的耕地和淡水资源；减少农药、化肥等对环境的负面影响。
答案：（1）太阳能 NADPH和ATP
（2）C3的还原 吸能反应
（3）能量转换效率高、生产周期短、占地面积小 节约大量的耕地和淡水资源；减少农药、化肥等对环境的负面影响整合训练(四) 细胞呼吸和光合作用
全员必做题
1.[2023·山东淄博统考三模]研究发现，光照条件下，当外界CO2浓度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的五碳化合物含量突然上升，三碳化合物含量下降。若在降低CO2浓度的同时停止光照，则不出现上述情况。下列说法正确的是( )
A．叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定CO2后的产物
B．在五碳化合物上升的同时，叶肉细胞中的NADP＋/NADPH上升
C．光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成
D．五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动
2．[2023·山东聊城统考二模]取野生拟南芥(W)和转基因拟南芥(T)数株，均分为三组后分别喷施蒸馏水、寡霉素(抑制ATP合成酶的活性)和NaHSO3，24 h后各组再均分为两组，分别进行正常条件和高盐条件处理8 h并测定W和T的光合速率，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．寡霉素可通过抑制ATP的合成来抑制C3化合物的还原而降低光合速率
B．高盐条件下可通过降低气孔导度使CO2供应不足而降低光合速率
C．喷施NaHSO3可促进光合作用，且减缓高盐条件引起的光合速率的下降
D．通过转基因技术可提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
3．[2023·广东湛江统考二模]我国数千年农耕史从未间断，智慧的劳动人民总结出许多农作经验，口口相传。下列关于农谚的分析错误的是( )
选项 农谚 作用或者原理
A 追肥在雨前，一夜长一拳 肥料中的矿质元素溶解在雨水中能更好地被植物的根系吸收
B 勤除草，谷粒饱 减少杂草与农作物之间对阳光、CO2和空间等资源的竞争
C 稻如莺色红(水稻盈实)，全得水来供 水分越充分，越能促进水稻的光合作用，提高产量
D 六月不热，五谷不结 谷物结种需要适宜的温度，温度过低会降低产量
4.[2023·山东济宁统考二模]我国科研工作者将菠菜类囊体构建为纳米类囊体单位(NTU)，并包裹上小鼠细胞膜形成膜被类囊体单位(CM NTU)，然后，通过融合将NTU导入软骨关节炎小鼠的软骨细胞，重建了该细胞在光照下的能量代谢平衡，为软骨关节炎的治疗提供了新思路。下列叙述正确的是( )
A．CM NTU不能有效逃避小鼠免疫系统的清除
B.NTU的跨物种“移植”依赖于细胞膜的选择透过性
C．在软骨细胞中发挥作用的NTU保留了光合色素和酶
D．NTU产生的NADPH中的能量可用于线粒体基质中ATP的合成
5．[2023·山东青岛统考一模]科研人员对脱落酸(ABA)调节干旱环境下拟南芥气孔开闭的机制进行了研究，结果如图所示(气孔阻力与通气能力呈负相关)。下列相关叙述不正确的是( )
A．ABA是一种植物激素，主要由根冠和萎蔫的叶片等合成，可以调节气孔开闭
B．干旱处理会增大叶片细胞的渗透压，进而促进ABA的合成
C．给植物叶片喷洒ABA，短时间内叶绿体内C5的含量将增加
D．恢复浇水后ABA含量减少，有利于减少水分的散失
6．[2023·山东淄博统考一模]叶绿体是植物进行光合作用的场所。在叶绿体膜上有磷酸转运器，可将磷酸丙糖运出叶绿体用于合成蔗糖，同时将释放的Pi运回叶绿体(图甲)。图乙是温度影响某植物光合作用和呼吸作用的曲线。
(1)甲图中，光反应为暗反应提供的物质D是________，物质B的去向是进入________和大气中。
(2)研究表明，磷酸转运器工作时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量，推测磷酸转运器对这两类物质的转运比例为________。若磷酸转运器的工作效率下降，可能会导致____________________________________。
(3)据图乙分析，该植物生长的适宜环境温度约为________ ℃。在环境温度高于45 ℃时，该植物不能生长，原因是__________________________。
重点选做题
7.[2023·山东德州统考三模]为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用，研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度，然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组，通过不同遮光处理一周后，测得结果如下表所示。下列分析不正确的是( )
处理 光照强度(μmol/m2·s) 叶绿素含量(SPAD) 净光合作用(mg·g－1)
无遮光处理(A组) 1292.7 40.9 25.4
红色透光膜(B组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(C组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(D组) 930.7 42.1 21.2
A.导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
B．将处理后的四组棉花分别置于不同遮光环境中，黄色透光膜下的棉花叶光合速率最高
C．将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下，叶绿体中生成NADPH最多的是D组
D．雾霾天气下，选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
8．[2023·江苏省南通市高三二调]下图是叶绿体淀粉合成的调节过程示意图，光下TPT活性受到限制。相关叙述正确的是( )
A.TPT分布在叶绿体外膜中，具有专一性和饱和性
B．白天光合速率快，叶绿体中[3 磷酸甘油酸]/[Pi]的比值低
C．细胞质基质中的Pi浓度升高时，丙糖磷酸运出叶绿体受抑制
D．白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成
9.[2023·山东聊城统考一模]细胞色素C氧化酶(CytC)是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的电子传递体终末复合物。正常情况下，外源性CytC不能通过细胞膜进入细胞，但在缺氧时，细胞膜的通透性增加，外源性CytC便能进入细胞及线粒体内，参与[H]和氧气的结合，增加ATP的合成，提高氧气的利用率。若给相对缺氧条件下培养的人体肌细胞补充外源性CytC，下列叙述错误的是( )
A．肌细胞培养液中的氧气进入线粒体被利用共穿过3层生物膜
B．线粒体内膜上与氧气结合的[H]来自葡萄糖和水
C．在相对缺氧条件下，肌细胞CO2释放量与O2吸收量相等
D．在相对缺氧条件下，外源性CytC进入线粒体可促进肌细胞产生更多的热能
10．[2023·山东潍坊统考二模]淀粉是粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，利用太阳能将CO2和水转化而成。2021年，科研人员设计并实现了不依赖植物光合作用的合成淀粉途径(如图所示)，即以CO2、电解水产生的H2为原料合成淀粉。
(1)自然界的光合作用过程涉及约60多步化学反应，可大致分为光反应和暗反应两个阶段，其中光反应是将________转换成活跃的化学能，并储存在____________中提供给暗反应。
(2)科研人员设计的淀粉合成途径，仅保留了11步化学反应，其中从C3模块→C6模块的变化相当于叶绿体内的________过程，该过程的化学反应整体上属于________(填“吸能反应”或“放能反应”)。
(3)该项技术使淀粉生产从传统农业种植模式转向工业生产模式成为可能。科研人员通过研究玉米的光合作用，并与这一技术进行了比对：
据图分析，与玉米合成淀粉相比，人工合成淀粉的优势体现在________________________。成本高是人工合成淀粉目前难以大规模生产的主要因素，若未来人工合成淀粉的成本能够降低，与农业种植相比具有经济可行性，其对环境变化将具有重大影响，主要体现在______________________________________________。
