（6）遗传的细胞学基础（含解析）——高考生物学一轮复习大题过关练

（6）遗传的细胞学基础——高考生物学一轮复习大题过关练
1.细胞是构成生物体的结构和功能单位，细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。图1是人体不同细胞的形成示意图，其中①— 表示细胞，Ⅰ—Ⅳ表示过程。
（1）图1中表示细胞分化过程的是______。
A.过程Ⅰ B.过程Ⅱ C.过程Ⅲ D.过程Ⅳ
（2）图1中既能进行有丝分裂又能进行减数分裂的细胞是______（编号），其名称是______。
（3）图1中细胞①—⑧的主要差异为______（多选）。
A.形态结构
B.DNA的碱基序列
C.mRNA的种类
D.细胞器的种类及数目
E.蛋白质的种类
F.磷脂分子的结构
（4）下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征，其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是______（多选）
A. B. C. D.
2.图甲是基因型为AABb的某动物（2n=4）处于不同分裂时期图乙曲线表示该动物细胞中的细胞模式示意图， 某结构或物质在不同分裂时期的数量变化。回答下列问题：
（1）①细胞含有_____个染色体组，该细胞所处时期不发生基因重组，理由是_____。
（2）②细胞存在于该动物的_____中，该细胞含有等位基因的原因是_____。
（3）图乙曲线最可能表示以下哪种结构或物质的数量变化？_____。
A.姐妹染色单体 B.纺锤体 C.四分体 D.核仁
（4）科学研究发现，进行有丝分裂时细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的SGO蛋白，主要集中在染色体的着丝粒位置。水解黏连蛋白的酶在中期已经开始起作用，而各着丝粒却要到后期才几乎同时断裂，据图丙推测，SGO蛋白在细胞分裂中的作用主要是______；若阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成，则图示过程会______（填“提前”“不变”或“推后”）进行。
3.科学家在基因型为mm的普通玉米（2n=20）群体中发现了杂合雄性不育突变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M（编码蛋白质M）。研究发现，突变体玉米雄性不育与花粉母细胞减数分裂异常密切相关（图1）：进一步研究发现，减数分裂细胞中影响染色体联会的R蛋白量与M蛋白质有关（图2）。
注：M-Del：敲除M基因的突变体；①~⑤为依次发生的减数分裂Ⅰ或Ⅱ某时期：⑥为减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞；⑦为花粉及可育率
（1）图1中③所示的时期为_____，⑥中单个正常细胞内染色体数目为_____。玉米减数分裂细胞中R蛋白量减少，植株的花粉可育率将_____。推测玉米突变体中M蛋白质影响减数分裂的机制为_____。
（2）欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为_____。
（3）M基因与m基因DNA序列相比，非模板链上第1072和1094位的两个碱基突变为A，致使M蛋白质的第358和365位氨基酸分别变为x和y（图3）；按5'-3'的方向，转运x（第358位）的tRNA上反密码子第_____位碱基必为U。如需用定点突变方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，可采取的分析思路为_____。
4.如图甲表示：某雄性动物（2n=8）体内细胞在不同分裂时期的染色体数、核DNA分子数和染色单体数，图乙为该动物某细胞分裂的示意图，图丙表示细胞分裂过程中染色体数目的变化，请据图回答下列问题。
（1）图甲中①、②、③中表示染色体的是_____，各个细胞类型中一定存在同源染色体的是_____（选填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），若四种类型的细胞属于同一次减数分裂，从分裂期开始它们出现的先后顺序是Ⅰ→_____（用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和→表示）。
（2）图乙细胞分裂的方式和时期是_____，该细胞具有_____个四分体。______条染色单体，对应图甲中类型______的细胞。
（3）图甲中的Ⅳ对应图丙曲线的_____段图乙细胞处于图丙曲线的_____段，图丙中②→③变化的原因是_____。
5.如图中编号A~F的图像是显微镜下观察到的某植物（2n=24，基因型为AaBb，两对基因位于两对同源染色体上）分裂不同时期的细胞图像。
请据图回答下列问题：
（1）图A所示的细胞中的同源染色体联会形成四分体，四分体是指______，图B所示的一个细胞中有染色体______条。
（2）要得到以上的细胞图像，最佳取材部位是______（填“根尖”“子房”或“花药”），请将上述观察到的细胞图像按减数分裂的先后顺进行排列：______（填图中英文字母）。
（3）若图F中一个细胞的基因型是AB（不考虑交叉互换和基因突变），则另外三个细胞的基因型是______。
（4）科学家研究细胞分裂时发现，细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的粘连蛋白，主要集中在染色体的着丝点位置，在细胞分裂过程中，细胞会产生水解酶将粘连蛋白水解，而染色体上的其他蛋白质不受影响，粘连蛋白被水解发生的时期是______。
6.某生物兴趣小组通过显微镜观察来研究减数分裂过程，图1、2分别为该小组了解到的某雄性动物精原细胞和精细胞中的染色体情况示意图（染色体的不同颜色表示来自不同亲本），请回答以下问题：
（1）有丝分裂的过程是染色体复制_____次，细胞分裂_____次，从而保证了子细胞的染色体数量与亲代一致。由此，该兴趣小组猜测减数分裂为达到染色体数目减半的效果，其过程是染色体不复制，细胞直接分裂一次（假说1）或_____（假说2）。
（2）通过显微镜观察，该兴趣小组观察到了如图3所示的细胞，由图1变化到图3要发生_____，说明（1）中假说_____不成立。
（3）兴趣小组推断由图3变化到图2要发生同源染色体分离以及_____分离，但发生的先后顺序不能确定，需要进一步观察验证。
（4）兴趣小组通过显微镜观察到了一个如图4所示处于减数第二次分裂过程中的细胞，最终确定了（3）小题中先发生同源染色体分离，请在图4中画出染色体分布情况。
7.图1为某动物体内五个处于不同分裂时期的细胞示意图；图2表示体细胞中染色体数为2n的生物不同细胞分裂时期染色体、染色单体和核DNA分子的含量；图3为某哺乳动物（基因型是AaBb）的精原细胞分裂产生精子的过程简图，其中A~G表示相关细胞，①~④表示过程。请回答下列问题：
（1）图1中b细胞名称是_____________。细胞内有一种黏连蛋白，主要集中在染色体的着丝粒位置，将姐妹染色单体连在一起。细胞分裂过程中，黏连蛋白会发生分解。图1中已经发生了黏连蛋白分解的细胞是_____________（填字母）。
（2）皮肤生发层细胞分裂时染色体、染色单体和核DNA分子的含量关系可用图2中_____________（填序号）表示。卵细胞形成过程中同源染色体联会和姐妹染色单体的分离分别可发生在图2中的______________（填序号）所代表的时期。图1中的细胞_____________（填字母）对应于图2中的Ⅲ时期。
（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在图3的_____________（填数字）过程。
（4）某同学依据图3分析该动物一定会产生四种且数量相等的精子，基因型分别是AB、Ab、aB、ab。请判断其分析结果是否合理（不考虑变异）_____________，请说明理由______________。
8.为了观察植物的染色体组型及花粉母细胞减数分裂过程中的染色体行为，某兴趣小组以紫鸭跖草的根尖和花药为材料，进行了以下相关实验。
Ⅰ。观察紫鸭跖草染色体组型
紫鸭跖草枝条水培→根长到1.0~1.5 cm 时切取新生根尖→卡诺氏液固定→1 mol·L-1的HCl解离→清水漂洗→铁矾苏木精染液染色压片→光学显微镜观察并拍照，再对照片中的染色体进行计数、归类、排列。染色体及组型如图所示，回答下列问题：
（1）选取新生根尖作为实验材料的主要原因是____。
（2）实验过程中用清水漂洗的目的是____。
（3）镜检时，应不断移动装片，以寻找处于分裂中期且染色体____的细胞进行拍照。
（4）依据上图组型，可以得出一个染色体组含有____条染色体。
Ⅱ。观察紫鸭跖草花粉母细胞减数分裂
将尚未开放的紫鸭跖草花中的花药取出→置于载玻片上→在花药上滴加改良苯酚品红染液染色10min→边染色边用镊子轻轻捣碎花药→挤出花粉母细胞，清除花药残壁→盖上盖玻片→用吸水纸吸去多余染液→轻轻按压制作成临时玻片标本→光学显微镜下观察。下列①~⑥是减数分裂不同时期实拍图。
（5）请将上述观察到的实拍图按减数分裂的先后顺序进行排序：①____。
（6）图②细胞所处分裂时期的特点是____，该细胞中含有____条染色单体。
答案以及解析
1.答案：（1）C
（2）①；精原细胞
（3）ACDE
（4）BCD
解析：（1）细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。所以根据图1可以判断III过程为细胞分化的过程，故选C。
（2）图1中①细胞可以产生⑩精子，说明①是精原细胞，既可以进行减数分裂产生精细胞又可以进行有丝分裂增加自身的数量。
（3）①—⑧是细胞分化后产生的细胞，它们在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，主要差异表现为形态结构、mRNA的种类、细胞器的种类及数目、蛋白质的种类，而遗传物质DNA都是来自同一个受精卵，所以DNA的碱基序列相同，磷脂分子的结构在不同细胞中是相同的，故选ACDE。
（4）在细胞分裂过程中，染色体先复制、加倍后，再平均分成形态、数量完全相同的两等份，分别进入两个新细胞，这样能使新细胞与原细胞的遗传物质完全相同，A是染色体变成染色质的过程，与遗传物质精确分配到两个子细胞无关，故选BCD。
2.答案：（1）4；细胞处于有丝分裂后期，此时期不发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
（2）卵巢；DNA复制时A基因突变为a
（4）保护粘连蛋白不被水解酶破坏；提前
解析：（1）图甲表示的是二倍体生物，细胞处于有丝分裂后期，因此有4个染色体组。因为有丝分裂后期不发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，所以该细胞所处时期不发生基因重组。
（2）根据图甲②细胞质不均等分裂，细胞中不含同源染色体，判断它为次级卵母细胞，存在于该动物的卵巢中，由于DNA复制时，A基因突变为a（该动物基因型为AABb），因此该细胞含有等位基因。
（3）姐妹染色单体在间期随着DNA复制而出现，间期数量变化为0→4n，与图示不符，A错误；前期纺锤体形成后只有一个，数量不是，与图示不符，B错误；四分体出现在减数第一次分裂的前期，配对的一对同源染色体构成一个四分体，因此四分体数量为，与图示相符，C正确；核仁在细胞分裂时周期性地消失和重现，存在时数量一般为一个，与图示不符，D错误。
（4）根据题意分析，水解酶将黏连蛋白分解，但这种酶在有丝分裂中期已经开始大量起作用，而各着丝粒却要到后期才几乎同时断裂，说明存在于着丝粒位置的SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解酶破坏，当SGO蛋白被酶解后，着丝粒断裂；如果阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成，则黏连蛋白将被水解酶破坏，导致图示染色单体分离的过程提前。
3.答案：（1）减数分裂I中期（MI中期，减I中期）；10；降低；M蛋白使减数分裂细胞中R蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常
（2）母本（Mm）、父本（mm）
（3）3；分别研究M基因两个突变位点A突变为G和两个A分别突变为G后，对花粉发育率的影响
解析：（1）图1③时期，细胞中的同源染色体集中在细胞中央的赤道板位置，细胞所处的时期为减数分裂I中期。⑥是减数分裂Ⅱ完成后形成的子细胞，其中的染色体数是体细胞的一半，为10条。由图2可以直接看出，相对于普通玉米（mm），突变体中R蛋白量显著降低，由题中信息知，减数分裂细胞中影响染色体联会的R蛋白量与M蛋白质有关，再结合图1可推出，M蛋白可使减数分裂细胞中R蛋白减少，进而影响染色体联会，造成同源染色体分离异常。
（2）由题中信息知，显性基因M控制雄性不育性状。欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为Mm（母本）和mm（父本）。
（3）357×3=1071，由于m基因非模板链上第1072位为G，则编码相应蛋白的mRNA上第1072位为G，突变后，编码M蛋白的mRNA上第1072位为A，则编码该蛋白第358位氨基酸的密码子的第一位碱基为A，对应tRNA反密码子第3位的碱基为U。如需用定点突变方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，需要设置第一个位点突变、第二个位点突变、两个位点均突变三个实验组。
4.答案：（1）①；Ⅱ；Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→V
（2）减数第二次分裂中期；0；8；Ⅲ
（3）④；②；着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
解析：（1）图甲分析：
由分析可知图甲中①代表染色体，②代表染色单体，③代表核DNA分子，一定存在同源染色体的细胞类型是Ⅱ。若四种类型的细胞属于同一次减数分裂，则从分裂期开始它们出现的先后顺序是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ。
（2）图乙细胞没有同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上，处于减数第二次分裂中期，此时细胞中不含有四分体，含有8条染色单体，且染色体数是体细胞中染色体数的一半，对应图甲中类型Ⅲ的细胞。
（3）图甲中的Ⅳ代表减数分裂完成后形成的生殖细胞，对应图丙的曲线④段。图乙细胞处于减数第二次分裂中期，处于图丙曲线的②段。图丙中②→③表示染色体数目暂时加倍，变化原因是减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，导致染色体数目暂时恢复到体细胞中的染色体数目。
5.答案：（1）联会的一对同源染色体所含的四条染色单体；24
（2）花药；A→C→E→D→B→F
（3）AB、ab、ab
（4）有丝分裂后期或减数第二次分裂后期
解析：本题考查遗传的细胞学基础和观察减数分裂图像的实验。
（1）减数第一次分裂前期，由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。由图B中两个细胞中的着丝点已分裂，分开的染色体正移向细胞两极可知该图细胞处于减数第二次分裂后期，故图B中一个细胞中有24条染色体。
（2）既要观察到有丝分裂的细胞，又要观察到减数分裂的细胞，应该取生殖器官处的细胞，又由于自然界雄配子比雌配子要多，故适合取雄性生殖器官中的细胞来观察，所以选花药来观察最好。图A中染色体正在联会，处于减数第一次分裂前期，图B显示已经分裂为两个细胞，且着丝点分裂，属于减数第二次分裂后期，图C可看到染色体的形态数目清晰，每对同源染色体的着丝点并列排在赤道板上，属于减数第一次分裂中期，图D显示已经分裂成两个子细胞，每个细胞中的染色体的着丝点排列在赤道板上，属于减数第二次分裂中期，图E中移向两极的染色体各有12条，属于减数第一次分裂后期，图F表示已分裂为4个子细胞，属于减数第二次分裂末期，综上得出这些细胞按减数分裂的时序排列为A→C→E→D→B→F。
（3）减数第一次分裂发生了同源染色体分离及非同源染色体自由组合，从而导致了等位基因的分离及非等位基因的自由组合，减数第二次分裂着丝点分裂，两条姐妹染色单体分开导致复制产生的两个相同基因的分开，所以一个基因型为AaBb的初级精母细胞经过减数分裂形成的四个精子具有两种基因型，有一个精子的基因型为AB，与其来自同一个次级精母细胞的另一个精子的基因型也为AB，另一次级精母细胞分裂后产生的两个精子的基因型为ab、ab。
（4）由题知该粘连蛋白主要集中在着丝点的位置，且在细胞分裂过程中会被酶水解，而有丝分裂后期或减数第二次分裂后期的实质是着丝点分裂，因此推测该粘连蛋白被水解的时期是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。
6.答案：（1）1；1；染色体复制一次，细胞分裂两次
（2）染色体的复制；1
（3）姐妹染色单体
（4）如图
解析：（1）有丝分裂的过程是染色体复制1次，细胞分裂1次，从而保证了细胞的染色体数量与亲代一致。根据减数分裂结果是配子中染色体数目减半，可以提出两种假设：一是染色体不复制，细胞直接分裂一次；二是染色体复制一次，细胞连续分裂两次。
（2）由图1到图3发生的变化是细胞中的染色体进行了复制，这一过程可以说明（1）中假说1不成立。
（3）由图3到图2发生的变化是同源染色体分离以及姐妹染色单体分离，但二者发生的先后顺序不能确定。
（4）要证明先发生同源染色体分离后发生姐妹染色单体分离，必须观察到细胞中没有同源染色体，每条染色体含2条姐妹染色单体。具体见答案。
7.答案：（1）初级卵母细胞或者初级精母细胞；a、d
（2）Ⅱ;Ⅲ;d
（3）②
（4）不合理；A（a）、B（b）可能是位于一对同源染色体上的两对非等位基因，也有可能是位于两对同源染色体上的两对非等位基因，所以该动物产生两种或者四种类型的精子
解析：（1）图1中b细胞处于减数第一次分裂中期。其名称是初级卵母细胞或者初级精母细胞。黏连蛋白将姐妹染色单体连在一起，图1中已经发生了黏连蛋白分解的细胞是a、d，即着丝粒已分裂。
（2）皮肤生发层细胞只进行有丝分裂，所以分裂时染色体、染色单体和核DNA分子的含量关系可用图2中|表示。卵细胞形成过程中同源染色体联会和姐妹染色单体的分离分别可发生在图2中的，所代表的时期即减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期。图1中的细胞d对应于图2中的II时期。
（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在图3的②减数第一次分裂过程。
（4）某同学依据图3分析该动物能产生四种且数量相等的精子，基因型分别是AB、Ab、aB、ab。由于A（a）、B（b）可能是位于一对同源染色体上的两对非等位基因，也有可能是位于两对同源染色体上的两对非等位基因。所以该动物产生两种或者四种类型的精子，因此，可判断该同学分析结果是不合理的。
8.答案：（1）（新生根尖）分生区细胞分裂旺盛
（2）洗去药液，防止解离过度
（3）分散良好
（4）12
（5）⑤②⑥③④
（6）在纺锤丝的牵引下，同源染色体分开，分别移向细胞两极； 48
解析：Ⅰ.（1）根尖分生区分裂旺盛，可作为观察有丝分裂的实验材料。
（2）在观察植物细胞的有丝分裂实验中，用清水漂洗的目的是防止解离过度，洗去药液。
（3）镜检时，应不断移动装片，以寻找处于中期且染色体分散良好的细胞，拍照观察。
（4）由题图分析一个染色体组含有12条染色体。
Ⅱ.（5）题图中①~⑤是显微镜下拍到的减数分裂不同时期的图像，其中①细胞处于减数分裂Ⅰ间期；②细胞处于减数分裂Ⅰ后期；③细胞处于减数分裂Ⅱ中期；④细胞处于减数分裂Ⅱ末期；⑤细胞处于减数分裂Ⅰ期，⑥细胞处于减数分裂Ⅱ前期。排序为①⑤②⑥③④。
（6）题图②细胞处在减数分裂Ⅰ后期，此时在纺锤丝的牵引下，同源染色体彼此分离，移向细胞两极，每条染色体含有2条姐妹染色单体，该细胞中含有48条染色单体。