2025新高考生物二轮复习 限时训练
小专题 细胞的生命历程
一、单选题
1.[2024·广东湛江模拟] 多细胞的生物会经历细胞的分裂、分化、衰老、凋亡等过程,下列关于细胞生命历程的说法,不正确的是( )
A.细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量
B.细胞衰老表现为细胞中多种酶的活性降低,细胞核体积变大
C.分化和凋亡的细胞均存在基因的选择性表达
D.分化和凋亡的细胞中蛋白质的种类完全不同
2.[2024·福建三明三模] 斑马鱼(2n=50)幼鱼在快速生长过程中一些表皮细胞(SEC)无须进行DNA复制,就可以分裂。研究者们将这种独特的分裂方式命名为“无合成分裂”。单个SEC最多形成4个子代细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.无合成分裂细胞周期短且具遗传稳定性
B.DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂
C.子代细胞比母细胞小,但子代总表面积大于母细胞
D.该分裂方式有利于表皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表
3.中国科学院的科学家首次建立了内质网中蛋白质氧化折叠同干细胞衰老之间的联系,实时监测到内质网中蛋白质氧化折叠产生的副产物H2O2能够释放到细胞核中发挥作用,调控衰老相关基因SERPINE1的表达,促进细胞衰老。下列叙述正确的是( )
A.人体干细胞在增殖过程中会发生同源染色体联会和染色体互换现象
B.人体干细胞在细胞分裂间期,SERPINE1基因控制合成大量的蛋白质
C.干细胞中单层膜的内质网对蛋白质进行氧化折叠属于吸能反应
D.H2O2促进SERPINE1基因的表达导致干细胞衰老过程中细胞核的体积不断缩小
4.[2024·齐鲁名校质检] 细胞凋亡主要分为定型、实施和吞噬三个阶段。定型阶段,靶细胞接到死亡指令,开始程序性死亡;实施阶段,细胞内出现一系列的形态和生化变化,染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,形成许多凋亡小体;吞噬阶段,凋亡小体被周围的巨噬细胞吞噬消化。下列叙述错误的是( )
A.细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控
B.细胞凋亡过程中染色质聚集,细胞不进行蛋白质的合成
C.凋亡小体使细胞的内容物不会逸散到细胞外的环境中
D.细胞凋亡对于机体维持内部环境的稳定起着重要的作用
5.[2024·皖豫名校联考] 真核细胞分裂过程中,姐妹染色单体分离机制如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.秋水仙素通过抑制分离酶的活性,从而诱导细胞染色体数目加倍
B.纺锤丝形成受阻的细胞中姐妹染色单体也可实现彼此分离
C.减数分裂 Ⅰ 中黏连蛋白降解后非姐妹染色单体才能发生片段互换
D.动物卵细胞形成过程中,合成的黏连蛋白大部分保留到卵细胞中
6.[2024·湖北随州模拟] 蝗虫的染色体较大且数量较少(雄性2n=23,XO;雌性2n=24,XX)。某兴趣小组同学以蝗虫精巢中精小管为材料观察细胞的减数分裂,得到不同时期的分裂图像(如图)。相关叙述正确的是( )
A.图①细胞中姐妹染色单体间的互换导致基因重组
B.图②细胞中移向两极的染色体数目和形态相同
C.图④细胞中含46个核DNA分子
D.图示细胞分裂图像的正确排序为①④②⑤③⑥
7.[2024·浙江杭州模拟] 将雄果蝇(2n=8)的一个精原细胞(细胞中所有染色体都含32P标记)放在不含32P标记的培养基中培养,其连续分裂两次后产生子细胞。该过程中没有发生其他变异。下列关于分裂过程中细胞的叙述,正确的是( )
A.形成的子细胞中含有8条染色体
B.子细胞中每条染色体都含有32P标记
C.次级精母细胞中每条染色体都含有32P标记
D.初级精母细胞中染色单体不都含有32P标记
8.[2024·湖北咸宁模拟] 科研人员用工业污水培养洋葱(2n=16),取其根尖制成临时装片并观察到由染色体断裂后错误连接形成的两种异常结构如下图:①无着丝粒片段在分裂末期未能及时进入细胞核而成为微核;②有着丝粒片段的姐妹染色单体在断口处黏合形成染色体桥。下列相关叙述正确的是( )
A.制作临时装片时,漂洗一般用清水
B.可观察到两图细胞中的染色体正在以相同速率移向两极
C.进一步放大,可以清楚看到图乙箭头处细胞中的赤道板
D.通过统计视野中染色体异常细胞的比例可以判断工业污水的污染程度
9.[2024·福建漳州三模] 如图甲、乙、丙表示某二倍体哺乳动物生殖腺内的细胞,图中数字表示染色体,字母表示基因。下列叙述正确的是( )
A.基因重组可发生于图甲中
B.图丙细胞可能是图乙细胞分裂产生的
C.图乙分裂产生的子细胞均含有Y染色体
D.获得图甲细胞的过程中发生了基因突变
10.[2024·江西宜春一模] 图a是某二倍体动物细胞分裂示意图,图b是该动物精巢中细胞①~⑦中染色体数和核DNA分子数的关系图,图c是细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线。下列描述不正确的是( )
A.图a细胞中有4个染色体组,其中1、2可构成一个染色体组
B.图a细胞可用图b中细胞⑦表示,细胞中有4对同源染色体
C.图b中细胞④⑤正在进行DNA的复制,对应图c的甲~乙段
D.图b中细胞⑥变成细胞②的过程发生在图c的丙~丁段
二、填空题
11.一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期(即M期),分裂间期又可划分为G1期(主要进行RNA和有关蛋白质的合成)、S期(进行DNA复制)、G2期(继续合成蛋白质和RNA)。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。常用的方法是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合成抑制剂,处于S期的细胞会立即停滞,处于其他时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S期开始的时刻,以达到细胞周期同步化的目的。实验测得两种细胞的细胞周期时长如表所示,单位为h。
细胞种类 细胞周 期时长/h G1期 S期 G2期 M期
甲 23 9
乙 18 4.1 8.9 2.8 2.2
回答下列问题:
(1)在培养甲细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,培养X h;除去DNA合成抑制剂,继续培养9 h;再次加入DNA合成抑制剂,培养X h。最终所有细胞同步在S期开始的时刻。其中X至少是 。
(2)若用含32P的胸苷短期培养乙细胞后,处于S期的细胞都会被32P标记。洗脱含32P的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测,预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时长约为 h。
(3)分别将某细胞正常培养和药物培养一段时间后,测定核DNA含量与细胞数量,实验结果如图所示。据此推测该药物影响细胞分裂的作用机制为 。
(4)用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,要先在低倍镜下找到根尖 区细胞,该部位细胞呈正方形,排列紧密。
12.[2024·湖北荆门模拟] 已知剑白香猪染色体数为2n=38。图 Ⅰ 为剑白香猪体内某一精原细胞减数分裂的过程,图 Ⅱ 为剑白香猪体内的细胞分裂图(仅示部分染色体),图Ⅲ为该动物体内细胞分裂过程中某物质数量变化曲线图的一部分。
(1)据图 Ⅰ 分析,细胞①→②发生的分子水平的生理过程主要为 ;细胞②含有 个染色体组;细胞③存在 条Y染色体。若某精原细胞减数分裂过程中,姐妹染色单体上所携带的遗传信息不完全相同,那么造成这种情况的原因可能是 (答2种)。
(2)在观察剑白香猪体内细胞分裂图时,判断细胞所处分裂时期的依据是 。与乙细胞同时形成的细胞,减数第二次分裂后期的细胞形态与图乙 (填“相同”或“不同”)。
(3)若图Ⅲ表示剑白香猪正常细胞内染色体组数量变化, 某细胞在AB段可能会出现 (填序号:①联会;②同源染色体分离;③76条染色体)现象。
(4)一只雄性剑白香猪(AaXEY)与一只雌性剑白香猪(aaXeXe)的后代中,有一只基因型为AaXEXeY的变异个体。经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致,若不考虑基因突变,该变异个体产生的原因是 。
(5)若用剑白香猪的白色中垂耳(GGHH)与黑色立耳(gghh)为亲本杂交得F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为9∶3∶3∶1,则F1中两对等位基因在染色体上的位置关系是 。
A B C D
答案及解析
1.D [解析] 细胞分裂使细胞数量增加,细胞凋亡使细胞数量减少,两者共同维持多细胞生物体的细胞数量,A正确;细胞衰老时,表现为细胞中多种酶的活性降低,细胞核体积变大等,B正确;细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞凋亡过程中也存在基因的选择性表达,C正确;分化和凋亡的细胞中基因的选择性表达情况不同,但并不是完全不同,仍会有部分相同的蛋白质,如ATP水解酶,D错误。
2.A [解析] “无合成分裂”细胞无须进行DNA复制,就可以分裂,细胞周期更短,但是不具有遗传稳定性,A错误;SEC无须进行DNA复制,就可以分裂,因此DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂,B正确;“无合成分裂”所产生的子细胞比它们的母细胞更小,DNA 等物质也比母细胞要少,但它们总的表面积更大,仍能保障表皮细胞覆盖快速生长的斑马鱼体表,C正确;“无合成分裂”能迅速增加皮肤表皮细胞数目,有利于表皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表,是幼鱼对快速生长的适应,D正确。
3.C [解析] 人体干细胞进行的是有丝分裂,不会发生同源染色体的联会和染色体互换现象,A错误;SERPINE1基因是衰老相关基因,由题干知,该基因表达会促进细胞衰老,所以干细胞分裂时不会发生该基因控制合成较多的蛋白质的现象,B错误;内质网是单层膜,对蛋白质进行加工时需要消耗能量,该能量主要由ATP分解提供,ATP分解与吸能反应有关,C正确;由题意可知,H2O2能够释放到细胞核中发挥作用,调控衰老相关基因SERPINE1的表达,促进细胞衰老,细胞衰老过程中细胞核体积变大,细胞的体积变小,D错误。
4.B [解析] 细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,称为细胞的程序性死亡,A正确;细胞凋亡过程中会合成调控细胞凋亡的蛋白质,B错误;凋亡小体使细胞的内容物不会逸散到细胞外的环境中,有利于维持机体内部环境的稳定,C、D正确。
5.B [解析] 分析题图,染色体复制后,姐妹染色单体被黏连蛋白“黏连”在一起,在有丝分裂后期或减数分裂 Ⅱ 后期,黏连蛋白被分离酶降解后,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。秋水仙素通过抑制纺锤体的形成,从而诱导细胞染色体数目加倍,A错误;纺锤丝形成受阻的细胞中,只要黏连蛋白复合体能正常被分离酶降解,姐妹染色单体即可实现彼此分离,B正确;黏连蛋白降解发生在减数分裂 Ⅱ 后期或有丝分裂后期,同源染色体的非姐妹染色单体间片段互换发生在减数分裂 Ⅰ 前期,C错误;在细胞分裂过程中,黏连蛋白会被降解掉,不会保留到分裂产生的子细胞中,D错误。
6.C [解析] 图①细胞(处于四分体时期)中同源染色体的非姐妹染色单体间的互换导致基因重组,A错误;雄性蝗虫只有一条X染色体,图②为减数第一次分裂后期,移向两极的染色体数目不相同,B错误;图④细胞处于减数第一次分裂中期,雄性蝗虫体细胞内含23条染色体(22+X),故图④细胞中含46个核DNA分子,C正确;图示细胞分裂图像的正确排序为⑤(间期)→①(减数第一次分裂前期)→④(减数第一次分裂中期)→②(减数第一次分裂后期)→⑥(减数第二次分裂后期)→③(减数第二次分裂末期),D错误。
7.C [解析] 若该细胞进行有丝分裂,其连续分裂两次后形成的子细胞中含有8条染色体,若该细胞进行减数分裂,其连续分裂两次(即减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ )后形成的子细胞中含有4条染色体,A错误。该精原细胞每个核DNA的两条链均含有标记,若进行有丝分裂,经过第一次分裂,每个DNA分子的一条链含有标记,一条链没有标记,每条染色体都含有标记;经过第二次DNA复制,前期的每条染色体中一个DNA含有标记,另一个没有标记,则着丝粒分裂后,一半的染色体含有标记,另一半没有,因此经过两次分裂,子细胞中并非每条染色体都含有32P标记,B错误。出现次级精母细胞,说明两次分裂为减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ,则只经过一次DNA复制,则染色体上每个DNA分子的一条链含有标记,另一条没有标记,则次级精母细胞中每条染色体都含有标记,C正确。DNA分子的复制是半保留复制,一个DNA分子在细胞分裂间期复制形成的两个DNA分子都含有一条母链和一条子链,这两个DNA分子存在于由同一着丝粒连接的两条染色单体上,因此,初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体中都含有32P标记,D错误。
8.A [解析] 制作临时装片时,漂洗的目的是除去解离液中的盐酸,以免影响染色,一般用清水处理,A正确;由于在制作临时装片时已将细胞杀死,不能看到两图细胞中的染色体正在以相同速率移向两极,B错误;赤道板是一个假想结构,显微镜下是观察不到的,C错误;由题目信息无法得出污水污染程度与染色体异常细胞数目间的关系,D错误。
9.D [解析] 甲细胞含有同源染色体,着丝粒整齐排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,基因重组发生在减数分裂 Ⅰ 前、后期,故基因重组不可能发生于图甲中,A错误;根据图乙中细胞染色体分离时搭配组合的颜色及染色体上的基因可知,图丙细胞不是图乙细胞分裂产生的,B错误;乙细胞含有同源染色体,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,X与Y为同源染色体,经过减数第一次分裂后,图乙细胞分裂产生的两个子细胞中只有1个细胞含有Y染色体,C错误;图甲细胞处于有丝分裂中期,姐妹染色单体上的基因理论上是相同的,推测可能是存在a→A或A→a突变,即获得图甲细胞的过程中发生了基因突变,D正确。
10.D [解析] 由图b坐标数据可判断该哺乳动物体细胞中染色体数目为2n=4,所以图a表示精原细胞有丝分裂后期图,对应图b中细胞⑦,此时,细胞中有4个染色体组(其中1、2可构成一个染色体组)、4对同源染色体,A、B正确;图b中细胞④⑤染色体数为4,但核DNA数介于4和8之间,说明正在进行DNA的复制,处于间期,对应图c的甲~乙段,C正确;图b中细胞⑥变成细胞②的过程染色体数和核DNA数均减半,代表减数分裂 Ⅰ ,细胞分裂为2个次级精母细胞,而图c中丙~丁段表示有丝分裂后期或减数分裂 Ⅱ 后期的着丝粒分裂,D错误。
11.(1)14
(2)2.8 2.2
(3)抑制DNA复制(或抑制染色体复制等)
(4)分生
[解析] (1)分析题意可知,在培养甲细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,培养X h;除去DNA合成抑制剂,继续培养9 h;再次加入DNA合成抑制剂,培养X h,最终所有细胞同步在S期开始的时刻,则X 至少为细胞周期总长减去 S期时长,即 23-9=14 h。(2)由于处于S期的细胞都会被32P标记,据乙细胞的细胞周期各时期的时长,预计最快约2.8 h(即G2期时长)后会检测到被标记的M期细胞;从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为M期时长,即2.2 h。(3)相比正常培养而言,药物培养时,核DNA含量为2n的细胞数目增加,核DNA含量为2n~4n和核DNA含量为4n的细胞数量减少,由此推测该药物影响细胞分裂的作用机制是抑制DNA复制(或抑制染色体复制等)。(4)用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,要先在低倍镜下找到根尖分生区细胞,该部位细胞呈正方形,排列紧密。
12.(1)DNA的复制和有关蛋白质的合成 2 0或1或2 基因突变或染色体互换
(2)染色体的形态、位置和数目 不同
(3)①②③
(4)父本减数分裂过程中X、Y染色体没有分离,而是移向了同一极,产生的基因组成为AXEY的精子与基因组成为aXe的卵细胞结合,形成了基因型为AaXEXeY的个体
(5)C
[解析] (1)据图 Ⅰ 分析:①→②为减数分裂做准备,则需要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;细胞②是初级精母细胞,已知剑白香猪染色体数为2n=38,为二倍体生物,故细胞②含有2个染色体组;细胞③是次级精母细胞,同源染色体已经分开,姐妹染色单体可能未分离,也可能已经分离,因此可能含有0或1或2条Y染色体;理论上,姐妹染色单体上所携带的遗传信息是相同的,若精原细胞减数分裂过程中发生基因突变或染色体互换则姐妹染色单体上所携带的遗传信息可能不完全相同。(2)在光学显微镜下,观察细胞中染色体的形态、数目和位置,以此作为判断该细胞所处分裂时期的依据。乙进行的是细胞质不均等分裂,则其为次级卵母细胞,与乙同时形成的细胞是第一极体,第一极体在进行减数第二次分裂时细胞质均等分裂,所以形态与图乙不同。(3)若图 Ⅲ 表示剑白香猪正常细胞内染色体组数量变化,则AB段可能是减数第一次分裂各时期、减数第二次分裂的后期和末期、有丝分裂后期和末期,所以可能发生联会、同源染色体的分离,也可能出现76条染色体。(4)一只雄性剑白香猪(AaXEY)与一只雌性剑白香猪(aaXeXe)的后代中,有一只基因型为AaXEXeY的变异个体,经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致,若不考虑基因突变,该变异个体产生的原因是父本减数分裂过程中X、Y染色体没有分离,而是移向了同一极,产生的基因组成为AXEY的精子与基因组成为aXe的卵细胞结合,形成了基因型为AaXEXeY的个体。(5)GGHH与gghh杂交,子一代基因型是GgHh,自交后代的表型比例是9∶3∶3∶1,符合自由组合定律的性状分离比,因此2对等位基因分别位于2对同源染色体上,C符合题意。
