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专题三 细胞的生命历程
每日一练(有丝分裂和无丝分裂)
(限时15分钟)
选择题
1.(2022·湖南高考卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。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】 A.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.b细胞着丝点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,故b细胞含染色体16条,核DNA分子32个,B正确;C.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;D.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,故分裂间期细胞所占比例升高,D错误。故选B。
2.(2022·湖南高考卷)“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是 ( )
A.纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分
B.杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C.花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联
D.“杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸
【答案】 D
【解析】 A.生命活动离不开水,纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分,A正确;B.高等植物的生长发育受到环境因素调节,杏树在特定季节开花,体现了植物生长发育的季节周期性,B正确;C.细胞开花过程中涉及细胞的体积增大和数目增多等过程,花落是由基因控制的细胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡,故花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联,C正确;D.“杏花村酒”的酿制过程中起主要作用的微生物是酵母菌,酵母菌在发酵过程中需要先在有氧条件下大量繁殖,再在无氧条件下进行发酵,D错误。故选D。
3.(2022·广东高考卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是 ( )
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
【答案】 C
【解析】 A.根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,A错误;B.将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后,用镊子将根尖弄碎,盖上盖玻片后再加一个载玻片,需要用拇指轻轻按压载玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;C.在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形,排列紧密)后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C正确;D.分裂中期的染色体着丝点整齐排列在赤道板上,据图可知,图示中期细胞位于左上方,故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。故选C。
4.(2021·辽宁高考卷)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述,正确的是 ( )
A.A B.B C.C D.D
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
【答案】 B
【解析】 A.在植物细胞质壁分离和复原的实验中,细胞壁伸缩性很小,位置基本不变,主要是以原生质层的位置做观察指标,A错误;B.绿叶中色素的提取和分离,观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄,B正确;C.探究酵母菌细胞呼吸的方式,观察指标是培养液的滤液能否使重铬酸钾转变成灰绿色,C错误;D.观察根尖分生组织细胞有丝分裂,细胞在解离的时候已经死亡,看不到纺锤丝牵引染色体的运动,D错误。故选B。
5.(2021·天津高考卷)孟德尔说:“任何实验的价值和效用,取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是 ( )
A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA
【答案】 C
【解析】 A.洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为紫色,便于观察细胞的质壁分离和复原现象,A正确;B.洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛,可以用来观察细胞有丝分裂,B正确;C.洋葱鳞片叶不含叶绿体,不能用来提取和分离叶绿体中的色素,C错误;D.洋葱鳞片叶细胞有细胞核且颜色浅,可以用来粗提取DNA,D正确。故选C。
6.(2021·浙江高考卷)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是 ( )
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
【答案】 C
【解析】 A.图中姐妹染色单体已经分开,形成的子染色体移向细胞的两极,所示的时期为有丝分裂后期,其上一时期是有丝分裂中期,而出现染色体,核膜开始解体为有丝分裂前期,A不符合题意;B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离为有丝分裂后期,图中箭头所指细胞分裂期的上一时期是有丝分裂中期,B不符合题意;C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上为有丝分裂中期,图中所示时期为有丝分裂后期,上一个时期即为有丝分裂中期,C符合题意;D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁为有丝分裂末期,图中所示时期为有丝分裂后期,D不符合题意。故选C。
7.(2021·浙江高考卷)下列关于植物细胞有丝分裂的叙述,正确的是 ( )
A.前期,核DNA已完成复制且染色体数目加倍
B.后期,染色体的着丝粒分布在一个平面上
C.末期,含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板
D.亲代细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞
【答案】 C
【解析】 A.由于间期时进行DNA的复制,在分裂前期核DNA已完成复制,但由于着丝点未分裂,染色体数目未加倍,A错误;B.有丝分裂中期时染色体的着丝粒分布在细胞中央的一个平面上,后期着丝粒分裂,分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极,B错误;C.在植物细胞有丝分裂末期,细胞质开始分裂,含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板,之后发展成为新的细胞壁,C正确;D.在有丝分裂中,亲代细胞的细胞核内的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中,但细胞质中的遗传物质不一定平均分配到两个子细胞中,D错误。故选C。
8.(2020·北京高考卷)丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述,不正确的是 ( )
A.细胞膜的基本结构是脂双层
B.DNA是它们的遗传物质
C.在核糖体上合成蛋白质
D.通过有丝分裂进行细胞增殖
【答案】 D
【解析】 A.原核细胞和真核细胞的细胞膜的基本结构都是磷脂双分子层构成基本骨架,A不符合题意; B.细胞生物的遗传物质都是DNA,B不符合题意;C.原核细胞和真核细胞共有的细胞器是核糖体,都在核糖体上合成蛋白质,C不符合题意; D.原核细胞通过二分裂进行细胞增殖,有丝分裂是真核细胞的增殖方式,D符合题意。故选D。
9.(2020·北京高考卷)下列高中生物学实验中,用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是 ( )
A.观察叶绿体和细胞质流动
B.提取和分离叶绿素
C.观察细胞质壁分离及复原
D.观察细胞的有丝分裂
【答案】 C
【解析】A.紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体,不能作为观察叶绿体的实验材料,黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体,细胞质颜色比较深,易于观察叶绿体和细胞质流动,A错误;B.洋葱的管状叶呈绿色,可用于提取和分离叶绿体中的色素,而紫色洋葱鳞片叶细胞不能,B错误;C.洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡,可作为观察细胞质壁分离和复原的材料,黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察,C正确;D.要作为观察有丝分裂的材料,材料本身必须能发生有丝分裂,洋葱鳞片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂,而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料,色浅,无其他色素干扰,D错误。故选C。
10.(2022·广州一模)以下生物学实验的部分操作过程,正确的是 ( )
A.A B.B C.C D.D
实验名称 实验操作及结果
A 检测生物组织中的还原糖 在待测液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。可检测到还原糖
B 观察细胞中DNA和RNA的分布 先加甲基绿染色,再加吡罗红染色。可观察到DNA和RNA在细胞中的分布
C 观察细胞中的线粒体 先用盐酸水解,再用健那绿染色。可观察到细胞线粒体
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 洋葱根尖经解离、漂洗、染色、制片后,部分细胞中可观察到染色体
【答案】 D
【解析】 A.检测生物组织中的还原糖时,NaOH溶液和CuSO4溶液应先混合再使用,A错误;B.观察细胞中DNA和RNA的分布时,应使用甲基绿和吡罗红混合染色剂,B错误;C.观察细胞中的线粒体时,健那绿是活细胞染料,不能先用盐酸水解,C错误;D.由于有丝分裂过程是一个连续的过程,且是不同步的,故将洋葱根尖经过解离、漂洗、染色和制片后在显微镜下可观察到部分细胞中有染色体,D正确。故选D。
11.(2022·深圳二模)下列相关实验中,涉及“分离”的叙述正确的是 ( )
A.A B.B C.C D.D
选项 实验 有关“分离”的叙述
A 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 质量分数为15%的盐酸作用是使DNA和蛋白质分离
B 植物细胞的吸水和失水 滴加清水后用显微镜观察容易看到原生质层与细胞壁分离
C 绿叶中色素的提取和分离 用纸层析法分离出溶解度最高的色素是胡萝卜素
D 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验 离心的目的是使吸附在细菌上的蛋白质外壳与细菌分离
【答案】 C
【解析】 A.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,用质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液(解离)1∶1作为解离液,用药液使组织中的细胞相互分离开来,A错误;B.在“植物细胞的吸水和失水”实验中,滴加清水后细胞吸水,用显微镜观察不到原生质层与细胞壁分离,B错误;C.在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中,4种色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸条上的扩散速度不同,因而可以分离开,胡萝卜素溶解度最高,扩散速度最快,C正确;D.在“赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验”中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体及噬菌体蛋白质外壳与细菌分离;离心的目的是使上清液中析出噬菌体的蛋白质外壳,大肠杆菌分布在沉淀物中,D错误。故选C。
12.(2022·深圳一模)结肠癌是发生于结肠的恶性肿瘤。奥沙利铂是目前针对结肠癌的常用临床药物。依据《古今名医方论》,某科研团队研究发现香砂六君子汤对结肠癌细胞具有良好的抑制效果。现将香砂六君子汤按高、中和低剂量探究其对肿瘤细胞的影响,结果如下表。下列叙述错误的是 ( )
注:模型组为将小鼠结肠癌细胞株接种于实验鼠上复制肿瘤模型的部分小鼠组,各剂量组为将建模成功的实验鼠随机均等为模型组小鼠数量后施加高、中、低剂量香砂六君子汤的实验组。
A.Bcl-2基因可能是导致正常结肠细胞发生癌变的基因
B.Bax基因表达的增强可能促进肿瘤细胞的凋亡
C.在没有外界因素的作用下肿瘤细胞不会发生凋亡
D.为评价该中药的效果,可以对模型组用奥沙利铂处理作对照
组别 肿瘤治疗/g 肿瘤细胞凋亡率/% Bcl-2转录的mRNA Bax转录的mRNA
模型组 1.58 3.53 1.15 0.42
低剂量组 1.02 18.97 0.93 0.59
中剂量组 0.74 28.56 0.75 0.74
高剂量组 0.50 45.37 0.50 0.96
【答案】 C
【解析】 A.根据分析,Bcl-2转录的mRNA降低,细胞凋亡率升高,所以Bcl-2基因的转录升高可能是导致正常结肠细胞发生癌变的基因,A正确;B.从表格中可以看出,Bax基因表达的增强,细胞凋亡率升高,所以Bax基因表达的增强可能促进肿瘤细胞的凋亡,B正确;C.在没有外界因素的作用下肿瘤细胞也可能会发生凋亡,C错误;D.奥沙利铂是目前针对结肠癌的常用临床药物,所以为评价该中药的效果,可以对模型组用奥沙利铂处理作对照,D正确。故选C。
每日一练(减数分裂和受精作用)
(限时15分钟)
一、选择题
1.(2021·福建高考卷)一位患有单基因显性遗传病的妇女(其父亲与丈夫表现型正常)想生育一个健康的孩子。医生建议对极体进行基因分析,筛选出不含该致病基因的卵细胞,采用试管婴儿技术辅助生育后代,技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是 ( )
A.可判断该致病基因位于X染色体上
B.可选择极体1或极体2用于基因分析
C.自然生育患该病子女的概率是25%
D.在获能溶液中精子入卵的时期是③
【答案】 B
【解析】 A.由题意可知,患病妇女为杂合子,该显性致病基因可以位于常染色体上,也可以位于X染色体上,A错误;B.卵原细胞减数第一次分裂中同源染色体分离,其上基因也随之分离,最终产生一个次级卵母细胞和一个第一极体,二者基因互补,次级卵母细胞减数第二次分裂着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,其上基因也随之分离,最终产生一个卵细胞和一个第二极体,二者基因相同,且卵细胞可用于受精,而极体最后退化消失,因此可选择极体1或极体2用于基因分析,B正确;C.若显性致病基因用A表示,位于常染色体,则患病妇女基因型为Aa,丈夫正常,基因型为aa,自然生育患该病子女(Aa)的概率是1/2,若显性致病基因位于X染色体上,则患病妇女基因型为XAXa,丈夫的基因型为XaY,自然生育患该病子女(XAXa,XAY)的概率是1/4+1/4=1/2,C错误;D.在获能溶液中精子入卵(次级卵母细胞)的时期是②,D错误。故选B。
2.(2021·福建高考卷)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞,其中正确的是 ( )
A B C D
【答案】 A
【解析】 A.图示细胞着丝点分裂,细胞中无同源染色体,且细胞质不均等分裂,可次级卵母细胞的表示减数第二次分裂后期,A正确;B.图示细胞中含有同源染色体,细胞质不均等分裂,应处于减数第一次分裂后期,此时应发生同源染色体分离,与图示a和B、A和b分离不符,B错误;C.图示细胞处于减数第一次分裂后期,卵细胞形成过程在减数第一次分裂后期应不均等分裂,与题图不符,C错误;D.图示细胞着丝点分裂,且细胞中含有同源染色体,细胞质不均等分裂,在卵巢正常的细胞分裂不可能产生,D错误。故选A。
3.(2021·湖北高考卷)植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( )
A.多精入卵会产生更多的种子
B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C.未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
【答案】 A
【解析】 A、B多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体,破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定,A错误,B正确;C.结合题意“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2,C正确;D.据题意可知,ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合,推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合,D正确。故选A。
4.(2021·江苏高考卷)A和a,B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。有关有丝分裂和减数分裂叙述正确的是 ( )
A.多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂
B.减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制
C.有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa,减数分裂 Ⅰ 的2个子细胞中也可能都含有Aa
D.有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞,减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞
【答案】 C
【解析】 A.生物体内有些特殊的细胞如生殖器官中的细胞既能进行有丝分裂又能进行减数分裂,但体细胞只进行有丝分裂,A错误;B.减数分裂只在第一次分裂前进行染色质DNA的复制,B错误;C.有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同,得到的2个子细胞中都含有Aa;减数分裂Ⅰ若发生交叉互换,则得到 的2个子细胞中也可能都含有Aa,C正确;D.有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同,都形成AaBb型2个子细胞;因A和a,B和b为一对同源染色体上的两对等位基因,若不考虑交叉互换,则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的子细胞,D错误。故选C。
5.(2022·广州一模)图中①、②和③为三个精原细胞,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极。不考虑其他变异,下列叙述错误的是 ( )
A.①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B.②经减数分裂形成的配子有一半正常
C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,最终产生4种基因型配子
D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
【答案】 C
【解析】 A.①细胞中有四条染色体,为两对同源染色体,在减数第一次分裂前期两对同源染色体联会,A正确;B.②细胞减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极,最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR,其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR,刚好占一半,B正确;C.③细胞减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,最终产生4个配子,2种基因型,为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR,C错误;D.①发生了染色体结构变异中的易位,②发生了染色体数目变异,理论上通过观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到,D正确。故选C。
二、非选择题
6.甲图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,乙图表示细胞有丝分裂各阶段一个细胞核中DNA含量的变化,丙图表示洋葱根尖的结构示意图。分析回答下列问题:
甲 乙 丙
(1)甲图中染色体的主要成分是 ,①→②过程发生在乙图的 (填字母)阶段,②→③过程发生在乙图b阶段的 期。
(2)分析乙图中DNA含量的变化,可推知乙图中b阶段的细胞中有染色体 条。
(3)丙图中洋葱根尖的④⑤⑥区域细胞形态结构不同,根本原因是 ,用洋葱根尖观察细胞有丝分裂时,制作临时装片的操作步骤是解离→ →染色→制片。
DNA和蛋白质
前
a
20或40
基因的选择性表达
漂洗
【详解】
(1)染色体的主要成分是DNA和蛋白质,①→②过程完成了染色体的复制,发生在乙图的a阶段,②→③过程染色体螺旋变粗,发生在乙图b阶段分裂期的前期。
(2)根据乙图中DNA含量的变化,可判断该生物体细胞中含有20条染色体,在分裂期的前期、中期染色体数目为20条,后期染色体数目加倍,为40条。
(3)丙图中洋葱根尖的④⑤⑥区域细胞形态结构不同,根本原因是基因的选择性表达。用洋葱根尖观察细胞有丝分裂时,解离后应进行漂洗,以避免过度解离,同时有利于下一步的染色。
7.下图甲是五个细胞分裂的示意图,图乙是一个分裂过程中染色体数目的变化曲线,请分析完成:
甲
乙
(1)若图甲细胞来自同一个体,则该生物的体细胞染色体数最多为 条,含同源染色体的细胞是 ,细胞D产生的子细胞的名称是 。
(2)该个体有两对等位基因(YyRr)分别位于两对同源染色体上,若图甲中的细胞D的基因组成为YYRr,其原因可能是__________
_______________________________________________________
。
(3)图乙中,c 段对应于甲图中的 (填字母)细胞的染色体变化,基因分离定律发生于 段,染色体和 DNA 分子数的比为 1∶1 的是 段。
8 ABCE
精细胞
减数第一次分裂四分体时期(前期)同源色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换或者基因突变
D
b
d
【详解】
(1)细胞A有同源染色体,呈现的特点是:着丝点分裂后形成的两条子染色体分别移向细胞两极,据此可判断处于有丝分裂后期;细胞B呈现的特点是:同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,又因其细胞膜从细胞的中部位向内凹陷,所以相关生物个体的性别为雄性;细胞C含同源染色体,且每条染色体的着丝点排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;细胞D没有同源染色体,呈现的特点是:着丝点分裂后形成的两条子染色体分别移向细胞两极,处于减数第二次分裂后期;细胞E中有同源染色体,且存在四分体,处于减数第一次分裂前期,其细胞中含有的染色体数目与体细胞相同。综上分析,若图甲细胞来自同一个体,则该生物的体细胞中含有的染色体数为4条,当体细胞处于有丝分裂后期时,含有的染色体数最多,此时为8条。含同源染色体的细胞是A、B、C、E。细胞D为次级精母细胞,产生的子细胞的名称是精细胞。
(2)该个体的两对等位基因Y和y、R和r分别位于两对同源染色体上,若图甲中的处于减数第二次分裂后期的细胞D的基因组成为YYRr,其原因可能是:在减数第一次分裂的四分体时期,R和r所在的同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换;也可能是在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变。
(3)图乙表示减数分裂过程中染色体数的变化,其中c 段表示减数第二次分裂,对应于甲图中的D细胞的染色体变化。图乙中的b段表示减数第一次分裂,基因分离定律发生在减数第一次分裂后期,与b段相对应。图乙中的d段表示减数分裂结束时形成的子细胞,该时段的细胞中不存在染色单体,每条染色体含有1个DNA分子,此时染色体和 DNA 分子数的比为 1∶1。
8.回答下列关于遗传和变异的问题:
(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中,位于非同源染色体上的基因会发生 ,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生 ,这两种情况都可能导致基因重组,从而产生基因组成不同的配子。
甲 乙
自由组合
交叉互换
(2)假设物种的染色体数目为2n,在其减数分裂过程中,会出现不同的细胞,甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体,那么,图甲表示的是 (填“初级精母细胞”
“次级精母细胞”或“精细胞”),图乙表示的是 (填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。
(3)某植物的染色体数目为2n,其产生的花粉经培养可得到单倍体植株,单倍体是指 。
初级精母细胞
精细胞
体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体
【详解】
(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中,减数第一次分裂后期,位于非同源染色体上的基因会发生自由组合;减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换,这两种情况都可能导致基因重组,从而产生基因组成不同的配子。
(2)根据题意,二倍体生物精子形成过程中,减数第一次分裂的前期同源染色体联会形成四分体,根据图甲中基因的数量已加倍,及基因的位置、种类可知,图甲表示初级精母细胞;图乙中没有同源染色体,也无染色单体,表示精细胞。
(3)某植物的染色体数目为2n,其产生的花粉经培养可得到单倍体植株,单倍体是指体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体。
每日一练(细胞的分化、衰老、死亡)
(限时15分钟)
选择题
1.(2022·湖南高考卷)关于癌症,下列叙述错误的是 ( )
A.成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变
B.癌症发生的频率不是很高,大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应
C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因
D.乐观向上的心态、良好的生活习惯,可降低癌症发生的可能性
【答案】 C
【解析】 A.细胞癌变结构和功能会发生相应改变,如成纤维细胞癌变后变成球形,A正确;B.癌变发生的原因是基因突变,基因突变在自然条件下具有低频性,故癌症发生的频率不是很高,且癌症的发生并不是单一基因突变的结果,而是多个相关基因突变的累积效应,B正确;C.人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因,其中原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变所致,C错误;D.开朗乐观的心理状态会影响神经系统和内分泌系统的调节功能,良好的生活习惯如远离辐射等,能降低癌症发生的可能性,D正确。故选C。
2.(2022·浙江高考卷)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】 A.细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,A正确;B.细胞凋亡贯穿于整个生命历程,B错误;C.人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老,C错误;D.细胞衰老时呼吸速率减慢,新陈代谢减慢,D错误。故选A。
3.(2022·广东高考卷)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是 ( )
A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖
B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
【答案】 D
【解析】 A.原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A错误;B.肿瘤细胞可无限增殖,B错误;C.原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必需的,原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质,C错误;D.据图分析,同时转入Myc和Ras的小鼠中,肿瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras的小鼠,说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应,D正确。故选D。
4.(2022·浙江高考卷)在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的 ( )
A.分裂与分化 B.分化与癌变
C.癌变与衰老 D.衰老与分裂
【答案】 A
【解析】 在正常情况下,经过细胞分裂产生的新细胞,在遗传物质的作用下,其形态、结构、功能随着细胞的生长出现了差异,就是细胞的分化,在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的分裂和分化,A正确,B、C、D错误。故选A。
5.(2021·江苏高考卷)下列关于人体细胞生命历程的叙述,正确的是 ( )
A.组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程
B.造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞
C.细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变
D.凋亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫
【答案】 A
【解析】 A.人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡,新组织细胞的形成需要经过细胞分裂、分化,A正确;B.造血干细胞是已分化的细胞,但仍能继续分化形成血细胞和淋巴细胞等,B错误;C.细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质不变,C错误;D.凋亡细胞被吞噬细胞清除属于非特异性免疫,D错误。故选A。
6.(2021·湖南高考卷)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高
B.烟草中含有多种化学致癌因子,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低
C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂失控
D.肺部细胞癌变后,癌细胞彼此之间黏着性降低,易在体内分散和转移
【答案】 C
【解析】 A.据图分析可知,长期吸烟的男性人群中,不吸烟、30岁戒烟、50岁戒烟、长期吸烟的男性随年龄的增大,肺癌死亡累积风险依次升高,即年龄越大,肺癌死亡累积风险越高,A正确;B.据图分析可知,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低,B正确;C.原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,原癌基因突变后可能导致细胞生长和分裂失控,C错误;D.肺部细胞癌变后,由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移,D正确。故选C。
7.(2020·海南高考卷)下列关于人体造血干细胞的叙述,错误的是 ( )
A.造血干细胞比胚胎干细胞的分化程度高
B.造血干细胞分化产生的B细胞在胸腺中发育成熟
C.造血干细胞可不断增殖和分化,捐献造血干细胞不影响人体健康
D.造血干细胞移植是治疗白血病的有效手段
【答案】 B
【解析】A.造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板,胚胎干细胞可以分化为任何一种组织细胞,所以造血干细胞分化程度更高,A正确;B.造血干细胞分化产生的T细胞在胸腺中发育成熟,B细胞在骨髓中成熟,B错误;C.骨髓中的造血干细胞可不断增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板,补充到血液中去,所以捐献造血干细胞不影响人体健康,C正确;D.造血干细胞移植可以取代白血病患者病变的造血干细胞,是治疗白血病的有效手段,D正确。故选B。
8.(2020·海南高考卷)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是 ( )
A.细胞分裂和分化均可增加细胞数量
B.细胞分化只发生在胚胎时期
C.细胞衰老时,细胞膜的选择透过性功能提高
D.细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解
【答案】 D
【解析】 A.细胞分裂可增加细胞数量,细胞分化可增加细胞种类但不增加细胞数目,A错误;B.细胞分化发生在个体发育的各个时期,是生物个体发育的基础,B错误;C.细胞衰老时,细胞膜的通透性改变,使物质运输的功能下降,C错误;D.细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解,如清除被病原体感染的细胞时,需要合成凋亡相关的酶也需要水解被感染细胞中的各种蛋白质,D正确。故选D。
9.(2022·深圳二模)L-天冬酰胺是人体的非必需氨基酸。研究发现L-天冬酰胺酶能将L-天冬酰胺分解,而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸,导致增殖被抑制。研究人员做了如下实验,如果L-天冬酰胺酶是一种理想的抗淋巴瘤药物,则一段时间后L-天冬酰胺含量的测定结果应为 ( )
A.①缺乏②缺乏③正常④缺乏
B.①缺乏②正常③缺乏④正常
C.①缺乏②缺乏③缺乏④正常
D.①缺乏②缺乏③正常④正常
实验分组 L-天冬酰胺含量
培养液 细胞内
实验组:培养液+L-天冬酰胺酶+淋巴瘤细胞 ① ②
对照组:培养液+L-天冬酰胺酶+正常细胞 ③ ④
【答案】 C
【解析】 因为L-天冬酰胺酶能将L-天冬酰胺分解,而淋巴瘤细胞自身不能合成L-天冬酰胺,因此实验组的培养液和细胞内均无L-天冬酰胺,即①缺乏②缺乏;因为L-天冬酰胺酶能将L-天冬酰胺分解,而正常细胞可合成L-天冬酰胺,因此对照组的培养液中没有L-天冬酰胺,但是对照组的细胞内有L-天冬酰胺,即③缺乏④正常。故选C。(共20张PPT)
专题三 细胞的生命历程
每日一默(有丝分裂和无丝分裂)
(限时15分钟)
一、细胞的增殖方式和细胞周期
真核细胞的三种分裂方式: 、 和
。
细胞周期:只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
有丝分裂 无丝分裂
减数分裂
间期 前期 中期 后期 末期
图像
特点 完成______
________ 和
_________ 核膜、核仁消失,出现
、
________ __________
__________ 整齐排列在赤道板上,染色体形态稳定、数目清晰 着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目 染色体、纺锤体消失,
________, 、 重现,一个细胞分裂成2个子细胞
二、有丝分裂
(1)高等植物有丝分裂各个时期的特点
DNA的复制
有关蛋白质的合成
染色体 纺锤体
染色体的着丝点
加倍
核膜
核仁
(2)有丝分裂细胞核中染色体、染色单体、DNA的变化
染色体数:DNA数= 或 。
染色单体形成时期: ,能观察到的时期: ,消失的时期: 。
染色体数和DNA数变化的关键点:①减少原因:_____________
;②加倍原因: ,DNA数加倍;
,染色体数加倍。
1∶1 1∶2
前期和中期
分裂间期
后期
末期平均分配 到两个细胞
间期染色体复制
后期着丝点分裂
画出细胞核中染色体、核DNA的变化的曲线图
每条染色体上的DNA
ab段处于 期,每条染色体上DNA数由1变为2的原因是 。
cd段处于 期,每条染色体上DNA数由2降为1的原因是 。
分裂间
DNA复制
末
DNA平均分到2个子细胞
(3)观察植物细胞的有丝分裂
材料: 。
过程 方法/试剂 目的
解离 使细胞分离开来
漂洗 洗去药液,防止解离过度
染色 使染色体染色
制片 在玻片上加一片载玻片,用拇指轻轻按压 使细胞分散开来,有利于观察
洋葱根尖分生区细胞
盐酸和酒精混合液
清水
龙胆紫(醋酸洋红溶液)
三、无丝分裂
①特点:整个分裂过程中没有出现 和 的变化,但是DNA也要复制并平均分配。
②实例: 。
纺锤体 染色体
蛙的红细胞
每日一默(减数分裂和受精作用)
(限时20分钟)
一、减数分裂
(1)概念: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。
对象: 。
过程:染色体只复制 次,而细胞连续分裂 次。
结果:成熟生殖细胞中的染色体数目 。
有性生殖生物
一 两
减半
(2)精子的形成过程
①哺乳动物精子的形成场所: 。
②过程:
睾丸的曲细精管
减数第一次分裂前的间期:染色体复制(DNA加倍,染色体不变)
减数第一次分裂
前期:同源染色体两两配对的现象叫 ;出现_________
发生交叉互换。
中期:同源染色体的着丝点排列在赤道板 。
后期:着丝点 , 分离, . 自由组合。
末期:分裂产生的子细胞中染色体数目 。
减数第二次分裂:无间期或间期很短;和有丝分裂基本相同,后期染色体的着丝点分裂。
联会
四分体非姐妹染色单体
两侧
不分裂 同源染色体 非同源染色体
减半
(3)卵细胞的形成过程
①哺乳动物卵细胞的形成场所:卵巢。
②过程:
精子和卵细胞形成的区别:
①1个精原细胞产生 个精子,1个卵原细胞产生 个卵细胞,自然界雌雄配子数目不相等,但种类相同。
②精子形成过程细胞质均等分裂,初级卵母细胞和次级卵母细胞细胞质 分裂。
4 1
不均等
(4)相关概念
同源染色体: 能联会的两条染色体,形状和大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方。 和 虽然形状大小不同,但可以联会,故也是同源染色体。
四分体:在减数第一次分裂前期,联会后的每对同源染色体含有的4条染色单体。
一个四分体= 对同源染色体
= 条染色体
= 条染色体单体
= 个DNA分子
四分体中 发生互换。
X Y
1 2 4 4
非姐妹染色单体
(5)减数分裂过程中染色体,核DNA数目的变化
染色体数变化的关键点:①减半原因:____________________; ②加倍原因: 。
DNA数变化的关键点:①减半原因:______________________; ②加倍原因: 。
末期平均分到两个细胞
着丝点分裂,染色体数加倍
末期平均分到两个细胞
间期DNA复制,DNA数加倍
画出减数分裂过程中染色体,核DNA数目的变化曲线图
(6)减数分裂和有丝分裂图像的鉴别
先判断时期:如染色体无规律分布为 期,染色体排列在中央为 期,染色体移向两极为 期。
无同源染色体为 ,有同源染色体且联会为 ,有同源染色体不联会为 ,无着丝点分裂为 后期。
前
中 后
减Ⅱ 减Ⅰ
有丝 减Ⅰ
二、受精作用
概念:精子与卵细胞相互 、融合成为受精卵的过程。
过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留外。精卵融合体现了细胞膜的 性;体现了细胞膜的 的功能。
受精卵中的 一半来自精子,一半来自卵细胞,但
中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
识别
流动 选择透过性
染色体
细胞质
每日一默(细胞的分化、衰老、死亡)
(限时10分钟)
一、细胞的分化
(1)概念:
在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在_______
发生稳定性差异的过程。
实质(原因): 。
是分化的基础;同一细胞经过分裂分化后产生的细胞
相同, 不同。
形态、结构和生理功能上
基因选择性表达
分裂
遗传物质 形态、结构、功能
(2)细胞的全能性
概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能(细胞→个体)。
表现条件(植物组织培养):
① ,② ,③适宜外界条件。
大小比较:受精卵>胚胎细胞>生殖细胞>体细胞。
分裂分化程度越高,分裂分化能力越低,全能性越 。
离体 一定的营养物质、激素
低
二、细胞的衰老、死亡
(1)细胞衰老
细胞衰老的特点
水少新慢:细胞内的水分减少, 减小; 速率减慢;细胞内的呼吸速率减慢。
酶低:细胞内多种 降低。
酪氨酸酶活性降低→黑色素合成减少→头发发白。
白化病的根本大原因: →黑色素不能合成→白化。
色多:细胞内的 逐渐积累。
核大:细胞核体积 ,染色质收缩,染色加深。
透变:细胞膜通透性改变,使物质运输功能 。
体积 新陈代谢
酶活性
缺少酪氨酸酶
色素
增大
降低
(2)细胞的凋亡
概念:由基因决定的细胞自动结束生命的过程,叫细胞凋亡,也称细胞程序性死亡。
实例:人尾、蝌蚪尾巴的消失;人手指的形成;细胞的 ;
的清除等。
自然更新
被病原体感染的细胞
