(共69张PPT)
专题三 细胞的生命历程
2.3 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程
2.3.1 描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性
2.3.2 说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体
2.3.3 描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程
2.3.4 阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞
1．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用甲紫溶液使其着色。 ( )
提示：√
2．任何具有分裂能力的细胞都有细胞周期。 ( )
提示：× 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。
3．使用高倍镜可观察到洋葱根尖细胞的赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期。 ( )
提示：× 赤道板不是真实存在的结构，因此观察不到。
4．高等动物胚胎干细胞分裂过程中，染色体的出现和纺锤体的出现发生在同一时期。 ( )
提示：√
5．有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下，每个着丝粒分裂成两个，染色体数目加倍。 ( )
提示：× 着丝粒在有丝分裂后期自行分裂，不需要纺锤丝的牵引。
6．在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，需用清水漂洗已解离的根尖便于染色。 ( )
提示：√
7．清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老。 ( )
提示：√
8．衰老细胞中各种酶的活性显著降低。 ( )
提示：× 衰老细胞内大多数酶的活性都降低，但并不是所有酶的活性都降低，如与衰老、凋亡有关的酶活性提高。
9．细胞凋亡受基因控制，细胞衰老不受基因控制。 ( )
提示：× 细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的，是正常的生命现象。
10．种子发育成完整个体体现了细胞的全能性。 ( )
提示：× 种子不是一个细胞，由胚发育成个体是正常的生长发育，而不是细胞全能性的体现。
11．已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞。 ( )
提示：× 已分化的细胞一般不能进一步分化，只有脱分化形成的愈伤组织细胞可以再分化。
12．细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动。 ( )
提示：√
13．果蝇(2n＝8)体细胞有丝分裂后期，成对的同源染色体分离，细胞中有16条染色体。 ( )
提示：× 同源染色体分离发生于减数分裂Ⅰ后期。
14．有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生了染色单体分离。 ( )
提示：√
15．无丝分裂过程中无DNA复制和纺锤丝出现。 ( )
提示：× 无丝分裂过程中无纺锤丝出现，但也要进行DNA复制。
16．一个处于细胞周期中的细胞，若碱基T与U被大量利用，则该细胞不可能处于细胞周期的分裂期。 ( )
提示：√
17．某一处于分裂后期的细胞，同源染色体正在移向两极，同时细胞质也在进行均等分配，则该细胞一定是初级精母细胞。 ( )
提示：√
18．同源染色体形态、大小不一定相同，但形态、大小相同的染色体一定是同源染色体。 ( )
提示：× 形态、大小相同的染色体也可能是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。
19．基因型为Aa的豌豆，产生含A的精子和含a的卵细胞数量之比约为1∶1。 ( )
提示：× 含A的精子和含a的精子数量之比约为1∶1，含A的卵细胞和含a的卵细胞数量之比也约为1∶1，但是精子的数量远远多于卵细胞的数量。
20．同一染色体的两条姐妹染色单体上的基因相同，如果不同，则说明一定发生了基因突变。 ( )
提示：× 同一染色体的两条姐妹染色单体上的基因如果不同，也可能是减数分裂Ⅰ四分体时期发生过染色体的互换。
1.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，因为______________________________________________________
___________________________________________________。
2．细胞体积并不是越小越好，细胞的最小限度由什么来决定？_____________________________________________________________________。
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
由完成细胞功能所必需的基本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需的空间
决定
3．细胞代谢产生的自由基引起细胞衰老的原因是_______________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。当自由基攻击磷脂分子时，生物膜受到的损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，引起蛋白质活性下降，致使细胞衰老
4．白细胞凋亡速率大于红细胞凋亡速率的原因是_______________
____________________________________________________________________________________________。
5．同一个体的不同细胞遗传物质相同的原因是_________________
____________________________________________________________________________________________。
细胞的凋亡速率与其功能有关系，白细胞的功能是吞噬病原体、自身衰老的细胞等，所以其凋亡速率比红细胞的更快
同一个体的不同细胞是由一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化形成的，细胞分裂和分化的过程中遗传物质不发生改变
6．已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性的原因是___________
__________________________________________________________。
7．端粒是____________________________________的DNA—蛋白质复合体，其作用是______________________________。
8．有性生殖的后代具有多样性的原因是_______________________
________________________________________________________。
已分化的动物体细胞的细胞核中仍含有该动物生长发育所需的全部遗传物质
每条染色体的两端都有的一段特殊序列
保护内侧正常基因的DNA序列
减数分裂过程中发生基因
重组，使形成的配子具有多样性；受精过程中精卵随机结合
9．马(2n＝64)和驴(2n＝62)杂交产生的骡不能繁殖后代的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
骡的体细胞中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴。这63条染色体没有同源染色体，导致骡的原始生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子
10．XY型性别决定的生物繁殖过程中会产生XXY或XYY染色体异常的个体，请分析XYY异常个体形成的原因：______________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一个细胞，产生了YY型精子。该精子与正常的卵细胞(X)完成受精作用，得到XYY型受精卵
核心考点一
细胞的有丝分裂和减数分裂
1.细胞周期中需要关注的知识点
2.有丝分裂和减数分裂
(1)有丝分裂和减数分裂过程中易混图像比较
时期 有丝分裂 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ
前期
有同源染色体，且散乱分布 联会，形成四分体，有同源染色体 无同源染色体
时期 有丝分裂 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ
中期
着丝粒排列在赤道板上，有同源染色体 四分体排列在赤道板上，有同源染色体 着丝粒排列在赤道板上，无同源染色体
时期 有丝分裂 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ
后期
着丝粒分裂，有同源染色体 同源染色体分离，非同源染色体自由组合，有同源染色体 着丝粒分裂，无同源染色体
(2)有丝分裂和减数分裂过程中相关数学模型的比较
①理清细胞分裂中相关物质或结构变化规律及成因
②染色体、染色单体、核DNA含量变化柱形图
注：有数目为0的一定是染色单体，进行分裂的细胞中核DNA和染色体数目不可能为0；柱形图中各时期图像中，核DNA的数目一定≥染色体的数目(1∶1或2∶1)。
常考题型一 细胞周期
1. (2024·浙江1月卷)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图。
关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，
正确的是( )
A．细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
B．细胞②处于中期，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2
C．细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D．细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
【答案】 B
【解析】 ①是间期，细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，并且细胞有适度的生长，但蛋白质的合成不在细胞核，而在核糖体，A错误；②是中期，染色体已在间期复制完成，因此染色体数目没有改变，但一条染色体上有两条染色单体，一条染色体上有两个核DNA，染色体数： 染色单体数： 核DNA分子数＝1∶2∶2，B正确；③是后期，有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况，C错误；④是末期，题干中指出植物细胞，植物细胞末期的特点之一是在细胞板的位置逐渐扩展形成新的细胞壁，动物细胞膜末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二，D错误。故选B。
2. (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】 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，A错误；乳酸能加快有丝分裂后期的进程，进而促进细胞分裂，B错误；无氧呼吸发生在细胞质基质，不发生在线粒体，C错误；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。故选D。
3. (2023·浙江1月卷)纺锤丝由微管构成，微管由微管蛋白组成。有丝分裂过程中，染色体的移动依赖于微管的组装和解聚。紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动，从而抑制细胞分裂。培养癌细胞时加入一定量的紫杉醇，下列过程受影响最大的是( )
A．染色质复制 B．染色质凝缩为染色体
C．染色体向两极移动 D．染色体解聚为染色质
【答案】 C
【解析】 紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动，从而抑制细胞分裂，但不影响染色体的复制、凝缩、解聚过程，故受影响最大的是染色体向两极移动，故选C。
4. (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
【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。故选B。
分析细胞周期相关题目时需要注意的问题
1.画出细胞周期的饼形图，弄清调节蛋白的作用。若某种调节蛋白的活性受抑制，则可使细胞周期停滞在特定阶段，导致该时期的细胞数目增多，比例升高。
2.只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，高度分化和进行减数分裂的细胞没有细胞周期，如洋葱表皮细胞、胰岛细胞、浆细胞、初级精母细胞。
3.分裂间期占细胞周期的90%～95%，故细胞周期的大部分时间处于分裂间期。
4.处于分裂间期的细胞，核糖体和线粒体活动旺盛。
常考题型二 细胞分裂过程中的DNA、染色体变化规律
5. (2023·浙江1月卷)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】 甲时期细胞为次级精母细胞的前期和中期细胞，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，会产生AXD、aXD、AY、aY 4种基因型的精细胞，D正确。故选D。
6. (2022·浙江6月卷)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①～④表示染色体，a～h表示染色单体。下列叙述正确的是( )
A．图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为前期Ⅱ
B．①与②的分离发生在后期Ⅰ，③与④的分离发生在后期Ⅱ
C．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍
D．a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16
【答案】 D
【解析】 根据形成四分体可知，该时期处于前期Ⅰ，为初级卵母细胞，A错误；①与②为同源染色体，③与④为同源染色体，同源染色体的分离均发生在后期Ⅰ，B错误；该细胞的染色体数为4，核DNA分子数为8，减数分裂产生的卵细胞的染色体数为2，核DNA分子数为2，C错误；a和e进入同一个次级卵母细胞的概率为1/2×1/2＝1/4，由次级卵母细胞进入同一个卵细胞的概率为1/2×1/2＝1/4，因此a和e进入同一个卵细胞的概率为1/4×1/4＝1/16，D正确。故选D。
7. (2022·浙江1月卷)在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4个蓝色(2个5 cm、2个8 cm)和4个红色(2个5 cm,2个8 cm)的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程，下列叙述错误的是( )
A．将2个5 cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体
B．将4个8 cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对
C．模拟减数分裂后期Ⅰ时，细胞同极的橡皮泥条颜色要不同
D．模拟减数分裂后期Ⅱ时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
【答案】 C
【解析】 一条染色体上的两条染色单体是经过复制而来，大小一样，故将2个5 cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体，A正确；同源染色体一般大小相同，一条来自母方，一条来自父方(用不同颜色表示)，故将4个8 cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对，B正确；减数分裂后期Ⅰ时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞同极的橡皮泥条颜色可能相同，可能不同，C错误；减数分裂后期Ⅱ时，染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，均分到细胞两极，故模拟减数分裂后期Ⅱ时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同，D正确。故选C。
8. (2024·北京卷)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是( )
A．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B．同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C．有丝分裂前的间期进行DNA复制
D．有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
【答案】 B
【解析】 减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为后面的有丝分裂作准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传的稳定性，D正确。故选B。
分析DNA和染色体变化时需要注意的问题
1.把握识别同源染色体的关键：
具有同源染色体的是D、E，判断依据是染色体形态、大小相同(X、Y染色体除外)，颜色不同(参考)。
2.理清有丝分裂、减数分裂过程各时期的重要特征。
核心考点二
细胞的分化、衰老和死亡
1.细胞的分化与全能性
(1)细胞分化的机理
(2)细胞分化的判断标准
(3)细胞分化的“变”与“不变”
(4)从四个角度理解细胞的全能性
不变 DNA；基因；tRNA；rRNA；细胞的数目
改变 mRNA；蛋白质的种类；细胞的形态、结构和生理功能
2.细胞衰老的特征
3.判断细胞凋亡与细胞坏死
(1)图解细胞凋亡机理
(2)“三看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
(3)细胞自噬：在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用的过程。
常考题型一 考查细胞的分化与全能性
1. (2024·辽宁卷)手术切除大鼠部分肝脏后，残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞，使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是( )
A．肝细胞增殖过程中，需要进行DNA复制
B．肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程
C．卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达
D．卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性
【解析】 肝细胞增殖过程中，会发生细胞的分裂使得细胞数目增多，需要进行DNA复制，A正确；肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程，有利于维持机体内部环境的相对稳定，B正确；卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达，合成承担相应功能的蛋白质，C正确；细胞的全能性是指细胞分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，卵圆细胞能形成新的肝细胞，不能证明其具有全能性，D错误。故选D。
2. (2024·浙江6月卷)同一个体的肝细胞和上皮细胞都会表达一些组织特异性的蛋白质。下列叙述错误的是( )
A．肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质
B．肝细胞和上皮细胞所含遗传信息相同
C．肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果
D．上皮细胞的形成与基因选择性表达有关
【答案】 A
【解析】 肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质，如呼吸酶，A错误；肝细胞和上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果，是基因选择性表达的结果，二者是由同一受精卵分化而来的，所含遗传信息相同，B、C、D正确。故选A。
3. (2022·湖北卷)BMI 1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，BMI 1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．BMI 1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BMI 1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；BMI 1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BMI 1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BMI 1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，BMI 1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BMI 1基因表达量有关，D正确。
4. (2021·浙江6月卷)将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是( )
A．肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
B．“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C．“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D．细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
【答案】 B
【解析】 动物细胞经过多次分裂后，细胞质的成分已经发生改变，原本能激发细胞全能性的物质已经消失，故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制，A正确；“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数量，通过细胞分化增加细胞的种类，C正确；虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核仍含有该物种的全套基因，故动物细胞的细胞核具有全能性，D正确。故选B。
有关细胞分化和全能性的易错易混点
1.同一个体的不同体细胞中核遗传物质相同，但由于选择性表达的基因不同，因而转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。
2.已分化的细胞若含有保持该物种遗传所需要的全套遗传物质，则具有全能性。
3.植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制。
4.一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达；细胞分化程度越低，全能性越高。但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
常考题型二 细胞自噬、衰老、凋亡
5. (2024·山东卷)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是( )
A．细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B．转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变
C．该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大
D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
【解析】 巨噬细胞吞噬死亡细胞的方式为胞吞，该过程需要消耗细胞呼吸提供的能量，A正确；载体蛋白运输物质的过程中构象会发生改变，B正确；心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱，有氧呼吸产生CO2的速率会减小，C错误；被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解，为机体的其他代谢提供物质和能量，D正确。故选C。
6. (2024·河北卷)核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是( )
A．细胞在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高
B．ATM在细胞质合成和加工后，经核孔进入细胞核发挥作用
C．H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老
D．ATM基因表达增强的个体受辐射后更易患癌
【答案】 D
【解析】 依据题干信息，当核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，可诱导抗氧化酶基因H的表达，即提高了其抗氧化能力，A正确；ATM参与DNA修复，发挥作用的场所主要是细胞核，所以在细胞质合成、加工后，经核孔进入细胞核发挥作用，B正确；H蛋白是抗氧化酶基因H表达的产物，可以减缓氧化过程中所产生的自由基导致的细胞衰老，C正确；ATM蛋白的作用是修复损伤的DNA, ATM基因表达增强的个体修复DNA的能力也会相应提高，因此受辐射后相对不易患癌，D错误。故选D。
7. (2024·湖南卷)部分肺纤维化患者的肺泡上皮细胞容易受损衰老。下列叙述错误的是( )
A．患者肺泡上皮细胞染色体端粒可能异常缩短
B．患者肺泡上皮细胞可能出现DNA损伤积累
C．患者肺泡上皮细胞线粒体功能可能增强
D．患者肺泡上皮细胞中自由基可能增加
【答案】 C
【解析】 根据细胞衰老的端粒学说，染色体中端粒缩短，A正确；染色体中端粒缩短，会造成端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，细胞活动渐趋异常，导致细胞衰老，B正确；衰老细胞的呼吸速率减慢，表明其线粒体功能可能减弱，C错误；根据细胞衰老的自由基学说，细胞代谢产生的自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，引起细胞衰老，D正确。故选C。
8. (2024·湖北卷)苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白，被棉铃虫吞食后活化，再与肠道细胞表面受体结合，形成复合体插入细胞膜中，直接导致细胞膜穿孔，细胞内含物流出，直至细胞死亡。科学家将编码Bt毒蛋白的基因转入棉花植株，获得的转基因棉花能有效防控棉铃虫的危害。回答下列问题：
(1)Bt毒蛋白引起的细胞死亡属于____________(填“细胞坏死”或“细胞凋亡”)。
(2)如果转基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低，取食后的棉铃虫可通过激活肠干细胞分裂和__________产生新的肠道细胞，修复损伤的肠道，由此导致杀虫效果下降。请据此提出一项可提高转基因棉花杀虫效果的改进思路：________________________________________________
_______________________。
(3)在Bt毒蛋白的长期选择作用下，种群中具有抗性的棉铃虫存活的可能原因是：肠道细胞表面受体蛋白的________或________发生变化，导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性。
(4)将Bt毒蛋白转基因棉花与非转基因棉花混种，可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性，原因是____________________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)细胞坏死
(2)分化 抑制肠干细胞的激活
(3)结构 控制基因
(4)减缓棉铃虫种群抗毒蛋白基因频率的增加速度
【解析】 (1)细胞坏死指的是在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，Bt毒蛋白作为损害因子，导致该生物的死亡，属于细胞坏死。(2)分析题意可知：干细胞能够通过增殖和分化不断补充到体细胞中去，即肠干细胞分裂和分化产生新的肠道细胞，修复损伤的肠道，由此导致杀虫效果下降；所以可以选择抑制肠干细胞分裂和分化的激活，来提高转基因棉花杀虫效果。(3)在Bt毒蛋白的长期选择作用下，会使肠道细胞表面受体蛋白的结构或控制基因发
生变化，使该受体蛋白无法正常表达，即无法与Bt毒蛋白结合，导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性。(4)该做法为棉铃虫提供正常的取食环境，始终保持一定的敏感棉铃虫种群，即使部分棉铃虫对转基因抗虫棉产生了抗性，但因其与敏感棉铃虫交配，后代抗性基因会发生分离，具备抗性的棉铃虫种群基因频率不会迅速增加。
有关细胞衰老、凋亡的易错易混点
1.个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中也有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。
2.细胞凋亡对机体的正常发育是有利的，细胞坏死对机体有害。
3.细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。专题三
专题练
基础达标测试
一、选择题
1．(2024·盐城模拟)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，如图1；细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA相对含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA相对含量不同，将某种连续增殖的细胞分为三组，每组的细胞数如图2。据图分析，下列说法错误的是( )
A．分裂间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与
B．染色体的着丝粒分裂发生在图1中的M期
C．图2中的乙主要发生在图1中的S期
D．将周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数减少
【答案】 D
【解析】 分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，合成相关蛋白质需要核糖体的参与，A正确；染色体的着丝粒分裂发生在有丝分裂后期，即图1中的M期，B正确；乙组细胞中的DNA相对含量为2C～4C，均为S期细胞，C正确；甲组细胞中的DNA相对含量为2C，为G1期的细胞，S期进行DNA的复制，将周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数(G1期)增多，D错误。
2．(2024·连云港模拟)高等动物细胞(2N)在分裂过程中某一时期的染色体、染色单体、DNA三者之比为1∶2∶2的数量关系。此时细胞内不可能发生( )
A．染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极
B．存在细胞中某一极的染色体数目可能为2N
C．细胞中可能有同源染色体联会行为
D．此时细胞中可能不存在同源染色体
【答案】 B
【解析】 染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极可能发生在减数分裂Ⅰ后期，此时染色体、染色单体、DNA三者之比为1∶2∶2，A不符合题意；细胞中某一极的染色体数目为2N的时期只可能是有丝分裂后期，此时无染色单体，B符合题意；同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，此时染色体、染色单体、DNA三者之比为1∶2∶2，C不符合题意；减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，此时染色体、染色单体、DNA三者之比为1∶2∶2，D不符合题意。
3．(2024·无锡模拟)如图是某动物细胞有丝分裂模式图，下列叙述错误的是( )
A．上述细胞有丝分裂的顺序是图1→图4→图2→图3
B．在图2时期，细胞中的核DNA数目不变，但染色体数目加倍
C．若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能作用于图2细胞所属时期
D．开始出现染色体的时期是图4，染色体开始转变成染色质形态的时期是图3
【答案】 C
【解析】 分析题图可知，图1细胞处于分裂间期；图2细胞中着丝粒分裂，应处于有丝分裂后期；图3细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷，应处于有丝分裂末期；图4细胞中出现染色体，且染色体散乱分布，应处于有丝分裂前期。因此细胞有丝分裂的顺序是图1→图4→图2→图3，A正确；图2细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中的核DNA数目不变，但着丝粒分裂使染色体数目加倍，B正确；纺锤体的形成发生在有丝分裂前期，因此可抑制纺锤体形成的药物可能作用于图4细胞所属时期，C错误；染色体出现于分裂前期，即图4细胞所处时期，染色体解螺旋形成染色质丝的时期是分裂末期，即图3细胞所处时期，D正确。
4．(2024·韶关模拟)下图表示洋葱根尖分生区细胞进行分裂时，细胞核中DNA含量的变化，每个点代表记录到的一个细胞。下列相关叙述错误的是( )
A．染色体和纺锤体等结构周期性变化是核DNA均等分配的结构基础
B．图中核DNA数量减半的原因是细胞质分裂和核膜重新形成
C．利用药物抑制DNA聚合酶的活性，细胞将停留在分裂间期
D．细胞核体积增大到最大体积的一半时，细胞核中进行DNA的复制及蛋白质的合成
【答案】 D
【解析】 DNA的均等分配依靠纺锤体牵引，染色体和纺锤体等结构周期性变化是核DNA均等分配的结构基础，A正确；图中核DNA数量减半的原因是细胞质分裂和核膜重新形成，细胞一分为二，染色体均分到两个细胞中，B正确；DNA的复制发生在分裂间期，需要DNA聚合酶参与，因此利用药物抑制DNA聚合酶的活性，细胞将停留在分裂间期，C正确；分析图形可知，在细胞分裂间期，细胞核体积达到其最大体积的一半时，DNA的含量开始急剧增加，此时细胞核中进行DNA的复制，蛋白质的合成在细胞质中完成，D错误。
5．(2024·金华模拟)下图是玉米(雌雄异花)的染色体核型(2n＝20)，不考虑变异。下列叙述正确的是( )
A．该染色体核型中含有2个染色体组，控制同一性状的基因都有2个
B．常用减数分裂Ⅰ中期的染色体进行显微摄影制作该染色体核型图
C．根据图中染色体核型分析可知其性别为雌性
D．玉米的原始生殖细胞减数分裂过程中可以形成10个四分体
【答案】 D
【解析】 玉米为二倍体生物，该染色体核型中含有2个染色体组，图中染色体均含有染色单体，故控制同一性状的基因不一定都是2个，且可能存在多对等位基因控制同一相对性状，此时控制同一性状的基因数目会更多，A错误；有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期，故常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影制作该染色体核型图，B错误；玉米是雌雄异花同株的植物，不存在性染色体，C错误；玉米的染色体组成为2n＝20，即含10对同源染色体，故其原始生殖细胞减数分裂过程中可以形成10个四分体，D正确。
6．(2024·镇江模拟)如图为某二倍体高等雄性动物的某细胞部分染色体组成示意图，图中①、②表示染色体，a、b、c、d表示染色单体，不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A．在不发生互换的情况下，a和b中的两个DNA分子所含遗传信息相同
B．在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体①与②联会形成的四分体散乱分布在细胞中
C．在减数分裂Ⅱ过程中，一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体
D．若a与c出现在该细胞产生的一个精子中，则b与d可出现在同时产生的另一精子中
【答案】 D
【解析】 a、b是染色体经过复制形成的姐妹染色单体，所以在不发生互换的情况下，a和b中的两个DNA分子所含遗传信息相同，A正确；同源染色体①与②在减数分裂Ⅰ前期发生联会，形成四分体，散乱分布在细胞中，B正确；雄性动物的性染色体组成为XY，减数分裂Ⅰ结束形成的两个次级精母细胞分别含有1条X或1条Y染色体，减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分开，形成2条X染色体或2条Y染色体，所以一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体，C正确；a、b是姐妹染色单体，因此若a与c出现在该细胞产生的一个精子中，则b与c的另一条姐妹染色单体可出现在同时产生的另一精子中，但b与d不可能出现在同时产生的另一精子中，D错误。
7．(2024·邯郸模拟)在有丝分裂中期，若出现单附着染色体(染色体的着丝粒只与一侧的纺锤丝相连，如下图所示)细胞将延缓后期的起始，直至该染色体与另一极的纺锤丝相连，并正确排列在赤道板上。此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的MAD2蛋白的监控，正确排列的中期染色体上没有MAD2蛋白。用玻璃微针勾住单附着染色体，模拟施加来自对极的正常拉力时，细胞会进入分裂后期。下列说法不正确的是( )
A．细胞分裂能否进入到后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关
B．当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后细胞才能进入分裂后期
C．MAD2蛋白功能异常，细胞将在染色体错误排列时停止在分裂中期
D．癌细胞的染色体排布异常时仍然能继续分裂可能与监控缺失有关
【答案】 C
【解析】 出现单附着染色体时，细胞后期将延后，而用微针勾住单附着染色体施加压力，细胞分裂能正常进行，故细胞分裂能否进入后期与来自两极纺锤丝的拉力有关，A正确；MAD2蛋白监控单附着染色体的存在，正确排列的细胞中期的染色体上无MAD2蛋白，故当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后才能进入分裂后期，B正确；MAD2蛋白监控细胞中染色体的错误排列，若该蛋白功能异常，则染色体错误排列时分裂无法在中期停止，C错误；MAD2蛋白监控细胞中染色体的错误排列，癌细胞的染色体排布异常时仍能继续分裂，可能与MAD2蛋白的监控功能缺失有关，D正确。
8．(2024·丹东模拟)某种蝗虫，其雌虫体细胞内染色体数为2n＝24(22＋XX)，雄虫体细胞内染色体数为2n＝23(22＋X)。下列情况不可能出现的是( )
A．四分体时期的初级精母细胞中会出现11个四分体
B．初级卵母细胞中的染色体数与初级精母细胞中的染色体数相等
C．着丝粒断裂前，次级卵母细胞中的染色单体数与次级精母细胞中的染色单体数相等
D．着丝粒断裂后，次级卵母细胞中的染色体数与次级精母细胞中的染色体数相等
【答案】 B
【解析】 由于蝗虫雄虫体细胞内有11对同源染色体和1条X染色体，因此在四分体时期的初级精母细胞中会出现11个四分体，A正确；根据题意，初级卵母细胞中的染色体数与初级精母细胞中的染色体数分别是24和23，B错误；着丝粒断裂前，次级卵母细胞中的染色单体数可能与次级精母细胞中的染色单体数相等，都是24条，C正确；着丝粒断裂后，次级卵母细胞中的染色体数可能与次级精母细胞中的染色体数相等，都是24条，D正确。
9．(2024·湘潭模拟)将小鼠(2n＝40)精原细胞的全部DNA分子双链用3H标记，诱导其在无放射性的培养基进行减数分裂，再取其中一个精子与未被标记的卵细胞结合形成受精卵，继续培养至早期胚胎。下列叙述正确的是( )
A．减数分裂Ⅰ前期细胞内形成10个四分体
B．用于人工授精的精子中共有20个被标记的DNA分子
C．受精卵第三次有丝分裂的中期细胞中最多可有10条被标记的染色体
D．受精卵第二次有丝分裂的后期细胞中可能存在20条被标记的染色体
【答案】 D
【解析】 减数分裂Ⅰ前期形成20个四分体(一个四分体就是1对联会的同源染色体)，A错误；精原细胞的全部DNA分子双链用3H标记，用于人工授精的精子细胞核中共有20个被标记的DNA分子，细胞质中也含有被标记的DNA分子，B错误；由于精子中的20条染色体中的DNA分子都有一条链被3H标记，受精后，受精卵中含有20个被3H标记的DNA分子，且每个DNA分子中只有一条链带有标记，在有丝分裂前的间期又进行一次DNA分子半保留复制，且最多依然只是有20个DNA分子被标记，因此，不管受精卵进行多少次有丝分裂，其有丝分裂的中期细胞中最多可有20条被标记的染色体，C错误；由于受精卵有丝分裂后期，着丝粒分裂后，子染色体随机移向两极，因此每个子细胞中被3H标记的染色体有0～20条，因此，受精卵第二次有丝分裂的后期细胞中可能存在20条被标记的染色体，D正确。
10．(2024·南阳模拟)造血干细胞可增殖分化为B细胞，B细胞受特定抗原刺激后增殖分化为浆细胞。下列相关叙述错误的是( )
A．造血干细胞能分化为B细胞，体现了全能性
B．造血干细胞和浆细胞中的呼吸酶基因都能表达
C．与造血干细胞相比，浆细胞中有丰富的内质网、高尔基体等
D．衰老的浆细胞中水分减少，细胞核增大
【答案】 A
【解析】 已分化的细胞能够分化成完整的有机体或各种细胞才能体现出细胞的全能性，A错误；活细胞都要进行呼吸，所以造血干细胞和浆细胞中的呼吸酶基因都能表达，B正确；浆细胞能够分泌抗体(蛋白质)，所以含有丰富的内质网和高尔基体，C正确；衰老细胞的细胞内水分减少、细胞萎缩、体积变小、细胞核体积增大，D正确。
10. (多选) (2024·南阳模拟)造血干细胞可增殖分化为B细胞，B细胞受特定抗原刺激后增殖分化为浆细胞。下列相关叙述正确的是( )
A．造血干细胞能分化为B细胞，体现了全能性
B．造血干细胞和浆细胞中的呼吸酶基因都能表达
C．与造血干细胞相比，浆细胞中有丰富的内质网、高尔基体等
D．衰老的浆细胞中水分减少，细胞核增大
【答案】 BCD
【解析】 已分化的细胞能够分化成完整的有机体或各种细胞才能体现出细胞的全能性，A错误；活细胞都要进行呼吸，所以造血干细胞和浆细胞中的呼吸酶基因都能表达，B正确；浆细胞能够分泌抗体(蛋白质)，所以含有丰富的内质网和高尔基体，C正确；衰老细胞的细胞内水分减少、细胞萎缩、体积变小、细胞核体积增大，D正确。
11．(2024·池州模拟)端粒是线状染色体末端的一小段DNA—蛋白质复合体。端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加逐渐缩短后，端粒内侧正常基因的DNA序列会受损伤，使细胞活动逐渐异常。端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，以修复延长端粒。下列叙述正确的是( )
A．大肠杆菌端粒随分裂次数增加逐渐缩短，增殖能力减弱
B．端粒严重缩短后，可能引起染色质收缩，染色加深
C．端粒酶是一种逆转录酶，在细胞核和线粒体中起作用
D．同一生物体内，不同细胞的端粒长度相同
【答案】 B
【解析】 端粒是线状染色体末端的一小段DNA—蛋白质复合体，而大肠杆菌是原核生物，没有染色体，所以没有端粒，A错误；由于端粒是线状染色体末端的一小段DNA—蛋白质复合体，端粒严重缩短后，可能引起染色质收缩，染色加深，B正确；端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，可推知端粒酶是一种逆转录酶，在细胞核中起作用，而线粒体中没有染色体，不在线粒体中起作用，C错误；同一生物体内，不同细胞的分裂次数不同，所以端粒长度不相同，D错误。
11．(多选)(2024·苏州模拟)细胞周期受到一系列功能蛋白的调控。如p53蛋白是一种由抑癌基因控制的蛋白质，可以判断DNA损伤的程度。若损伤小，该蛋白能促使DNA 自我修复；若DNA损伤大，则诱导细胞凋亡。蛋白激酶CDK2被周期蛋白Cyclin E激活后促进细胞由G1期进入S期；蛋白激酶CDK1被周期蛋白Cyclin B激活后促进细胞由G2期进入M期。下列有关叙述错误的是( )
A．抑制p53蛋白基因的表达，则细胞不能分裂
B．p53蛋白可使DNA受损的细胞分裂间期延长
C．抑制CyclinB基因的表达可使细胞周期停滞在G2/M交界处
D．Cyclin E可能与细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成密切相关
【答案】 AD
【解析】 p53蛋白是一种由抑癌基因控制的蛋白质，抑制p53蛋白基因的表达，则细胞分裂更旺盛，A错误；蛋白激酶CDK1被周期蛋白Cyclin B激活后促进细胞由G2期进入M期，抑制CyclinB基因的表达可使细胞周期停滞在G2/M交界处，C正确；蛋白激酶CDK2被周期蛋白Cyclin E激活后促进细胞由G1期进入S期，而胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成出现在前期，D错误。
12．(2024·温州模拟)美国纽约伦斯勒的神经干细胞研究所的研究人员发现“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞”。关于下图的叙述，不正确的是( )
A．a过程中只有部分基因得到表达
B．b过程中核酸的种类和含量会发生变化
C．c过程形成富含脂肪的细胞时核DNA含量减少
D．f过程所形成的子细胞中部分具有细胞周期
【答案】 C
【解析】 据题图分析可知，a过程中部分基因得到了表达，形成了具有特定形态、结构和功能的细胞，A正确；b过程中细胞中部分特定的基因得到了表达形成神经细胞，RNA(核酸)的种类和含量会发生改变，B正确；c过程形成富含脂肪的细胞时，遗传物质不改变，故核DNA含量不变，C错误；f过程是细胞通过有丝分裂增殖的过程，其所形成的部分子细胞中仍进行有丝分裂，具有细胞周期，D正确。
12．(多选)(2024·盐城模拟)线粒体不仅是细胞的能量工厂，还在细胞凋亡的调控中起重要作用。某高等动物体内线粒体膜通透性改变，细胞色素c被释放到细胞质基质，通过一系列反应，促进细胞核中部分基因选择性表达，参与调控细胞凋亡过程，如图所示。据图分析，下列相关说法正确的是( )
A．细胞色素c和催化有氧呼吸第三阶段的酶在线粒体中所处的场所相同
B．该高等动物体内所有细胞核中均含有控制C-3酶合成的基因
C．向血液中注射蛋白A的抗体，图示细胞凋亡过程就会被抑制
D．细胞色素c参与的细胞凋亡过程伴随着ATP的消耗
【答案】 ABD
【解析】 线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，因此细胞色素c和催化有氧呼吸第三阶段的酶均分布在线粒体内膜上，A正确；蛋白质A与细胞色素c在细胞质基质完成反应，向血液中注射蛋白A的抗体，抗体无法进入细胞内与蛋白质A完成抗原—抗体结合，不能抑制细胞凋亡，C错误；蛋白质A与细胞色素c的结合过程需要消耗ATP，因此细胞色素c参与的细胞凋亡过程伴随着ATP的消耗，D正确。
二、非选择题
13．(2024·无锡质检)甲表示某动物个体精巢中细胞分裂示意图，乙表示其细胞中染色体和核DNA含量在细胞分裂过程中的变化。丙为植物细胞有丝分裂某时期的示意图，在该时期，细胞板不断向外延伸最后到达细胞的外周而与原来的细胞壁和细胞膜连接起来，形成两个子细胞。据图回答以下问题：
(1)图甲细胞②中有________个四分体；细胞③的名称是______________
____________。
(2)根据图丙，请推测囊泡在子细胞形成过程中的作用：__________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(答出两点即可)
(3)图乙实线代表__________(填“DNA”或“染色体”)变化；细胞④与图乙虚线__________段对应，图乙中发生ff′的变化的原因是_______________________
_________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)0 初级精母细胞
(2)参与形成新的细胞壁、参与形成新的细胞膜
(3)染色体 EF 着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍
【解析】 (1)图甲细胞②中有同源染色体，没有同源染色体的配对，染色体着丝粒排列在赤道板上，是有丝分裂中期，有0个四分体。细胞③中配对的同源染色体排列在赤道板上，是减数分裂Ⅰ中期，该细胞是初级精母细胞。(2)图丙中囊泡集中在赤道板，将合成细胞壁的材料运输过来，合成新的细胞壁，同时形成新细胞膜。(3)图乙实线表示的是减数分裂中染色体数目变化。虚线是减数分裂中核DNA数目变化，细胞④中没有同源染色体，染色体着丝粒排列在赤道板上，是减数分裂Ⅱ中期，即虚线的EF段。图乙中发生ff′的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍。
14．(2024·潍坊模拟)图甲、乙均为某二倍体生物的细胞分裂模式图，图丙为每条染色体上的DNA含量在细胞分裂各时期的变化情况，图丁表示某时期一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。请结合图示分析回答下列问题：
(1)图甲细胞含有________个四分体，对应图丙的________段；图乙细胞中有________个染色体组，对应图丙的________段，不考虑变异，图乙细胞中染色体2上对应位置的基因是________(填“A”或“a”)。
(2)图丙中bc段可能会出现基因1和基因8的重新组合，其重组类型产生的原因是________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)若将某一精原细胞中的一条染色体用14C充分标记，其同源染色体用32P充分标记，置于不含放射性的培养液中进行减数分裂，图乙细胞中染色体的同位素标记情况是__________________________________________________________
__________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)0 bc 2 de a
(2)减数分裂Ⅰ前期位于同源染色体上的等位基因会随着非姐妹染色单体的交换发生交换
(3)两条含有14C标记的染色体或两条含有32P标记的染色体
【解析】 (1)图甲细胞中存在同源染色体且着丝粒排列在细胞赤道板上，处于有丝分裂中期，没有四分体，对应图丙中的bc段；图乙细胞中有2个染色体组，没有染色单体，对应图丙中的de段。图乙细胞中染色体2与1是一对姐妹染色单体分开后形成的，不考虑变异的情况下，对应位置的基因相同，都是a基因。(2)图丙bc段表示每条染色体上有两个DNA分子，对应有丝分裂过程中的前期和中期，对应减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前期和中期，基因1和基因8为同源染色体上的非等位基因，其基因发生重组的原因为减数分裂Ⅰ前期位于同源染色体上的等位基因会随着非姐妹染色单体的交换发生交换。(3)若将某一精原细胞中的一条染色体用14C充分标记，其同源染色体用32P充分标记，置于不含放射性的培养液中培养，进行一次完整的减数分裂，在减数分裂Ⅰ前的间期，DNA 会发生复制，则题中染色体的两条姐妹染色单体上各有一条DNA链带有标记，减数分裂Ⅰ过程中发生同源染色体分离，两个次级精母细胞中一个含有14C标记，另一个含有32P标记，因此图乙细胞中有两条含有14C标记的染色体或两条含有32P标记的染色体。
15．(2024·宣城模拟)3T3－L1前脂肪细胞在胰岛素(INS)、地塞米松(DEX)和3－异丁基－1－甲基－黄嘌呤(IBMX)的刺激下，具有100%分化为成熟脂肪细胞的能力，是目前研究肥胖的常用细胞模型。为研究发酵大麦提取物(LFBE)对3T3－L1前脂肪细胞活力与分化的影响，科研人员在适宜条件下进行了以下实验。实验材料如下：小鼠3T3－L1前脂肪细胞、细胞培养液，未发酵大麦提取物(RBE)、发酵大麦提取物(LFBE)、胰岛素(INS)、地塞米松(DEX)、3－异丁基－1－甲基－黄嘌呤(IBMX)等。
实验1：用RBE与LFBE分别处理小鼠3T3－L1前脂肪细胞24 h、48 h后，测定3T3－L1前脂肪细胞的存活率，结果如图所示。
(1)3T3－L1前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞可能是_____________________
_________________________的结果。
(2)根据实验1的结果可得出的结论是__________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验2：用三种不同浓度的RBE与LFBE分别诱导3T3－L1前脂肪细胞分化8 d后，观察细胞形态，记录脂滴数量，统计细胞分化率。结果显示，与模型组细胞相比，RBE处理组均未显著减少细胞内脂滴数量，LFBE处理组均能显著减少细胞内脂滴数量。
(3)实验2中模型组的实验处理是______________________________________
_____________，这样处理的目的是________________________________________
___________________________________________________________________________________________________。
(4)根据实验2的结果推测，LFBE能__________(填“促进”或“抑制”)3T3－L1前脂肪细胞分化。进一步研究发现，LFBE能减少脂代谢相关基因的mRNA表达量，增加葡萄糖转运蛋白的mRNA表达量，由此推测，LFBE影响前脂肪细胞分化的作用机理可能是________________________________________________
______________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)基因选择性表达
(2)低于1 000 μg·mL－1的RBE和低于250 μg·mL－1的LFBE不影响3T3－L1前脂肪细胞的活力。RBE浓度超过1 000 μg·mL－1时对3T3－L1前脂肪细胞的活力有一定的抑制作用。LFBE浓度达到500 μg·mL－1时，可显著抑制3T3－L1前脂肪细胞的活力，且随着浓度的增大和时间的延长，抑制作用不再有明显变化
(3)3T3－L1前脂肪细胞＋细胞培养液＋INS＋DEX＋IBMX 保证3T3－L1前脂肪细胞100%分化为成熟脂肪细胞(或保证100%的分化率)
(4)抑制 LFBE可通过调节相关基因的表达(转录)，减少脂肪合成，增强细胞对葡萄糖的摄取，从而抑制3T3－L1前脂肪细胞的分化
【解析】 (1)3T3－L1前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞是基因选择性表达的结果。(2)据图可知，低于1 000 μg·mL－1的RBE和低于250 μg·mL－1的LFBE不影响3T3－L1前脂肪细胞的活力。RBE浓度超过1 000 μg·mL－1时对3T3－L1前脂肪细胞的活力有一定的抑制作用。LFBE浓度达到500 μg·mL－1时，可显著抑制3T3－L1前脂肪细胞的活力，且随着浓度的增大和时间的延长，抑制作用不再有明显变化。(3)根据实验原则和实验目的可知，为了保证3T3－L1前脂肪细胞100%分化为成熟脂肪细胞(或保证100%的分化率)，实验2中模型组的实验处理是3T3－L1前脂肪细胞＋细胞培养液＋INS＋DEX＋IBMX。(4)根据实验2题干分析可知，LFBE能抑制3T3－L1前脂肪细胞分化，根据“LFBE能减少脂代谢相关基因的mRNA表达量，增加葡萄糖转运蛋白的mRNA表达量”推测，LFBE可能通过调节相关基因的表达(转录)，减少脂肪合成，增强细胞对葡萄糖的摄取，从而抑制3T3－L1前脂肪细胞的分化。
能力达标测试
一、选择题
1．(2024·商丘模拟)成体果蝇的神经干细胞(NSC)对维持机体细胞数量稳定或修复有重要作用。在早期胚胎发育时，NSC可能进入暂不增殖的状态(即处于停滞期)。下图是NSC进入或解除停滞状态的机制，其中Trbl、Akt、dILPs都是蛋白质分子。下列说法正确的是( )
A．与受精卵相比，成体果蝇NSC的全能性更高
B．处于停滞期的NSC细胞核DNA含量可能是体细胞的2倍
C．Akt能促进NSC由增殖状态转化为暂不增殖的状态
D．控制Trbl的合成不能达到维持NSC数量稳定的目的
【答案】 B
【解析】 与受精卵相比，成体果蝇的NSC分化程度更高，全能性更低，A错误；据图可知，S期主要进行DNA复制，S期后为停滞期，该时期核DNA含量可能是体细胞的2倍，B正确；Akt能促进NSC由暂不增殖的状态转化为增殖状态，C错误；Trbl能促进NSC进入暂不增殖的状态，同时抑制Akt的功能，因此控制Trbl的合成可促进NSC细胞增殖，维持NSC数量的稳定，D错误。
2．(2024·揭阳模拟)细胞核在细胞增殖时发生消失与重建，重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，过程如图所示。下列相关说法正确的是( )
A．核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成的
B．核膜小泡中的每个染色体都含有两个DNA分子
C．核膜小泡形成完整细胞核的过程与生物膜的流动性密切相关
D．重建后的细胞核中行使遗传功能的结构是核仁
【答案】 C
【解析】 核膜是双层膜结构，由四层磷脂分子和蛋白质组成，A错误；核膜小泡是在有丝分裂末期膜小泡聚集在单个染色体周围形成的，由于有丝分裂后期着丝粒已经分裂，因此此时每个染色体含有1个DNA分子，B错误；核膜小泡形成完整细胞核的过程与生物膜的流动性密切相关，C正确；重建后的细胞核中行使遗传功能的结构是染色体，D错误。
3．(2024·宿州模拟)APC/C复合物促进有丝分裂进入后期，为研究其蛋白修饰对细胞周期调控的影响，利用药物对细胞进行同步化处理，测定洗去药物后不同时间的细胞周期时相，结果如图。
下列分析错误的是( )
A．G1、S、G2期为M期进行物质准备
B．药物使大部分细胞停滞在G1/S期
C．APC/C缺失蛋白修饰会阻碍细胞周期顺利完成
D．APC/C可能在后期将同源染色体拉向细胞两极
【答案】 D
【解析】 分裂间期包括G1、S、G2，主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，为M期做物质准备，A正确；分析题图可知，洗去药物后0时，G1期细胞占比最大，由此可知，药物使大部分细胞停滞在G1/S期，B正确；分析题意可知，APC/C复合物促进有丝分裂进入后期，故APC/C缺失蛋白修饰会阻碍细胞周期顺利完成，C正确；APC/C复合物促进有丝分裂进入后期，即APC/C可能在后期将姐妹染色单体拉向细胞两极，D错误。
4．(2024·淮北模拟)纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用，若某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中，母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上，才能启动中—后期转换，转换过程的部分图解如图。下列相关分析不正确的是( )
A．蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性，有丝分裂中—后期转换由活化的APC启动
B．有活性的APC能降解蛋白S使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体相互分离
C．若要观察用秋水仙素溶液处理的植物根尖细胞中的微核，最好选择处于中期的细胞观察
D．若细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞，则母细胞产生的子细胞中DNA含量增加或减少
【答案】 C
【解析】 由图可知，蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性，有活性的APC能够分解蛋白S，从而使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离，有丝分裂中—后期转换由活化的APC启动，A、B正确；依据题干信息“某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块”，在有丝分裂末期核膜重建后，会被遗留在细胞核外，而成为微核，观察细胞中的微核最好选择处于末期的细胞观察，C错误；细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞，母细胞产生的子细胞中DNA含量减少或增加，D正确。
5．(2024·甘肃卷)某研究团队发现，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬，下列叙述错误的是( )
A．饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量
B．当细胞长时间处在饥饿状态时，过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
C．溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程
D．细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应
【答案】 C
【解析】 由题干信息可知，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解，所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量，来支持基本的生命活动，A正确；细胞长时间处在饥饿状态时，细胞可能无法获得足够的能量和营养素，细胞自噬会过度活跃，导致细胞功能紊乱，可能会引起细胞凋亡，B正确；溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，在溶酶体内发挥作用，参与了细胞自噬过程，C错误；细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为，来支持基本的生命活动，从而维持细胞内部环境的稳定，D正确。故选C。
6．(2024·孝感模拟)研究发现，Cyclin B3(蛋白)在雌性哺乳动物生殖细胞形成过程中发挥独特作用，当Cyclin B3缺失时雌性小鼠不能产生后代(个体)。为揭示Cyclin B3的作用机理，研究者对Cyclin B3缺失雌鼠和正常雌鼠卵细胞的形成过程进行了观察对比，并绘制了下图。据此推测Cyclin B3的功能是( )
A．促进同源染色体的分离
B．促进DNA的复制
C．促进纺锤体的形成
D．促进着丝粒的分裂
【答案】 A
【解析】 由题图可知，与正常雌鼠卵细胞的形成过程相比，Cyclin B3缺失雌鼠在减数分裂Ⅰ后期才表现异常，其同源染色体不能分离，进而导致减数分裂Ⅱ过程不能正常进行，说明Cyclin B3的功能是促进同源染色体的分离，A符合题意。
7．(2024·嘉兴模拟)研究人员在研究卵原细胞进行减数分裂过程中，发现了如图1所示的“逆反”减数分裂现象，并经过对大量样本的统计研究发现其染色体的分配情况如图2所示。下列叙述错误的是( )
A．“逆反”减数分裂是获得重组染色体的卵细胞的途径之一
B．“逆反”减数分裂形成的卵细胞中核DNA数与染色体数是体细胞中的一半
C．“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分开发生在减数分裂Ⅰ
D．“逆反”减数分裂过程中的基因重组只发生在减数分裂Ⅱ
【答案】 D
【解析】 由图2染色体分配情况可知，通过减数分裂Ⅱ获得重组染色体的卵细胞的概率高，故“逆反”减数分裂是获得重组染色体的卵细胞的途径之一，A正确；“逆反”减数分裂形成的卵细胞中，与体细胞相比，染色体数目减半，又因无染色单体，核DNA数与染色体数一致，故核DNA数也是体细胞中的一半，B正确；据图分析可知，“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分开发生在减数分裂Ⅰ，C正确；基因重组包括联会时期同源染色体非姐妹染色单体间的互换和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上非等位基因的自由组合，“逆反”减数分裂过程中的互换发生在减数分裂Ⅰ，D错误。
8．(2024·菏泽模拟)正常年轻细胞中，CDK的活化导致Rb蛋白磷酸化，进而与转录因子E2F蛋白分离，被释放的E2F活化相关基因的转录，促使细胞从G1期进入S期，细胞周期正常运行。随着细胞分裂次数的增加，端粒进一步缩短会导致细胞内p53蛋白活化，p53蛋白继而诱导p21蛋白的合成，p21蛋白使得CDK失去活性，导致细胞停滞在G1期，最终引发细胞衰老。下列叙述不正确的是( )
A．抑制Rb蛋白的磷酸化能延长细胞周期的分裂期
B．p21蛋白大量合成能减少游离E2F蛋白的含量
C．端粒DNA序列缩短后可能会引起内侧的DNA序列受到损伤
D．可尝试开发抑制p53蛋白活性的药物延缓细胞的衰老
【答案】 A
【解析】 抑制Rb蛋白的磷酸化，则细胞无法从G1期进入S期，则细胞停留在G1期，无法进入细胞周期的分裂期，A错误；由题干可知，p21蛋白会使CDK失去活性，而CDK的活化能增加游离E2F蛋白的含量，故p21蛋白大量合成会减少游离E2F蛋白的含量，B正确；端粒是指染色体两端的DNA片段，端粒DNA序列缩短后可能会引起内侧的DNA序列受到损伤，C正确；由题干可知，p53蛋白活化会引发细胞衰老，故可尝试开发抑制p53蛋白活性的药物延缓细胞的衰老，D正确。
9．(2024·永州模拟)脑梗可导致脑局部的血液中断和脑组织缺血性死亡。利用干细胞移植技术把健康的干细胞移植到患者脑部，以修复或替换损伤脑细胞或组织，对治疗脑梗有一定效果。下列说法错误的是( )
A．利用干细胞移植技术治疗脑梗时，干细胞存在基因的选择性表达
B．干细胞分化形成的神经细胞不会有与干细胞相同的蛋白质
C．脑梗导致少数神经细胞缺血性死亡属于细胞坏死
D．人体内神经细胞不能分化形成干细胞
【答案】 B
【解析】 干细胞移植到患者脑部，以修复或替换损伤脑细胞或组织，存在细胞分化，即干细胞存在基因的选择性表达，A正确；干细胞分化形成的神经细胞仍然有与干细胞相同的蛋白质，如ATP合成酶、呼吸酶等，B错误；脑梗可导致脑局部的血液中断和脑组织缺血性死亡，对机体有害，因此脑梗导致少数神经细胞缺血性死亡属于细胞坏死，C正确；人体内神经细胞属于高度分化的细胞，不能再分裂、分化，D正确。
10．(2024·咸宁模拟)研究者探讨了大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中转录因子4(Oct4)启动子甲基化的调控机制，检测诱导培养过程中白蛋白(ALB)和Oct4基因的mRNA表达水平，以及Oct4基因启动子甲基化水平，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．骨髓间质干细胞分化为肝细胞体现了基因的选择性表达
B．分化形成的肝细胞中白蛋白含量较高
C．Oct4基因表达产物可促进ALB基因的转录
D．未分化的细胞则表现出低水平的甲基化修饰
【答案】 C
【解析】 细胞分化体现了基因的选择性表达，A正确；由图1可知，大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中，ALB基因的mRNA高度表达，所以分化形成的肝细胞中白蛋白含量较高，B正确；根据图1实验结果可以看出Oct4基因表达产物下降，ALB基因的表达量才上升，即Oct4基因表达产物与ALB基因的转录呈负相关，C错误；由题干可知，在分化过程中Oct4甲基化频率升高，故可推测未分化的细胞表现出低水平的甲基化修饰，D正确。
10．(多选)(2024·河北卷) 酵母细胞中的M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成。蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化，三者间的调控关系如图所示。现有一株细胞体积变小的酵母突变体，研究发现其M蛋白的编码基因表达量发生显著改变。下列分析正确的是( )
A．该突变体变小可能是M增多且被激活后造成细胞分裂间期变短所致
B．P和K都可改变M的空间结构，从而改变其活性
C．K不足或P过量都可使酵母细胞积累更多物质而体积变大
D．M和P之间的活性调控属于负反馈调节
【答案】 AB
【解析】 据题干信息“M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成”可知，M蛋白激活可促进细胞进入分裂前期，导致分裂间期变短，使得间期蛋白质合成量不足，细胞体积变小，A正确；据题干信息“蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化”可知，P和K分别通过磷酸化和去磷酸化改变M的空间结构，从而改变其活性，B正确；据题图可知，蛋白K对M有抑制作用，蛋白P对M有激活作用，故K不足或P过量都会使酵母细胞中被激活的蛋白M增多，促进细胞进入分裂前期，间期蛋白质积累不足而体积变小，C错误；据题图可知，当M增多时，会激活促进蛋白P的产生，而蛋白P又会反过来继续激活促进蛋白M的产生，使得M继续增多，故M和P之间的活性调控属于正反馈调节，D错误。故选AB。
11．(2024·威海模拟)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，抑制细胞凋亡程序的启动，下图表示其过程。下列相关说法正确的是( )
A．存活因子与受体细胞表面的特异性受体结合后，直接调控Bcl－2基因的表达
B．凋亡的细胞中Bcl－2基因表达量增加，促进细胞加速凋亡
C．动物体细胞中都存在Bcl－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、凋亡是所有细胞都必须要经历的阶段
【答案】 C
【解析】 据图可知，存活因子与受体细胞表面的特异性受体结合后，通过激活转录因子进而调控Bcl－2基因的表达，A错误；据图可知，Bcl－2基因表达后产生的Bcl－2蛋白对细胞凋亡起抑制作用，B错误；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Bcl－2基因；细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡，故细胞凋亡与特定基因的表达量有关，C正确；不是所有细胞都经历分裂、分化、衰老、凋亡过程，如哺乳动物成熟红细胞即无分裂、分化等过程，D错误。
11．(多选)(2024·威海模拟)细胞凋亡部分生理过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合体现了细胞膜的选择透过性
B．Caspase酶被激活后催化得到的有活性的CAD酶和失活的PARP酶均能促进凋亡过程
C．凋亡诱导因子发挥作用后，细胞内既有新型蛋白质的合成，也有蛋白质的水解
D．癌细胞无限增殖可能与凋亡诱导因子受体缺失或功能异常，不能启动凋亡程序有关
【答案】 BCD
【解析】 凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合是通过膜表面的糖蛋白进行的，可反映细胞膜具有信息交流的功能，A错误。据图可知，Caspase酶被激活后催化得到的有活性的CAD酶，能切割DNA分子，促进细胞凋亡；Caspase酶被激活后催化得到失活的PARP酶，导致DNA修复异常，能促进凋亡过程，B正确。凋亡信号发挥作用后，凋亡相关基因激活产生相应蛋白质激活相关酶执行凋亡，所以既有新蛋白产生又有蛋白质的水解，C正确。受体的化学本质是糖蛋白，癌细胞结构改变，细胞膜表面的糖蛋白减少，凋亡诱导因子受体缺失或功能异常，这样可能导致无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序，进而使癌细胞无限增殖，D正确。
12．(2024·黄石模拟)某二倍体高等动物的基因型为AaBbXDY，一个精原细胞减数分裂过程中形成的其中一个细胞如图所示(不考虑其他变异)。下列相关说法正确的是( )
A．该细胞形成过程中发生了染色体数目和结构变异
B．与该细胞同时产生的另一个细胞无性染色体
C．该细胞可能是次级精母细胞或极体
D．减数分裂过程中可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换
【答案】 A
【解析】 根据题意和图示分析可知，该细胞形成过程中发生了基因重组(减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合)、染色体数目变异和染色体结构变异，没有发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，A正确，D错误；与该细胞同时产生的另一个细胞有Y染色体，B错误；该二倍体高等动物的基因型为AaBbXDY，是雄性动物，该细胞不会是极体，C错误。
12．(多选)(2024·黄石模拟)某二倍体高等动物的基因型为AaBbXDY，一个精原细胞减数分裂过程中形成的其中一个细胞如图所示(不考虑其他变异)。下列相关说法不正确的是( )
A．该细胞形成过程中发生了染色体数目和结构变异
B．与该细胞同时产生的另一个细胞无性染色体
C．该细胞可能是次级精母细胞或极体
D．减数分裂过程中可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换
【答案】 BCD
【解析】 根据题意和图示分析可知，该细胞形成过程中发生了基因重组(减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合)、染色体数目变异和染色体结构变异，没有发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，A正确，D错误；与该细胞同时产生的另一个细胞有Y染色体，B错误；该二倍体高等动物的基因型为AaBbXDY，是雄性动物，该细胞不会是极体，C错误。
二、非选择题
13．(2024·上饶模拟)下图1是某二倍体哺乳动物减数分裂过程中染色体数与核DNA数的比值变化，下图2是减数分裂过程中某些细胞的图像。请分析回答下列问题：
(1)图1中M的数值是________，若某细胞中有染色单体但没有同源染色体，则该细胞处于图1中________段；图1中DE段对应的时期是__________________
________。
(2)图2中甲细胞所处时期对应图1中________段，乙细胞的名称为________________________________________________。
(3)若该哺乳动物的基因型是AaBb，甲细胞最终产生的一个子细胞的基因型是AAb，则另三个子细胞的基因型分别是____________________，甲细胞最终可以产生________个生殖细胞。
【答案】 (1)1 CD 减数分裂Ⅱ后期(减数第二次分裂后期)
(2)CD 次级卵母细胞或极体
(3)aB、aB、b 1
【解析】 (1)图1中，AB段表示G1期，此时DNA还未复制，染色体数与核DNA数相等，M等于1。若某细胞中有染色单体但没有同源染色体，则该细胞处于减数分裂Ⅱ的前期或中期，且细胞中每条染色体含有两个DNA分子，对应于图1中CD段；图1中DE段之后染色体由含有2个DNA分子的状态变成了一条染色体含有1个DNA分子的状态，说明细胞中发生了着丝粒分裂过程，由于图中表示的是减数分裂过程，因而DE段对应的时期是减数第二次分裂后期。(2)图2中甲细胞中含有同源染色体，且同源染色体彼此分离，因此该细胞所处时期为减数第一次分裂后期，对应图1中CD段，由甲可知，细胞质不均等分裂，所以该动物为雌性，乙细胞不含同源染色体，为次级卵母细胞或极体。(3)若该哺乳动物的基因型是AaBb，甲细胞最终产生的一个子细胞的基因型是AAb，则与该细胞同时产生的子细胞的基因型为b，由于通过减数第一次分裂产生的两个细胞中的染色体是互补的，因而可推测减数第一分裂后产生的两个子细胞的基因型为AAbb和aaBB，因此，另三个子细胞的基因型是aB、aB、b。一个初级卵母细胞经过减数分裂只产生1个卵细胞，因而甲细胞最终可以产生1个生殖细胞。
14．(2024·衡阳模拟)某雄性哺乳动物的基因型为HhXBY，图1是该动物某器官内的细胞分裂模式图，图2是测定的该动物体内①～⑦细胞中染色体数和核DNA分子数的关系图。请回答下列问题：
(1)图1细胞分裂的方式和时期分别是_________________________________
_____，其染色体、核DNA数量和姐妹染色单体数量分别是______________，与图2中________(填序号)细胞相同。
(2)图1细胞中的基因h可能是____________________________的结果，该细胞继续分裂形成的子细胞基因型为________________________。
(3)图2中，一定不含姐妹染色单体的细胞有______________，正在进行DNA复制的细胞有______________，可能会出现四分体的细胞是____________(均填序号)。
(4)在细胞分裂过程中，染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图3所示。若在形成图2中细胞⑦的过程中，H基因所在的染色体出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到两极，不考虑其他变异和性染色体的情况下，该细胞产生的子细胞基因型可能是____________________，该变异类型属于____________________________。
【答案】 (1)减数分裂，减数分裂Ⅱ前期 4、8、8 ②
(2)基因突变或基因重组 HXB和hXB
(3)①③⑦ ④⑤ ⑥
(4)Hh或HHh或h 染色体结构变异
【解析】 (1)由图可得该细胞不存在同源染色体，而且染色体着丝粒未分裂，染色体排列混乱，所以该细胞处于减数分裂Ⅱ前期。此细胞中染色体数量是体细胞中的一半，核DNA数量和体细胞相同，所以与图2的②对应。(2)图1细胞基因型为HhXBXB，该细胞中染色体含有H也有h，说明h可能来自基因突变或者在减数分裂Ⅰ时发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换即基因重组。该细胞继续分裂形成子细胞的基因型为HXB和hXB。(3)不含有姐妹染色单体的细胞染色体数目等于核DNA数目即①③⑦，正在进行DNA复制的细胞DNA数目处在2n和4n之间即④⑤，可能出现四分体的细胞(处于减数分裂Ⅰ前期或中期)染色体数目和体细胞的相同，核DNA数目是体细胞的二倍即⑥。(4)根据题意可知，染色体桥可能导致基因重复分配到一个子细胞中，所以H基因所在的染色体出现染色体桥，子细胞的基因型可能是Hh或HHh或h，该变异属于染色体结构变异。
15．(2024·衡水模拟)学习以下材料，回答(1)～(4)题。
S6蛋白参与调控细胞周期
S6蛋白可以调控蛋白的乙酰化水平。在肝癌、乳腺癌等癌症中S6的表达量明显升高。为研究S6过表达的影响，将S6－GFP融合基因(GFP为绿色荧光蛋白基因)转入HeLa细胞系，挑选单个细胞培养两周，筛选出S6过表达细胞系。观察发现，部分S6过表达细胞的染色体数目发生了变化。在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低。为研究S6的作用机制，将野生型HeLa细胞破碎，加入结合了抗S6抗体(对照组为无关抗体)的凝胶珠一起孵育，获得吸附在凝胶珠上的蛋白，电泳检测，结果如图1。在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高。构建CDH1第135位赖氨酸突变为谷氨酰胺的细胞株(K135Q)，向K135Q细胞和野生型细胞转入S6过表达载体，检测外源性S6(外源S6表达产物)和CDH1蛋白含量，结果如图2。
CDH1是APC/C的一个亚基。APC/C是调控细胞周期的重要因子之一、APC/C是一种泛素连接酶，能够将泛素连接到底物上，从而使底物被识别并降解。在S6过表达细胞中，五种APC/C重要底物的水平均明显上调。这五种底物都是对细胞有丝分裂的调控起关键作用的蛋白，其中某些蛋白水平上升，会引起细胞中心体复制异常，细胞的染色体稳定性遭到破坏。染色体数目异常是很多癌症的诱因，这为S6在多种癌症中表达量升高提供了一种解释，可能正是S6的表达量升高导致了某些种类癌症的发生和发展。
(1)人体细胞分裂时，中心粒在间期倍增。进入分裂期后，两组中心粒之间的星射线形成了______________________________。
(2)在构建S6过表达细胞系时，可根据______________________________来挑选细胞进行培养。
(3)根据图1、图2，推测S6使CDH1蛋白含量下降的机制。_______________
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)根据文中信息，推测S6过表达导致细胞中染色体数目变异的机制。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)纺锤体
(2)绿色荧光的强弱
(3)S6蛋白与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解
(4)S6过表达→CDH1蛋白含量下降→APC/C底物泛素化水平下降→某些蛋白水平上升→中心体复制异常→染色体数目变异
【解析】 (1)人体细胞分裂时，进入分裂期后，由两组中心粒发出星射线形成了纺锤体。(2)为研究S6过表达的影响，将S6－GFP融合基因(GFP为绿色荧光蛋白基因)转入HeLa细胞系，挑选单个细胞培养两周，筛选出S6过表达细胞系，因此在构建S6过表达细胞系时，可根据绿色荧光的强弱来挑选细胞进行培养。(3)根据题意可知，在S6过表达的细胞中，检测到CDH1水平明显降低，在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高，结合图1、2分析，野生型细胞转入S6过表达载体，CDH1蛋白含量少于对照组，K135Q细胞对照组和过表达组无明显差异，推测S6蛋白通过与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解。(4)S6过表达，促进CDH1的降解，CDH1蛋白含量下降，CDH1是APC/C的一个亚基，APC/C是一种泛素连接酶，能够将泛素连接到底物上，从而使底物被识别并降解，在S6过表达细胞中，五种APC/C重要底物的水平均明显上调。其中某些蛋白水平上升，会引起细胞中心体复制异常，细胞的染色体稳定性遭到破坏，引起染色体数目异常。
16．(2024·信阳检测)细胞周期的分裂间期包括G1期、S期和G2期，该时期细胞内主要完成染色质的复制。为探讨染色质复制的起因，有人将不同时期的Hela细胞进行融合，并研究融合后细胞中核的复制情况，实验结果如表所示。请回答：
实验 结果
实验一 G1期核进入复制S期核继续复制
实验二 G2期核不进入复制S期核继续复制
实验三 G1期核不进入复制G2期核不进入复制
(1)G1期细胞中所发生的遗传信息的传递过程包括______________________，该时期某些蛋白质由细胞质通过__________进入细胞核。
(2)G1期的细胞核不进入复制，而实验一中融合后的G1期的核进入复制，有学者认为S期细胞中存在活化因子。若上述观点是正确的，则融合细胞中G1期核进入复制的原理最可能是_____________________________________________
_______________________________________，表中结果表明该活化因子可作用于__________________(填“G1”“S”或“G2”)期的细胞。
(3)表中结果表明，G1期、S期、G2期细胞中发生的代谢反应存在差异，其根本原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)转录和翻译 核孔
(2)该活化因子能起始核DNA的复制和有关蛋白质的合成(该活化因子能起始染色质复制) G1和S
(3)不同时期细胞中基因的表达存在差异(基因的选择性表达)
【解析】 (1)G1期进行有关蛋白质合成，遗传信息的传递过程包括转录和翻译；核孔是大分子物质进出细胞核的通道。(2)G1期的细胞核不进入复制，而实验一中G1期和S期细胞融合后的核进入复制，说明S期细胞中存在的活化因子能起始核DNA的复制和有关蛋白质的合成；通过实验一和实验二的结果可知，该活化因子可作用于G1期和S期的细胞。(3)G1期、S期、G2期细胞中发生的代谢反应存在差异，直接原因是存在的蛋白质(酶)种类不同，根本原因是不同时期细胞中基因的表达存在差异。
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