高考生物考前冲刺押题预测 细胞的生命历程
一.选择题(共15小题)
1.(2025 成都模拟)衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号,这些化学信号统称为SASP,SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞染色质收缩,使某些基因表达水平下降
B.细胞衰老时,可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器
C.SASP作用于细胞,会激活与细胞衰老有关基因的表达
D.SASP使邻近细胞衰老后,会通过负反馈来减缓细胞哀老
2.(2025 宁波二模)线粒体凋亡信号通路是触发细胞凋亡的途径之一,由B蛋白家族的促凋亡和抗凋亡成员调节。抗凋亡B2蛋白能保证细胞存活。当促凋亡B3蛋白与抗凋亡B2蛋白以高亲和力结合时,会导致线粒体外膜通透性增加,线粒体释放凋亡因子,最终导致细胞破坏。线粒体凋亡信号通路活化时,线粒体膜电位会发生改变。下列叙述正确的是( )
A.人在胚胎时期尾的消失通过线粒体凋亡信号通路实现
B.线粒体凋亡信号通路促进B3、B2蛋白基因表达上调
C.敲除编码促凋亡B3蛋白的基因可影响机体细胞凋亡
D.线粒体膜电位未发生明显改变,说明细胞凋亡未启动
3.(2025 西城区二模)万寿菊花瓣可用来提取叶黄素。用秋水仙素处理万寿菊萌动的种子后进行播种,获得的植株自交,取若干F1植株叶片,用流式细胞仪(据细胞中DNA含量对细胞分别计数)检测,根据结果将F1分为3种类型(如图)。下列叙述正确的是( )
A.秋水仙素可抑制细胞分裂时着丝粒分裂
B.甲图所示植株一定没有发生可遗传变异
C.乙图所示植株每个细胞中DNA含量最高
D.实际生产叶黄素倾向选择丙图所示植株
4.(2025 青岛模拟)在有丝分裂过程中,内质网与线粒体之间的接触位点(ERM)数量会显著增加。研究发现,ERM是由LBR蛋白与特定蛋白质相互作用形成,它的缺失会导致细胞分裂的延迟甚至失败。为探究LBR蛋白在有丝分裂过程中的作用时期,研究人员制备了敲除LBR基因的肿瘤细胞(KO),与正常肿瘤细胞(WT)进行实验,统计分裂间期和分裂期的细胞占比,结果如图。进一步观察线粒体和内质网的亚显微结构,发现KO组细胞中ERM减少。已知内质网是真核细胞中的钙库之一,线粒体Ca2+浓度的增加能促进ATP的生成,充足的能量供应对于中期向后期的过渡至关重要。下列相关叙述错误的是( )
A.由题可推测,ERM有助于(Ca2+)由内质网进入线粒体
B.图示结果表明缺失LBR蛋白,会抑制细胞进入分裂间期
C.中期到后期所需的ATP可能用于着丝粒的分裂和纺锤丝的牵引
D.能够促进LBR蛋白与特定蛋白相互作用的药物可用于治疗肿瘤
5.(2025 潍坊二模)关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”,下列说法错误的是( )
A.取洋葱根尖放入盛有盐酸和酒精混合液的玻璃皿中,使组织细胞分离开
B.将解离后的根尖立即放入盛有甲紫溶液的玻璃皿中进行染色
C.高倍镜下无法观察到姐妹染色单体分别移向细胞两极的过程
D.某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大,该时期的时间越长
6.(2025 重庆模拟)端粒被称作细胞分裂次数的时钟,随细胞分裂而变短。在生殖细胞和癌细胞中存在端粒酶(RNA和蛋白质形成的复合体),能将变短的DNA末端加长,过程如图。下列叙述错误的是( )
A.线粒体中的DNA分子没有端粒
B.皮肤细胞和生殖细胞中端粒酶活性不同
C.人体细胞有丝分裂前期和后期存在的端粒数目不同
D.端粒中TTAGGG重复序列的存在有利于保护染色体上正常基因序列
7.(2025 射阳县校级模拟)下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A.藓类叶片薄且叶绿体大,可在低倍镜下观察叶绿体的结构和分布情况
B.将叶片剪碎充分研磨后加入碳酸钙,可防止叶绿素在酸性条件下分解
C.撕取洋葱鳞片叶外表皮制片观察有丝分裂,视野中少数细胞能看到染色体
D.将玻璃器皿用牛皮纸包裹后灭菌可降低灭菌后器皿被污染的概率
8.(2025 武汉模拟)研究发现,无尾两栖类的蝌蚪在变态发育过程中,尾部退化、前后肢形成等变化与甲状腺分泌的甲状腺激素增加有关。下列叙述正确的是( )
A.前后肢形成可能是相关激素调节相关基因选择性表达的结果
B.蝌蚪尾的消失是通过细胞程序性死亡实现的,不是由基因决定的
C.尾部细胞和四肢细胞的基因组成不同,因而基因表达情况也不同
D.缺碘的蝌蚪个体发育过程会加快,尾部细胞的凋亡会受到抑制
9.(2025 青岛模拟)TGF﹣β是一类可由多种细胞分泌的蛋白质,可以调节细胞生长、分化等生理过程。科学家发现,TGF﹣β1被靶细胞识别后,激活胞内特定蛋白质(Smads),Smads与其他特定物质结合生成复合物并转移到细胞核内,进一步形成复杂的多元DNA结合蛋白诱导特定基因的表达来引起细胞凋亡,从而抑制恶性肿瘤的发生,称为TGF﹣β1/Smads信号通路。下列叙述正确的是( )
A.TGF﹣β与Smads的合成都需要核糖体、内质网等膜结构参与
B.Smads复合物通过参与调控基因的转录来促进细胞的凋亡
C.TGF﹣β1复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D.如果TGF﹣β1受体蛋白基因不表达,其靶细胞仍能正常凋亡
10.(2025 河南模拟)细胞的不对称分裂能形成两种不同类型的细胞,如神经干细胞(NB)通过不对称分裂形成NB和GMC(神经节母细胞),后者将分裂分化为神经细胞。研究发现,神经干细胞不对称分裂及新细胞的分化与“液﹣液相分离(LLPS)”有关,除此之外,生物大分子的LLPS被证明是细胞内多种没有脂膜包被的无膜结构的重要形成机制。下列有关叙述正确的是( )
A.洋葱根尖细胞的核糖体、中心体和核仁等结构的形成与LLPS有关
B.神经干细胞不对称分裂时,染色体的着丝粒在纺锤体的牵拉下断裂
C.细胞不对称分裂导致子代细胞遗传物质存在差异是细胞分化的原因
D.LLPS可能通过影响细胞内某些无膜结构的形成影响基因的选择性表达
11.(2025 湖北模拟)黏连蛋白是一种参与姐妹染色单体之间黏连的糖蛋白。研究发现,乙酰转移酶能使黏连蛋白上两个保守的赖氨酸残基乙酰化,从而稳定黏连蛋白与染色体的结合。去乙酰化酶能将乙酰化的黏连蛋白去乙酰化。下列有关分析正确的是( )
A.黏连蛋白的合成主要发生在细胞分裂的前期
B.黏连蛋白的乙酰化有助于纺锤体在分裂后期发挥作用
C.在细胞有丝分裂的后期去乙酰化酶的活性较高
D.去乙酰化酶在次级精母细胞的生成过程中发挥作用
12.(2025 河南模拟)细胞铜死亡与其内部铜离子的积累有关。研究发现,铜离子直接结合有氧呼吸第二阶段中脂酰化成分(一种被修饰的蛋白质),导致这些蛋白聚集、失调,引发了蛋白质毒性应激,并诱导细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.铜离子可能在线粒体基质中发挥作用
B.发生铜死亡的细胞内,溶酶体的数量可能较多
C.铜离子可能提高某些蛋白酶活性,促进脂酰化成分水解
D.促进铜离子排出细胞的药物可用于治疗因铜死亡引起的疾病
13.(2025 河南模拟)洋葱叶分为管状叶和鳞片叶,管状叶进行光合作用,鳞片叶富含营养物质。下列叙述错误的是( )
A.利用红墨水可观察洋葱鳞片叶内表皮细胞膜的失水和吸水
B.利用高倍镜可观察到构成细胞膜的磷脂双分子层
C.管状叶经光照和脱绿处理后,叶绿体可被碘液染成蓝色
D.利用高倍镜不能观察到根尖长方形细胞中的染色体
14.(2025 兴庆区校级二模)演艺圈的女明星,有些为了保持年轻貌美,不惜重金到医疗机构非法注射人体胎盘素(可能携带梅毒等病原体)。人体胎盘素的功效主要有:促进新生角质层细胞的增殖与生长,加速死皮细胞的脱落等。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞的细胞核体积缩小,核膜内折、染色质收缩,染色加深
B.注射人体胎盘素以后,新生的角质层细胞的细胞周期将缩短
C.衰老的肝细胞和新生的肝细胞,用甲紫溶液能将染色质染色
D.老年人皮肤上会长出“老年斑”,这是因为衰老的细胞内色素积累的结果
15.(2025 兴庆区校级二模)小肠是人体重要的消化器官,由多种细胞共同构成,有负责营养吸收的肠上皮细胞、能产生抗菌肽的潘氏细胞和分泌激素的内分泌细胞等。下列说法错误的是( )
A.小肠上皮细胞含有丰富的线粒体与其营养吸收功能有关
B.内分泌细胞分泌激素的过程中,内质网起着重要的交通枢纽作用
C.潘氏细胞分泌抗菌肽的过程中内质网膜面积减少,细胞膜面积增加
D.组成小肠的多种细胞,形态、结构和功能不同的原因是基因选择性表达的结果
二.解答题(共5小题)
16.(2025 朝阳区二模)我国科研工作者对胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞的机制进行了研究。
(1)T基因是血管平滑肌细胞的标志基因。细胞分化过程中,由于基因的 ,导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。
(2)B蛋白是一种转录因子,促进血管平滑肌细胞的分化形成。为检测B蛋白在DNA上的结合位点,先对正在向血管平滑肌细胞分化的胚胎干细胞进行处理,使抗体能够进入,之后依次加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体。转座酶上携带了接头DNA序列,该酶可以切开它所靠近的染色体DNA,并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上(图1)。
①抗体M的作用是与 结合,使转座酶到达目标位点。
②检测B蛋白结合位点的步骤为:“提取细胞基因组DNA→用与 特异性结合的引物进行PCR扩增→回收扩增产物→测序。”结果表明B蛋白的结合位点是T基因的启动子区域。
(3)血管平滑肌细胞分化形成过程中,T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平升高。R酶是一种组蛋白甲基化酶.B蛋白可与R酶结合。制备B基因敲除的胚胎干细胞(BKO),检测其与正常胚胎干细胞(WT)中R酶表达量(图2)和第6天T基因启动子结合的R酶量(图3)。
①图2所示实验的实验目的是 。
②综合以上信息及图2、3结果推测,B蛋白通过 影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。
(4)推测R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录。欲为此推测提供证据,合理的方案包括 ,并检测T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平。
A.制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞
B.使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞
C.在BKO细胞中过表达T基因
D.使用干扰R酶基因表达的siRNA处理B基因过表达细胞
17.(2025 浦东新区二模)斑马鱼是一种生存能力强的热带鱼品种,属于二倍体生物。其胚胎发育过程中沿体轴依序分化形成各种组织器官。我国科学家发现一种无体轴品系,其胚胎发育畸形,形似葫芦,这与hwa基因突变有关。图1为斑马鱼发育的示意图,①~④表示不同发育阶段。
(1)下列关于斑马鱼的生物学事实中,能支撑“斑马鱼作为胚胎发育研究的模式生物(研究和揭示生命现象普遍规律的生物)”的理由是 。
A.胚体透明
B.繁殖周期短
C.产卵量大
D.性格温顺
(2)根据已有知识推测,图1形成体轴的过程中,斑马鱼细胞在分子层面发生的行为有 。
A.hwa的复制
B.凋亡相关蛋白的合成
C.hwa的转录
D.等位基因的分离
(3)图1所示斑马鱼各发育阶段中,体现“遗传信息控制生物性状”的有 。
A.①
B.②
C.③
D.④
研究者用hwa+表示正常基因,hwa﹣表示突变基因,具有2个突变基因的个体基因型表示为hwa﹣/﹣。研究发现,基因型为hwa﹣/﹣的个体表现型也可能正常。为进一步研究hwa的作用机理,研究者进行图2所示的杂交实验。
(4)据图2分析,实验一和实验二中F1的基因型分别是 , (编号选填)
①hwa﹣/﹣
②hwa+/﹣
③hwa﹣
(5)根据两组杂交实验结果可知 (父本/母本)的hwa基因对子代胚胎发育起作用。
(6)综合上述研究结果,对基因型hwa﹣/﹣个体表现型正常的解释合理的是该个体 。
A.母本含有hwa+
B.母本基因型是hwa+/+
C.父本提供的精子中含有hwa﹣
D.细胞的细胞质成分影响hwa表达
(7)用表现型均正常的亲本组合♀hwa+/﹣和hwa﹣/﹣道进行杂交,其后代的基因型及比例为 ;表现型及比例为 。
18.(2025 东城区一模)近年来,间歇性禁食在健康管理领域被广泛关注,但其对毛囊干细胞(HFSC)的影响尚不明确。研究者对小鼠采用隔日进食(ADF,即24小时禁食,24小时自由取食)的喂养方案,展开相关研究。
(1)HFSC在毛囊周期的不同阶段状态不同:休止期保持静止,等待生长期信号;生长期被激活,经 形成HFSC和毛囊前体细胞;退化期部分HFSC会发生细胞凋亡,即由基因决定的 。
(2)研究者对60天龄的小鼠背部进行剃毛操作,持续观察毛发再生情况,结果如图1。
图中AL对照组小鼠的喂养方案为 。根据图1可推测 。
(3)为进一步研究不同喂养方案对HFSC的影响,在毛囊处于休止期时给小鼠注射EdU(参与DNA复制的胸苷类似物),注射当日对两组小鼠分别进行ADF、AL,两天后毛囊进入生长期。检测含EdU和凋亡信号caspase﹣3的HFSC细胞数量,结果如图2。注射EdU的目的是 。根据图2信息,下列关于不同喂养方案对小鼠HFSC的影响分析合理的是 。
A.ADF和AL对生长期开始时HFSC激活的影响无差异
B.ADF能促进生长期细胞凋亡,抑制HFSC数量增加
C.生长期第6天AL组含EdU的HFSC数量少是由于细胞凋亡
D.ADF组凋亡的HFSC大多是生长期新生的
19.(2025 湖北模拟)研究表明,体内高水平的雌激素可能会增加乳腺癌的风险。雌激素与乳腺癌细胞受体结合后,会上调周期蛋白D(cyclinD)的表达,cyclinD与周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合形成复合物,进而促进细胞恶性增殖,如图1所示。细胞周期中不同时期的检验点如图2所示。回答下列问题:
(1)雌激素与位于乳腺癌细胞 (填“细胞膜”或“细胞质”)的受体结合后,上调cyclinD基因的表达。cyclinD基因通过 (填生理过程)表达出cyclinD。
(2)细胞周期包括分裂间期(包括G1、S、G2,S是DNA复制期)和分裂期(M)。在cyclinD—CDK4/6复合物的作用下,细胞从G1期进入S期,此时可检测到某些蛋白质从细胞质进入细胞核,这些蛋白质的作用可能是 (答出2点)。若对进入G2期的人乳腺癌细胞进行检测,可检测到其中含有 个核DNA分子。
(3)细胞自身有着一系列的检验点,以保证细胞周期的正常运转,只有通过检验点才能进入下一时期。不同检验点的蛋白质与不同阶段的CDK蛋白结合并行使功能。若药物甲能破坏DNA的结构并抑制DNA复制的启动,则乳腺癌细胞不能顺利通过检验点 。若药物乙能使乳腺癌细胞不能通过检验点4,染色体零散地分布于细胞质,则药物乙可能会抑制 的形成。
(4)原癌基因或抑癌基因甲基化异常会诱发细胞癌变。CpG岛主要位于基因的启动子区域,在DNA甲基转移酶的作用下,甲基基团转移到胞嘧啶的5位碳原子上,使其甲基化,从而调控基因表达,其机制如图3所示。乳腺癌患者相关基因的启动子区域高度甲基化,推测该区域富含的碱基是 。根据所学知识及结合图3分析,乳腺细胞癌变的分子机制是 。
20.(2025 江门一模)世界人口老龄化日益严重,探究个体衰老的机制至关重要。人类内源性逆转录病毒(HERV)是一类古老的逆转录病毒,它们在进化过程中整合到了宿主的基因组中,但长期处于“沉默”状态。人类鼠乳腺肿瘤病毒(HERVK)是其中一员,它的“复活”与细胞衰老存在一定的相关性,其机理如图所示。
回答下列问题:
(1)HERVK的遗传物质是 。随着细胞衰老,HERVKDNA的甲基化修饰水平 ,合成相应产物并组装成病毒颗粒,HERVK“复活”。
(2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制剂,衰老细胞中的 、 含量均降低,以及一系列衰老相关表型得到缓解,从而证实了图中的相关途径。
(3)对多细胞生物而言,个体衰老的过程是机体细胞普遍衰老的过程。由图推测可知HERVK“复活”还会加速个体衰老,机理是:①一部分HERVK病毒颗粒通过 的路径侵染邻近的年轻细胞,加速其衰老;② 。
(4)为进一步探索如何延缓衰老,需对个体衰老程度进行量化评估。观测指标选择血浆中 (填“HERVK病毒颗粒”或“炎症细胞因子”)的数量更适宜,理由是 。
高考生物考前冲刺押题预测 细胞的生命历程
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2025 成都模拟)衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号,这些化学信号统称为SASP,SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞染色质收缩,使某些基因表达水平下降
B.细胞衰老时,可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器
C.SASP作用于细胞,会激活与细胞衰老有关基因的表达
D.SASP使邻近细胞衰老后,会通过负反馈来减缓细胞哀老
【分析】细胞衰老是指细胞在执行生命活动过程中,随着时间的推移,细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。细胞的生命历程都要经过未分化、分化、生长、成熟、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除,同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成,以弥补衰老死亡的细胞。细胞衰老死亡与新生细胞生长的动态平衡是维持机体正常生命活动的基础。
【解答】解:A、衰老细胞的染色质发生紧缩(异染色质化),导致部分基因(如与细胞增殖相关的基因)表达水平下降,A正确;
B、细胞自噬是清除衰老或损伤细胞器的重要机制,在衰老细胞中自噬活动增强以维持细胞内稳态,B正确;
C、SASP通过旁分泌作用激活邻近细胞中与衰老相关的信号通路(如p53/p21通路),促进衰老相关基因的表达,诱导细胞衰老,C正确;
D、SASP诱导邻近细胞衰老后,会进一步导致这些细胞分泌更多SASP,形成正反馈循环,加速衰老的扩散,而非通过负反馈减缓衰老。题目中“负反馈”的表述与SASP的实际作用机制相悖,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查细胞衰老的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
2.(2025 宁波二模)线粒体凋亡信号通路是触发细胞凋亡的途径之一,由B蛋白家族的促凋亡和抗凋亡成员调节。抗凋亡B2蛋白能保证细胞存活。当促凋亡B3蛋白与抗凋亡B2蛋白以高亲和力结合时,会导致线粒体外膜通透性增加,线粒体释放凋亡因子,最终导致细胞破坏。线粒体凋亡信号通路活化时,线粒体膜电位会发生改变。下列叙述正确的是( )
A.人在胚胎时期尾的消失通过线粒体凋亡信号通路实现
B.线粒体凋亡信号通路促进B3、B2蛋白基因表达上调
C.敲除编码促凋亡B3蛋白的基因可影响机体细胞凋亡
D.线粒体膜电位未发生明显改变,说明细胞凋亡未启动
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程.细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。
【解答】解:A、线粒体凋亡信号通路是触发细胞凋亡的途径之一,因此人在胚胎时期尾的消失不一定是通过线粒体凋亡信号通路实现,A错误;
B、题干仅表明促凋亡B3蛋白与抗凋亡B2蛋白结合后的一系列效应,并未提及线粒体凋亡信号通路对B3、B2蛋白基因表达的影响,因此不能得出“线粒体凋亡信号通路促进B3、B2蛋白基因表达上调”的结论,B错误;
C、由于促凋亡B3蛋白参与线粒体凋亡信号通路,敲除编码促凋亡B3蛋白的基因,就无法合成促凋亡B3蛋白,必然会影响机体细胞凋亡,C正确;
D、线粒体凋亡信号通路活化时线粒体膜电位会发生改变,但细胞凋亡可能还有其他途径,不能仅依据线粒体膜电位未发生明显改变就说明细胞凋亡未启动,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查细胞凋亡的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
3.(2025 西城区二模)万寿菊花瓣可用来提取叶黄素。用秋水仙素处理万寿菊萌动的种子后进行播种,获得的植株自交,取若干F1植株叶片,用流式细胞仪(据细胞中DNA含量对细胞分别计数)检测,根据结果将F1分为3种类型(如图)。下列叙述正确的是( )
A.秋水仙素可抑制细胞分裂时着丝粒分裂
B.甲图所示植株一定没有发生可遗传变异
C.乙图所示植株每个细胞中DNA含量最高
D.实际生产叶黄素倾向选择丙图所示植株
【分析】有丝分裂过程:
(1)分裂间期:DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(2)分裂期(以高等植物细胞为例):①前期:染色质丝螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体。②中期:染色体的着丝点排列在赤道板(赤道板只是一个位置,不是真实的结构,因此赤道板在显微镜下看不到)上。染色体的形态稳定,数目清晰,便于观察。这个时期是观察染色体的最佳时期。③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,分别移向细胞两极,分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。④末期:染色体变成染色质,纺锤体消失,出现新的核膜和核仁,出现细胞板,扩展形成细胞壁,将一个细胞分成两个子细胞。
【解答】解:A、秋水仙素能抑制纺锤体的形成,不能抑制着丝粒的分裂,着丝粒的分裂不是纺锤体牵拉导致的,A错误;
B、秋水仙素处理可能导致染色体数目变异,这些变异是可遗传的,B错误;
C、据图可知,乙图所示的细胞中DNA含量普遍高于甲图和丙图,但并不能表明乙图所示植株每个细胞中DNA含量最高,有些与处理前可能相同,C错误;
D、丙图所示细胞中DNA含量的最大值高于细胞甲,此时的细胞数目多于甲,说明此时万寿菊已经实现了染色体数目的加倍,而处于分化程度较高的阶段,所以实际生产叶黄素倾向选择丙图所示植株,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了有丝分裂相关的内容,考查考生的识图和理解能力,难度适中。
4.(2025 青岛模拟)在有丝分裂过程中,内质网与线粒体之间的接触位点(ERM)数量会显著增加。研究发现,ERM是由LBR蛋白与特定蛋白质相互作用形成,它的缺失会导致细胞分裂的延迟甚至失败。为探究LBR蛋白在有丝分裂过程中的作用时期,研究人员制备了敲除LBR基因的肿瘤细胞(KO),与正常肿瘤细胞(WT)进行实验,统计分裂间期和分裂期的细胞占比,结果如图。进一步观察线粒体和内质网的亚显微结构,发现KO组细胞中ERM减少。已知内质网是真核细胞中的钙库之一,线粒体Ca2+浓度的增加能促进ATP的生成,充足的能量供应对于中期向后期的过渡至关重要。下列相关叙述错误的是( )
A.由题可推测,ERM有助于(Ca2+)由内质网进入线粒体
B.图示结果表明缺失LBR蛋白,会抑制细胞进入分裂间期
C.中期到后期所需的ATP可能用于着丝粒的分裂和纺锤丝的牵引
D.能够促进LBR蛋白与特定蛋白相互作用的药物可用于治疗肿瘤
【分析】细胞周期:
(1)分裂间期
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
(2)分裂期
前期:核膜消失、核仁解体,染色质成为染色体(每条染色体含两条染色单体),出现纺锤体。
中期:每条染色体的着丝粒排列在赤道板上。
后期:染色体的着丝粒分为两个,姐妹染色单体分开成为两条染色体,在纺锤丝的作用下分别移向细胞两极。
末期:染色体变为染色质,纺锤丝消失,出现新的核膜、核仁;植物细胞在赤道板上出现细胞板,细胞板扩散形成新的细胞壁,动物细胞细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分。
【解答】解:A、内质网是真核细胞中的钙库之一,有丝分裂过程中,内质网与线粒体之间的接触位点(ERM)数量显著增加,ERM有助于(Ca2+)由内质网进入线粒体,A正确;
B、敲除LBR基因的肿瘤细胞(KO),与正常肿瘤细胞(WT)进行对比,统计分裂间期和分裂期的细胞占比,结果说明了缺失LBR蛋白,细胞周期被阻断在分裂期,B正确;
C、ATP是细胞生命活动的直接能源物质,由题知“足量ATP对于中期向后期过渡至关重要”,其原因是着丝粒的分裂、纺锤丝牵引染色体向两极移动需要消耗ATP,C正确;
D、敲除LBR基因的肿瘤细胞(KO),与正常肿瘤细胞(WT)进行对比实验,统计分裂间期和分裂期的细胞占比,结果说明了缺失LBR 蛋白,细胞周期被阻断在分裂期,可以通过研制阻断LBR 作用的药物为肿瘤治疗提供新思路,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查有丝分裂的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
5.(2025 潍坊二模)关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”,下列说法错误的是( )
A.取洋葱根尖放入盛有盐酸和酒精混合液的玻璃皿中,使组织细胞分离开
B.将解离后的根尖立即放入盛有甲紫溶液的玻璃皿中进行染色
C.高倍镜下无法观察到姐妹染色单体分别移向细胞两极的过程
D.某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大,该时期的时间越长
【分析】观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的实验中,制作装片的过程:解离→漂洗→染色→制片。
【解答】解:A、剪取根尖2~3mm立即放入盐酸和酒精混合液中进行解离,其目的是使细胞从组织中分离开来,便于制片,A正确;
B、将解离后的根尖转移到清水中进行漂洗,其目的是洗去解离液,而后放入盛有甲紫溶液的玻璃皿中进行染色,B错误;
C、高倍镜下无法观察到姐妹染色单体分别移向细胞两极的过程,因为经过解离步骤后细胞已经死亡,C正确;
D、某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大,该时期的时间越长,因此在观察到的视野中处于分裂间期的细胞数目最多,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查有丝分裂的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
6.(2025 重庆模拟)端粒被称作细胞分裂次数的时钟,随细胞分裂而变短。在生殖细胞和癌细胞中存在端粒酶(RNA和蛋白质形成的复合体),能将变短的DNA末端加长,过程如图。下列叙述错误的是( )
A.线粒体中的DNA分子没有端粒
B.皮肤细胞和生殖细胞中端粒酶活性不同
C.人体细胞有丝分裂前期和后期存在的端粒数目不同
D.端粒中TTAGGG重复序列的存在有利于保护染色体上正常基因序列
【分析】端粒学说:每条染色体的两端都有一段特殊的DNA——蛋白质复合体,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加,截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤。结果使细胞活动逐渐异常。
【解答】解:A、每条染色体的两端都有一段特殊的DNA——蛋白质复合体,称为端粒,线粒体中的DNA没有与蛋白质结合形成染色体,没有端粒,A正确;
B、一般体细胞中的端粒酶活性较低或几乎不表达,生殖细胞中端粒酶活性高,B正确;
C、有丝分裂前期和后期,虽然染色体形态上由两条染色单体分开变为各自独立的染色体,但整个细胞内端粒总数并未改变,C错误;
D、端粒中重复序列能够在染色体复制时保护正常基因序列不被磨损,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查细胞衰老的特征和原因等相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
7.(2025 射阳县校级模拟)下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A.藓类叶片薄且叶绿体大,可在低倍镜下观察叶绿体的结构和分布情况
B.将叶片剪碎充分研磨后加入碳酸钙,可防止叶绿素在酸性条件下分解
C.撕取洋葱鳞片叶外表皮制片观察有丝分裂,视野中少数细胞能看到染色体
D.将玻璃器皿用牛皮纸包裹后灭菌可降低灭菌后器皿被污染的概率
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验中,提取色素时需要加入无水乙醇、石英砂和碳酸钙,其中无水乙醇的作用是溶解色素;石英砂的作用是使研磨更充分;碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏。
【解答】解:A、使用高倍显微镜可以清晰观察到叶绿体的形态和分布情况,但观察叶绿体的结构需要使用电子显微镜,A错误;
B、在研磨叶片时加入碳酸钙可防止叶绿素被破坏,并不是充分研磨后加入碳酸钙,B错误;
C、洋葱鳞片叶外表皮是高度分化的细胞,不再增殖,不会出现染色体,C错误;
D、将玻璃器皿用牛皮纸包裹后灭菌可降低灭菌后器皿被污染的概率,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂、高倍显微镜观察叶绿体与细胞质的流动以及绿叶中色素的提取与分离实验等相关知识,要求考生识记相关内容,再结合所学知识准确判断各选项,难度适中。
8.(2025 武汉模拟)研究发现,无尾两栖类的蝌蚪在变态发育过程中,尾部退化、前后肢形成等变化与甲状腺分泌的甲状腺激素增加有关。下列叙述正确的是( )
A.前后肢形成可能是相关激素调节相关基因选择性表达的结果
B.蝌蚪尾的消失是通过细胞程序性死亡实现的,不是由基因决定的
C.尾部细胞和四肢细胞的基因组成不同,因而基因表达情况也不同
D.缺碘的蝌蚪个体发育过程会加快,尾部细胞的凋亡会受到抑制
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、部分被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【解答】解:A、据题意,尾部退化、前后肢形成等变化与甲状腺分泌的甲状腺激素增加有关,说明前后肢形成可能是激素调节相关基因选择性表达的结果,A正确;
B、蝌蚪尾的消失是通过细胞程序性死亡实现的,是由基因决定的细胞死亡,B错误;
C、同一个体的尾部细胞和四肢细胞的基因组成相同,基因表达情况不完全相同,C错误;
D、一般缺碘的蝌蚪体内甲状腺激素合成会减少,蝌蚪个体发育过程会减慢,尾部细胞的凋亡会受到抑制,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞凋亡和细胞分化的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
9.(2025 青岛模拟)TGF﹣β是一类可由多种细胞分泌的蛋白质,可以调节细胞生长、分化等生理过程。科学家发现,TGF﹣β1被靶细胞识别后,激活胞内特定蛋白质(Smads),Smads与其他特定物质结合生成复合物并转移到细胞核内,进一步形成复杂的多元DNA结合蛋白诱导特定基因的表达来引起细胞凋亡,从而抑制恶性肿瘤的发生,称为TGF﹣β1/Smads信号通路。下列叙述正确的是( )
A.TGF﹣β与Smads的合成都需要核糖体、内质网等膜结构参与
B.Smads复合物通过参与调控基因的转录来促进细胞的凋亡
C.TGF﹣β1复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D.如果TGF﹣β1受体蛋白基因不表达,其靶细胞仍能正常凋亡
【分析】细胞内具有生物膜的细胞器包括内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、液泡、溶酶体,不具备生物膜的细胞器有中心体和核糖体。
【解答】解:A、核糖体是无膜细胞器,A错误;
B、Smads复合物转移到细胞核内,进一步形成复杂的多元DNA结合蛋白,调控基因的转录过程,从而促进细胞凋亡,抑制恶性肿瘤,B正确;
C、TGF﹣β1与靶细胞膜上的受体结合,没有与细胞内的Smads结合形成复合物,Smads复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递,C错误;
D、如果TGF﹣β1受体蛋白基因不表达,TGF﹣β1不会激活靶细胞,不引起靶细胞凋亡,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查细胞死亡的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
10.(2025 河南模拟)细胞的不对称分裂能形成两种不同类型的细胞,如神经干细胞(NB)通过不对称分裂形成NB和GMC(神经节母细胞),后者将分裂分化为神经细胞。研究发现,神经干细胞不对称分裂及新细胞的分化与“液﹣液相分离(LLPS)”有关,除此之外,生物大分子的LLPS被证明是细胞内多种没有脂膜包被的无膜结构的重要形成机制。下列有关叙述正确的是( )
A.洋葱根尖细胞的核糖体、中心体和核仁等结构的形成与LLPS有关
B.神经干细胞不对称分裂时,染色体的着丝粒在纺锤体的牵拉下断裂
C.细胞不对称分裂导致子代细胞遗传物质存在差异是细胞分化的原因
D.LLPS可能通过影响细胞内某些无膜结构的形成影响基因的选择性表达
【分析】干细胞是指拥有自我更新能力及分化潜能的细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
【解答】解:A、洋葱是高等植物,没有中心体,A错误;
B、细胞分裂时,染色体的着丝粒不是在纺锤体的牵拉下断裂的,而是在某些酶的作用下断裂的,B错误;
C、细胞分化的实质是基因选择性表达,不同细胞的遗传物质不存在差异,C错误;
D、依题意“神经干细胞不对称分裂及新细胞的分化与“液﹣液相分离(LLPS)”有关,除此之外,生物大分子的LLPS被证明是细胞内多种没有脂膜包被的无膜结构的重要形成机制”,因此推测LLPS可能通过影响细胞内某些无膜结构的形成影响基因的选择性表达,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查细胞分裂和分化的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
11.(2025 湖北模拟)黏连蛋白是一种参与姐妹染色单体之间黏连的糖蛋白。研究发现,乙酰转移酶能使黏连蛋白上两个保守的赖氨酸残基乙酰化,从而稳定黏连蛋白与染色体的结合。去乙酰化酶能将乙酰化的黏连蛋白去乙酰化。下列有关分析正确的是( )
A.黏连蛋白的合成主要发生在细胞分裂的前期
B.黏连蛋白的乙酰化有助于纺锤体在分裂后期发挥作用
C.在细胞有丝分裂的后期去乙酰化酶的活性较高
D.去乙酰化酶在次级精母细胞的生成过程中发挥作用
【分析】有丝分裂一个细胞周期中各时期变化规律:
(1)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体。
(2)中期:染色体形态固定、数目清晰。
(3)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极。
(4)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【解答】解:A、姐妹染色单体通过复制形成的,发生在间期,而黏连蛋白是一种参与姐妹染色单体之间黏连的糖蛋白,因此黏连蛋白的合成主要发生在细胞分裂的间期,A错误;
B、乙酰化通过稳定黏连蛋白与染色体的结合,有利于维持姐妹染色单体的黏连,因此分裂后期需要去乙酰化酶解除黏连,使姐妹染色单体分离,纺锤体才能牵引染色体至两极,B错误;
C、有丝分裂后期,姐妹染色单体的分离需要黏连蛋白与染色体解离。去乙酰化酶通过去除乙酰化修饰,破坏黏连蛋白的稳定性,从而促进分离,故在细胞有丝分裂的后期去乙酰化酶的活性较高,C正确;
D、次级精母细胞的形成涉及减数第一次分裂,此时姐妹染色单体没有分离,不需要去乙酰化酶通过去除乙酰化修饰,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查细胞有丝分裂和减数分裂的相关知识,要求考生识记细胞有丝分裂和减数分裂不同时期的特点,能结合题干信息准确判断各选项,属于考纲理解层次的考查。
12.(2025 河南模拟)细胞铜死亡与其内部铜离子的积累有关。研究发现,铜离子直接结合有氧呼吸第二阶段中脂酰化成分(一种被修饰的蛋白质),导致这些蛋白聚集、失调,引发了蛋白质毒性应激,并诱导细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.铜离子可能在线粒体基质中发挥作用
B.发生铜死亡的细胞内,溶酶体的数量可能较多
C.铜离子可能提高某些蛋白酶活性,促进脂酰化成分水解
D.促进铜离子排出细胞的药物可用于治疗因铜死亡引起的疾病
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜,有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【解答】解:A、铜离子直接结合有氧呼吸第二阶段中脂酰化成分,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中,可推测铜离子可能在线粒体基质中发挥作用,A正确;
B、聚集、失调的蛋白质会被溶酶体中水解酶催化水解,铜死亡的细胞内发生蛋白质聚集、失调,所以溶酶体数量可能较多,B正确;
C、铜离子与脂酰化成分结合引起的是蛋白质聚集、失调,蛋白质的空间结构改变,并非是脂酰化成分水解,C错误;
D、细胞铜死亡与其内部铜离子的积累有关,故促进铜离子排出细胞的药物可用于治疗因铜死亡引起的疾病,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查细胞死亡的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
13.(2025 河南模拟)洋葱叶分为管状叶和鳞片叶,管状叶进行光合作用,鳞片叶富含营养物质。下列叙述错误的是( )
A.利用红墨水可观察洋葱鳞片叶内表皮细胞膜的失水和吸水
B.利用高倍镜可观察到构成细胞膜的磷脂双分子层
C.管状叶经光照和脱绿处理后,叶绿体可被碘液染成蓝色
D.利用高倍镜不能观察到根尖长方形细胞中的染色体
【分析】紫色洋葱的叶片分两种,一种是管状叶,绿色,可进行光合作用;另一种是鳞片叶,其内外表皮都由一层细胞构成,适于显微镜观察。其外表皮紫色,适于观察质壁分离复原,内表皮浅色,
【解答】解:A、红墨水不能通过活的洋葱鳞片叶内表皮细胞膜进入细胞,可用于观察细胞膜的失水和吸水,A正确;
B、细胞膜的磷脂双分子层结构属于亚显微结构,在光学显微镜下观察不到,B错误;
C、管状叶在光照下进行光合作用,合成淀粉等有机物,经脱绿处理后,可被碘液染成蓝色,C正确;
D、根尖长方形细胞属于伸长区细胞,不能分裂,无法用高倍镜观察到染色体,因为只有分裂期染色质才缩短变粗形成染色体,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查观察实验的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
14.(2025 兴庆区校级二模)演艺圈的女明星,有些为了保持年轻貌美,不惜重金到医疗机构非法注射人体胎盘素(可能携带梅毒等病原体)。人体胎盘素的功效主要有:促进新生角质层细胞的增殖与生长,加速死皮细胞的脱落等。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞的细胞核体积缩小,核膜内折、染色质收缩,染色加深
B.注射人体胎盘素以后,新生的角质层细胞的细胞周期将缩短
C.衰老的肝细胞和新生的肝细胞,用甲紫溶液能将染色质染色
D.老年人皮肤上会长出“老年斑”,这是因为衰老的细胞内色素积累的结果
【分析】衰老细胞的主要特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)许多酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【解答】解:A、衰老细胞具有细胞核体积增大,核膜内折、染色质收缩,染色加深的特征,A错误;
B、据题干信息可知,胎盘素能全面促进新生角质层细胞的增殖与生长,因此注射人体胎盘素以后,新生的角质层细胞的细胞周期将缩短,B正确;
C、衰老的肝细胞和新生的肝细胞都具有染色质结构,染色质易被甲紫溶液(醋酸洋红或龙胆紫)等碱性染料染成深色,C正确;
D、由于衰老的细胞内色素逐渐积累,会导致老年人皮肤上会长出“老年斑”,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了衰老细胞的主要特征,考查考生的识记和理解能力,属于基础题。
15.(2025 兴庆区校级二模)小肠是人体重要的消化器官,由多种细胞共同构成,有负责营养吸收的肠上皮细胞、能产生抗菌肽的潘氏细胞和分泌激素的内分泌细胞等。下列说法错误的是( )
A.小肠上皮细胞含有丰富的线粒体与其营养吸收功能有关
B.内分泌细胞分泌激素的过程中,内质网起着重要的交通枢纽作用
C.潘氏细胞分泌抗菌肽的过程中内质网膜面积减少,细胞膜面积增加
D.组成小肠的多种细胞,形态、结构和功能不同的原因是基因选择性表达的结果
【分析】分泌蛋白的合成和运输过程中,内质网出芽形成的囊泡与高尔基体膜融合的过程体现了生物膜具有一定的流动性特点,细胞分泌的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的特异性受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化,此过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的作用。
【解答】解:A、小肠上皮细胞含有丰富的线粒体,为其吸收营养物质提供能量,体现了结构与功能的相适应,A正确;
B、内分泌细胞分泌激素的过程中,高尔基体起着重要的交通枢纽作用,B错误;
C、抗菌肽属于分泌蛋白,分泌蛋白加工和运输过程中,内质网出芽形成囊泡使得内质网的膜面积减小,高尔基体出芽形成的囊泡与细胞膜融合,使得细胞膜膜面积增大,C正确;
D、组成小肠的多种细胞,形态、结构和功能不同是发生了细胞分化,细胞分化是基因选择性表达的结果,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查细胞器和细胞分化的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
二.解答题(共5小题)
16.(2025 朝阳区二模)我国科研工作者对胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞的机制进行了研究。
(1)T基因是血管平滑肌细胞的标志基因。细胞分化过程中,由于基因的 选择性表达 ,导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。
(2)B蛋白是一种转录因子,促进血管平滑肌细胞的分化形成。为检测B蛋白在DNA上的结合位点,先对正在向血管平滑肌细胞分化的胚胎干细胞进行处理,使抗体能够进入,之后依次加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体。转座酶上携带了接头DNA序列,该酶可以切开它所靠近的染色体DNA,并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上(图1)。
①抗体M的作用是与 B蛋白和偶联转座酶的抗M抗体 结合,使转座酶到达目标位点。
②检测B蛋白结合位点的步骤为:“提取细胞基因组DNA→用与 接头DNA 特异性结合的引物进行PCR扩增→回收扩增产物→测序。”结果表明B蛋白的结合位点是T基因的启动子区域。
(3)血管平滑肌细胞分化形成过程中,T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平升高。R酶是一种组蛋白甲基化酶.B蛋白可与R酶结合。制备B基因敲除的胚胎干细胞(BKO),检测其与正常胚胎干细胞(WT)中R酶表达量(图2)和第6天T基因启动子结合的R酶量(图3)。
①图2所示实验的实验目的是 探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响 。
②综合以上信息及图2、3结果推测,B蛋白通过 将R酶招募至T基因启动子区域 影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。
(4)推测R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录。欲为此推测提供证据,合理的方案包括 ABD ,并检测T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平。
A.制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞
B.使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞
C.在BKO细胞中过表达T基因
D.使用干扰R酶基因表达的siRNA处理B基因过表达细胞
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段,真核细胞的转录在细胞核完成,模板是DNA的一条链,原料是游离的核糖核苷酸,翻译在核糖体上进行,原料是氨基酸,需要tRNA识别并转运氨基酸,翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA,但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
【解答】解:(1)细胞分化的实质是基因的选择性表达。
(2)①为检测B蛋白在DNA上的结合位点,依次向处理后的胚胎干细胞中加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体,、推测抗体M的作用是与B蛋白和偶联转座酶的抗M抗体结合,使转座酶到达目标位点。
②转座酶上携带了接头DNA序列,该酶可以切开它所靠近的染色体DNA,并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上,因此要用与接头DNA特异性结合的引物进行PCR扩增。
(3)①结合题图2可知,实验的自变量为诱导分化的天数和是否敲除B基因,因变量为R酶相对表达量,因此该实验是为了探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响。
②分析题图2可知,正常胚胎干细胞(WT)组与B基因敲除的胚胎干细胞(BKO)组R酶相对表达量几乎无差异,说明B蛋白的由于几乎不影响R酶的相对表达量;分析题图3可知,BKO组T基因启动子结合的R酶量明显低于WT组,由此推测,B蛋白通过将R酶招募至T基因启动子区域影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。
(4)为证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,设计实验方案。
A、制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞,通过比较WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞中T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平,能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,A正确;
B、使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞,通过抑制组蛋白甲基化,观察T基因mRNA水平的变化,能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,B正确;
C、在BKO细胞中过表达T基因,并不能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,C错误;
D、通过干扰R酶的表达,观察T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平的变化,可以验证R酶在T基因转录中的作用,D正确。
故选:ABD。
故答案为:
(1)选择性表达
(2)B蛋白和偶联转座酶的抗M抗体 接头DNA
(3)探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响 将R酶招募至T基因启动子区域
(4)ABD
【点评】本题考查了细胞分化、遗传信息的转录和翻译等相关内容,考查考生的识图和理解能力,难度适中。
17.(2025 浦东新区二模)斑马鱼是一种生存能力强的热带鱼品种,属于二倍体生物。其胚胎发育过程中沿体轴依序分化形成各种组织器官。我国科学家发现一种无体轴品系,其胚胎发育畸形,形似葫芦,这与hwa基因突变有关。图1为斑马鱼发育的示意图,①~④表示不同发育阶段。
(1)下列关于斑马鱼的生物学事实中,能支撑“斑马鱼作为胚胎发育研究的模式生物(研究和揭示生命现象普遍规律的生物)”的理由是 ABC 。
A.胚体透明
B.繁殖周期短
C.产卵量大
D.性格温顺
(2)根据已有知识推测,图1形成体轴的过程中,斑马鱼细胞在分子层面发生的行为有 ABC 。
A.hwa的复制
B.凋亡相关蛋白的合成
C.hwa的转录
D.等位基因的分离
(3)图1所示斑马鱼各发育阶段中,体现“遗传信息控制生物性状”的有 ABCD 。
A.①
B.②
C.③
D.④
研究者用hwa+表示正常基因,hwa﹣表示突变基因,具有2个突变基因的个体基因型表示为hwa﹣/﹣。研究发现,基因型为hwa﹣/﹣的个体表现型也可能正常。为进一步研究hwa的作用机理,研究者进行图2所示的杂交实验。
(4)据图2分析,实验一和实验二中F1的基因型分别是 ② , ② (编号选填)
①hwa﹣/﹣
②hwa+/﹣
③hwa﹣
(5)根据两组杂交实验结果可知 母本 (父本/母本)的hwa基因对子代胚胎发育起作用。
(6)综合上述研究结果,对基因型hwa﹣/﹣个体表现型正常的解释合理的是该个体 AD 。
A.母本含有hwa+
B.母本基因型是hwa+/+
C.父本提供的精子中含有hwa﹣
D.细胞的细胞质成分影响hwa表达
(7)用表现型均正常的亲本组合♀hwa+/﹣和hwa﹣/﹣道进行杂交,其后代的基因型及比例为 hwa / :hwa / =1:1 ;表现型及比例为 全部正常 。
【分析】生物体在个体发育的不同时期、不同部位,通过基因水平、转录水平等的调控,表达基因组中不同的部分,即基因选择性表达。其结果是完成细胞分化和个体发育。
【解答】解:(1)斑马鱼作为模式生物的优势在于其胚体透明(便于观察胚胎发育过程)、繁殖周期短(可快速获得大量子代)、产卵量大(提供充足实验材料)。而“性格温顺”与胚胎发育研究无直接关联,ABC正确,D错误。
故选:ABC。
(2)A、在个体发育过程中会涉及细胞的分裂,细胞分裂时 DNA(包括 hwa 基因)需复制,确保子细胞遗传信息一致,A正确;
B(凋亡相关蛋白的合成):细胞凋亡是胚胎发育的重要环节,如组织器官的形态建成,B正确;
C(hwa 的转录):hwa 基因的表达(转录为 mRNA)是调控体轴分化的关键步骤,C正确;
D、等位基因分离发生在减数分裂,而胚胎发育是有丝分裂过程,D错误。
故选:ABC。
(3)所有发育阶段(①~④)均需通过基因表达(转录、翻译)控制性状,体现“遗传信息控制生物性状”,ABCD正确。
故选:ABCD。
(4)实验一:亲本为♀hwa / ×♂hwa / ,F1应为hwa / (杂合子)。实验二:若亲本为♀hwa﹣/﹣×♂hwa+/+,F1的基因型应为hwa+/﹣,故两个实验组的F1的基因型都是hwa+/﹣,故都选②。
(5)根据实验一和实验二可知,母本为hwa / 子代表现正常,母本 hwa / 子代表现异常,说明母本的hwa基因对子代胚胎发育起作用,可能是母本提供的细胞质成分如mRNA、蛋白质)调控子代发育。
(6)A、(母本含有 hwa ):母本携带至少一个正常等位基因(hwa ),通过细胞质传递正常基因产物,A正确;
BC、母本基因型是hwa+/+以及父本提供的精子中含有hwa﹣,不是对基因型为hwa﹣/﹣个体表现型正常的解释合理,BC错误;
D、细胞质成分影响 hwa表达,母性效应中,细胞质储存的母源 mRNA或蛋白质弥补了子代 hwa / 的缺陷,D正确。
故选AD。
(7)母本为hwa / ,父本为hwa / ,F1基因型为hwa / (50%)和hwa / (50%)。结合第五、六小问可知,母本hwa / 可提供的正常成分以补偿hwa / ,则其所有后代表现型均正常。
故答案为:
(1)ABC
(2)ABC
(3)ABCD
(4)②②
(5)母本
(6)AD
(7)hwa / :hwa / = 1:1 全部正常
【点评】本题考查细胞生命历程的相关知识,同时结合基因对性状的控制综合考查,要求学生具有一定的综合分析问题的能力。
18.(2025 东城区一模)近年来,间歇性禁食在健康管理领域被广泛关注,但其对毛囊干细胞(HFSC)的影响尚不明确。研究者对小鼠采用隔日进食(ADF,即24小时禁食,24小时自由取食)的喂养方案,展开相关研究。
(1)HFSC在毛囊周期的不同阶段状态不同:休止期保持静止,等待生长期信号;生长期被激活,经 增殖、分化 形成HFSC和毛囊前体细胞;退化期部分HFSC会发生细胞凋亡,即由基因决定的 细胞自动结束生命的过程(细胞程序性死亡) 。
(2)研究者对60天龄的小鼠背部进行剃毛操作,持续观察毛发再生情况,结果如图1。
图中AL对照组小鼠的喂养方案为 自由取食 。根据图1可推测 ADF对毛发再生有显著的抑制作用 。
(3)为进一步研究不同喂养方案对HFSC的影响,在毛囊处于休止期时给小鼠注射EdU(参与DNA复制的胸苷类似物),注射当日对两组小鼠分别进行ADF、AL,两天后毛囊进入生长期。检测含EdU和凋亡信号caspase﹣3的HFSC细胞数量,结果如图2。注射EdU的目的是 标记新增殖的HFSC 。根据图2信息,下列关于不同喂养方案对小鼠HFSC的影响分析合理的是 ABD 。
A.ADF和AL对生长期开始时HFSC激活的影响无差异
B.ADF能促进生长期细胞凋亡,抑制HFSC数量增加
C.生长期第6天AL组含EdU的HFSC数量少是由于细胞凋亡
D.ADF组凋亡的HFSC大多是生长期新生的
【分析】细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【解答】解:(1)毛囊干细胞(HFSC)经增殖、分化形成HFSC和毛囊前体细胞;细胞凋亡是基因决定的自动死亡的过程。
(2)实验组为隔日进食,对照组为自由取食;结合图1可知,ADF组毛发较少,156天才有较多的毛发,因此ADF对毛发再生有显著的抑制作用。
(3)EdU是参与DNA 复制的胸苷类似物,注射EdU的目的是标记新增殖的HFSC。
A、生长期开始时(第1天)为n.s表示无显著差异,表明ADF和AL对生长期开始时HFSC激活的影响无差异,A正确;
B、ADF组含EdU的HFSC数量较低,说明ADF能促进生长期细胞凋亡,抑制HFSC数量增加,B正确;
C、生长期第6天AL组凋亡信号caspase﹣3的HFSC细胞数量少,因此含EdU的HFSC数量少不是由于细胞凋亡,C错误;
D、ADF组喂时含EdU的HFSC数量上升,禁时含EdU的HFSC数量下降,凋亡的HFSC大多是生长期新生的,D正确。
故选:ABD。
故答案为:
(1)增殖、分化 细胞自动结束生命的过程(细胞程序性死亡)
(2)自由取食 ADF对毛发再生有显著的抑制作用
(3)标记新增殖的HFSC ABD
【点评】本题考查细胞凋亡的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
19.(2025 湖北模拟)研究表明,体内高水平的雌激素可能会增加乳腺癌的风险。雌激素与乳腺癌细胞受体结合后,会上调周期蛋白D(cyclinD)的表达,cyclinD与周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合形成复合物,进而促进细胞恶性增殖,如图1所示。细胞周期中不同时期的检验点如图2所示。回答下列问题:
(1)雌激素与位于乳腺癌细胞 细胞质 (填“细胞膜”或“细胞质”)的受体结合后,上调cyclinD基因的表达。cyclinD基因通过 转录和翻译 (填生理过程)表达出cyclinD。
(2)细胞周期包括分裂间期(包括G1、S、G2,S是DNA复制期)和分裂期(M)。在cyclinD—CDK4/6复合物的作用下,细胞从G1期进入S期,此时可检测到某些蛋白质从细胞质进入细胞核,这些蛋白质的作用可能是 促进DNA解螺旋、促进DNA复制 (答出2点)。若对进入G2期的人乳腺癌细胞进行检测,可检测到其中含有 92 个核DNA分子。
(3)细胞自身有着一系列的检验点,以保证细胞周期的正常运转,只有通过检验点才能进入下一时期。不同检验点的蛋白质与不同阶段的CDK蛋白结合并行使功能。若药物甲能破坏DNA的结构并抑制DNA复制的启动,则乳腺癌细胞不能顺利通过检验点 2 。若药物乙能使乳腺癌细胞不能通过检验点4,染色体零散地分布于细胞质,则药物乙可能会抑制 纺锤体 的形成。
(4)原癌基因或抑癌基因甲基化异常会诱发细胞癌变。CpG岛主要位于基因的启动子区域,在DNA甲基转移酶的作用下,甲基基团转移到胞嘧啶的5位碳原子上,使其甲基化,从而调控基因表达,其机制如图3所示。乳腺癌患者相关基因的启动子区域高度甲基化,推测该区域富含的碱基是 胞嘧啶(或胞嘧啶和鸟嘌呤) 。根据所学知识及结合图3分析,乳腺细胞癌变的分子机制是 抑癌基因的CpG岛高度甲基化,引起抑癌基因表达的蛋白质减少,导致细胞癌变 。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【解答】解:(1)雌激素的本质是脂质,其受体位于细胞内,故雌激素与位于乳腺癌细胞细胞质中的受体结合;cyclinD基因的表达过程包括转录(DNA到mRNA)和翻译(mRNA到蛋白质)。
(2)S期主要进行DNA复制和蛋白质合成,进入S期的蛋白质可能参与DNA复制,即促进DNA解螺旋、促进DNA复制;G2期的人乳腺癌细胞已经完成DNA复制,此时核DNA分子是46×2=92个。
(3)S期进行DNA分子复制,药物甲破坏DNA结构并抑制DNA复制启动,因此细胞无法通过S期,则乳腺癌细胞不能顺利通过检验点2;纺锤体的形成有利于染色体平均分开,若药物乙能使乳腺癌细胞不能通过检验点4,染色体零散地分布于细胞质,则药物乙可能会抑制纺锤体的形成。
(4)CpG岛主要位于基因的启动子区域,在DNA甲基转移酶的作用下,甲基基团转移到胞嘧啶的5位碳原子上,使其甲基化,而乳腺癌患者相关基因的启动子区域高度甲基化,推测该区域富含的碱基是胞嘧啶;抑癌基因的作用是抑制细胞异常增殖,防止细胞癌变,抑癌基因的CpG岛高度甲基化,引起抑癌基因表达的蛋白质减少,导致细胞癌变。
故答案为:
(1)细胞质 转录和翻译
(2)促进DNA解螺旋、促进DNA复制 92
(3)2 纺锤体
(4)胞嘧啶(或胞嘧啶和鸟嘌呤) 抑癌基因的CpG岛高度甲基化,引起抑癌基因表达的蛋白质减少,导致细胞癌变
【点评】本题主要考查细胞周期的相关知识,意在考查考生理解所学知识要点、把握知识间内在联系的能力,能够运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断,难度适中。
20.(2025 江门一模)世界人口老龄化日益严重,探究个体衰老的机制至关重要。人类内源性逆转录病毒(HERV)是一类古老的逆转录病毒,它们在进化过程中整合到了宿主的基因组中,但长期处于“沉默”状态。人类鼠乳腺肿瘤病毒(HERVK)是其中一员,它的“复活”与细胞衰老存在一定的相关性,其机理如图所示。
回答下列问题:
(1)HERVK的遗传物质是 RNA 。随着细胞衰老,HERVKDNA的甲基化修饰水平 降低 ,合成相应产物并组装成病毒颗粒,HERVK“复活”。
(2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制剂,衰老细胞中的 HERVKRNA 、 HERVK病毒颗粒 含量均降低,以及一系列衰老相关表型得到缓解,从而证实了图中的相关途径。
(3)对多细胞生物而言,个体衰老的过程是机体细胞普遍衰老的过程。由图推测可知HERVK“复活”还会加速个体衰老,机理是:①一部分HERVK病毒颗粒通过 旁分泌 的路径侵染邻近的年轻细胞,加速其衰老;② 引发炎症反应 。
(4)为进一步探索如何延缓衰老,需对个体衰老程度进行量化评估。观测指标选择血浆中 炎症细胞因子 (填“HERVK病毒颗粒”或“炎症细胞因子”)的数量更适宜,理由是 炎症细胞因子与衰老相关性更强 。
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫做表观遗传。包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化等。
【解答】解:(1)HERVK属于逆转录病毒,其遗传物质是RNA。随着细胞衰老,HERVK DNA的甲基化修饰水平降低,导致其转录活性增强,合成相应的RNA和蛋白质,并组装成病毒颗粒,从而“复活”。
(2)逆转录酶抑制剂可以抑制HERVKRNA逆转录为DNA的过程,从而减少HERVKRNA和病毒颗粒的生成,进而缓解细胞衰老的相关表型。
(3)HERVK病毒颗粒可以通过旁分泌的路径侵染邻近的年轻细胞,加速其衰老。此外,HERVK的“复活”还可能引发炎症反应,进一步促进个体衰老。
(4)炎症细胞因子与衰老的相关性更强,且其水平变化更能反映机体的衰老程度,因此选择炎症细胞因子作为观测指标更为适宜。
故答案为:
(1)RNA 降低
(2)HERVKRNA HERVK病毒颗粒
(3)旁分泌 引发炎症反应
(4)炎症细胞因子 炎症细胞因子与衰老相关性更强
【点评】本题考查细胞衰老的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
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