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第四章 细胞的增殖、分化、衰老和死亡
一.选择题(共18小题)
1.下列有关细胞分化的叙述,正确的是( )
A.细胞分化增加了细胞种类
B.细胞分化过程中遗传物质发生改变
C.细胞分化只发生在胚胎期
D.个体发育中细胞分化一般是可逆的
2.人体的红细胞约有25万亿~30万亿个,寿命约120天。下列关于红细胞生命历程的叙述正确的是( )
A.和蛙的红细胞一样,人体红细胞在分裂时不出现纺锤丝和染色体的变化
B.人体骨髓造血干细胞可直接分化成T细胞
C.红细胞快速地更新,可以保障机体所需氧气的供应
D.成熟红细胞发生激烈的细胞自噬时,可能诱导细胞凋亡
3.目前科学家较为认可的衰老机制是线粒体学说。该学说的内容是:在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤,还能启动一系列的信号转导途径,促进细胞衰老;线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降,导致ATP生成减少,细胞能量代谢功能下降,从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用,科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是( )
A.细胞中ATP合成酶基因表达说明细胞发生了细胞分化
B.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息传递
C.线粒体产生的氧自由基会攻击DNA,可能会引起基因突变
D.雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体,发挥抗衰老的作用
4.科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗追踪放射性的去向,以研究蚕豆根尖细胞分裂情况,得到的根尖细胞连续分裂细胞周期相关数据如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CD+DE可表示一个完整的细胞周期
B.中心粒的倍增发生在AB和CD时期
C.BC和DE阶段发生遗传物质的平均分配
D.BC/CD的相对比例越小,越适合做观察有丝分裂的实验材料
5.某兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱(2n=16)不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培养48h后,剪取根尖制成临时装片,然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂象。下列叙述错误的是( )
A.固定后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,这与检测脂肪时所用酒精浓度不同
B.若用秋水仙素处理洋葱不定根,则秋水仙素会抑制纺锤体的形成进而影响着丝粒的分裂
C.观察到的细胞分裂象中均存在同源染色体
D.视野中处于有丝分裂前的间期的细胞占大多数
6.灯塔水母是一种具有“逆生长”能力的生物,在受到外界刺激(如受伤或环境恶化)时,其成熟个体可通过细胞“转分化”重新回到水螅型幼体阶段。下列有关“转分化”的叙述,正确的是( )
A.细胞的遗传物质发生了不可逆的改变
B.是成熟细胞直接转变为其他类型细胞的过程
C.转分化后的细胞因基因选择性丢失而失去全能性
D.与细胞分裂无关,通过细胞凋亡实现个体结构的重塑
7.自噬是细胞应对不良环境产生的一种保护机制,受一系列自噬相关基因(ATG)的调控。当细胞内错误折叠的蛋白质堆积或线粒体损伤影响细胞的正常功能时,细胞发生巨自噬过程(如图)。下列说法错误的是( )
A.巨自噬普遍存在于具有细胞结构的生物中
B.泛素标记后的异常物质和细胞器会被识别、吞噬和降解
C.在ATG的调控下,可发生特定产物清除的自噬过程
D.自噬过程过于激烈可诱导细胞凋亡
8.巴马香猪是二倍体动物(2n=38),某小组同学通过显微观察对睾丸中的细胞进行了分类,结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
类型 甲 乙 丙 丁
染色体条数 2n n 2n 4n
姐妹染色单体 + + ﹣ ﹣
注:“+”表示有,“﹣”表示没有
A.甲类细胞处于有丝分裂或减数分裂过程
B.乙类细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期
C.丙类细胞中存在同源染色体
D.丁类细胞中染色体与核DNA数目的比为1:1
9.据图分析,下列叙述正确的是( )
A.过程③发生同源染色体分离导致A细胞中染色体数目减半
B.过程①细胞中染色体数与DNA数的比值为1
C.过程②着丝粒分裂后,细胞中染色体组数与体细胞中不相同
D.A、B、C的名称分别是初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞
10.对多株豌豆花进行解剖、观察、分析,下列结论正确的是( )
A.完整的豌豆花中,雄蕊数与雌蕊数相等
B.初级精母细胞染色体数和核DNA数不相等
C.不能观察到雌蕊细胞的细胞质均等分裂
D.能观察到雄蕊细胞的细胞质不均等分裂
11.某XY型性别决定的植物(2n=16),图甲是其雄株某些细胞的分裂图,图乙是染色体组数与核DNA/染色体比值的关系,下列叙述正确的是( )
A.若①为根分生区细胞,其比值关系对应乙图的b
B.若②为根分生区细胞,细胞中存在9种形态的染色体
C.若①中比值关系对应乙图的c,细胞中可能会发生基因重组
D.若②中比值关系对应乙图的e,细胞中同源染色体正移向两极
12.三体果蝇是果蝇(染色体数目2n=8)常见的一种染色体变异,指某一同源染色体增加1条变为3条。在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离时,3条染色体中有2条随机组合移向细胞一极,另1条移向细胞另一极。现有Ⅲ号染色体的三体野生型和某隐性突变型果蝇进行杂交实验,杂交过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.三体(Ⅲ)野生型1处于减数分裂Ⅰ后期的细胞有9条染色体
B.三体(Ⅲ)野生型2处于减数分裂Ⅱ后期的细胞可能有8条或10条染色体
C.若F2的果蝇中野生型:隐性突变型=1:1,则能够确定该隐性突变的基因位于Ⅲ号染色体上
D.若F2的果蝇中野生型:隐性突变型=5:1,则能够确定该隐性突变的基因位于Ⅲ号染色体上
13.科学家提取菠菜光合作用的类囊体,并将其包裹在哺乳动物细胞膜中,传送到小鼠衰老的细胞里,使动物体能够借用植物光合作用的能量,减缓细胞衰老。下列说法错误的是( )
A.类囊体能将光能转化为活跃的化学能
B.缺乏能量和还原剂可能是细胞衰老的原因
C.传送过程需要借助细胞膜的流动性来完成
D.若要类囊体持续发挥作用需要给细胞补充NAD+
14.图a表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量的关系,图b表示某生物同一个体(2n=4)处于细胞分裂不同时期的细胞(不考虑变异的情况),下列叙述正确的是( )
A.图b甲细胞处于图a中的CD段,即处于减数分裂Ⅱ的后期
B.图b乙细胞中同源染色体分离,之后将产生两个次级精母细胞
C.图b丙细胞处于图a中的DE段,该细胞中含有2条染色体
D.图a中BC段时期细胞中的每条染色体均含2条姐妹染色单体
15.实验室中常使用洋葱根尖细胞制作装片,用以观察细胞有丝分裂的过程。下列说法错误的是( )
A.剪取洋葱根尖放入盐酸和酒精混合液中可将组织中的细胞相互分离开来
B.使用甲紫溶液可将染色体染成深色
C.制片之前通过漂洗可洗去染料便于显微镜下观察
D.视野中找到的分生区细胞应呈正方形且排列紧密
16.研究发现,随着哺乳动物红细胞的衰老,膜上Band3蛋白构象改变,从而能与巨噬细胞表面的TAM受体结合,激活巨噬细胞内的PI3K﹣Akt信号通路,促使红细胞被吞噬清除;同时,衰老红细胞内的半胱天冬酶(Caspase)级联反应,加速细胞解体。此外,红细胞衰老过程中,膜流动性降低,膜蛋白聚集,细胞变形能力减弱。下列有关叙述错误的是( )
A.红细胞衰老时膜蛋白聚集、流动性降低,可能导致其在毛细血管中滞留而易被清除
B.PI3K﹣Akt信号通路激活后,可能是通过抑制巨噬细胞内促凋亡基因表达,从而维持巨噬细胞存活以完成吞噬
C.半胱天冬酶(Caspase)级联反应,可能直接作用于衰老红细胞的DNA,加速细胞解体
D.红细胞膜上Band3蛋白构象改变后能与TAM受体结合,体现了蛋白质结构与功能相适应的特点
17.科研人员观察水稻花粉母细胞减数分裂过程的显微照片时,发现某细胞处于减数分裂Ⅰ后期,下列关于此细胞中染色体行为与基因关系的叙述,正确的是( )
A.同源染色体分离导致等位基因随之分离
B.同源染色体非姐妹染色单体间发生互换导致基因重组
C.染色体数目加倍导致基因数量增加,但基因的种类不变
D.非同源染色体自由组合导致同源染色体上的非等位基因重组
18.某种PLK激酶是调控细胞分裂的关键蛋白,参与姐妹染色单体的分离。用该PLK激酶的抑制剂(V蛋白)处理果蝇(2n=8)细胞后,发现染色体的着丝粒排列在赤道板上但姐妹染色单体无法分离。下列说法错误的是( )
A.精原细胞经V蛋白处理后会停滞在减数分裂Ⅰ中期
B.若细胞中含同源染色体,说明细胞停滞在有丝分裂中期
C.若细胞中含8个核DNA分子,说明细胞停滞在减数分裂Ⅱ中期
D.V蛋白能抑制细胞分裂,可制成靶向药物用于治疗癌症
二.填空题(共9小题)
19.细胞的分裂从 开始;分裂过程中 变化最明显.
20.如图1是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目的变化曲线,图2表示细胞内核DNA与染色体数目比值的变化关系.请分析回答:
(1)图1中同源染色体分离发生在A过程的 (填数字标号)阶段.B过程中④到⑤染色体数目加倍的原因是 .
(2)图2中de段变化的原因是 ,对应图1中C过程的 (填数字标号)阶段.
(3)图2若表示减数分裂过程中的相关变化,则ac段对应的时期是 ,此时细胞中发生的主要变化是 .
(4)图2若表示有丝分裂过程中的相关变化,则cd段对应的时期是 . 在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,装片的制作流程为 ,将装片放在显微镜下观察,视野中处于 时期的细胞最多.
21.下面是某个高等动物体内细胞分裂的示意图,请据图回答问题:
(1)该动物体细胞内有染色体 条.表示细胞有丝分裂的图是 .
(2)能发生同源染色体分离的图是 .
(3)A图中有 个DNA分子、 条染色单体;B图中有 条染色体;C图中有 条染色单体.
22.图中,甲是某雌性动物减数分裂过程的图解,乙是减数分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线图,丙是某雄性动物一个初级精母细胞图解.请根据这三个图回答下列问题:
(1)甲图中的“2”所示的一个细胞有 条染色单体,“3”所示的一个细胞有 对同源染色体.
(2)甲图中的“2”所示的四分体中的 之间经常发生缠绕,并交换一部分片段.
(3)乙图中的线段B代表甲图中的 细胞,乙图中的线段A到线段B的原因是 .
(4)乙图中的线段C所示的细胞中,DNA分子数与染色体数之比为 ,线段D所示细胞中,染色单体数与染色体数之比为 .
(5)丙图细胞在减数第一次分裂时,能自由组合的染色体是 (填数字编号,答出一组即可).丙图细胞在减数第二次分裂后,形成的精细胞中的染色体数为 ,其组合可能是 (用字母表示,填其中一种答案即可).
23.下面表示某动物体内两个正在进行分裂的细胞模式图,请回答:
(1)A图表示正在进行 分裂的细胞,此细胞中有 对同源染色体, 条染色单体.
(2)B图表示正在进行 分裂的细胞,此细胞中有 个DNA分子.
24.如图是某植物细胞有丝分裂的一个细胞周期中核内染色体和DNA相对数目(假设正常体细胞的染色体数目为2N)的变化曲线.分析曲线并回答问题:
(1)实线ABCDEF表示 的数量变化.
(2)表示有丝分裂后期的曲段:实线是 段,虚线是 段.
(3)染色单体形成的曲段是 ,染色单体消失的曲段是 .
(4)若要观察细胞中染色体的数目最好在哪一个曲段 ,若要用紫外线诱导基因突变,应在 段处理材料较好.
(5)动物细胞在有丝分裂中与高等植物不同的变化分别发生在什么曲段: .在这两个段中动物细胞发生了什么变化?
(6)纺锤体的形发生在什么曲段: .核仁的重建在什么曲段? .
25.如图为某二倍体高等动物(基因型MmNn)的一个正在分裂的细胞模式图.请分析回答下列问题:
(1)该图所示细胞的名称为 ,其中染色体、染色单体分别是 条,有 对同源染色体.
(2)该细胞分裂过程中,M上的两条姐妹染色单体分离发生在减数第 次分裂,M与m的分离发生在减数第 次分裂.
(3)若该细胞产生了一个mN生殖细胞,请写出与之同时生成的其它三个生殖细胞的染色体组合类型 .
26.如图是根据观察某植物根尖细胞有丝分裂的实验所绘的简图,
据图回答:
(1)图中其有丝分裂的顺序依次是 (用字母表示),这四幅图在观察某植物根尖细胞有丝分裂的实验中, (填“能”或“不能”)在一个细胞中观察到.
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 期的细胞简图,在这一时期细胞中发生的主要变化是 .
(3)A图中染色体的数目为 ,染色单体数为 .DNA与染色单体和染色体三者数目之比为1:0:1图示是 (用字母表示).
(4)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,常用盐酸酒精混合液处理根尖,解离的目的是 .
27.一株小树能够长成大树,从细胞的角度看,与细胞的 和 有主要关系.
三.实验题(共3小题)
28.如图1~3分别表示某动物体内细胞分裂不同时期的示意图(仅表示部分染色体),图4表示细胞分裂过程中同源染色体对数的变化模式图(虚线前后表示不同的分裂方式)。
(1)通过图 可以判断该动物的性别,图2细胞的名称是 ,图2、图3分别对应图4曲线的 段。
(2)细胞分裂过程中,DNA分子复制的时期处于图4曲线中的 段,细胞中姐妹染色单体分离发生在图4曲线的 段。
(3)某研究小组培养该动物细胞样本,使其分别进行有丝分裂和减数分裂,实验期间收集到分裂细胞样本甲、乙、丙、丁,统计样本染色体数和核DNA数如表:
样本 标记染色体数 标记核DNA数
甲 20 40
乙 10 20
丙 20 20
丁 10 10
①由表推断,该生物的正常体细胞的染色体数为 ,既可能处于有丝分裂过程又可能处于减数分裂过程的样本是 。
②若某细胞的染色体数为11,核DNA数为11,则该细胞产生的最可能原因是 。
29.作为基础工业不可缺少的元素﹣水泥被应用于各个领域中,而水泥中含有的铬也就随之扩散,随着铬逐渐向外浸出,水质就会受到污染。某校生物环保社团研究污水中铬的毒性,用一系列浓度梯度的铬溶液处理蚕豆根尖分生区细胞,观察并记录细胞有丝分裂指数及微核率的变化,实验结果如图。(注:有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体断片称为微核;有丝分裂指数指视野内分裂期细胞数占细胞总数的比例)
(1)要统计蚕豆根尖细胞的微核率,需要观察蚕豆根尖细胞的有丝分裂情况,制作蚕豆根尖有丝分裂临时装片的实验步骤为 、 染色、制片。要在有丝分裂后期观察到微核,需用 溶液染色。
(2)当铬离子相对浓度为0时,有丝分裂指数也只有24‰,原因是 。
(3)找到根尖分生区的细胞进行观察,观察时拍摄的两组显微照片如图3。异常细胞中出现落后于移动染色体的微核(箭头所指位置),是因为 。
(4)在铬离子相对浓度为0~50内,分析图2结果可得出的结论是 。综合图1和2分析,当铬离子相对浓度达到100时,分生区细胞的微核率显著下降,原因是铬离子 (填“促进”或“抑制”)细胞分裂。
30.细胞色素c是细胞呼吸过程中的电子传递体,参与水的生成。细胞受到损伤时,细胞色素c从呼吸链中流失导致线粒体释放出大量自由基(如ROS),并与蛋白A结合进而诱发细胞凋亡,如图所示。
(1)当紫外线、化学因素等导致细胞损伤时,细胞色素c被释放到细胞质基质中,与蛋白A结合,在ATP的作用下,使 ,进而诱导细胞凋亡。
(2)细胞凋亡是细胞的一种 死亡,该过程由基因决定,凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬,由吞噬细胞内的 (细胞器)将其消化,最终维持了内部环境的稳定。
(3)为探究生物制剂Q对阿毒素所导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用,设计如下三组实验:
甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水:
乙组加入培养液+心肌细胞+生理盐水+阿霉素;
丙组加入培养液+心肌细胞+生理盐水+阿霉素+生物制剂Q。
每组所加心肌细胞数量相同,设置若干重复。在相同且适宜的条件下培养,一段时间后观察 。若 ,则说明生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有保护作用。
四.解答题(共5小题)
31.某同学为巩固对细胞分裂过程的识记与理解,绘制某人(2N=46)的细胞分裂模式图(仅画出部分染色体),如图1;构建人的减数分裂过程中出现的Ⅰ~Ⅳ四种类型细胞中核DNA、染色体、染色单体的数量变化的模式图,如图2。
回答下列问题:
(1)据图1可推测,此人的性别是 (填“男性”或“女性”),判断的依据是 。
(2)在图2中,当细胞类型从Ⅱ变化为Ⅲ时,该过程中染色体的主要行为是 。
(3)图1细胞④的名称是 ,对应图2的细胞类型是 ,m所表示的数量是 。
(4)若一对表现正常的夫妇生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩(色盲基因:a),可能的原因是 。
32.早期研究表明蜜蜂的性别是由染色体的数量决定的,其生殖方式如图所示。最新研究发现,蜜蜂的性别决定是基于名为互补性别决定因子(Csd)的基因。蜜蜂中的Csd存在多个等位基因,当受精卵中的Csd等位基因不同时,表达出的两种Csd蛋白相互结合并激活雌性蜜蜂发育,若受精卵携带了相同的Csd基因,其表达出的同种Csd蛋白无法相互结合形成复合物,理论上该受精卵应发育为“雄性“,但工蜂能识别并清除这些异常“雄性“受精卵,维护蜂群的整体健康和效率。
(1)雄蜂的精原细胞染色体复制一次,细胞连续分裂两次形成精子的过程被称为特殊的减数分裂,雄蜂在 (填“减数分裂Ⅰ“或“减数分裂Ⅱ“)阶段与正常的减数分裂不同,该阶段结束时,细胞内染色体的分配情况是 。
(2)一个蜂群中一般只有一只蜂王,当蜂群中诞生新的蜂王,老蜂王会带着部分工蜂建立新的蜂群。新蜂王和同一蜂群中的雄蜂产出的受精卵被工蜂识别并移除的概率是 。科研人员将培育出的Csd基因纯合的二倍体雄蜂与蜂后杂交,得到的后代高度不育,原因可能是 。
(3)现有A、B两个蜂群,分别取蜂王和部分蜜蜂细胞,经过PCR和电泳,得到如图所示的条带。
若将蜂王A放到没有蜂王的蜂群B中,一段时间后,检测蜂群受精卵Csd基因条带,则得到条带型①、②、③受精卵数量比为①:②:③= 。
(4)通过基因工程将荧光素酶基因导入到蜂王B含Csd1的一条染色体上,将红色荧光素基因导入到蜂王A某一条染色体上。当荧光素酶基因与荧光素基因存在于同一细胞时,细胞发出荧光。将蜂王A产生的雄蜂、蜂王B、工蜂放置一起饲养一段时间。统计蜂群中存在的受精卵发现无色卵:红色卵=5:1,则荧光素酶基因所在的染色体与Csd1基因所在的染色体之间的关系是 (填“同源染色体“或“非同源染色体“)。
33.有丝分裂是常见的真核细胞分裂方式,科研人员对有丝分裂过程及细胞中线粒体的分配机制进行了研究。图1、2为某动物细胞有丝分裂相关模型。
(1)图1中,中心体复制的时期为 (填字母)。图1中b、e图的染色体数目分别为 ,图1中a、e分别对应图2中 段。
(2)细胞进入有丝分裂后,蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置,随后观察到线粒体数量增加。据此推测,激活的蛋白D的作用是 。
(3)科研人员用细胞松弛素(可抑制细胞骨架的形成)处理分裂期的细胞并染色,与未处理的正常细胞比较,可观察到线粒体分布情况如图3。
①图3显示 。这说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
②已有研究表明肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点。为探究细胞骨架与线粒体分配的关系,科研人员抑制M19的结构与功能,检测细胞骨架和线粒体分布情况。
a.细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”
b.细胞骨架正常形成“绳索状结构”
c.线粒体分布与细胞松弛素未处理组相同
d.线粒体分布与细胞松抛素处理组相同
若发现 (填字母),结合①的结果,可说明细胞分裂时线粒体的分配机制应为;M19将线粒体锚定在细胞骨架上,且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀分布,最终较为均等地分配至子代细胞中。
34.图1是基因型为AaBb的雌性小鼠某器官内部分细胞分裂示意图(仅显示部分染色体)。回答下列问题:
(1)图1细胞②中有 个四分体,④表示的细胞名称是 ,该细胞中DNA与染色体的数量比 (填“大于”“等于”或“小于”)1。
(2)图1细胞②揭示孟德尔自由组合定律的细胞学基础是 ;细胞③产生的子细胞可继续进行的分裂方式是 。
(3)减数分裂四分体时期染色体的正常排列和分离与两种黏连复合蛋白REC8和RAD21L有关,如图2所示。RAD21L在 (填时期)之前发生分离才能保证减数分裂正常进行。
(4)图3中,若纵坐标是染色体数且cd段核DNA分子数是染色体数的两倍,则该曲线可表示 (填“减数分裂”“有丝分裂”或“减数分裂和有丝分裂”)。
(5)若该雌性动物某卵原细胞分裂完成后形成了基因型为ABB的卵细胞,其原因最可能是 。
35.图甲表示某动物生殖细胞形成过程中细胞核内DNA含量变化情况,图乙表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。回答下列问题:
(1)图甲中BC时期DNA含量变化是由于 。分裂过程中同源染色体相应区段互换,发生在图甲中的 时期。
(2)根据图乙中的细胞 可以判断该动物的性别,依据是 。图乙中b细胞的名称为 细胞,对应图甲中的 时期。图乙中含有同源染色体的细胞是 。
(3)请在图丙中画出该动物细胞正常减数分裂过程中“染色体数与核DNA数之比”变化曲线(请标出纵坐标、画出曲线)。
第四章 细胞的增殖、分化、衰老和死亡
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.下列有关细胞分化的叙述,正确的是( )
A.细胞分化增加了细胞种类
B.细胞分化过程中遗传物质发生改变
C.细胞分化只发生在胚胎期
D.个体发育中细胞分化一般是可逆的
【答案】A
【分析】细胞分化的实质:基因的选择性表达;细胞分化的结果:使细胞的种类增多,功能趋于专门化。
【解答】解:A、细胞分化不改变细胞的数目,但增加了细胞种类,A正确;
B、细胞分化的本质是基因的选择性表达,不会导致细胞中的遗传物质发生改变,B错误;
C、细胞分化贯穿于多细胞生物的整个生命过程中,C错误;
D、细胞分化一般具有不可逆性,即分化之后一直保持分化状态,直到死亡,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞分化的相关知识,要求考生识记细胞分化的概念、特点及意义,掌握细胞分化的实质,能结合所学的知识准确答题。
2.人体的红细胞约有25万亿~30万亿个,寿命约120天。下列关于红细胞生命历程的叙述正确的是( )
A.和蛙的红细胞一样,人体红细胞在分裂时不出现纺锤丝和染色体的变化
B.人体骨髓造血干细胞可直接分化成T细胞
C.红细胞快速地更新,可以保障机体所需氧气的供应
D.成熟红细胞发生激烈的细胞自噬时,可能诱导细胞凋亡
【答案】C
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞的程序性死亡,在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。
【解答】解:A、蛙的红细胞进行无丝分裂,不出现纺锤丝和染色体变化;但人体成熟红细胞已丧失细胞核,不再进行细胞分裂,A错误;
B、T细胞由骨髓中的造血干细胞迁移至胸腺后分化形成,而非直接由骨髓造血干细胞分化,人体骨髓造血干细胞可直接分化成B细胞,B错误;
C、红细胞寿命约120天,通过骨髓持续生成新红细胞补充,维持足够数量以保障氧气运输,C正确;
D、成熟红细胞无细胞核及细胞器(如溶酶体),无法进行依赖溶酶体的细胞自噬,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查细胞死亡分化的相关知识,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。
3.目前科学家较为认可的衰老机制是线粒体学说。该学说的内容是:在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤,还能启动一系列的信号转导途径,促进细胞衰老;线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降,导致ATP生成减少,细胞能量代谢功能下降,从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用,科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是( )
A.细胞中ATP合成酶基因表达说明细胞发生了细胞分化
B.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息传递
C.线粒体产生的氧自由基会攻击DNA,可能会引起基因突变
D.雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体,发挥抗衰老的作用
【答案】A
【分析】细胞衰老的特征:
(1)细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢;
(2)细胞内多种酶的活性降低;
(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能;
(4)细胞内呼吸速度减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深;
(5)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低。
【解答】解:A、ATP合成酶基因是维持细胞基本生命活动所需的基础基因,在几乎所有活细胞中均会表达,不是细胞分化的标志,细胞分化的实质是基因选择性表达,但基础功能基因的表达不能说明细胞分化,即细胞中ATP合成酶基因表达不能说明细胞发生细胞分化,A错误;
B、分析题意可知,氧自由基能启动信号转导途径,而信号转导属于细胞间的信息传递过程,B正确;
C、氧自由基攻击线粒体或细胞核中的DNA,可导致DNA损伤,引发基因突变,C正确;
D、线粒体内存在雌激素受体,雌激素可通过与该受体结合,提高呼吸酶活性或减少自由基损伤,从而保护线粒体功能,D正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查细胞的衰老和细胞的分化的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
4.科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗追踪放射性的去向,以研究蚕豆根尖细胞分裂情况,得到的根尖细胞连续分裂细胞周期相关数据如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CD+DE可表示一个完整的细胞周期
B.中心粒的倍增发生在AB和CD时期
C.BC和DE阶段发生遗传物质的平均分配
D.BC/CD的相对比例越小,越适合做观察有丝分裂的实验材料
【答案】D
【分析】细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期时间长,分裂期时间短,图示表示时,应先是分裂间期,后是分裂期。因此AB、CD、EF表示分裂期;BC、DE都表示分裂间期。其中BC+CD或DE+EF表示一个细胞周期。
【解答】解:A、连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期,包括分裂间期和分裂期两个阶段,分裂间期时间长,分裂期时间短,BC+CD或DE+EF表示一个细胞周期,A错误;
B、中心粒的倍增发生在分裂间期,分裂间期占细胞周期的时间较长,用BC、DE表示,B错误;
C、遗传物质的平均分配发生在分裂期,分裂期占细胞周期的时间较短,AB、CD、EF表示分裂期,C错误;
D、BC/CD的相对比例越小,处于分裂期的细胞越多,越适合做观察有丝分裂的实验材料,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查细胞周期的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
5.某兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱(2n=16)不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培养48h后,剪取根尖制成临时装片,然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂象。下列叙述错误的是( )
A.固定后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,这与检测脂肪时所用酒精浓度不同
B.若用秋水仙素处理洋葱不定根,则秋水仙素会抑制纺锤体的形成进而影响着丝粒的分裂
C.观察到的细胞分裂象中均存在同源染色体
D.视野中处于有丝分裂前的间期的细胞占大多数
【答案】B
【分析】有丝分裂:
1)前期:①出现染色体:染色质螺旋变粗变短的结果;②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;③纺锤丝形成纺锤体。
2)中期:染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰,便于观察。
3)后期:着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极。
4)末期:①纺锤体解体消失;②核膜、核仁重新形成;③染色体解旋成染色质形态;④细胞质分裂,形成两个子细胞(植物形成细胞壁,动物直接从中部凹陷)。
【解答】解:A、检测脂肪时所用酒精浓度是50%,在观察细胞分裂的实验中,固定后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,由此可知二者浓度不同,A正确;
B、秋水仙素会抑制纺锤体的形成,但着丝粒的分裂并非依赖纺锤体,纺锤体只是牵引着丝粒分裂后的染色体移向两极,B错误;
C、洋葱为二倍体生物,其体细胞进行有丝分裂,有丝分裂过程中细胞内均存在同源染色体,所以观察到的细胞分裂象中均存在同源染色体,C正确;
D、在细胞周期中,间期所占时间较长,所以视野中处于有丝分裂前的间期的细胞占大多数,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
6.灯塔水母是一种具有“逆生长”能力的生物,在受到外界刺激(如受伤或环境恶化)时,其成熟个体可通过细胞“转分化”重新回到水螅型幼体阶段。下列有关“转分化”的叙述,正确的是( )
A.细胞的遗传物质发生了不可逆的改变
B.是成熟细胞直接转变为其他类型细胞的过程
C.转分化后的细胞因基因选择性丢失而失去全能性
D.与细胞分裂无关,通过细胞凋亡实现个体结构的重塑
【答案】B
【分析】细胞分化是多细胞生物个体发育的核心过程之一,指同一来源的细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。它使得细胞从“全能”状态逐渐特化,形成不同组织、器官,最终构建完整的生物体。
【解答】解:A、灯塔水母的“转分化”是细胞类型的转变,遗传物质未发生不可逆改变。细胞分化过程中遗传物质通常保持稳定,A错误;
B、“转分化”指成熟细胞转变为其他类型细胞,如从成熟个体通过细胞变化回到水螅型幼体阶段,符合转分化的定义,B正确;
C、细胞全能性的基础是细胞含全套遗传物质,转分化未导致基因选择性丢失,细胞仍具全能性,C错误;
D、转分化涉及细胞分裂、分化等过程,并非仅通过细胞凋亡实现,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查细胞分化与转分化的相关知识,意在考查考生的识记和分析能力。
7.自噬是细胞应对不良环境产生的一种保护机制,受一系列自噬相关基因(ATG)的调控。当细胞内错误折叠的蛋白质堆积或线粒体损伤影响细胞的正常功能时,细胞发生巨自噬过程(如图)。下列说法错误的是( )
A.巨自噬普遍存在于具有细胞结构的生物中
B.泛素标记后的异常物质和细胞器会被识别、吞噬和降解
C.在ATG的调控下,可发生特定产物清除的自噬过程
D.自噬过程过于激烈可诱导细胞凋亡
【答案】A
【分析】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,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【解答】解:A、分析题图,巨自噬发生时,需要溶酶体参与,所以发生巨自噬的细胞中应具有溶酶体结构,由此可知巨自噬应普遍存在于真核细胞结构的生物中,A错误;
B、分析题意,错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体均会与泛素结合,再与自噬受体结合后,然后被吞噬泡吞噬,最后与溶酶体融合后在溶酶体中降解,即泛素标记后的异常物质和细胞器会被识别、吞噬和降解,B正确;
C、分析题意,细胞自噬受ATG调控,结合图示可知,自噬过程要被清除细胞器或蛋白质会被泛素标记,从而被清除,所以在ATG的调控下,可发生特定产物清除的自噬过程,C正确;
D、有些激烈的细胞自噬,可能会诱导细胞凋亡,D正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查细胞自噬、细胞凋亡的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
8.巴马香猪是二倍体动物(2n=38),某小组同学通过显微观察对睾丸中的细胞进行了分类,结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
类型 甲 乙 丙 丁
染色体条数 2n n 2n 4n
姐妹染色单体 + + ﹣ ﹣
注:“+”表示有,“﹣”表示没有
A.甲类细胞处于有丝分裂或减数分裂过程
B.乙类细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期
C.丙类细胞中存在同源染色体
D.丁类细胞中染色体与核DNA数目的比为1:1
【答案】C
【分析】减数分裂:(1)范围:进行有性生殖的生物。(2)时期:产生成熟生殖细胞时。(3)特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。(4)结果:成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
【解答】解:A、甲类细胞染色体数为2n且有姐妹染色单体,可能处于有丝分裂前、中期或减数第一次分裂,A正确;
B、乙类细胞染色体数为n且有姐妹染色单体,处于减数分裂Ⅱ前期或中期,B正确;
C、丙类细胞染色体数为2n且无姐妹染色单体,为减数分裂Ⅱ后期,无同源染色体,C错误;
D、丁类细胞染色体数为4n且无姐妹染色单体,处于有丝分裂后期,此时染色体与核DNA数目比为1:1,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查细胞分裂的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
9.据图分析,下列叙述正确的是( )
A.过程③发生同源染色体分离导致A细胞中染色体数目减半
B.过程①细胞中染色体数与DNA数的比值为1
C.过程②着丝粒分裂后,细胞中染色体组数与体细胞中不相同
D.A、B、C的名称分别是初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞
【答案】D
【分析】据图分析:A是初级精母细胞、B是次级精母细胞、C是精细胞。过程①是间期,过程②是减数第一次分裂,过程③是减数第二次分裂。
【解答】解:A、过程③是减数分裂Ⅱ,同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ过程,A错误;
B、过程①发生染色体的复制,一条染色体上含有两条姐妹染色单体,细胞中染色体数与DNA数的比值为1:2,B错误;
C、过程②发生同源染色体的分离,着丝粒不分裂,C错误;
D、分析题图和结合减数分裂过程可知A是初级精母细胞、B是次级精母细胞、C是精细胞,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查减数分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
10.对多株豌豆花进行解剖、观察、分析,下列结论正确的是( )
A.完整的豌豆花中,雄蕊数与雌蕊数相等
B.初级精母细胞染色体数和核DNA数不相等
C.不能观察到雌蕊细胞的细胞质均等分裂
D.能观察到雄蕊细胞的细胞质不均等分裂
【答案】B
【分析】观察减数分裂过程选取的材料是能进行减数分裂的,如植物的花药,动物的精巢、卵巢等,不能选叶芽细胞或根尖细胞等。
【解答】解:A、豌豆是两性花,一朵完整的豌豆花中,雄蕊数多于雌蕊数,A错误;
B、初级精母细胞中染色体数与核DNA数不相等,因为初级精母细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体,所以核DNA数是染色体数的两倍,B正确;
C、第一极体形成第二极体时,其细胞质的分裂是均等的,C错误;
D、雄蕊中的精原细胞经过减数分裂形成精子,在减数分裂过程中,初级精母细胞和次级精母细胞的细胞质都是均等分裂的,D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查减数分裂等知识点,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。
11.某XY型性别决定的植物(2n=16),图甲是其雄株某些细胞的分裂图,图乙是染色体组数与核DNA/染色体比值的关系,下列叙述正确的是( )
A.若①为根分生区细胞,其比值关系对应乙图的b
B.若②为根分生区细胞,细胞中存在9种形态的染色体
C.若①中比值关系对应乙图的c,细胞中可能会发生基因重组
D.若②中比值关系对应乙图的e,细胞中同源染色体正移向两极
【答案】B
【分析】分析题图,若①为根尖分生区细胞,不存在核膜、核仁,染色体散乱分布在细胞中,处于有丝分裂前期;若②细胞为根尖分生区细胞,着丝粒分裂,染色体移向细胞两极,处于有丝分裂的后期。
【解答】解:A、若①为根尖分生区细胞,不存在核膜、核仁,染色体散乱分布在细胞中,处于有丝分裂前期,此时核DNA和染色体的数目之比为2,染色体组数为2,应对应于乙图中的d点,A错误;
B、若②细胞为根尖分生区细胞,着丝粒分裂,染色体移向细胞两极,处于有丝分裂的后期,该植物2n=16,说明该细胞中存在2个染色体组,8对同源染色体,由于X和Y染色体的形态结构不同,所以细胞中存在9种形态的染色体,B正确;
C、基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期或后期,图甲中①属于前期图,乙图的c含有1个染色体组,且核DNA和染色体的数目之比为2,若①中比值关系对应乙图的c,说明细胞处于减数分裂Ⅱ前期,此时不发生基因重组,C错误;
D、若②中比值关系对应乙图的e,即细胞中存在4个染色体组,每条染色体上一个DNA分子,这时候细胞应处于有丝分裂的后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体移向细胞两极,细胞中同源染色体正移向两极的是减数分裂Ⅰ后期,D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查减数分裂和有丝分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
12.三体果蝇是果蝇(染色体数目2n=8)常见的一种染色体变异,指某一同源染色体增加1条变为3条。在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离时,3条染色体中有2条随机组合移向细胞一极,另1条移向细胞另一极。现有Ⅲ号染色体的三体野生型和某隐性突变型果蝇进行杂交实验,杂交过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.三体(Ⅲ)野生型1处于减数分裂Ⅰ后期的细胞有9条染色体
B.三体(Ⅲ)野生型2处于减数分裂Ⅱ后期的细胞可能有8条或10条染色体
C.若F2的果蝇中野生型:隐性突变型=1:1,则能够确定该隐性突变的基因位于Ⅲ号染色体上
D.若F2的果蝇中野生型:隐性突变型=5:1,则能够确定该隐性突变的基因位于Ⅲ号染色体上
【答案】C
【分析】(1)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(2)减数第二次分裂过程: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:AB、果蝇体细胞染色体数目为8条,三体果蝇是某对染色体含有3条,所以体细胞有9条染色体。在减数第一次分裂后期同源染色体分离时,3条染色体中有1条移向细胞一极,2条移向细胞另一极,减数第一次分裂形成的子细胞中染色体数为5或4条,那么在减数第二次分裂后期,着丝粒分裂后,染色体数目加倍,细胞中的染色体数目为10或8条,AB正确;
CD、若该隐性基因(设为a)在Ⅲ号染色体上,那么亲本隐性突变体1的基因型为aa,三体野生型的基因型为AAA,子一代三体野生型的基因型为AAaa,与隐性突变体1(aa)杂交,由于AAaa产生的配子类型及比例为AA:a:Aa:A=1:1:2:2,所以子二代基因型及比例为AAaa:aa:Aaa:Aa=1:1:2:2,表型及比例为野生型:隐性突变型=5:1,C错误,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查染色体数目变异、减数分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
13.科学家提取菠菜光合作用的类囊体,并将其包裹在哺乳动物细胞膜中,传送到小鼠衰老的细胞里,使动物体能够借用植物光合作用的能量,减缓细胞衰老。下列说法错误的是( )
A.类囊体能将光能转化为活跃的化学能
B.缺乏能量和还原剂可能是细胞衰老的原因
C.传送过程需要借助细胞膜的流动性来完成
D.若要类囊体持续发挥作用需要给细胞补充NAD+
【答案】D
【分析】光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜,类囊体堆积形成基粒。光反应的产物是氧气、ATP和NADPH。
【解答】解:A、光合作用的光反应的场所是基粒,类囊体堆积形成基粒,故类囊体能将光能转化为活跃的化学能,A正确;
B、关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展,科学家提出了许多假说,目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说;缺乏能量和还原剂可能是细胞衰老的原因,B正确;
C、细胞膜的结构特点是具有流动性;科学家提取菠菜光合作用的类囊体,并将其包裹在哺乳动物细胞膜中,传送到小鼠衰老的细胞里,传送过程需要借助细胞膜的流动性来完成,C正确;
D、若要类囊体持续发挥作用需要给细胞补充NADP+,D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查细胞衰老、细胞膜的结构特点、光合作用的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
14.图a表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量的关系,图b表示某生物同一个体(2n=4)处于细胞分裂不同时期的细胞(不考虑变异的情况),下列叙述正确的是( )
A.图b甲细胞处于图a中的CD段,即处于减数分裂Ⅱ的后期
B.图b乙细胞中同源染色体分离,之后将产生两个次级精母细胞
C.图b丙细胞处于图a中的DE段,该细胞中含有2条染色体
D.图a中BC段时期细胞中的每条染色体均含2条姐妹染色单体
【答案】D
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道面上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:染色体散乱地分布在细胞中;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、分析题图,图b甲细胞处于图a中的CD段,但是甲细胞存在同源染色体,处于有丝分裂的后期,A错误;
B、分析题图,图b乙细胞进行同源染色体的分离,但是从图中看出细胞质不均等分裂,所以将产生次级卵母细胞和极体,B错误;
C、分析题图,图b丙细胞姐妹染色单体还未分开,即一条染色体上有2个DNA分子,处于图a中的BC段,C错误;
D、分析题图,图a中BC段时期DNA已经完成复制,每条染色体上含有2个DNA分子,染色体上的着丝粒还未分裂,所以细胞中的每条染色体都含2条姐妹染色单体,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查减数分裂、有丝分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
15.实验室中常使用洋葱根尖细胞制作装片,用以观察细胞有丝分裂的过程。下列说法错误的是( )
A.剪取洋葱根尖放入盐酸和酒精混合液中可将组织中的细胞相互分离开来
B.使用甲紫溶液可将染色体染成深色
C.制片之前通过漂洗可洗去染料便于显微镜下观察
D.视野中找到的分生区细胞应呈正方形且排列紧密
【答案】C
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分离开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用甲紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【解答】解:A、将剪取的洋葱根尖放入盐酸和酒精混合液(解离液)中,盐酸能溶解细胞间的果胶,酒精能固定细胞形态,二者共同作用可使组织中的细胞相互分离开来,A正确;
B、甲紫溶液属于碱性染料,可以将染色体染成深色,B正确;
C、漂洗的作用是洗去解离液,防止解离过度,同时也便于染色,C错误;
D、洋葱根尖分生区细胞呈正方形、排列紧密,该区细胞具有很强的分裂能力,在观察有丝分裂装片时,可根据这些特点在视野中找到分生区细胞,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查观察细胞有丝分裂实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验操作步骤等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
16.研究发现,随着哺乳动物红细胞的衰老,膜上Band3蛋白构象改变,从而能与巨噬细胞表面的TAM受体结合,激活巨噬细胞内的PI3K﹣Akt信号通路,促使红细胞被吞噬清除;同时,衰老红细胞内的半胱天冬酶(Caspase)级联反应,加速细胞解体。此外,红细胞衰老过程中,膜流动性降低,膜蛋白聚集,细胞变形能力减弱。下列有关叙述错误的是( )
A.红细胞衰老时膜蛋白聚集、流动性降低,可能导致其在毛细血管中滞留而易被清除
B.PI3K﹣Akt信号通路激活后,可能是通过抑制巨噬细胞内促凋亡基因表达,从而维持巨噬细胞存活以完成吞噬
C.半胱天冬酶(Caspase)级联反应,可能直接作用于衰老红细胞的DNA,加速细胞解体
D.红细胞膜上Band3蛋白构象改变后能与TAM受体结合,体现了蛋白质结构与功能相适应的特点
【答案】C
【分析】1、细胞衰老的特征:①细胞膜通透性改变,物质运输能力降低②细胞内水分减少,细胞体积减小③细胞核体积增大④多种酶活性减低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢⑤色素积累。
2、细胞凋亡指由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是基因控制的程序性死亡。如细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除都是通过细胞凋亡实现。细胞凋亡对于多细胞生物体的正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素干扰具有关键作用。
【解答】解:A、红细胞衰老时膜流动性降低,导致变形能力减弱,易滞留于毛细血管而被清除,A正确;
B、PI3K﹣Akt信号通路通常促进细胞存活,抑制促凋亡基因表达,可维持巨噬细胞存活以完成吞噬,B正确;
C、哺乳动物成熟红细胞无细胞核和DNA,Caspase级联反应无法直接作用于DNA,而是分解其他结构,C错误;
D、膜上Band3蛋白构象改变,从而能与巨噬细胞表面的TAM受体结合,激活巨噬细胞内的PI3K﹣Akt信号通路,体现蛋白质结构与功能相适应,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查细胞衰老和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。
17.科研人员观察水稻花粉母细胞减数分裂过程的显微照片时,发现某细胞处于减数分裂Ⅰ后期,下列关于此细胞中染色体行为与基因关系的叙述,正确的是( )
A.同源染色体分离导致等位基因随之分离
B.同源染色体非姐妹染色单体间发生互换导致基因重组
C.染色体数目加倍导致基因数量增加,但基因的种类不变
D.非同源染色体自由组合导致同源染色体上的非等位基因重组
【答案】A
【分析】减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
【解答】解:A、若同源染色体携带等位基因,那么同源染色体分离时,等位基因会随同源染色体分离而分配到不同子细胞中,A正确;
B、同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换发生在减数分裂Ⅰ前期,而非减数分裂Ⅰ后期,B错误;
C、减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,染色体数目并未加倍,且基因种类和数量均未改变,C错误;
D、非同源染色体自由组合导致的是非同源染色体上的非等位基因重组,而同源染色体上的非等位基因重组由交叉互换引起,D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查减数分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
18.某种PLK激酶是调控细胞分裂的关键蛋白,参与姐妹染色单体的分离。用该PLK激酶的抑制剂(V蛋白)处理果蝇(2n=8)细胞后,发现染色体的着丝粒排列在赤道板上但姐妹染色单体无法分离。下列说法错误的是( )
A.精原细胞经V蛋白处理后会停滞在减数分裂Ⅰ中期
B.若细胞中含同源染色体,说明细胞停滞在有丝分裂中期
C.若细胞中含8个核DNA分子,说明细胞停滞在减数分裂Ⅱ中期
D.V蛋白能抑制细胞分裂,可制成靶向药物用于治疗癌症
【答案】A
【分析】已知某种PLK激酶是调控细胞分裂的关键蛋白,参与姐妹染色单体分离,用其抑制剂(V蛋白)处理果蝇2n=8细胞后,染色体着丝粒排列在赤道板上但姐妹染色单体无法分离,这表明V蛋白处理后细胞的分裂过程在着丝粒分裂这一环节被阻断。
【解答】解:A、精原细胞进行减数分裂,减数分裂Ⅰ中期同源染色体排列在赤道板两侧,而题干中说染色体的着丝粒排列在赤道板上且姐妹染色单体无法分离,这是减数分裂Ⅱ中期或有丝分裂中期的特征,并非减数分裂Ⅰ中期,所以精原细胞经V蛋白处理后不会停滞在减数分裂Ⅰ中期,A错误;
B、有丝分裂中期染色体的着丝粒排列在赤道板上,且有丝分裂过程始终存在同源染色体,若细胞中含同源染色体且染色体着丝粒排列在赤道板上,说明细胞停滞在有丝分裂中期,B正确;
C、果蝇体细胞2n=8,减数分裂Ⅱ中期,细胞中染色体数目减半,此时细胞中含4条染色体,每条染色体含有2个DNA分子,所以含8个核DNA分子,若细胞中含8个核DNA分子,说明细胞停滞在减数分裂Ⅱ中期,C正确;
D、由于V蛋白能抑制细胞分裂,而癌细胞具有无限增殖的特点,所以V蛋白可制成靶向药物用于治疗癌症,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了细胞有丝分裂和减数分裂的过程、特点以及染色体和核DNA分子数目的变化等知识点,意在考查考生对细胞分裂过程的理解和掌握,以及对题干信息的分析和应用能力。
二.填空题(共9小题)
19.细胞的分裂从 细胞核 开始;分裂过程中 染色体 变化最明显.
【答案】见试题解答内容
【分析】有丝分裂不同时期的特点:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失.
【解答】解:细胞的分裂从细胞核开始(间期细胞核中进行染色体的复制,前期核膜和核仁消失,末期核膜和核仁重建);分裂过程中染色体变化最明显,因此观察细胞有丝分裂过程时,重点观察染色体的形态和数目变化情况.
故答案为:细胞核 染色体
【点评】本题考查细胞有丝分裂的相关知识,要求考生识记细胞有丝分裂不同时期的特点,能结合所学的知识准确答题,属于考纲识记层次的考查.
20.如图1是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目的变化曲线,图2表示细胞内核DNA与染色体数目比值的变化关系.请分析回答:
(1)图1中同源染色体分离发生在A过程的 ① (填数字标号)阶段.B过程中④到⑤染色体数目加倍的原因是 受精作用 .
(2)图2中de段变化的原因是 着丝点分裂 ,对应图1中C过程的 ⑥ (填数字标号)阶段.
(3)图2若表示减数分裂过程中的相关变化,则ac段对应的时期是 减数第一次分裂间期 ,此时细胞中发生的主要变化是 完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 .
(4)图2若表示有丝分裂过程中的相关变化,则cd段对应的时期是 前期和中期 . 在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,装片的制作流程为 解离→漂洗→染色→制片 ,将装片放在显微镜下观察,视野中处于 分裂间期 时期的细胞最多.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意和图示分析可知:图1中:A表示减数分裂过程中染色体数目变化,其中①表示减数第一次分裂过程;②表示减数第二次分裂前期和中期;③表示减数第二次分裂后期;B表示受精作用过程中染色体数目变化,④表示受精过程;C表示有丝分裂过程中染色体数目变化,其中⑤表示有丝分裂间期、前期、中期;⑥表示有丝分裂后期;⑦表示有丝分裂末期.
图2中:表示该动物细胞中一条染色体上DNA的含量变化,其中bc段是DNA复制形成的;cd段可表示有丝分裂前期和中期,也可以表示减数第一次分裂过程和减数第二次分裂前期、中期;de段是着丝点分裂导致的.明确知识点,梳理相关知识,分析题图,根据选项描述结合基础知识做出判断.
【解答】解:(1)图1中同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,即图1中①阶段;④到⑤表示受精作用,使得染色体数目加倍.
(2)图2中de段表示着丝点分裂,图1中着丝点分裂发生在③减数第二次分裂后期和⑥有丝分裂后期.
(3)图2若表示减数分裂,则ac段表示减数第一次分裂间期,此时细胞中发生的主要变化是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成.
(4)图2若表示有丝分裂,则cd段对应的时期是有丝分裂前期和中期.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,装片的制作流程为解离→漂洗→染色→制片,将装片放在显微镜下观察,视野中处于分裂间期时期的细胞最多.
故答案为:
(1)①受精作用
(2)着丝点分裂 ⑥
(3)减数第一次分裂间期 完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
(4)前期和中期 解离→漂洗→染色→制片 分裂间期
【点评】本题结合曲线图,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,能准确判断图1中各区段代表的生理过程及所处的时期;能准确判断图2中细胞的分裂方式及所处的时期,再结合所学的知识答题.
21.下面是某个高等动物体内细胞分裂的示意图,请据图回答问题:
(1)该动物体细胞内有染色体 4 条.表示细胞有丝分裂的图是 A .
(2)能发生同源染色体分离的图是 B .
(3)A图中有 8 个DNA分子、 8 条染色单体;B图中有 4 条染色体;C图中有 0 条染色单体.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意和图示分析可知:图中:A细胞含有同源染色体,且着丝点都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;B细胞含有同源染色体,且同源染色体成对地排列在赤道板上,处于减数第一次分裂中期;C细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂后期.
【解答】解:(1)A细胞(含有4条染色体)所含染色体数目与体细胞相同,因此该动物体细胞内有4条染色体.由以上分析可知,图中A和B细胞含有同源染色体,A进行的是有丝分裂.
(2)只有减数第一次分裂后期的细胞会发生同源染色体分离,因此能发生同源染色体分离的是图B.
(3)A图中有8个DNA分子、8条染色单体;B图中有4条染色体;C图中着丝点分裂,因此不含染色单体.
故答案为:
(1)4 A
(2)B
(3)8、8 4 0
【点评】本题结合细胞分裂图,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,掌握有丝分裂和减数分裂过程中染色体和DNA含量变化规律,能准确判断图中细胞的分裂方式及所处的时期.
22.图中,甲是某雌性动物减数分裂过程的图解,乙是减数分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线图,丙是某雄性动物一个初级精母细胞图解.请根据这三个图回答下列问题:
(1)甲图中的“2”所示的一个细胞有 4 条染色单体,“3”所示的一个细胞有 0 对同源染色体.
(2)甲图中的“2”所示的四分体中的 非姐妹染色单体 之间经常发生缠绕,并交换一部分片段.
(3)乙图中的线段B代表甲图中的 2初级卵母 细胞,乙图中的线段A到线段B的原因是 DNA复制 .
(4)乙图中的线段C所示的细胞中,DNA分子数与染色体数之比为 2:1或1:1 ,线段D所示细胞中,染色单体数与染色体数之比为 0:n .
(5)丙图细胞在减数第一次分裂时,能自由组合的染色体是 ①③和②④或①④和②③ (填数字编号,答出一组即可).丙图细胞在减数第二次分裂后,形成的精细胞中的染色体数为 2 ,其组合可能是 ac、bc等 (用字母表示,填其中一种答案即可).
【答案】见试题解答内容
【分析】分析甲图:图甲是雄性动物减数分裂过程的图解,其中1为精原细胞;2为初级精母细胞,且发生交叉互换;3为次级精母细胞;4为精细胞.
分析乙图:乙图是减数分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线图,其中A表示减数第一次分裂间期;B表示减数第一次分裂过程;C表示减数第二次分裂过程;D表示精细胞.
分析丙图:丙图细胞中含有同源染色体,且同源染色体两两配对形成四分体,处于减数第一次分裂前期.
【解答】解:(1)甲图中的“2”所示的一个细胞有2条染色体,4条染色单体和4个DNA分子;“3”所示的一个细胞处于减数第二次分裂过程中,由于减数第一次分裂后期同源染色体分离,因此该细胞中不含同源染色体.
(2)甲图中的“2”所示的四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换一部分片段,导致基因重组.
(3)乙图中的线段B表示减数第一次分裂过程,代表甲图中的2初级卵母细胞;乙图中的线段A到线段B中DNA含量加倍的原因是DNA复制.
(4)图乙中的线段C表示减数第二次分裂,该时期的细胞中,DNA分子数与染色体数之比为2:1(前期和中期)或1:1(后期和末期);线段D表示减数分裂结束形成配子,该时期的细胞中不含染色单体,因此染色单体数与染色体数之比为0:n.
(5)丙图细胞在减数第一次分裂时,能自由组合的染色体是非同源染色体,即①③和②④或①④和②③.丙图细胞处于减数第一次分裂前期,此时细胞中所含染色体数目与体细胞相同,而减数分裂形成的配子的染色体数目是体细胞的一半,因此在减数第二次分裂后,形成的精细胞中的染色体数为2,根据自由组合定律可知,其组合可能是 ac、bc等.
故答案为:
(1)4 0
(2)非姐妹染色单体
(3)2 初级卵母 DNA复制
(4)2:1或1:1 0:n
(5)①③和②④或①④和②③(答出一组即可) 2 ac、bc等(只要答对就可以)
【点评】本题结合减数分裂过程图、细胞分裂图和曲线图,考查细胞减数分裂的相关知识,要求考生识记细胞减数分裂不同时期的特点,掌握减数分裂过程中染色体数目和行为变化规律,能准确判断图中各细胞的名称和各区段线段代表的时期,能结合所学的知识答题.
23.下面表示某动物体内两个正在进行分裂的细胞模式图,请回答:
(1)A图表示正在进行 减数(第一次) 分裂的细胞,此细胞中有 2 对同源染色体, 8 条染色单体.
(2)B图表示正在进行 有丝 分裂的细胞,此细胞中有 8 个DNA分子.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析A图:A细胞含有同源染色体,且同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期.
分析B图:B细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期.
【解答】解:(1)A图细胞中同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,此时细胞中有2对同源染色体,4条染色体,8个DNA分子,8条染色单体.
(2)B图细胞中含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期,此时细胞中有8条染色体,8个DNA分子.
故答案为:
(1)减数(第一次) 2 8
(2)有丝 8
【点评】解答本题的关键是细胞分裂图象的识别,这就要求学生掌握有丝分裂和减数分裂不同时期的特点,能正确区分两者,准确辨别图示细胞的分裂方式及所处时期.细胞分裂图象辨别的重要依据是同源染色体,要求学生能正确识别同源染色体,判断同源染色体的有无,若有同源染色体,还需判断同源染色体有无特殊行为.
24.如图是某植物细胞有丝分裂的一个细胞周期中核内染色体和DNA相对数目(假设正常体细胞的染色体数目为2N)的变化曲线.分析曲线并回答问题:
(1)实线ABCDEF表示 DNA 的数量变化.
(2)表示有丝分裂后期的曲段:实线是 DE 段,虚线是 bd 段.
(3)染色单体形成的曲段是 AB ,染色单体消失的曲段是 EF .
(4)若要观察细胞中染色体的数目最好在哪一个曲段 CD ,若要用紫外线诱导基因突变,应在 AB 段处理材料较好.
(5)动物细胞在有丝分裂中与高等植物不同的变化分别发生在什么曲段: BC和EF .在这两个段中动物细胞发生了什么变化? BC段:中心体发出星射线形成纺锤体;EF段:细胞中央向内凹陷,最后缢裂成两个子细胞
(6)纺锤体的形发生在什么曲段: BC .核仁的重建在什么曲段? EF .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析曲线图:图示是某植物细胞有丝分裂的一个细胞周期中核内染色体和DNA相对数目的变化曲线,其中实线表示DNA含量变化曲线,AB段表示分裂间期,BC段表示前期,CD段表示中期,DE段表示后期,EF段表示末期;虚线表示染色体数目变化曲线,ab段表示有丝分裂间期、前期和中期,bd段表示后期,de段表示末期.
【解答】解:(1)有丝分裂过程中,染色体和DNA数目变化特点 (体细胞染色体为2N):染色体变化后期加倍(4N),平时不变(2N);DNA变化间期加倍(2N→4N),末期还原(2N).因此图中实线ABCDEF表示DNA的数量变化.
(2)实线的DE段和虚线的bd段都表示有丝分裂后期.
(3)染色单体形成于分裂间期(AB段),消失于末期(EF段).
(4)有丝分裂中期,染色体形成稳定、数目清晰,是观察细胞染色体形态和数目的最佳时期,即图中CD段;基因突变一般发生在分裂间期,因此要用紫外线诱导基因突变,应在AB段处理材料较好.
(5)动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的区别发生在前期(BC段)和末期(EF段):①前期(BC段),动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体,而植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体;②末期(EF段):动物细胞中央向内凹陷,最后缢裂成两个子细胞,而植物细胞中央出现细胞板,并向四种延伸形成细胞壁,将细胞一分为二.
(6)纺锤体形成于前期(BC段),消失于末期(EF段);核仁的重建在末期(EF段).
故答案为:
(1)DNA
(2)DE bd
(3)AB EF
(4)CD AB
(5)BC和EF BC段:中心体发出星射线形成纺锤体;EF段:细胞中央向内凹陷,最后缢裂成两个子细胞
(6)BC EF
【点评】本题结合曲线图,考查细胞有丝分裂过程及变化规律,要求考生识记细胞有丝分裂不同时期的特点,掌握有丝分裂过程中染色体和DNA含量变化规律,能准确判断图中各区段代表的时期,再结合所学的知识准确答题.
25.如图为某二倍体高等动物(基因型MmNn)的一个正在分裂的细胞模式图.请分析回答下列问题:
(1)该图所示细胞的名称为 初级精母细胞 ,其中染色体、染色单体分别是 48 条,有 2 对同源染色体.
(2)该细胞分裂过程中,M上的两条姐妹染色单体分离发生在减数第 二 次分裂,M与m的分离发生在减数第 一 次分裂.
(3)若该细胞产生了一个mN生殖细胞,请写出与之同时生成的其它三个生殖细胞的染色体组合类型 mNMnMn .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:图示为某二倍体高等动物(基因型MmNn)的一个正在分裂的细胞模式图,该细胞含有同源染色体,且同源染色体正在分离,应处于减数第一次分裂后期.据此答题.
【解答】解:(1)图示细胞处于减数第一次分裂后期,且细胞质均等分裂,因此其名称为初级精母细胞;该细胞含有2对同源染色体,4条染色体,8条染色单体.
(2)该细胞分裂过程中,M与M位于姐妹染色单体上,它们的分离发生在减数第二次分裂后期;M与m位于同源染色体上,它们的分离发生在减数第一次分裂后期.
(3)减数第一次分裂时,因为同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞;减数第二次分裂类似于有丝分裂,因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞.由此可见,一个精原细胞减数分裂形成4个精子,但只有2种基因型.若该细胞产生了一个mN生殖细胞,则与之同时生成的其它三个生殖细胞的基因型mN、Mn、Mn.
故答案为:
(1)初级精母细胞 4 8 2
(2)二 一
(3)mN Mn Mn(提示:一个精原细胞形成的4个精子是两两相同,基因互补)
【点评】本题结合细胞分裂图,考查细胞的减数分裂,要求考生识记细胞减数分裂不同时期的特点,能准确判断图中细胞的分裂方式及所处的时期;同时能准确判断图示细胞中染色体、染色单体和DNA分子数目,再结合所学的知识答题.
26.如图是根据观察某植物根尖细胞有丝分裂的实验所绘的简图,
据图回答:
(1)图中其有丝分裂的顺序依次是 BCAD (用字母表示),这四幅图在观察某植物根尖细胞有丝分裂的实验中, 不能 (填“能”或“不能”)在一个细胞中观察到.
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 间 期的细胞简图,在这一时期细胞中发生的主要变化是 蛋白质的合成和DNA的复制 .
(3)A图中染色体的数目为 8 ,染色单体数为 0 .DNA与染色单体和染色体三者数目之比为1:0:1图示是 A和D (用字母表示).
(4)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,常用盐酸酒精混合液处理根尖,解离的目的是 用药液使组织细胞 分散开 .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:A处于有丝分裂后期,B处于有丝分裂前期,C处于有丝分裂中期,D处于有丝分裂末期.据此答题.
【解答】解:(1)A处于有丝分裂后期,B处于有丝分裂前期,C处于有丝分裂中期,D处于有丝分裂末期,在一个细胞周期中,四图出现的先后顺序为BCAD,制作根尖有丝分裂装片,在解离时,细胞已经被杀死,停留在细胞分裂的某个时期,不能在观察某植物根尖细胞有丝分裂的实验中看到这四幅图.
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于间期的细胞简图,在这一时期细胞中发生的主要变化是 蛋白质的合成和DNA的复制.
(3)看图可知:A图中染色体的数目为8,没有染色单体,本题的A和D两图中,没有染色单体,DNA与染色单体和染色体三者数目之比为1:0:1.
(4)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,常用盐酸酒精混合液处理根尖,解离的目的是用药液使组织细胞分散开.
故答案为:
(1)B C A D 不能
(2)间 蛋白质的合成和DNA的复制
(3)8 0 A和 D
(4)用药液使组织细胞分散开
【点评】有丝分裂各时期的特点、观察植物细胞的有丝分裂的实验的掌握是本题考查的重点.
27.一株小树能够长成大树,从细胞的角度看,与细胞的 分裂 和 生长 有主要关系.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、构成生物体的细胞要从周围环境中吸收营养物质,并且转变成组成自身的物质,体积会由小变大,这就是细胞的生长.
2、细胞不能无限制的长大,一部分细胞长到一定的大小,就会进行分裂;细胞分裂就是一个细胞分裂成两个细胞.分裂时,细胞核先由一个分成两个,随后,细胞质分成两份,每份各含有一个细胞核.如果是动物细胞,细胞膜从细胞的中部向凹陷,缢裂为两个细胞.若是植物细胞,则在原来的细胞中央,形成新的细胞膜和新细胞壁.于是,一个细胞就分裂成为两个细胞.
【解答】解:由以上分析可知,生物体由小长大,是与细胞的生长、分裂不开的.构成生物体的细胞要从周围环境中吸收营养物质,并且转变成组成自身的物质,体积会由小变大,这就是细胞的生长.但是细胞不能无限制的长大,一部分细胞长到一定的大小,就会进行分裂,于是,一个细胞就分裂成为两个细胞.细胞的生长使细胞的体积增大,细胞分裂使细胞数目增多.因而生物体也由小长大.
故答案为:生长 分裂
【点评】本题考查细胞增殖的意义,要求考生识记细胞增殖的意义,明确生物体由小长大,是与细胞的生长、分裂不开的.
三.实验题(共3小题)
28.如图1~3分别表示某动物体内细胞分裂不同时期的示意图(仅表示部分染色体),图4表示细胞分裂过程中同源染色体对数的变化模式图(虚线前后表示不同的分裂方式)。
(1)通过图 1 可以判断该动物的性别,图2细胞的名称是 次级精母细胞 ,图2、图3分别对应图4曲线的 HI、CD 段。
(2)细胞分裂过程中,DNA分子复制的时期处于图4曲线中的 AB、FG 段,细胞中姐妹染色单体分离发生在图4曲线的 CD、HI 段。
(3)某研究小组培养该动物细胞样本,使其分别进行有丝分裂和减数分裂,实验期间收集到分裂细胞样本甲、乙、丙、丁,统计样本染色体数和核DNA数如表:
样本 标记染色体数 标记核DNA数
甲 20 40
乙 10 20
丙 20 20
丁 10 10
①由表推断,该生物的正常体细胞的染色体数为 20 ,既可能处于有丝分裂过程又可能处于减数分裂过程的样本是 甲、丙 。
②若某细胞的染色体数为11,核DNA数为11,则该细胞产生的最可能原因是 甲、丙减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,移向细胞同一极;或者减数第二次分裂后期,姐妹染色单体没有分离,移向细胞同一极 。
【答案】(1)1 次级精母细胞 HI、CD
(2)AB、FG CD、HI
(3)20 甲、丙 甲、丙减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,移向细胞同一极;或者减数第二次分裂后期,姐妹染色单体没有分离,移向细胞同一极
【分析】1、分析图1﹣图3:图1细胞含有同源染色体,且同源染色体正在分离,处于减数第一次分裂后期;图2细胞不含同源染色体,着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期;图3细胞着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,含有同源染色体,处于有丝分裂后期。
2、分析图4,有丝分裂和减数第一次分裂过程中存在同源染色体,所以AE表示有丝分裂,FG表示减数第一次分裂,HI表示减数第二次分裂。
【解答】解:(1)图1中细胞质均等分裂,说明该细胞所属的动物的性别为雄性,图2细胞不含同源染色体,着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期,图2细胞的名称是次级精母细胞,图2、图3分别处于减数第二次分裂后期和有丝分裂后期,对应图4曲线的HI和CD段。
(2)细胞分裂过程中,进行DNA分子复制的时期处于图4曲线中的有丝分裂A﹣B段、减数分裂F﹣G段。细胞中姐妹染色单体分离发生在图4曲线的有丝分裂后期C﹣D段和减数第二次分裂后期H﹣I段。
(3)①甲细胞标记染色体数20、标记DNA数40,乙细胞标记染色体数10、标记DNA数20,说明该生物的正常体细胞的染色体数为20。既可能处于有丝分裂又可能处于减数分裂样本的是甲(有丝分裂前中期、减数第一次分裂)、丙(有丝分裂间期、减数第二次分裂后末期)。
②若某细胞的染色体数为11,DNA数为11,则该细胞为配子,产生的最可能原因是减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,移向细胞同一极;或者减数第二次分裂后期,姐妹染色单体没有分离,移向细胞同一极。
故答案为:
(1)1 次级精母细胞 HI、CD
(2)AB、FG CD、HI
(3)20 甲、丙 甲、丙减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,移向细胞同一极;或者减数第二次分裂后期,姐妹染色单体没有分离,移向细胞同一极
【点评】本题结合细胞分裂图和曲线图,考查有丝分裂和减数分裂的相关知识,解答本题的关键是细胞分裂图象的识别,要求学生掌握有丝分裂过程和减数分裂过程特点,能正确区分两者,准确辨别图示细胞的分裂方式及所处时期。本题还考查了DNA半保留复制与细胞分裂的关系,在分析过程中要能够紧扣DNA半保留复制的特点。
29.作为基础工业不可缺少的元素﹣水泥被应用于各个领域中,而水泥中含有的铬也就随之扩散,随着铬逐渐向外浸出,水质就会受到污染。某校生物环保社团研究污水中铬的毒性,用一系列浓度梯度的铬溶液处理蚕豆根尖分生区细胞,观察并记录细胞有丝分裂指数及微核率的变化,实验结果如图。(注:有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体断片称为微核;有丝分裂指数指视野内分裂期细胞数占细胞总数的比例)
(1)要统计蚕豆根尖细胞的微核率,需要观察蚕豆根尖细胞的有丝分裂情况,制作蚕豆根尖有丝分裂临时装片的实验步骤为 解离 、 漂洗 染色、制片。要在有丝分裂后期观察到微核,需用 甲紫或醋酸洋红 溶液染色。
(2)当铬离子相对浓度为0时,有丝分裂指数也只有24‰,原因是 分裂间期占细胞周期的时间长,该时间细胞数目所占比例大 。
(3)找到根尖分生区的细胞进行观察,观察时拍摄的两组显微照片如图3。异常细胞中出现落后于移动染色体的微核(箭头所指位置),是因为 染色体断裂后形成不含着丝粒的微核,纺锤丝不能牵引微核移动 。
(4)在铬离子相对浓度为0~50内,分析图2结果可得出的结论是 随铬离子浓度增大,促进微核的形成的作用越强 。综合图1和2分析,当铬离子相对浓度达到100时,分生区细胞的微核率显著下降,原因是铬离子 抑制 (填“促进”或“抑制”)细胞分裂。
【答案】(1)解离 漂洗 甲紫或醋酸洋红
(2)分裂间期占细胞周期的时间长,该时间细胞数目所占比例大
(3)染色体断裂后形成不含着丝粒的微核,纺锤丝不能牵引微核移动
(4)随铬离子浓度增大,促进微核的形成的作用越强 抑制
【分析】有丝分裂过程特点:
间期:主要完成DNA复制和有关蛋白质的合成;此时染色体上DNA加倍,但染色体数量不变,形成染色单体。
前期:染色质变为染色体,同时形成纺锤体;核膜、核仁解体消失;
中期:染色体着丝点整齐排列在赤道板,此时染色体和纺锤体清晰可见。
后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成的两套染色体在纺锤丝牵引下逐渐移向细胞两极;此时期染色体数量加倍,DNA暂时不变。
末期:染色体变为染色质,纺锤体消失,核膜、核仁重新出现,形成两个细胞核并随细胞质的分裂形成两个子细胞。
【解答】解:(1)制作有丝分裂临时装片的步骤为解离、漂洗、染色、制片。要在有丝分裂后期观察到微核(实质为染色体断片),需要用甲紫或醋酸洋红溶液染色。
(2)分裂间期占细胞周期的时间长,该时间细胞数目所占比例大,故即使铬离子相对浓度为0时,有丝分裂指数也只有24%。
(3)正常细胞有丝分裂后期,纺锤丝会牵引着丝粒移向细胞两极,在异常细胞中,由于染色体断裂后形成不含着丝粒的微核,纺锤丝不能牵引微核移动,所以出现落后于移动染色体的微核。
(4)在铬离子相对浓度为0~50内,分析图2结果可得出的结论是随铬离子浓度增大,促进微核的形成的作用越强。由题意可知,微核会出现在有丝分裂后期,所以综合图1和2分析,当铬离子相对浓度达到100时,分生区细胞的微核率显著下降,原因是铬离子抑制细胞分裂。
故答案为:
(1)解离 漂洗 甲紫或醋酸洋红
(2)分裂间期占细胞周期的时间长,该时间细胞数目所占比例大
(3)染色体断裂后形成不含着丝粒的微核,纺锤丝不能牵引微核移动
(4)随铬离子浓度增大,促进微核的形成的作用越强 抑制
【点评】本题借助微核考查了有丝分裂的特点和铬离子对于微核率的影响,需要学生识记有丝分裂的特点,并能理解题中的柱形图,根据题意准确作答。
30.细胞色素c是细胞呼吸过程中的电子传递体,参与水的生成。细胞受到损伤时,细胞色素c从呼吸链中流失导致线粒体释放出大量自由基(如ROS),并与蛋白A结合进而诱发细胞凋亡,如图所示。
(1)当紫外线、化学因素等导致细胞损伤时,细胞色素c被释放到细胞质基质中,与蛋白A结合,在ATP的作用下,使 C﹣9酶前体转化为活化的C﹣9酶,活化的C﹣9酶激活C﹣3酶 ,进而诱导细胞凋亡。
(2)细胞凋亡是细胞的一种 细胞编程性 死亡,该过程由基因决定,凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬,由吞噬细胞内的 溶酶体 (细胞器)将其消化,最终维持了内部环境的稳定。
(3)为探究生物制剂Q对阿毒素所导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用,设计如下三组实验:
甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水:
乙组加入培养液+心肌细胞+生理盐水+阿霉素;
丙组加入培养液+心肌细胞+生理盐水+阿霉素+生物制剂Q。
每组所加心肌细胞数量相同,设置若干重复。在相同且适宜的条件下培养,一段时间后观察 心肌细胞数,再计算心肌细胞的存活率(或心肌细胞的凋亡率) 。若 存活率丙组>乙组 ,则说明生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有保护作用。
【答案】(1)C﹣9酶前体转化为活化的C﹣9酶,活化的C﹣9酶激活C﹣3酶
(2)细胞编程性 溶酶体
(3)心肌细胞数,再计算心肌细胞的存活率(或心肌细胞的凋亡率) 存活率丙组>乙组
【分析】细胞凋亡:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡,属正常死亡。
细胞坏死:不利因素引起的非正常死亡。3、细胞凋亡与人体健康的关系:细胞凋亡与疾病的关系﹣﹣凋亡过度或凋亡不足都可以导致疾病的发生。正常的细胞凋亡对人体是有益的,如手指的形成、蝌蚪尾的凋亡。
【解答】解:(1)由图可知,细胞色素c位于线粒体内膜上,细胞损伤时线粒体外膜的通透性发生了改变,细胞色素c会从线粒体中释放出来,释放出来的细胞色素c与蛋白A结合,在ATP的作用下,能促进C﹣9酶前体转化为活化的C﹣9酶,活化的C﹣9酶能激活C﹣3酶,C﹣9酶和C﹣3酶的活化能促进细胞凋亡。
(2)细胞凋亡由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡,属正常死亡。溶酶体为细胞浆内由单层脂蛋白膜包绕的内含一系列酸性水解酶的小体,凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬,由吞噬细胞内的溶酶体将其消化,最终维持了内部环境的稳定。
(3)本实验的目的是探究生物制剂Q对阿毒素所导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用,本实验中的自变量是对心肌细胞的不同处理,因变量是心肌细胞的存活率(或心肌细胞的凋亡率),根据实验目的设计如下三组实验:
甲组作为对照组,其处理为加入培养液+心肌细胞+生理盐水:
乙组加入培养液+心肌细胞+生理盐水+阿霉素;
丙组加入培养液+心肌细胞+生理盐水+阿霉素+生物制剂Q。实验中,甲为对照组,存活率最高,若生物制剂Q对阿霉素致心肌细胞凋亡具保护作用,则存活率丙组>乙组。因此甲组和丙组的存活率均高于乙组的存活率(或甲组和丙组的凋亡率均低于乙组的凋亡率),可说明生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有保护作用。
故答案为:
(1)C﹣9酶前体转化为活化的C﹣9酶,活化的C﹣9酶激活C﹣3酶
(2)细胞编程性 溶酶体
(3)心肌细胞数,再计算心肌细胞的存活率(或心肌细胞的凋亡率) 存活率丙组>乙组
【点评】本题考查细胞凋亡的相关知识,意在考查考生分析题文提取有效信息的能力;识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力。
四.解答题(共5小题)
31.某同学为巩固对细胞分裂过程的识记与理解,绘制某人(2N=46)的细胞分裂模式图(仅画出部分染色体),如图1;构建人的减数分裂过程中出现的Ⅰ~Ⅳ四种类型细胞中核DNA、染色体、染色单体的数量变化的模式图,如图2。
回答下列问题:
(1)据图1可推测,此人的性别是 男性 (填“男性”或“女性”),判断的依据是 细胞②处于减数分裂Ⅰ后期,细胞质均等缢裂 。
(2)在图2中,当细胞类型从Ⅱ变化为Ⅲ时,该过程中染色体的主要行为是 同源染色体分离,非同源染色体自由组合,分别进入不同的细胞中 。
(3)图1细胞④的名称是 次级精母细胞 ,对应图2的细胞类型是 Ⅰ ,m所表示的数量是 46 。
(4)若一对表现正常的夫妇生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩(色盲基因:a),可能的原因是 次级卵母细胞中X染色体的着丝粒分裂后,所形成的2条X染色体移向细胞同一极 。
【答案】(1)男性;细胞②处于减数分裂Ⅰ后期,细胞质均等缢裂
(2)同源染色体分离,非同源染色体自由组合,分别进入不同的细胞中
(3)次级精母细胞;Ⅰ;46
(4)次级卵母细胞中X染色体的着丝粒分裂后,所形成的2条X染色体移向细胞同一极
【分析】1、分析图1:①细胞中含同源染色体,着丝粒分裂,处于有丝分裂后期;②细胞中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,处于减数第一次分裂后期;③细胞中含同源染色体,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④细胞不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期。
2、分析图2,b会变成0,因此是染色单体,c的数量和a的数量相等,或者c是a的两倍,因此c是核DNA,a是染色体。在减数分裂过程中,Ⅰ中染色体:核DNA=1:1,无染色单体,为减数分裂还未开始的原始生殖细胞或减数分裂Ⅱ后期和末期的细胞,Ⅱ中染色体:核DNA:染色单体=1:2:2,为减数分裂Ⅰ的细胞,Ⅲ中染色体:核DNA:染色单体=1:2:2,但染色体减半,为减数分裂Ⅱ前期和中期的细胞,Ⅳ染色体:核DNA=1:1,无染色单体,且染色体和核DNA都减半,为减数分裂结束形成的子细胞。
【解答】解:(1)雄性个体的初级精母细胞在减数第一次分裂后期细胞质均等分裂,雌性个体的初级卵母细胞在减数第一次分裂后期细胞质不均等分裂。图1中②细胞中的同源染色体分离,非同源染色体自由组合,处于减数第一次分裂后期,且细胞质均等缢裂,该细胞为初级精母细胞,故此人的性别是男性。
(2)据题图2信息可知,b会变成0,因此是染色单体,c的数量和a的数量相等,或者c是a的两倍,因此c是核DNA,a是染色体。Ⅱ中染色体:核DNA:染色单体=1:2:2,为减数分裂Ⅰ的细胞,Ⅲ中染色体:核DNA:染色单体=1:2:2,但染色体减半,为减数分裂Ⅱ前期和中期的细胞。图2中细胞类型从Ⅱ变化为Ⅲ是减数分裂Ⅰ到减数分裂Ⅱ的过程,该过程中染色体的主要行为是同源染色体分离,非同源染色体自由组合,分别进入不同的细胞中,随后细胞一分为二,染色体数目减半。
(3)图1中细胞④不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期,因为是男性的细胞分裂图,所以该细胞的名称是次级精母细胞,染色体:核DNA数=1:1,均为2N,对应图2中的I,m的数值为2N=46。
(4)已知色盲基因 a 位于X染色体上,若一对表现正常的夫妇生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩(色盲基因:a),说明该夫妇中,男性基因型为XAY,女性基因型为XAXa,色盲男孩的基因型是XaXaY,由于父母都表现正常,两条Xa一定是母亲传给他的,说明母亲的次级卵母在细胞减数分裂Ⅱ后期,含Xa染色体的着丝粒分裂后,所形成的2条Xa染色体移向细胞同一极,产生了基因型为XaXa)的卵细胞,该卵细胞与含Y染色体的精子结合形成XaXaY的受精卵。
故答案为:
(1)男性;细胞②处于减数分裂Ⅰ后期,细胞质均等缢裂
(2)同源染色体分离,非同源染色体自由组合,分别进入不同的细胞中
(3)次级精母细胞;Ⅰ;46
(4)次级卵母细胞中X染色体的着丝粒分裂后,所形成的2条X染色体移向细胞同一极
【点评】本题将减数分裂过程中细胞图像识别、各时期染色体等物质数量变化以及伴性