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第6章 细胞的生命历程
一.选择题(共17小题)
1.最新研究发现,细胞中RIG﹣I蛋白能通过促进细胞周期抑制蛋白p21的合成,加速细胞衰老。下列叙述正确的是( )
A.促进细胞中RIG﹣I蛋白的合成可使细胞呈现年轻化
B.细胞衰老后,细胞体积增大,细胞核体积变小
C.p21蛋白能解除细胞周期阻滞,从而延缓细胞衰老
D.该研究为与衰老相关疾病的治疗提供了潜在的干预靶点
2.图为洋葱根尖细胞周期的示意图。下列说法正确的是( )
A.由B→A→B为一个完整的细胞周期
B.细胞经过有丝分裂后,就立即进入下一个细胞周期
C.DNA复制发生在A→B阶段
D.同一个体不同细胞的细胞周期相同
3.端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,它以RNA为模板,来维持端粒DNA的长度。人体血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质,其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。下列说法正确的是( )
A.有丝分裂中期人神经干细胞内有92个端粒
B.端粒和端粒酶中的核酸彻底水解后共有7种化合物
C.血液中GDF11的减少可导致端粒变短,使细胞衰老
D.GDF11减少会导致各种酶的活性降低,使细胞代谢减慢
4.下列关于动物细胞有丝分裂过程中发生变化的叙述,正确的是( )
A.分裂前期核仁消失
B.分裂中期出现细胞板
C.分裂后期DNA数目加倍
D.分裂末期出现纺锤体
5.某生物兴趣小组借助显微镜观察某生物细胞(2n=12)时,发现一个细胞的细胞膜向内凹陷,这个细胞的细胞质即将分裂为两部分。下列关于该细胞的叙述,错误的是( )
A.若该细胞属于动物细胞,在细胞的赤道板位置不会出现细胞板
B.若该细胞染色单体的数目为24,则一定处于减数第一次分裂末期
C.若该细胞移向两极的染色体形态、数目完全相同,则细胞中无同源染色体
D.若该细胞的细胞质均等分裂,则子细胞可能是体细胞、极体、精细胞或次级精母细胞
6.黑藻在我国分布广泛,适合室内水体绿化,其叶肉细胞是一种理想的生物学观察材料,但不适合观察( )
A.叶绿体的形态和分布 B.植物细胞有丝分裂
C.细胞中细胞质的流动 D.植物细胞吸水和失水
7.长寿蛋白是一类组蛋白去乙酰化酶,其作用依赖于NAD+。编码该酶的基因高表达,能让细胞寿命更长;哺乳动物细胞一般无法直接摄入NAD+,需要通过从头合成或补充NAD+前体合成NAD+。下列说法错误的是( )
A.NAD+充足有利于有氧呼吸第一阶段的进行
B.线粒体内NAD+/NADH比值过低会诱导细胞衰老
C.较多的NAD+利于长寿蛋白提高组蛋白的乙酰化水平
D.补充适宜的NAD+前体有助于改善衰老相关疾病
8.某二倍体动物细胞处于有丝分裂过程中,细胞内染色体数(a)、染色单体数(b)和核DNA分子数(c)的关系如图所示。下列关于该细胞的叙述,错误的是( )
A.每条染色体上有2条染色单体、2个DNA
B.可能发生中心体分开,向两极移动的现象
C.可能正在合成与细胞分裂有关的蛋白质
D.该细胞中可能观察到该生物的染色体组型
9.毛发的形成和生长依赖于毛囊干细胞的增殖和分化。研究发现,长期处于慢性压力下的小鼠体内皮质酮含量升高,GAS6基因表达被抑制,毛囊干细胞活性降低,毛发再生减少且易脱落。下列叙述错误的是( )
A.毛囊干细胞分化成毛囊细胞、皮脂腺细胞未体现出动物细胞的全能性
B.在慢性压力条件下,毛囊干细胞的细胞周期会变长
C.促进GAS6基因的表达可为脱发治疗带来希望
D.毛囊干细胞分化的过程中细胞的形态、结构、遗传物质均发生了改变
10.在生物学实验中,规范操作是实验成功的前提。相关叙述错误的是( )
A.还原糖的鉴定实验中,若加热时间过长,砖红色沉淀颜色会加深甚至变成黑色
B.观察细胞质流动实验中,若以水绵为材料,观察到叶绿体随细胞质快速流动
C.探究植物细胞失水和吸水实验中,若蔗糖溶液浓度过大,细胞质壁分离后无法复原
D.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,若漂洗不充分,染色体染色效果不佳
11.家兔(2n=44)的胚胎干细胞经有丝分裂和细胞分化可形成多种体细胞。下列叙述错误的是( )
A.分裂间期主要进行遗传物质的复制和蛋白质的合成
B.有丝分裂前期核膜核仁消失,有44条染色体
C.有丝分裂末期,细胞板扩展形成新的细胞壁
D.有丝分裂后期,着丝粒断裂,姐妹染色单体分开
12.有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。下列关于绵羊(2N=54)细胞有丝分裂和减数分裂的比较,正确的是( )
A.间期:都有中心粒的复制和纺锤体的形成,并出现染色单体
B.前期:都进行同源染色体联会并形成四分体,共有27个四分体
C.中期:减数分裂Ⅱ中期的染色体数目是有丝分裂中期的一半
D.后期:均存在同源染色体分离,非同源染色体自由组合的现象
13.肿瘤干细胞理论认为,某些肿瘤细胞能像干细胞一样无限增殖并分化成异质性子细胞。研究发现某人的白血病肿瘤细胞系中,CD133+细胞可通过分裂同时产生(CD133+具有干细胞特性)和CD133 (具有分化倾向)两种子细胞。下列叙述错误的是( )
A.CD133+细胞在分裂时会发生染色体与染色质的相互转化
B.CD133+细胞在分裂中期时染色体着丝粒排列在赤道板上
C.CD133+细胞与正常造血干细胞的遗传物质可能存在差异
D.CD133+细胞与CD133 细胞内遗传信息表达情况完全相同
14.如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图(不考虑变异)。下列叙述错误的是( )
A.基因和染色体的行为存在平行关系
B.图示体现了基因在染色体上呈线性排列
C.有丝分裂后期,基因dp、pr、sn、w会出现在细胞同一极
D.减数分裂Ⅱ后期,基因dp、pr、sn、w不可能在细胞的同一极
15.图甲中a、b、c、d表示洋葱根尖的不同区域,图乙为洋葱根尖细胞有丝分裂的显微照片。下列说法错误的是( )
A.观察根尖有丝分裂时应该选择c区细胞,可以使用甲紫溶液对染色体染色
B.乙图中有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C,A期为观察染色体的最佳时期
C.乙图中核DNA、染色体、染色单体三者数量比为2:1:2的时期有A、B细胞
D.a区不能发生质壁分离与复原现象,因为该区细胞中没有紫色大液泡
16.下列关于细胞衰老机制的说法,错误的是( )
A.染色体复制区域不能完全的复制,端粒变长
B.生物氧化过程当中产生的自由基会破坏生物的大分子
C.端粒受损可能会导致细胞衰老
D.辐射及有害物质入侵也会导致细胞产生自由基,从而使细胞衰老
17.哺乳动物的成熟红细胞是一种由造血干细胞经一系列生理过程转化而来的高度分化的细胞,其也会经历衰老和凋亡(如图)。结构上的特化使红细胞成为高效的氧气运输器,并适应了它们在血液循环中的特定功能。下列相关叙述正确的是( )
A.幼红细胞没有细胞周期,造血干细胞有细胞周期
B.图示⑤过程该细胞内端粒变短,运输氧气的能力下降
C.图示①过程既有基因开始表达,也有基因停止表达
D.图示④过程会导致红细胞的呼吸强度高度依赖氧浓度
二.填空题(共9小题)
18.图甲是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中若干曲线变化图(甲图)和表示细胞有丝分裂各期的图象(乙图),请据图分析并回答下列问题:
(1)甲图图中虚线表示 .
(2)乙图中细胞分裂的正确顺序是 .(用字母代号表示)
(3)乙图中最容易清晰观察染色体形态变化是 (字母)时期.
(4)甲图中AB段曲线上升是由于 ,此段相当于乙图分裂图象中 (字母)时期.
19.图中A表示某生物细胞有丝分裂过程中核内染色体数目的动态变化过程,B是细胞有丝分裂的某一时刻图象示意图.据图回答:
(1)一个完整的细胞周期是从 开始到 为止.
(2)图A中,cd段表示细胞分裂进入 期,导致该时期染色体数目暂时加倍的原因是 分裂为两个;de段表示细胞分裂进入 期.
(3)图B时期相当于图A中的 段,此时期细胞中含有 个DNA分子,分裂后形成的子细胞中含有 调染色体.
(4)细胞有丝分裂的重要意义,是将亲代细胞的染色体经过 以后,精确地
到两个子细胞中,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性.
20.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:
(1)该图是(动物、植物)细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是 (用字母表示).
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 期的细胞简图.
(3)图示的细胞分裂结束后,子细胞内含 条染色体.
(4)图C表示细胞 分裂期.
(5)A图中染色体的数目为,染色单体数为.核DNA分子数为 .
21.如图是细胞有丝分裂某一时期的模示图,请据图回答:
(1)该细胞是植物细胞,还是动物细胞? ,判断的依据是 .
(2)该细胞所处的时期是 ,在这一时期,细胞内共有染色体 个,染色单体 个,DNA分子 个.
(3)在下一时期,由于 的作用,两套形态和数目相同的染色体向细胞两极移动.在这一时期,细胞内有染色体 个,染色单体 个,DNA分子 个.
22.根据下图回答问题.
(1)图A中 (字母表示)段表示一个完整的细胞周期.
(2)能表示DNA复制,含量加倍的是图A中 段.
(3)能表示一个细胞核中染色体:染色单体:DNA为1:2:2的是图A中 段.
(4)能表示核膜和核仁开始消失的是图中 段.
(5)B图表示每个染色体的 都排列在细胞中央 上.
(6)C图段表示细胞有丝分裂的时期是 .染色体变化的主要特点是 .
(7)能表示植物细胞有丝分裂过程中形成细胞板的是图A中 段.
(8)一个细胞连续进行两次有丝分裂能形成 个子细胞.
23.下列是有关二倍体生物的细胞分裂信息,请据图分析回答下列问题.
(1)图5细胞对应于图2中的 段.D2E2染色体的行为变化与图1中的 段变化相同.
(2)雄性激素能促进图3~图5中的哪一个细胞的形成? .
(3)图3细胞中有 对同源染色体,①和⑤在前一时期的关系是 .
24.如图为细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图.据图回答下列问题:
(1)此图为 细胞有丝分裂 时期.其中染色单体数量为 条.
(2)写出图中标号的结构名称,标号1是 ;标号2是 .
25.下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图象。
请据图回答:
(1)图1中AB段形成的原因是 ,图中CD段形成的原因是 。
(2)图2中 细胞处于图1中的BC段,图2中 细胞处于图1中的DE段。
(3)就图2乙分析可知,该细胞含有 条染色单体,染色体数与DNA分子数之比为 。该细胞处于 分裂的 期,其产生的子细胞名称为 。
26.细胞的全能性是指 .
三.实验题(共3小题)
27.某小组同学用洋葱作为实验材料进行了多个实验,回答下列问题:
Ⅰ.用苏丹Ⅲ检测洋葱鳞片叶的内表皮细胞是否含有脂肪时,在显微镜下可看到细胞内 色的脂肪颗粒。
Ⅱ.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,应选择洋葱鳞片叶的外表皮制作临时装片,用低倍镜观察。再在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重复多次,使细胞浸润在蔗糖溶液中。用低倍镜和高倍镜及时观察,可发现紫色大液泡体积 。某同学为了缩短实验时间,将蔗糖溶液的质量浓度调整为0.6 g/mL,结果没有观察到复原现象,最可能的原因是 。
Ⅲ.在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,制作洋葱根尖有丝分裂临时装片的基本步骤是 。
Ⅳ.洋葱放置几天后,洋葱的圆筒状叶片会变黄。有的同学认为这是由于叶片中叶绿素减少造成的。若要设计实验判断这个观点是否正确,则实验设计思路是: 。
28.某科研小组利用某哺乳动物作为实验材料得到下列实验结果。图甲为显微镜下观察到的几个细胞分裂图象的模式图;图乙是利用流式细胞仪(可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数)测出细胞周期中DNA含量不同的细胞数。请回答下列相关问题:
(1)图甲中②细胞的名称是 。
(2)图甲含有同源染色体的图有 ,③出现的原因是 时期发生了交叉互换。
(3)已知图乙中一组为癌细胞组(对照组),一组是加了DNA聚合酶抑制剂抑制癌细胞增殖的组(实验组),则实验组为 (填序号),对照组的细胞在培养过程中会经过图甲细胞 所示的分裂时期。
(4)图乙b组细胞中DNA数与染色体数的比例为 。如果用秋水仙素处理④组细胞,与处理前相比,其a峰和b峰的细胞数目将分别为 、 。
29.细胞在衰老过程中会逐渐退出细胞周期。科学家以小鼠为材料,研究胚胎干细胞产生的外泌体(HE)对细胞衰老的影响,为缓解与衰老相关的疾病提供了新的治疗策略。
(1)体外培养小鼠细胞时,需用胰蛋白酶处理组织块,目的是获得 。处理后的初次培养称为 ,分瓶后的细胞逐渐丧失分裂能力,走向衰老。
(2)科研人员用胚胎干细胞分泌的HE处理培养至50代的细胞,检测细胞衰老标志物SA﹣β和S期(DNA复制)细胞的比例,结果如图。
实验结果表明 。
(3)进一步研究发现HE中富含miR﹣302b(一种miRNA)。为确定其主要作用靶点,科研人员开展以下研究。
①用HE处理小鼠细胞,发现三个细胞周期抑制基因C1、C2、C3的表达发生显著变化。
②借助生物信息学工具测算miR﹣302b与C1、C2、C3的mRNA相互作用的最小自由能ΔG(kcal/mol)分别为﹣12.84、﹣6.1、﹣6.2。(形成氢键越多,ΔG越低,无关序列ΔG约﹣4~﹣7)
请基于上述结果,提出假说解释miR﹣302b调控细胞周期的机理 。
(4)为验证上述假设,科研人员将荧光素酶基因与miR﹣302b基因连接,转染野生型和靶基因突变体细胞,裂解细胞后加入底物,检测荧光强度。当miR﹣302b与靶基因mRNA结合后,荧光素酶mRNA被降解,导致荧光值下降。若实验结果为 ,则支持上述假设。
受体细胞 荧光强度相对值
对照组(仅导入荧光素酶基因) 实验组
野生型 1.5 A
靶基因突变体 B
(5)基于上述研究成果,研究人员设计了一款含miR﹣302b的保健品,请评估其安全风险 。
四.解答题(共4小题)
30.图1中A、B、C、D表示人体细胞不同的生命历程,图2为某高等植物细胞的细胞周期示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中A表示的是细胞增殖,其主要方式是 。图2中可以表示一个完整的细胞周期的是 (用图中字母和箭头表示),其中c时期为该分裂过程的 期,判断的依据是 。
(2)图中B可以表示 过程。人体内存在基因①(呼吸酶基因)、②(胰岛素基因)、③(眼晶状体蛋白基因),这三种基因中在图1中的abcd细胞中都存在的基因是 (填数字),都要表达的基因是 (填数字)。
(3)老年人出现皱纹,这与C过程中的细胞内 含量降低有关。
31.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,请据图回答下列问题。
(1)该图是高等植物细胞有丝分裂简图,其分裂先后顺序依次是 (用字母和→表示)。
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 期的细胞简图。染色体数目加倍发生在 期,其原因是 。
(3)着丝粒与染色体数目之比为1:1的图示是 。图C所处的时期细胞中核DNA、姐妹染色单体、染色体数量比例为 。
32.图1、2为某生物体内不同时期细胞有丝分裂示意图。据图回答下列问题:
(1)表示有丝分裂后期的是图 (填“1”或“2”),适宜观察染色体形态和数目的是图 (填“1”或“2”)。
(2)图1细胞中染色体数目、核DNA分子数目、染色单体数目分别是 。图2细胞分裂产生的子细胞中有 条染色体。
(3)已知一个细胞周期约为12h,实验中观察分生区细胞总数200个,其中处于分裂前期的细胞有8个,中期、后期和末期的细胞各9个。据此估算,分裂间期的时长约为 h。
33.图甲为有丝分裂过程中染色体与核DNA数目比变化曲线图(注:ac表示分裂间期);图乙为有丝分裂各时期图像。请回答下列有关问题:Ⅴ
(1)图甲中bc段变化的原因是 ;图乙中A时期,对应图甲的 段。
(2)图乙中细胞有丝分裂的正确排序是 ;图乙中B、D细胞中的1、3分别表示 、 (均填结构)。
(3)图乙中D代表的时期是 ,该时期最主要的特征是 。
(4)图乙中与图甲中cd时期相对应的细胞有 (填序号)。
第6章 细胞的生命历程
参考答案与试题解析
一.选择题(共17小题)
1.最新研究发现,细胞中RIG﹣I蛋白能通过促进细胞周期抑制蛋白p21的合成,加速细胞衰老。下列叙述正确的是( )
A.促进细胞中RIG﹣I蛋白的合成可使细胞呈现年轻化
B.细胞衰老后,细胞体积增大,细胞核体积变小
C.p21蛋白能解除细胞周期阻滞,从而延缓细胞衰老
D.该研究为与衰老相关疾病的治疗提供了潜在的干预靶点
【答案】D
【分析】衰老细胞的特征: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;细胞膜通透性功能改变,物质运输速率降低;细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;有些酶的活性降低;呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【解答】解:A、细胞中RIG﹣I蛋白能通过促进细胞周期抑制蛋白p21的合成,加速细胞衰老,由此可知,促进细胞中RIG﹣I蛋白的合成加速细胞衰老,A错误;
B、细胞衰老时,细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但是细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深,B错误;
C、p21作为细胞周期抑制蛋白,会阻滞细胞周期进程,导致细胞无法进入分裂阶段,从而加速衰老,C错误;
D、通过研究RIG﹣I和p21的关系,可针对该通路设计干预措施(如抑制RIG﹣I活性),从而调控细胞衰老进程,为相关疾病治疗提供靶点,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查细胞衰老的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
2.图为洋葱根尖细胞周期的示意图。下列说法正确的是( )
A.由B→A→B为一个完整的细胞周期
B.细胞经过有丝分裂后,就立即进入下一个细胞周期
C.DNA复制发生在A→B阶段
D.同一个体不同细胞的细胞周期相同
【答案】C
【分析】1、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂完成为止,称为一个细胞周期,包括分裂间期和分裂期。
2、分析题图:图中A→B为分裂间期,B→A为分裂期,A→A表示一个细胞周期。
【解答】解:A、图中A→B为分裂间期,B→A为分裂期,A→B→A表示一个细胞周期,A错误;
B、细胞经过有丝分裂后,有三种去向:①继续分裂,进入下一个细胞周期,②不再分裂,进行细胞分化,③暂不分裂,B错误;
C、图中A→B为分裂间期,B→A为分裂期,DNA复制发生在间期即A→B阶段,C正确;
D、同一个体不同细胞的细胞周期不一定相同,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查细胞周期的相关知识,意在考查学生运用所学知识综合分析问题的能力。
3.端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,它以RNA为模板,来维持端粒DNA的长度。人体血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质,其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。下列说法正确的是( )
A.有丝分裂中期人神经干细胞内有92个端粒
B.端粒和端粒酶中的核酸彻底水解后共有7种化合物
C.血液中GDF11的减少可导致端粒变短,使细胞衰老
D.GDF11减少会导致各种酶的活性降低,使细胞代谢减慢
【答案】C
【分析】衰老细胞的特征:(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)多数酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【解答】解:A、人是二倍体生物,体细胞含有46条染色体,有丝分裂中期,每条染色体含有两个姐妹染色单体,但每个染色体的两端各有一个端粒,因此神经干细胞内共有46条染色体×2个端粒=92个端粒,A正确;
B、端粒是DNA﹣蛋白质复合体,其中的核酸是DNA,端粒酶由催化蛋白和RNA模板组成,其中的核酸是RNA。DNA彻底水解得到磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基(A、T、C、G);RNA彻底水解得到磷酸、核糖、4种含氮碱基(A、U、C、G)。其中磷酸是相同的,所以彻底水解后共有磷酸、脱氧核糖、核糖、5种含氮碱基,共7种化合物,B错误;
C、GDF11减少导致端粒酶活性下降,端粒无法延长,随细胞分裂逐渐缩短,最终引发细胞衰老,C正确;
D、GDF11减少仅影响端粒酶活性,而非“各种酶”的活性,细胞衰老时部分酶活性降低,但并非全部,D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了细胞分裂、细胞衰老的原因,考查考生的理解和判断能力,难度适中。
4.下列关于动物细胞有丝分裂过程中发生变化的叙述,正确的是( )
A.分裂前期核仁消失
B.分裂中期出现细胞板
C.分裂后期DNA数目加倍
D.分裂末期出现纺锤体
【答案】A
【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,细胞板扩展形成新的细胞壁,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、动物细胞在有丝分裂前期核仁逐渐解体,核膜逐渐消失,A正确;
B、动物细胞在有丝分裂中期每条染色体的着丝粒排列在赤道板上,细胞板出现在植物细胞有丝分裂末期,B错误;
C、DNA分子数目加倍发生在细胞分裂前的间期,C错误;
D、动物细胞在有丝分裂前期,中心粒周围发出星射线形成纺锤体,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞有丝分裂,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。
5.某生物兴趣小组借助显微镜观察某生物细胞(2n=12)时,发现一个细胞的细胞膜向内凹陷,这个细胞的细胞质即将分裂为两部分。下列关于该细胞的叙述,错误的是( )
A.若该细胞属于动物细胞,在细胞的赤道板位置不会出现细胞板
B.若该细胞染色单体的数目为24,则一定处于减数第一次分裂末期
C.若该细胞移向两极的染色体形态、数目完全相同,则细胞中无同源染色体
D.若该细胞的细胞质均等分裂,则子细胞可能是体细胞、极体、精细胞或次级精母细胞
【答案】C
【分析】该生物的体细胞有12条染色体,且细胞膜向内凹陷,这个细胞的细胞质即将分裂为两部分,可判断出该细胞为动物细胞,处于细胞分裂的末期。若为有丝分裂末期,则该生物体细胞中有6条染色体;若为减数第一次分裂末期,则该生物体细胞中有12条染色体;若为减数第二次分裂末期,则该生物体细胞中有12条染色体。
【解答】解:A、动物细胞在细胞分裂过程中不会出现细胞板,A正确;
B、若该细胞染色单体的数目为24,说明每条染色体含有两条染色体单体,而细胞又处于分裂末期,应处于减数第一次分裂末期,B正确;
C、如果该细胞处于减数第一次分裂末期,则同源染色体彼此分离,分别移向细胞两极,移向两极的染色体数目相同,但形态不一定完全相同,如性染色体;若该细胞移向两极的染色体完全相同,则说明是染色单体分离,该细胞可能处于有丝分裂末期或减数第二次分裂末期,其中前者有同源染色体,后者无同源染色体,C错误;
D、体细胞的有丝分裂、精原细胞的减数分裂以及第一极体分裂为第二极体的过程中,细胞质都均等分配,则子细胞可能是体细胞、精细胞或次级精母细胞、极体,D正确。
故选:C。
【点评】本题结合情境材料考查减数分裂的有关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合染色体行为特征判断细胞所处时期,并进行分析应用。
6.黑藻在我国分布广泛,适合室内水体绿化,其叶肉细胞是一种理想的生物学观察材料,但不适合观察( )
A.叶绿体的形态和分布 B.植物细胞有丝分裂
C.细胞中细胞质的流动 D.植物细胞吸水和失水
【答案】B
【分析】黑藻叶肉细胞含有叶绿体,且叶绿体随细胞质流动;该细胞含有中央大液泡,大液泡无色,但细胞质基质中有绿色的叶绿体,可作为观察液泡大小变化的参照物;黑藻叶肉细胞已经高度分化,不再分裂。
【解答】解:A、黑藻叶肉细胞含有叶绿体,且叶片薄,无需切片即可直接观察叶绿体的形态和分布,因此适合观察叶绿体的形态和分布,A正确;
B、黑藻叶肉细胞已经高度分化,不再分裂,不能用于观察有丝分裂,B错误;
C、黑藻叶肉细胞的叶绿体随细胞质流动,可通过叶绿体运动间接观察细胞质流动,C正确;
D、黑藻叶肉细胞具有中央大液泡,可通过渗透作用观察质壁分离及复原现象,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查观察叶绿体和细胞质流动实验、观察细胞有丝分裂实验、观察植物细胞吸水和失水实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验选材等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
7.长寿蛋白是一类组蛋白去乙酰化酶,其作用依赖于NAD+。编码该酶的基因高表达,能让细胞寿命更长;哺乳动物细胞一般无法直接摄入NAD+,需要通过从头合成或补充NAD+前体合成NAD+。下列说法错误的是( )
A.NAD+充足有利于有氧呼吸第一阶段的进行
B.线粒体内NAD+/NADH比值过低会诱导细胞衰老
C.较多的NAD+利于长寿蛋白提高组蛋白的乙酰化水平
D.补充适宜的NAD+前体有助于改善衰老相关疾病
【答案】C
【分析】有氧呼吸第一阶段分解葡萄糖为丙酮酸,并产生NADH(还原型辅酶Ⅰ),而NAD+(氧化型辅酶Ⅰ)是NADH的氧化态形式。
【解答】解:A、有氧呼吸第一阶段会产生NADH(还原型辅酶Ⅰ),NAD (氧化型辅酶Ⅰ)充足有利于有氧呼吸第一阶段中相关氧化还原反应的进行,A正确;
B、已知编码长寿蛋白的基因高表达能让细胞寿命更长,且长寿蛋白作用依赖于NAD+。线粒体内NAD+/NADH比值过低,意味着NAD+相对不足,可能会影响长寿蛋白的功能,进而诱导细胞衰老,B正确;
C、因为长寿蛋白是组蛋白去乙酰化酶,其作用依赖于NAD+,所以较多的NAD+应利于长寿蛋白发挥去乙酰化作用,即降低组蛋白的乙酰化水平,而不是提高,C错误;
D、哺乳动物细胞一般无法直接摄入NAD ,需要通过补充NAD 前体合成NAD ,补充适宜的NAD 前体有助于合成足够的NAD ,从而有利于长寿蛋白发挥作用,有助于改善衰老相关疾病,D正确。
故选:C。
【点评】本题综合考查细胞呼吸场所、线粒体功能维持机制、基因表达调控以及衰老相关的细胞代谢干预等多个知识点,能激发学生对生物学前沿研究的兴趣,同时考查学生从新情境中获取信息并运用所学知识解决问题的能力。
8.某二倍体动物细胞处于有丝分裂过程中,细胞内染色体数(a)、染色单体数(b)和核DNA分子数(c)的关系如图所示。下列关于该细胞的叙述,错误的是( )
A.每条染色体上有2条染色单体、2个DNA
B.可能发生中心体分开,向两极移动的现象
C.可能正在合成与细胞分裂有关的蛋白质
D.该细胞中可能观察到该生物的染色体组型
【答案】D
【分析】据图分析,图中染色体数(a):染色单体数(b):DNA分子数(c)=1:2:2,说明此时已经出现了染色单体且着丝粒还没有分裂,因此该图可以代表的时期是有丝分裂间期的G2期、前期和中期。
【解答】解:A、图中染色体数(a):染色单体数(b):DNA分子数(c)=1:2:2,说明每条染色体上有2条染色单体、2个DNA,A正确;
B、动物细胞中中心体向两极移动的时期为前期,图中染色体数(a):染色单体数(b):DNA分子数(c)=1:2:2,说明此时已经出现了染色单体且着丝粒还没有分裂,因此该图可以代表有丝分裂前期,B正确;
C、该图含有染色单体,可代表G2期、前期和中期,合成与细胞分裂有关的蛋白质发生在G2期,C正确;
D、染色体组型图是有丝分裂中期显微摄影后,经过剪贴、排列形成的图像,细胞中无法观察到生物的染色体组型,D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查有丝分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
9.毛发的形成和生长依赖于毛囊干细胞的增殖和分化。研究发现,长期处于慢性压力下的小鼠体内皮质酮含量升高,GAS6基因表达被抑制,毛囊干细胞活性降低,毛发再生减少且易脱落。下列叙述错误的是( )
A.毛囊干细胞分化成毛囊细胞、皮脂腺细胞未体现出动物细胞的全能性
B.在慢性压力条件下,毛囊干细胞的细胞周期会变长
C.促进GAS6基因的表达可为脱发治疗带来希望
D.毛囊干细胞分化的过程中细胞的形态、结构、遗传物质均发生了改变
【答案】D
【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,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。
【解答】解:A、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,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,毛囊干细胞分化成毛囊细胞、皮脂腺细胞未体现出动物细胞的全能性,A正确;
B、慢性压力下,毛囊干细胞活性降低,增殖减少,细胞周期延长,B正确;
C、GAS6基因被抑制导致毛发再生减少,促进其表达可增强毛囊干细胞活性,改善脱发,C正确;
D、细胞分化的本质是基因选择性表达,遗传物质未改变,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查细胞全能性和细胞分化的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
10.在生物学实验中,规范操作是实验成功的前提。相关叙述错误的是( )
A.还原糖的鉴定实验中,若加热时间过长,砖红色沉淀颜色会加深甚至变成黑色
B.观察细胞质流动实验中,若以水绵为材料,观察到叶绿体随细胞质快速流动
C.探究植物细胞失水和吸水实验中,若蔗糖溶液浓度过大,细胞质壁分离后无法复原
D.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,若漂洗不充分,染色体染色效果不佳
【答案】B
【分析】1、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉、蔗糖)。
2、植物细胞的吸水和失水主要取决于细胞周围水溶液的浓度和植物细胞细胞液的浓度的大小,当周围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时,细胞就吸水;当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞就失水。
3、观察植物细胞有丝分裂实验中,需要制作临时装片,其制作步骤为:解离、漂洗、染色和制片,其中解离和制片时压片的目的都是使细胞分散开来;最后观察时,应该选取根尖分生区细胞进行观察,分生区细胞的特点是呈正方形,排列紧密。
4、叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞,呈绿色,扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可用高倍显微镜观察其形态和分布。叶绿体的形态和分布会随着光照强度和方向的改变而改变,如光照较弱时,则以叶绿体较大的一面对着光源,以增大光的吸收面积,有利于光合作用。观察细胞质流动时,需要以叶绿体为标志。
【解答】A、在还原糖的鉴定实验中,使用斐林试剂并水浴加热会产生砖红色沉淀Cu2O。若加热时间过长,Cu2O可能会进一步被氧化,导致砖红色沉淀颜色加深甚至变成黑色(氧化铜CuO的颜色),A正确;
B、观察细胞质流动实验中,以水绵为材料时,由于水绵细胞中的叶绿体大且明显,是观察细胞质流动的良好材料。但细胞质流动速度较慢,并非快速流动,B错误;
C、在探究植物细胞失水和吸水实验中,如果蔗糖溶液浓度过大,植物细胞会因过度失水而死亡。细胞死亡后,原生质层失去选择透过性,即使再将其置于清水中,也无法发生质壁分离复原现象,C正确;
D、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,漂洗的目的是洗去解离液(盐酸和酒精混合液),防止解离过度,同时避免解离液影响染色效果。若漂洗不充分,残留的解离液会与染色剂发生反应,从而导致染色体染色效果不佳,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动、观察细胞有丝分裂、植物细胞吸水和失水和生物组织中可溶性还原糖的鉴定的实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验选用的材料、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
11.家兔(2n=44)的胚胎干细胞经有丝分裂和细胞分化可形成多种体细胞。下列叙述错误的是( )
A.分裂间期主要进行遗传物质的复制和蛋白质的合成
B.有丝分裂前期核膜核仁消失,有44条染色体
C.有丝分裂末期,细胞板扩展形成新的细胞壁
D.有丝分裂后期,着丝粒断裂,姐妹染色单体分开
【答案】C
【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纺锤体形成。
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、分裂间期主要进行DNA复制和相关蛋白质的合成,为分裂期提供物质基础,A正确;
B、有丝分裂前期核膜、核仁解体,此时染色体数目与体细胞相同,为44条,B正确;
C、细胞板扩展形成细胞壁是植物细胞有丝分裂末期的特征,而家兔为动物,其细胞分裂末期通过细胞膜内陷完成胞质分裂,不会形成细胞壁,C错误;
D、有丝分裂后期,着丝粒断裂导致姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查有丝分裂的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
12.有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。下列关于绵羊(2N=54)细胞有丝分裂和减数分裂的比较,正确的是( )
A.间期:都有中心粒的复制和纺锤体的形成,并出现染色单体
B.前期:都进行同源染色体联会并形成四分体,共有27个四分体
C.中期:减数分裂Ⅱ中期的染色体数目是有丝分裂中期的一半
D.后期:均存在同源染色体分离,非同源染色体自由组合的现象
【答案】C
【分析】1、有丝分裂过程包括分裂间期和分裂期。间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;中期:染色体形态固定、数目清晰;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;末期:核膜、核仁重建,纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:减数分裂Ⅰ的间期:染色体的复制;减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板两侧;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;减数分裂Ⅱ过程与有丝分裂相似。
【解答】解:A、两种细胞分裂的间期都会完成中心粒的复制和染色体的复制,在前期出现姐妹染色单体和纺锤体,A错误;
B、前期:只有减数分裂才进行同源染色体联会并形成27个四分体,B错误;
C、中期:有丝分裂中期有54条染色体,减数分裂Ⅱ中期有27条染色体,C正确;
D、有丝分裂后期不发生同源染色体分离,减数分裂Ⅰ后期存在同源染色体分离,非同源染色体自由组合的现象,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查细胞的减数分裂和有丝分裂,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染色体形态和数目变化规律,能结合所学的知识准确答题。
13.肿瘤干细胞理论认为,某些肿瘤细胞能像干细胞一样无限增殖并分化成异质性子细胞。研究发现某人的白血病肿瘤细胞系中,CD133+细胞可通过分裂同时产生(CD133+具有干细胞特性)和CD133 (具有分化倾向)两种子细胞。下列叙述错误的是( )
A.CD133+细胞在分裂时会发生染色体与染色质的相互转化
B.CD133+细胞在分裂中期时染色体着丝粒排列在赤道板上
C.CD133+细胞与正常造血干细胞的遗传物质可能存在差异
D.CD133+细胞与CD133 细胞内遗传信息表达情况完全相同
【答案】D
【分析】1、染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种表现形态。
2、有丝分裂不同时期的特点:(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。
3、细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【解答】解:A、在有丝分裂过程中,染色体与染色质会相互转化,前期染色质螺旋化形成染色体,末期染色体解螺旋形成染色质,A正确;
B、在有丝分裂中期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,B正确;
C、肿瘤干细胞可能是原癌基因和(或)抑癌基因突变导致的,其遗传物质与正常造血干细胞可能存在差异,C正确;
D、CD133+细胞(CD133+具有干细胞特性)与CD133 (具有分化倾向)是两种细胞,两者选择性表达的基因不同,即两者遗传信息表达情况不同,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查细胞有丝分裂、细胞分化和干细胞的相关知识,要求考生识记细胞有丝分裂不同时期的特点;识记细胞分化的概念,掌握细胞分化的实质;识记干细胞的特点,能结合题干信息准确判断各选项。
14.如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图(不考虑变异)。下列叙述错误的是( )
A.基因和染色体的行为存在平行关系
B.图示体现了基因在染色体上呈线性排列
C.有丝分裂后期,基因dp、pr、sn、w会出现在细胞同一极
D.减数分裂Ⅱ后期,基因dp、pr、sn、w不可能在细胞的同一极
【答案】D
【分析】分析题图:图中所示一条2号染色体上紫眼基因(pr)和翅外展基因(dp)两种基因;X染色体上焦刚毛基因(sn)和白眼基因(w)两种基因;等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置的基因,此题中的白眼基因和焦刚毛基因位于一条染色体上,不属于等位基因,同理紫眼基因和翅外展基因也不是等位基因。
【解答】解:A、基因在染色体上,基因的复制、分离等行为与染色体行为平行(如染色体复制时基因复制 ),A正确;
B、图示体现了基因在染色体上呈线性排列,B正确;
C、有丝分裂后期,姐妹染色单体分离,染色体移向两极,基因dp、pr和sn、w会随染色体移向同一极,C正确;
D、减数分裂Ⅰ时,非同源染色体自由组合,2号染色体与X染色体可能进入同一次级性母细胞,减数分裂Ⅱ后期,基因dp、pr(2 号染色体 )和sn、w(X染色体 )可能出现在同一极,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合图解,考查细胞的有丝分裂和减数分裂,要求考生识记细胞有丝分裂和减数分裂不同时期的特点,掌握等位基因的概念,能结合图中信息准确判断各选项,难度适中。
15.图甲中a、b、c、d表示洋葱根尖的不同区域,图乙为洋葱根尖细胞有丝分裂的显微照片。下列说法错误的是( )
A.观察根尖有丝分裂时应该选择c区细胞,可以使用甲紫溶液对染色体染色
B.乙图中有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C,A期为观察染色体的最佳时期
C.乙图中核DNA、染色体、染色单体三者数量比为2:1:2的时期有A、B细胞
D.a区不能发生质壁分离与复原现象,因为该区细胞中没有紫色大液泡
【答案】D
【分析】分析甲图:图中a是成熟区,b是伸长区,c是分生区,d是根冠。
分析乙图:A是有丝分裂的中期,B是有丝分裂的前期,C是有丝分裂的末期,D是有丝分裂的后期。
【解答】解:A、c区细胞为分生区细胞,该处细胞分裂能力旺盛,因此观察根尖有丝分裂时应该选择c区细胞,观察有丝分裂过程中染色体的变化可用碱性染料甲紫对其进行染色,A正确;
B、由以上分析可知,B为前期,A为中期,C为末期,D为后期,则有丝分裂过程的排序应为B→A→D→C,其中A中期细胞中染色体数目稳定,形态清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,B正确;
C、乙图中A、B细胞存在染色单体,核DNA、染色体,染色单体三者数量比为2:1:2,C正确;
D、a区为成熟区细胞,其中含有中央大液泡,可作为质壁分离实验的材料,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查观察细胞有丝分裂实验、观察质壁分离及复原实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验原理、实验采用的方法、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
16.下列关于细胞衰老机制的说法,错误的是( )
A.染色体复制区域不能完全的复制,端粒变长
B.生物氧化过程当中产生的自由基会破坏生物的大分子
C.端粒受损可能会导致细胞衰老
D.辐射及有害物质入侵也会导致细胞产生自由基,从而使细胞衰老
【答案】A
【分析】目前普遍认为导致细胞衰老的有两种学说:
(1)氧化损伤学说(自由基理论):早在20世纪50年代,就有科学家提出衰老的自由基理论,以后该理论又不断发展。自由基是生物氧化过程中产生的、活性极高的中间产物。自由基的化学性质活泼,可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质,造成氧化性损伤,结果导致DNA断裂、交联、碱基羟基化,蛋白质变性失活等胞结构和功能的改变。
(2)端粒钟学说:端粒是染色体末端的一种特殊结构,其DNA由简单的重复序列组成。在细胞分裂过程中,端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短。科学家提出了端粒钟学说,认为端粒随着细胞的分裂不断缩短,当端粒长度缩短到一定阈值时,细胞就进入衰老过程。
【解答】解:A、端粒是染色体末端的一种特殊结构,其DNA由简单的重复序列组成,染色体复制区域不能完全的复制会使端粒变短,A错误;
B、生物氧化过程会产生自由基,自由基会破坏生物大分子,从而使细胞衰老,B正确;
C、端粒受损会使正常基因的DNA受损,可能会导致细胞衰老,C正确;
D、辐射及有害物质入侵会导致细胞产生自由基,自由基会破坏生物大分子,从而使细胞衰老,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。
17.哺乳动物的成熟红细胞是一种由造血干细胞经一系列生理过程转化而来的高度分化的细胞,其也会经历衰老和凋亡(如图)。结构上的特化使红细胞成为高效的氧气运输器,并适应了它们在血液循环中的特定功能。下列相关叙述正确的是( )
A.幼红细胞没有细胞周期,造血干细胞有细胞周期
B.图示⑤过程该细胞内端粒变短,运输氧气的能力下降
C.图示①过程既有基因开始表达,也有基因停止表达
D.图示④过程会导致红细胞的呼吸强度高度依赖氧浓度
【答案】C
【分析】分析题图:图示表示哺乳动物红细胞的部分生命历程,造血干细胞先形成幼红细胞,幼红细胞排除细胞核后形成网织红细胞,网织红细胞丧失细胞器后形成成熟的红细胞,所以哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器。
【解答】解:A、幼红细胞和造血干细胞都有分裂能力,都具有细胞周期,A错误;
B、端粒是染色体的组成部分,成熟红细胞内没有染色体,也就没有端粒,B错误;
C、图示①表示细胞分化,实质是基因的选择性表达,即既有基因开始表达,也有基因停止表达,C正确;
D、图示④过程会导致成熟红细胞的呼吸强度与氧浓度无关,由于没有线粒体只能进行无氧呼吸,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了哺乳动物红细胞相关的知识及细胞分化、衰老和死亡,难度一般。
二.填空题(共9小题)
18.图甲是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中若干曲线变化图(甲图)和表示细胞有丝分裂各期的图象(乙图),请据图分析并回答下列问题:
(1)甲图图中虚线表示 染色体数量的变化 .
(2)乙图中细胞分裂的正确顺序是 EADCBF .(用字母代号表示)
(3)乙图中最容易清晰观察染色体形态变化是 D (字母)时期.
(4)甲图中AB段曲线上升是由于 DNA复制 ,此段相当于乙图分裂图象中 E (字母)时期.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析甲图:实线表示DNA含量变化曲线,虚线表示染色体数目变化曲线,其中AB段表示分裂间期,BC段表示分裂前期,CD段表示分裂中期,DE段表示分裂后期,EF段表示分裂末期.
分析乙图:A细胞处于分裂前期;B细胞处于分裂末期;C细胞处于分裂后期;D细胞处于分裂中期;E细胞处于分裂间期;F细胞处于分裂末期.
【解答】解:(1)有丝分裂过程中,染色体变化变化规律为:后期加倍(4N),平时不变(2N);DNA变化规律为:间期加倍(2N→4N),末期还原(2N).因此甲图中,虚线表示染色体数目变化.
(2)由以上分析可知,A细胞处于分裂前期,B细胞处于分裂末期,C细胞处于分裂后期,D细胞处于分裂中期,E细胞处于分裂间期,F细胞处于分裂末期,因此细胞分裂的正确顺序是E→A→D→C→B→F.
(3)有丝分裂中期(D),细胞中染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期.
(4)甲图中AB段曲线上升原因是DNA分子的复制,处于分裂间期,对应于乙图中E.
故答案为:
(1)染色体数量的变化
(2)EADCBF
(3)D
(4)DNA复制 E
【点评】本题结合曲线图和细胞分裂图,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,能正确分析题图,并能结合所学的知识准确答题.
19.图中A表示某生物细胞有丝分裂过程中核内染色体数目的动态变化过程,B是细胞有丝分裂的某一时刻图象示意图.据图回答:
(1)一个完整的细胞周期是从 e 开始到 j 为止.
(2)图A中,cd段表示细胞分裂进入 后 期,导致该时期染色体数目暂时加倍的原因是 着丝点 分裂为两个;de段表示细胞分裂进入 末 期.
(3)图B时期相当于图A中的 bc或gh 段,此时期细胞中含有 8 个DNA分子,分裂后形成的子细胞中含有 4 调染色体.
(4)细胞有丝分裂的重要意义,是将亲代细胞的染色体经过 复制 以后,精确地 平均分配
﹣ 到两个子细胞中,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析A图:A图表示某生物细胞分裂过程中核内染色体数目的动态变化过程,其中ab或fg段表示前期;bc或gh段表示中期;cd或hi段表示后期;de或ij段表示末期;ef段表示间期.
分析B图:B图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.该细胞中含有4条染色体、8个DNA分子,此时染色体数目与体细胞相同,因此该生物体细胞含有4条染色体.
【解答】解:(1)细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止.因此,一个完整的细胞周期是从e开始到j为止.
(2)图A中,cd段表示有丝分裂后期,此时着丝点分裂,染色体数目暂时加倍;de段表示有丝分裂末期.
(3)图B细胞处于有丝分裂中期,相当于图A中的bc或gh段;图B细胞细胞中含有8个DNA分子;图B细胞含有4条染色体,其分裂后形成的子细胞中也含有4条染色体.
(4)细胞有丝分裂的重要意义是:将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性.
故答案为:
(1)e j
(2)后 着丝点 末
(3)bc或gh 8 4
(4)复制 平均分配
【点评】本题结合曲线图和细胞分裂图,考查有丝分裂过程及变化规律,要求考生识记有丝分裂不同时期的特点,掌握有丝分裂过程中染色体数目变化规律,能准确判断A图中各区段所代表的时期及B图细胞所处的时期,再结合所学的知识答题.
20.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:
(1)该图是(动物、植物)细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是 BCAD (用字母表示).
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 间 期的细胞简图.
(3)图示的细胞分裂结束后,子细胞内含 4 条染色体.
(4)图C表示细胞 中 分裂期.
(5)A图中染色体的数目为,染色单体数为.核DNA分子数为 8 0 8 .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:A细胞中,着丝点分裂,染色体均匀地移向两极,处于有丝分裂后期;B细胞中,核膜、核仁逐渐解体消失,出现染色体和纺锤体,处于有丝分裂前期;C细胞中,染色体的着丝点整齐的排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;D细胞中,细胞中央出现细胞板,处于有丝分裂末期.
【解答】解:(1)图示细胞没有中心体,但含有细胞壁,属于植物细胞;由以上分析可知,A处于后期、B处于前期、C处于中期、D处于末期,所以在一个细胞周期中,上述四图出现的先后顺序为BCAD.
(2)细胞周期包括分裂前期和分裂期,所以作为一个完整的细胞周期,上图还缺少处于间期的细胞简图.
(3)A细胞含有8条染色体,将平均分配给两个子细胞,因此每个子细胞含有4条染色体.
(4)图C细胞处于有丝分裂中期.
(5)A细胞处于有丝分裂后期,此时细胞中含有8条染色体、8个DNA分子,由于着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,因此染色单体数目为0.
故答案为:
(1)植物 BCAD
(2)间
(3)4
(4)中
(5)8 0 8
【点评】本题结合细胞分裂图,考查细胞有丝分裂不同时期的特点,要求考生掌握细胞有丝分裂不同时期的特点,能准确判断图中各细胞所处的时期,并学会判断细胞中的DNA和染色体数目,属于考纲识记层次的考查.
21.如图是细胞有丝分裂某一时期的模示图,请据图回答:
(1)该细胞是植物细胞,还是动物细胞? 动物细胞 ,判断的依据是 中心体发出星射线形成纺锤体 .
(2)该细胞所处的时期是 中期 ,在这一时期,细胞内共有染色体 4 个,染色单体 8 个,DNA分子 8 个.
(3)在下一时期,由于 纺锤丝的牵引 的作用,两套形态和数目相同的染色体向细胞两极移动.在这一时期,细胞内有染色体 8 个,染色单体 0 个,DNA分子 8 个.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:图示是细胞有丝分裂某一时期的模示图,该细胞中染色体的形态稳定、数目清晰,且着丝点都排列在赤道板上,说明该细胞属于有丝分裂中期,此时是观察染色体形态的数目的最佳时期.
【解答】解:(1)该细胞没有细胞壁,有中心体并发出了星射线,所以是动物细胞.
(2)该细胞中染色体的形态稳定、数目清晰,有同源染色体,且着丝点都排列在赤道板上,说明该细胞属于有丝分裂中期,细胞内有4条染色体,8个染色单体,8个DNA分子.
(3)有丝分裂后期在纺锤丝的牵引下,两套形态和数目相同的染色体向细胞两极移,细胞内有8条染色体,没有染色单体,8个DNA分子.
故答案为:
(1)动物细胞 中心体发出星射线形成纺锤体
(2)中期 4 8 8
(3)纺锤丝的牵引 8 0 8
【点评】本题结合细胞分裂图,考查有丝分裂过程及其变化规律,要求考生识记有丝分裂不同时期的特点,能准确判断图中细胞所处的时期及含有染色体、染色单体、DNA数目,属于考纲识记层次的考查.
22.根据下图回答问题.
(1)图A中 ej (字母表示)段表示一个完整的细胞周期.
(2)能表示DNA复制,含量加倍的是图A中 ef 段.
(3)能表示一个细胞核中染色体:染色单体:DNA为1:2:2的是图A中 ac、fh 段.
(4)能表示核膜和核仁开始消失的是图中 ab、fg 段.
(5)B图表示每个染色体的 着丝点 都排列在细胞中央 的赤道板 上.
(6)C图段表示细胞有丝分裂的时期是 后期 .染色体变化的主要特点是 着丝点分裂,姐妹染色单体分离 .
(7)能表示植物细胞有丝分裂过程中形成细胞板的是图A中 de和ij 段.
(8)一个细胞连续进行两次有丝分裂能形成 4 个子细胞.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析A图:A图为某动物细胞分裂的细胞周期中染色体数目变化规律,其中ab和fg段表示前期;bc和gh段表示中期;cd和hi段表示后期;de和ij段表示末期;ef段表示分裂间期.
分析B图:B图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.
分析C图:图中着丝点分裂,姐妹染色单体分离,处于有丝分裂后期.
【解答】解:(1)细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止,因此图A中ej段可表示一个完整的细胞周期.
(2)图A中e﹣f阶段表示有丝分裂间期,此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,DNA含量加倍.
(3)细胞核中染色体:染色单体:DNA为1:2:2的时期是有丝分裂的前期、中期,对应图A中的ac、fh段.
(4)图中ab、fg段表示前期,细胞中核膜、核仁消失,出现了染色体和纺锤体.
(5)B图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.
(6)C图中着丝点分裂,姐妹染色单体分离,处于有丝分裂后期.
(7)植物细胞有丝分裂末期(de和ij)在赤道板的位置上出现了细胞板,向周围扩展形成子细胞的细胞壁.
(8)一个细胞连续进行两次有丝分裂能形成4个子细胞.
故答案为:
(1)ej
(2)ef
(3)ac、fh
(4)ab、fg
(5)着丝点 赤道板
(6)后 着丝点分裂,姐妹染色单体分离
(7)de和ij
(8)4
【点评】本题结合曲线图和细胞分裂图,考查了细胞周期和有丝分裂过程及变化规律,要求考生识记有丝分裂不同时期的特点,掌握有丝分裂过程中染色体数目变化规律,能准确判断曲线图中各区段代表的时期.
23.下列是有关二倍体生物的细胞分裂信息,请据图分析回答下列问题.
(1)图5细胞对应于图2中的 E2F2 段.D2E2染色体的行为变化与图1中的 C1D1 段变化相同.
(2)雄性激素能促进图3~图5中的哪一个细胞的形成? 图4 .
(3)图3细胞中有 4 对同源染色体,①和⑤在前一时期的关系是 姐妹染色单体 .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析图1:A1B1段形成的原因是DNA的复制;B1C1段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期;C1D1段形成的原因是着丝点分裂;D1E1段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期.
分析图2:图2表示减数分裂过程中染色体数目变化,其中A2B2段表示减数第一次分裂、C2D2段表示减数第二次分裂前期和中期;E2F2段表示减数第二次分裂后期.
分析图3:图3细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,应该处于有丝分裂后期.
分析图4:图4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.
分析图5:图5细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期.
【解答】解:(1)图5处于减数第二次分裂后期,对应于图2中的E2F2段;D2E2染色体数目加倍的原因是着丝点分裂,与图1中C1D1段形成的原因相同.
(2)雄性激素能促进精子的形成,即促进图3~图5中图4的形成.
(3)图3含有4对同源染色体.①和⑤是间期复制形成的姐妹染色单体.
故答案为:
(1)E2F2 C1D1
(2)图4
(3)4 姐妹染色单体
【点评】本题结合曲线图和细胞分裂图,考查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,掌握有丝分裂减数分裂过程中染色体和DNA含量变化规律,能正确析图,并能结合所学的知识准确答题.
24.如图为细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图.据图回答下列问题:
(1)此图为 动物 细胞有丝分裂 中 时期.其中染色单体数量为 8 条.
(2)写出图中标号的结构名称,标号1是 中心体 ;标号2是 染色体 .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:图示为细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图.该细胞中染色体的着丝点都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期.图中1为中心体;2为染色体;3为纺锤体.
【解答】解:(1)图示细胞含有中心体,不含细胞壁,应该为动物细胞;该细胞中,染色体的着丝点都排列在赤道板上,应处于有丝分裂中期.该细胞含有4条染色体,8条染色单体.
(2)图中1是中心体;2是染色体.
故答案为:
(1)动物 中 8
(2)中心体 染色体
【点评】本题结合细胞分裂图,考查细胞有丝分裂不同时期的特点,要求考生识记细胞有丝分裂不同时期的特点,能准确判断图中细胞所处的时期;能正确辨认图中各结构的名称及染色体、染色单体的数目,属于考纲识记层次的考查.
25.下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图象。
请据图回答:
(1)图1中AB段形成的原因是 DNA复制(或染色体复制) ,图中CD段形成的原因是 着丝点分裂 。
(2)图2中 乙、丙 细胞处于图1中的BC段,图2中 甲 细胞处于图1中的DE段。
(3)就图2乙分析可知,该细胞含有 8 条染色单体,染色体数与DNA分子数之比为 1:2 。该细胞处于 减数第一次 分裂的 后 期,其产生的子细胞名称为 次级卵母细胞和第一极体 。
【答案】见试题解答内容
【分析】分析图一:AB段形成的原因是DNA的复制;BC段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期;CD段形成的原因是着丝点分裂;DE段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。
分析图二:甲细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;乙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;丙细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂中期。
【解答】解:(1)由以上分析可知,图一中AB段形成的原因是DNA的复制,CD段形成的原因是着丝点分裂。
(2)图二乙和丙细胞中每条染色体含有2个DNA分子,对应于图一中的BC段;图二甲细胞中每条染色体含有1个DNA分子,对应于图一的DE段。
(3)图二乙细胞处于减数第一次分裂的后期,且细胞质不均等分裂,称为初级卵母细胞,其产生的子细胞为次级卵母细胞和(第一)极体。该细胞含有4条染色体、8条染色单体、8个DNA分子,因此染色体:DNA=1:2。
故答案为:
(1)DNA的复制(或染色体复制) 着丝点分裂
(2)乙、丙 甲
(3)8 1:2 减数第一次 后 次级卵母细胞和(第一)极体
【点评】本题结合细胞分裂图和曲线图,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,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,能正确分析题图,再结合所学的知识答题。
26.细胞的全能性是指 已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能 .
【答案】见试题解答内容
【分析】每个细胞都含有该个体的整个基因组,这是细胞具有全能性的基础.在离体条件下,加上其他合适条件就可以使基因组基因表达,从而发育成某个器官或个体.
【解答】解:生物体的每个细胞都具有该生物全部的遗传物质,都具有全能性.细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能.
故答案为:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能.
【点评】本题考查考查细胞全能性的相关知识,只要考生识记细胞全能性的概念即可正确答题,属于考纲识记层次的考查.此类试题,需要考生掌握牢固的基础知识.
三.实验题(共3小题)
27.某小组同学用洋葱作为实验材料进行了多个实验,回答下列问题:
Ⅰ.用苏丹Ⅲ检测洋葱鳞片叶的内表皮细胞是否含有脂肪时,在显微镜下可看到细胞内 橘黄 色的脂肪颗粒。
Ⅱ.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,应选择洋葱鳞片叶的外表皮制作临时装片,用低倍镜观察。再在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重复多次,使细胞浸润在蔗糖溶液中。用低倍镜和高倍镜及时观察,可发现紫色大液泡体积 变小 。某同学为了缩短实验时间,将蔗糖溶液的质量浓度调整为0.6 g/mL,结果没有观察到复原现象,最可能的原因是 细胞失水过多而死亡 。
Ⅲ.在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,制作洋葱根尖有丝分裂临时装片的基本步骤是 解离→漂洗→染色→压片(或解离、漂洗、染色、压片) 。
Ⅳ.洋葱放置几天后,洋葱的圆筒状叶片会变黄。有的同学认为这是由于叶片中叶绿素减少造成的。若要设计实验判断这个观点是否正确,则实验设计思路是: 取相同质量已变黄叶片和未变黄叶片作为对照,进行叶绿体色素的提取和分离实验,比较两组实验中滤纸条上叶绿素色素带(包括叶绿素a和叶绿素b)的宽度和颜色,得出结论 。
【答案】Ⅰ.橘黄
Ⅱ. 变小 细胞失水过多而死亡
Ⅲ.解离→漂洗→染色→压片(或解离、漂洗、染色、压片)
Ⅳ.取相同质量已变黄叶片和未变黄叶片作为对照,进行叶绿体色素的提取和分离实验,比较两组实验中滤纸条上叶绿素色素带(包括叶绿素a和叶绿素b)的宽度和颜色,得出结论
【分析】1、生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,产生砖红色沉淀.斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如蔗糖、淀粉等).(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应.(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色).(4)淀粉遇碘液变蓝.(5)甲基绿能使DNA呈绿色,吡罗红能使RNA呈红色.
2、把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中,使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩.由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离.当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中,发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
【解答】解:Ⅰ.用苏丹Ⅲ试剂检测洋葱鳞片叶的内表皮细胞含有脂肪时,可在显微镜下可看到细胞内橘黄色的脂肪颗粒。
Ⅱ.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,将洋葱表皮细胞浸润在0.3g/ml的蔗糖溶液中,用低倍镜和高倍镜及时观察,可发现紫色大液泡体积变小。某同学为了缩短实验时间,将蔗糖溶液的质量浓度调整为0.6 g/mL,结果没有观察到复原现象,最可能的原因是细胞失水过多而死亡。
Ⅲ.在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,制作洋葱根尖有丝分裂临时装片的基本步骤是解离→漂洗→染色→压片。
Ⅳ.洋葱放置几天后,洋葱的圆筒状叶片会变黄。为证明这是由于叶片中叶绿素减少造成的。实验设计思路是:取相同质量已变黄叶片和未变黄叶片作为对照,进行叶绿体色素的提取和分离实验,比较两组实验中滤纸条上叶绿素色素带(包括叶绿素a和叶绿素b)的宽度和颜色,得出结论。
故答案为:
Ⅰ.橘黄
Ⅱ. 变小 细胞失水过多而死亡
Ⅲ.解离→漂洗→染色→压片(或解离、漂洗、染色、压片)
Ⅳ.取相同质量已变黄叶片和未变黄叶片作为对照,进行叶绿体色素的提取和分离实验,比较两组实验中滤纸条上叶绿素色素带(包括叶绿素a和叶绿素b)的宽度和颜色,得出结论
【点评】本题结合观察细胞有丝分裂实验过程图,考查观察细胞有丝分裂、观察植物细胞的质壁分离和复原、绿叶中色素的提取和分离实验,要求考生识记实验步骤,能准确判断图中各步骤的名称及相关操作的目的,掌握实验设计的思路,再结合所学的知识解答即可。
28.某科研小组利用某哺乳动物作为实验材料得到下列实验结果。图甲为显微镜下观察到的几个细胞分裂图象的模式图;图乙是利用流式细胞仪(可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数)测出细胞周期中DNA含量不同的细胞数。请回答下列相关问题:
(1)图甲中②细胞的名称是 初级卵母细胞 。
(2)图甲含有同源染色体的图有 ①和② ,③出现的原因是 四分体 时期发生了交叉互换。
(3)已知图乙中一组为癌细胞组(对照组),一组是加了DNA聚合酶抑制剂抑制癌细胞增殖的组(实验组),则实验组为 ⑤ (填序号),对照组的细胞在培养过程中会经过图甲细胞 ① 所示的分裂时期。
(4)图乙b组细胞中DNA数与染色体数的比例为 2:1或1:1 。如果用秋水仙素处理④组细胞,与处理前相比,其a峰和b峰的细胞数目将分别为 减少 、 增加 。
【答案】(1)初级卵母细胞
(2)①和②四分体(减数第一次分裂前期)
(3)⑤①
(4)2:1或1:1 减少 增加
【分析】分析图甲:细胞①具有同源染色体,且都排列在赤道板上,表示有丝分裂中期;
分析图2:细胞②中同源染色体分离,表示减数第一次分裂后期;
分析图3:细胞③中不含同源染色体分离,且着丝点分裂,表示减数第二次分裂后期;
分析图乙:由题干可知,用某抗癌药物处理的体外培养的癌细胞为试验组细胞,不用抗癌药物处理的体外培养的癌细胞为对照组细胞,两题图中对照组和试验组的细胞数目在a峰中细胞的DNA含量均为40,在b峰中细胞的DNA含量均为80。
【解答】解:(1)图甲中②细胞同源染色体分离,且细胞质不均等分裂,所以名称是初级卵母细胞。
(2)图甲含有同源染色体的图有①和②,③出现的原因是四分体时期发生了交叉互换。
(3)已知图乙中一组为癌细胞组,一组是加了DNA聚合酶抑制剂抑制癌细胞增殖的组,则实验组为⑤,对照组的细胞在培养过程中会经过图甲细胞①所示的分裂时期即有丝分裂中期。
(4)图乙b组细胞中DNA数与染色体数的比例为2:1或1:1.如果用秋水仙素处理④组细胞,与处理前相比,其a峰和b峰的细胞数目将分别为减少、增加。
故答案为:
(1)初级卵母细胞
(2)①和②四分体(减数第一次分裂前期)
(3)⑤①
(4)2:1或1:1 减少 增加
【点评】本题结合图解,考查细胞的有丝分裂和减数分裂,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行为和数目变化规律,能正确分析题图,再结合所学的知识准确判断各选项。
29.细胞在衰老过程中会逐渐退出细胞周期。科学家以小鼠为材料,研究胚胎干细胞产生的外泌体(HE)对细胞衰老的影响,为缓解与衰老相关的疾病提供了新的治疗策略。
(1)体外培养小鼠细胞时,需用胰蛋白酶处理组织块,目的是获得 单个细胞 。处理后的初次培养称为 原代培养 ,分瓶后的细胞逐渐丧失分裂能力,走向衰老。
(2)科研人员用胚胎干细胞分泌的HE处理培养至50代的细胞,检测细胞衰老标志物SA﹣β和S期(DNA复制)细胞的比例,结果如图。
实验结果表明 HE能改善细胞衰老,促进细胞有丝分裂 。
(3)进一步研究发现HE中富含miR﹣302b(一种miRNA)。为确定其主要作用靶点,科研人员开展以下研究。
①用HE处理小鼠细胞,发现三个细胞周期抑制基因C1、C2、C3的表达发生显著变化。
②借助生物信息学工具测算miR﹣302b与C1、C2、C3的mRNA相互作用的最小自由能ΔG(kcal/mol)分别为﹣12.84、﹣6.1、﹣6.2。(形成氢键越多,ΔG越低,无关序列ΔG约﹣4~﹣7)
请基于上述结果,提出假说解释miR﹣302b调控细胞周期的机理 miR﹣302b通过与C1mRNA结合抑制C1基因的表达,解除对细胞周期的抑制 。
(4)为验证上述假设,科研人员将荧光素酶基因与miR﹣302b基因连接,转染野生型和靶基因突变体细胞,裂解细胞后加入底物,检测荧光强度。当miR﹣302b与靶基因mRNA结合后,荧光素酶mRNA被降解,导致荧光值下降。若实验结果为 A<1.5、B≈1.5 ,则支持上述假设。
受体细胞 荧光强度相对值
对照组(仅导入荧光素酶基因) 实验组
野生型 1.5 A
靶基因突变体 B
(5)基于上述研究成果,研究人员设计了一款含miR﹣302b的保健品,请评估其安全风险 可能增加患癌风险 。
【答案】(1)单个细胞 原代培养
(2)HE能改善细胞衰老,促进细胞有丝分裂
(3)miR﹣302b通过与C1mRNA结合抑制C1基因的表达,解除对细胞周期的抑制
(4)A<1.5、B≈1.5
(5)可能增加患癌风险
【分析】动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
【解答】解:(1)体外培养小鼠细胞时,组织块由多个细胞紧密连接而成。用胰蛋白酶处理组织块,使细胞分散,获得单个细胞,便于后续培养。处理后的细胞初次进行的培养称为原代培养。
(2)如图(SA﹣β﹣gal 阳性率 )第50代细胞(衰老细胞 )的SA﹣β﹣gal 阳性率显著高于第30代细胞(年轻细胞 );而“第 50 代细胞+HE”组的SA﹣β﹣gal阳性率明显低于“第50代细胞”组。如图(S期细胞比例 ):第50代细胞的S期(DNA 复制期 )细胞比例显著低于第30代细胞;而“第50代细胞+HE”组的S期细胞比例明显高于“第 50 代细胞”组。综合两图可知:HE能降低细胞衰老标志SA﹣β﹣gal的阳性率,提高S期细胞比例,说明HE可延缓细胞衰老。
(3)已知“形成氢键越多,ΔG越低;无关序列ΔG约﹣4~﹣7”,而miR﹣302b与C1的mRNA相互作用的ΔG(﹣12.84)远低于与C2、C3的ΔG(﹣6.1、﹣6.2),且低于无关序列的ΔG。这说明miR﹣302b与C1的mRNA结合形成的氢键更多,结合更紧密、特异性更强。细胞周期抑制基因C1的表达变化显著,且miR﹣302b与C1的mRNA作用最强,因此假说为:miR﹣302b主要通过与细胞周期抑制基因C1的mRNA结合,抑制其表达,从而调控细胞周期,延缓细胞衰老 (注:若结合C2或C3也可,但C1的ΔG最低,是最可能的主要靶点 )。
(4)实验原理:若miR﹣302b与靶基因mRNA结合,荧光素酶mRNA会被降解,荧光值下降;若靶基因突变,miR﹣302b无法结合,荧光素酶mRNA不被降解,荧光值高。野生型细胞(靶基因正常)中,miR﹣302b与靶基因mRNA结合,荧光素酶mRNA被降解,实验组荧光强度(A)低于对照组。靶基因突变体细胞(靶基因异常)中,miR﹣302b无法与靶基因mRNA结合,荧光素酶mRNA不被降解,实验组荧光强度(B)接近对照组,且高于野生型实验组。
(5)miR﹣302b可调控细胞周期,若过量摄入,可能会干扰正常细胞的周期调控,导致细胞异常增殖(如诱发肿瘤 )。人体与小鼠的生理机制存在差异,miR﹣302b在人体中的作用效果、代谢途径尚不明确,可能引发未知的副作用。
故答案为:
(1)单个细胞 原代培养
(2)HE能改善细胞衰老,促进细胞有丝分裂
(3)miR﹣302b通过与C1mRNA结合抑制C1基因的表达,解除对细胞周期的抑制
(4)A<1.5、B≈1.5
(5)可能增加患癌风险
【点评】本题考查了动物细胞培养、细胞衰老的原因等相关内容,考查考生理解和分析题意获取信息的能力,难度适中。
四.解答题(共4小题)
30.图1中A、B、C、D表示人体细胞不同的生命历程,图2为某高等植物细胞的细胞周期示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中A表示的是细胞增殖,其主要方式是 有丝分裂 。图2中可以表示一个完整的细胞周期的是 e→e (用图中字母和箭头表示),其中c时期为该分裂过程的 后 期,判断的依据是 c时期的细胞着丝粒分裂,表示有丝分裂后期 。
(2)图中B可以表示 细胞分化 过程。人体内存在基因①(呼吸酶基因)、②(胰岛素基因)、③(眼晶状体蛋白基因),这三种基因中在图1中的abcd细胞中都存在的基因是 ①②③ (填数字),都要表达的基因是 ① (填数字)。
(3)老年人出现皱纹,这与C过程中的细胞内 水分 含量降低有关。
【答案】(1)有丝分裂;e→e;后;c时期的细胞着丝粒分裂,表示有丝分裂后期
(2)细胞分化;①②③;①
(3)水分
【分析】细胞生命历程包括细胞分裂、分化、衰老、凋亡;细胞分裂使细胞数目增加,细胞分化产生不同形态、结构和功能的组织细胞,其实质是基因的选择性表达;细胞分裂、分化、衰老、凋亡是多细胞生物体进行正常的生长发育及维持内环境稳态所必须的,对于多细胞生物体的生命活动具有积极意义。
【解答】解:(1)若图1中A表示人体细胞增殖过程,该过程的方式是有丝分裂。细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束为止所经历的时间,故e→e表示一个完整的细胞周期。图2c时期的细胞着丝粒分裂,表示有丝分裂后期。
(2)B使细胞种类增加,数目不变,说明B表示细胞分化。细胞分化过程遗传物质不变,其实质是基因的选择性表达。因此a、b、c、d一般具有相同的遗传物质。人体内存在基因①(呼吸酶基因)、②(胰岛素基因)、③(眼晶状体蛋白基因),这三种基因中在图1中的abcd细胞中都存在的基因是①②③,因为每个细胞都需要细胞呼吸,故都要表达的基因是①。
(3)细胞衰老过程中细胞内水分含量降低,因此老年人皱纹加深。
故答案为:
(1)有丝分裂;e→e;后;c时期的细胞着丝粒分裂,表示有丝分裂后期
(2)细胞分化;①②③;①
(3)水分
【点评】本题考查细胞增殖、细胞分化、细胞衰老等知识,要求学生能运用所学的知识正确作答。
31.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,请据图回答下列问题。
(1)该图是高等植物细胞有丝分裂简图,其分裂先后顺序依次是 B→C→A→D (用字母和→表示)。
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 间 期的细胞简图。染色体数目加倍发生在 后 期,其原因是 着丝粒分裂、染色体数目暂时加倍 。
(3)着丝粒与染色体数目之比为1:1的图示是 A、B、C、D 。图C所处的时期细胞中核DNA、姐妹染色单体、染色体数量比例为 2:2:1 。
【答案】(1)B→C→A→D
(2)间 后 着丝粒分裂、染色体数目暂时加倍
(3)A、B、C、D 2:2:1
【分析】分析题图:A细胞中着丝点分裂,处于分裂后期;B细胞中出现染色体和纺锤体,且核膜和核仁逐渐解体消失,处于分裂前期;C细胞中染色体的着丝粒都排列在赤道板上,处于分裂中期;D细胞中出现细胞板,处于分裂末期。
【解答】解:(1)图示细胞有细胞壁,没有中心体,是高等植物细胞有丝分裂。其分裂顺序依次是:B前期→中期→A后期→D末期。
(2)一个细胞周期包括间期和分裂期,分裂期包括前期、中期、后期和末期,即图示作为一个细胞周期还缺少处于间期的细胞简图。染色体数目加倍发生在后期,此时细胞中发生的变化是着丝粒分裂、染色体数目暂时加倍,即图中的A细胞。
(3)着丝粒与染色体数目一直相等,即着丝粒与染色体数目之比为1:1的图示是A、B、C、D。图C细胞中着丝粒排在细胞中央赤道板的部位,此时的细胞中染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期;该时期细胞中每条染色体含有两个染色单体、含有两个DNA分子,因此,该细胞中核DNA、姐妹染色单体、染色体数量比例为2:2:1。
故答案为:
(1)B→C→A→D
(2)间 后 着丝粒分裂、染色体数目暂时加倍
(3)A、B、C、D 2:2:1
【点评】本题结合细胞分裂图,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,能准确判断图中各细胞所处的时期。
32.图1、2为某生物体内不同时期细胞有丝分裂示意图。据图回答下列问题:
(1)表示有丝分裂后期的是图 2 (填“1”或“2”),适宜观察染色体形态和数目的是图 1 (填“1”或“2”)。
(2)图1细胞中染色体数目、核DNA分子数目、染色单体数目分别是 4、8、8 。图2细胞分裂产生的子细胞中有 4 条染色体。
(3)已知一个细胞周期约为12h,实验中观察分生区细胞总数200个,其中处于分裂前期的细胞有8个,中期、后期和末期的细胞各9个。据此估算,分裂间期的时长约为 10.14 h。
【答案】(1)2 1
(2)4、8、8 4
(3)10.14
【分析】分析题图:图1细胞中染色体的着丝粒都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;图2细胞中着丝粒分裂,处于有丝分裂后期。
【解答】解:(1)图1细胞中染色体的着丝粒都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,此时细胞中染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期;图2细胞着丝粒分裂,染色体正在均匀地移向两极,因此该细胞处于有丝分裂后期。
(2)图1细胞处于有丝分裂中期,染色体数目、核DNA分子数目、染色单体数目分别是4、8、8。图2细胞处于有丝分裂后期,有8条染色体,所以图2细胞分裂产生的子细胞中有4条染色体。
(3)由题干信息知,已知一个细胞周期约为12h,实验中观察分生区细胞总数200个,其中处于分裂前期的细胞有8个,中期、后期和末期的细胞各9个。设有丝分裂分裂间期的时长为x小时,则有200:(200﹣8﹣3×9)=12:x,可得x=10.14。
故答案为:
(1)2 1
(2)4、8、8 4
(3)10.14
【点评】本题结合图解,考查细胞有丝分裂,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形态和数目变化规律,能正确分析题图,再结合所学的知识准确答题。
33.图甲为有丝分裂过程中染色体与核DNA数目比变化曲线图(注:ac表示分裂间期);图乙为有丝分裂各时期图像。请回答下列有关问题:Ⅴ
(1)图甲中bc段变化的原因是 DNA复制(染色体复制) ;图乙中A时期,对应图甲的 ef (或df) 段。
(2)图乙中细胞有丝分裂的正确排序是 C→E→D→A→B→F (或E→D→A→B) ;图乙中B、D细胞中的1、3分别表示 细胞板 、 纺锤体(或纺锤丝) (均填结构)。
(3)图乙中D代表的时期是 中期 ,该时期最主要的特征是 着丝粒排列在赤道板上 。
(4)图乙中与图甲中cd时期相对应的细胞有 D、E (填序号)。
【答案】(1)DNA复制(染色体复制) ef (或df)
(2)C→E→D→A→B→F (或E→D→A→B ) 细胞板 纺锤体(或纺锤丝)
(3)中期 着丝粒排列在赤道板上
(4)D、E
【分析】分析图甲:bc段形成的原因是DNA复制;cd段每条染色体上含有2个DNA;有丝分裂前期和中期;de段形成的原因是着丝粒分裂;ef 段每条染色体上含有1个DNA,表示有丝分裂后期和末期。
分析乙图:A细胞处于后期;B细胞处于后期,其中1是细胞板;C细胞处于间期,其中2是细胞核;D细胞处于中期,其中3是纺锤体,4是染色体;E细胞处于前期;F细胞处于末期,其中5为细胞壁。
【解答】解:(1)图甲中bc段变化的原因是DNA复制(染色体复制),A是有丝分裂后期,发生了着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,所以对应图甲的ef (或df)段。
(2)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂期又分为前期、中期、后期、末期,排序应该是C→E→D→A→B→F(或E→D→A→B )。图乙中B、D细胞中的1、3分别表示细胞板、纺锤体(或纺锤丝)。
(3)图乙中D染色体的着丝粒排列在赤道板上,代表的时期是中期。
(4)cd段每条染色体上含有2个DNA;处于有丝分裂前期和中期,相对应的细胞有D、E。
故答案为:
(1)DNA复制(染色体复制) ef (或df)
(2)C→E→D→A→B→F (或E→D→A→B ) 细胞板 纺锤体(或纺锤丝)
(3)中期 着丝粒排列在赤道板上
(4)D、E
【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,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。
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