2024届高考二轮复习生物课件(新高考新教材)细胞的生命历程

专题三细胞的生命历程落实主干知识网络构建DNA分裂期纺锤体漂洗染色同源染色体着丝粒均等变形基因的选择性表达形成不同组织、器官稳定含有本物种的全套遗传信息完整有机体或分化

成其他各种细胞降低基因控制的细胞程序性死亡【知识成串】1.有丝分裂、减数分裂——分裂过程中可发生的变异类型、相关细胞器等;2.减数分裂——与有丝分裂比较(包括染色体数、核DNA分子数、同源染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA数目变化等);3.卵细胞的形成——细胞核移植选择处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞的原因;4.有丝分裂装片的制作——材料、染色剂、解离液的组成;5.细胞分化——不同细胞间细胞器种类、数量的差异;6.细胞凋亡——细胞毒性T细胞攻击靶细胞。教材深挖1.(必修1

P116探究·实践)比较不同时期持续时间长短的方法是通过统计各时期的细胞占细胞总数的比例,来估计各个时期占整个细胞周期的比例。2.(必修1

P121正文)实现细胞全能性的表现是发育成完整个体或分化成其他各种细胞。3.(必修1

P124正文)老年人头发变白是由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少;白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常,不能合成酪氨酸酶,细胞中缺少酪氨酸酶所致。4.(必修1

P126正文)除细胞坏死外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡均与基因有关,即受基因控制。5.(必修1

P126小字部分)细胞自噬的意义是:①通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。②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。6.(必修2

P19正文)等位基因分离一般发生在减数分裂Ⅰ,但由于互换,减数分裂Ⅱ后期也会发生等位基因分离现象。7.(必修2

P20旁栏思考)在减数分裂Ⅰ中染色体出现的特殊行为有同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等。易错扫描1.判断关于细胞增殖说法的正误。(1)进行减数分裂的细胞细胞周期包括减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。(

)(2)细胞分裂前的间期既有基因表达又有DNA复制。(

)(3)有丝分裂后期由于纺锤丝的牵引,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。(

)(4)减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。(

)×√×√(5)等位基因分离是由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离。(

)(6)非同源染色体自由组合导致的基因重组仅发生在减数分裂过程中。(

)(7)受精卵中的遗传物质一半来自父方,另一半来自母方。(

)(8)在受精作用过程中,雌雄配子随机结合产生了多种类型的基因重组。(

)×√××2.判断有关细胞分化、衰老、凋亡、癌变说法的正误。(1)已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。(

)(2)肌细胞与幼红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(

)(3)一个细胞中能产生血红蛋白说明细胞已分化。(

)(4)衰老细胞内染色质收缩影响DNA的复制和转录。(

)(5)细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小。(

)(6)细胞内磷脂、DNA、蛋白质等物质受自由基攻击,可能导致细胞衰老。(

)(7)细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解。(

)(8)细胞毒性T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。(

)√×√√×√√√长句表达1.在减数分裂前的间期,染色体复制后,在显微镜下观察不到每条染色体上的两条姐妹染色单体的原因是

。

提示

减数分裂前的间期染色体复制后,每条染色体上的两条染色单体各是一条长的细丝,呈染色质状态,故在显微镜下观察不到2.选择发育状况相同的青蛙的胚胎细胞,均分为甲、乙两组。甲组用含有3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养基培养,乙组用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的培养基培养,一段时间后,带有放射性标记的细胞比例比较大的是

组,原因是

。

提示

甲

活细胞都可以利用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸进行转录,而只有分裂的细胞才能利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸进行DNA复制3.某二倍体植物高茎(H)对矮茎(h)为显性,基因H、h在4号染色体上,则基因型为Hh的植株在进行减数分裂时,出现了一部分处于减数分裂Ⅱ中期的基因型为Hh的细胞,最可能的原因是

。若缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时,偶然出现了一个基因型为HH的配子,最可能的原因是

。

提示

在减数分裂Ⅰ前期,四分体中的非姐妹染色单体间发生了片段互换

减数分裂Ⅱ时基因H所在的姐妹染色单体未分开或分开后形成的两条染色体移向了细胞同一极4.与体细胞相比,花粉细胞中的染色体减少了一半,但仍具有全能性,原因是

。

提示

与体细胞相比,花粉细胞中的染色体减少了一半,但仍具有发育为完整个体的全套基因5.端粒酶是延长端粒的一种酶,是由RNA和蛋白质组成的核糖核酸—蛋白质复合体,属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板,合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合,从而来稳定染色体的结构。请从染色体水平分析癌细胞能无限增殖的原因。提示

癌细胞能激活端粒酶的活性,合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合,从而来稳定染色体的结构6.有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果?如何验证你的结论?提示

着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素处理正在分裂中的细胞,秋水仙素抑制纺锤体形成,有丝分裂后期染色体的着丝粒仍可以分裂,从而使细胞中的染色体数目加倍,这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果考点1有丝分裂与减数分裂串联整合——明要点1.判断二倍体生物细胞分裂方式(1)前期图的判断(2)中期图的判断

(3)后期图的判断

特别提醒

①细胞有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但某些单倍体存在例外情况。②着丝粒分裂并非是纺锤丝牵引的结果。着丝粒先分裂,之后纺锤丝牵引。③处于减数分裂Ⅱ的细胞中不一定没有同源染色体,如四倍体。2.解读细胞分裂中常考的三类特殊曲线图(1)每条染色体中DNA含量的变化分裂间期前、中减数分裂Ⅱ前、中期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开后期减数分裂Ⅱ后期(2)同源染色体“对”数和“染色体组”数目的变化曲线图甲、乙中表示有丝分裂的是

,表示减数分裂的是

。甲乙a、cb、d(3)不同核DNA相对含量和染色体数目对应细胞数目的直方图

前、中、后、末期前、中、后、末期减数分裂Ⅰ前、中后、末期后、末期分层演练——拿高分角度1借助有丝分裂与减数分裂过程,考查科学思维练真题·明考向1.(2023·北京卷)武昌鱼(2n=48)与长江白鱼(2n=48)经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞,一般不能观察到的是(

)A.含有24条染色体的细胞B.染色体两两配对的细胞C.染色体移到两极的细胞D.含有48个四分体的细胞D解析

精原细胞通过减数分裂形成精子,则精子中含有24条染色体,A项不符合题意;精原细胞在减数分裂Ⅰ前期染色体两两配对,即联会,B项不符合题意;精原细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开并移向两极,在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开并移向两极,在有丝分裂后期也可观察到染色体移向细胞两极,C项不符合题意;精原细胞在减数分裂Ⅰ前期,能观察到含有24个四分体的细胞,D项符合题意。2.(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(

)A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低B解析

根尖细胞进行有丝分裂,不发生同源染色体的分离,A项错误;b细胞中着丝粒排列在赤道板上,为有丝分裂中期细胞,此时DNA复制已经完成,含染色体16条,核DNA分子32个,B项正确;图中细胞数量较少,不能准确计算各时期细胞的比例,无法计算各时期的时长,C项错误;根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,能使细胞停止在分裂间期,因此间期细胞所占比例升高,D项错误。角度拓展

(1)果蝇体细胞在有丝分裂前的间期,DNA进行半保留复制,形成16个核DNA分子。[2021·全国卷乙](

)(2)果蝇体细胞在有丝分裂后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体。[2021·全国卷乙](

)(3)植物细胞有丝分裂前期,核DNA已完成复制且染色体数目加倍。[2021·浙江卷](

)(4)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期。[2020·浙江卷改编](

)(5)一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同。[2018·全国卷Ⅲ](

)√×××√练模拟·提能力3.(2023·湖南模拟)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。下列关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是(

)A.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同B.有丝分裂中期与减数分裂Ⅰ中期都发生同源染色体联会C.有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离D.处于有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ后期的细胞,染色体数相等B解析

一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体都只复制一次,A项正确;有丝分裂中期不发生同源染色体联会,同源染色体的联会发生在减数分裂Ⅰ前期,B项错误;有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,C项正确;处于有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ后期的细胞,染色体数均与体细胞中的染色体数相等,D项正确。4.(2023·江苏南京一模)右图是某雄性动物精巢中细胞进行分裂时,相关物质数量变化的部分曲线图。下列叙述错误的是(

)A.该图不可表示减数分裂过程中染色单体的数量变化B.若该图表示人体内细胞减数分裂时细胞中染色体的数量变化,则a=23C.若a=1,则该图可以表示有丝分裂或减数分裂时一条染色体上DNA数量的变化D.若该图表示有丝分裂中核DNA数量变化,则BC段染色体数∶核DNA数=1∶2或1∶1A解析

减数分裂Ⅰ结束后染色单体数目减半,因此该图可表示减数分裂过程中染色单体的数量变化,A项错误;人体精原细胞在减数分裂过程中染色体数量的变化规律为46→23→46→23,因此若该图表示减数分裂时细胞中染色体数量的变化,则a=23,B项正确;若a=1,则该图既能表示减数分裂时一条染色体上DNA数量的变化,也能表示有丝分裂时一条染色体上DNA数量的变化,C项正确;若该图表示有丝分裂中核DNA数量变化,CD段表示细胞分裂,着丝粒分裂发生在BC段,则BC段染色体数∶核DNA数可能为1∶2,也可能是1∶1,D项正确。规律方法细胞分裂中相关物质、细胞或时期的判断

角度2

围绕细胞分裂与遗传、变异的联系,考查科学思维练真题·明考向5.(2023·山东卷)减数分裂Ⅱ时,姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起,着丝粒分开后,2个环状染色体互锁在一起,如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开,分别进入2个子细胞,交换的部分大小可不相等,位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee,其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况,关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成,下列说法正确的是(

)A.卵细胞基因组成最多有5种可能B.若卵细胞为Ee,则第二极体可能为EE或eeC.若卵细胞为E且第一极体不含E,则第二极体最多有4种可能D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E,则第一极体最多有3种可能C解析

正常情况下,卵细胞的基因组成可能为E或e,若减数分裂Ⅰ中同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体互换,则次级卵母细胞和第一极体的基因组成都为Ee,减数分裂Ⅱ时染色体随机交换产生的卵细胞基因组成可能为E或e或Ee或不含E、e;若减数分裂Ⅰ中同源染色体的非姐妹染色单体间未发生染色体互换,则次级卵母细胞的基因组成为EE或ee,减数分裂Ⅱ时,若姐妹染色单体上的基因为EE,环状染色体随机交换后可产生E或EE或不含E的三种卵细胞,若姐妹染色单体上的基因为ee,环状染色体随机交换后可产生e或ee或不含e的三种卵细胞,因此卵细胞的基因组成最多可能有6种,即E、e、Ee、EE、ee及不含E和e,A项错误。若卵细胞为Ee,可推知该卵原细胞在减数分裂Ⅰ中同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体互换,则对应的第二极体为不含E与e基因,第一极体在减数分裂Ⅱ中可能分裂为基因组成是E、e、Ee和不含E与e基因的极体,B项错误;若卵细胞为E且第一极体不含E,则次级卵母细胞为EE,第一极体的基因组成为ee,第二极体可能为E、e、ee、不含e,C项正确;若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E,则该极体为第一极体分裂产生,因此第一极体必定含有E,可能为EE或Ee,最多有2种可能,D项错误。6.(2022·湖北卷)为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述,错误的是(

)A.考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常B.考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常C.不考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常D.不考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常D解析

考虑同源染色体互换,卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞,A项正确;考虑同源染色体互换,卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞,B项正确;不考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常,C项正确。不考虑同源染色体互换,患儿含有三个不同的等位基因,不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常,D项错误。角度拓展

(1)人的一个卵原细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞,最终会形成1个染色体数目异常的卵细胞。[2021·重庆卷](

)(2)某动物的基因型是Aa,若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换,则导致基因A和a进入不同细胞的时期是减数分裂Ⅱ后期。[2022·全国卷乙](

)√√(3)基因型为AaBb的雄性果蝇,体内一个精原细胞进行有丝分裂时,一对同源染色体在染色体复制后彼此配对,非姐妹染色单体进行了互换,结果如下图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞,均进入减数分裂,若此过程中未发生任何变异,则减数分裂Ⅰ产生的子细胞中,基因组成为AAbb的细胞所占的比例是1/4。[2021·辽宁卷](

)√练模拟·提能力7.(2023·湖南衡阳模拟)如图所示,一条染色体上有一对等位基因(D和d),当染色体的端粒断裂(图②)后,姐妹染色单体会在断裂处发生融合(图③)。融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂。下列说法错误的是(

)A.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截B.图④和图⑤分别表示细胞分裂的中期和后期C.图⑤中D基因和d基因最后可能分配到一个子细胞中D.上述变异可能包括基因突变、基因重组以及染色体变异B解析

每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒,端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,A项正确。图④的着丝粒已经一分为二;图⑤表示融合的染色体在纺锤丝的牵引下发生随机断裂后移向细胞两极,故图④和图⑤都处于细胞分裂的后期,B项错误。据题意“融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂”可知,若发生断裂的部位位于D基因的左侧或d基因的右侧,则图⑤中D和d基因最后可能分配到一个子细胞中,C项正确。若融合的染色体在细胞分裂后期断裂的部位发生在某个基因内部,则可能会造成该基因部分碱基对的缺失,而发生基因突变;若该变异发生在减数分裂的过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生片段互换,即基因重组;由于端粒的断裂、融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂,会发生染色体(结构)变异。故上述变异可能包括基因突变、基因重组以及染色体变异,D项正确。规律总结

细胞分裂过程中异常细胞产生原因和判断方法1.生物变异在不同分裂方式中发生的原因2.利用模型图推断减数分裂异常的原因

角度3

细胞分裂与染色体标记问题练真题·明考向8.(2021·浙江卷)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P都为32P,其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(

)A.细胞①形成过程中没有发生基因重组B.细胞②中最多有两条染色体含有32PC.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等D.细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1D解析

图中细胞①处于减数分裂Ⅰ前期,分析细胞①中的基因组成可知,该细胞发生了互换,即发生了基因重组,A项错误;根据DNA分子半保留复制,1个精原细胞(DNA中的P都为32P)在不含32P的培养液中正常培养,经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含32P、另一条链不含32P。该子细胞经过减数分裂Ⅰ前的间期复制,形成的细胞①中每条染色体只有一条单体的DNA分子一条链含32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②时会发生同源染色体分离,正常情况下,细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但根据题图可知,H所在的染色体发生了互换,很有可能H和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有三条染色体含有32P,B项错误;根据B项分析可知,正常情况下,细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但由于细胞①中发生了H和h的互换,而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P,故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等,C项错误;如果细胞②的H和R所在染色体含有32P,且细胞②中h所在染色体含有32P,则r所在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个,由于细胞③的基因型为Hhrr(h为互换的片段),h所在的染色体与其中一个r所在的染色体含有32P(H和另一个r所在的染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体不在同一极,则形成的细胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子数为1个,D项正确。角度拓展

(1)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中,形成BrdU标记链。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察,会有3/4的DNA单链被BrdU标记。[2019·浙江卷](

)(2)若某二倍体高等动物(2n=4)的基因型为DdEe,其1个精原细胞(DNA被32P全部标记)在培养液中培养一段时间,分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示,图中细胞有2条染色体DNA含有32P。说明该精原细胞形成图中细胞的过程中至少经历了两次DNA复制。[2020·浙江卷](

)×√练模拟·提能力9.(2023·湖南长沙模拟)取小白鼠(XY型,2n=40)的一个精原细胞,在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养基中完成一个有丝分裂周期后形成两个相同的精原细胞,将所得子细胞全部转移至普通培养基中完成减数分裂(不考虑互换、实验误差和质DNA)。下列相关叙述错误的是(

)A.一个精细胞中可能有1条含3H的Y染色体B.一个初级精母细胞中含3H的染色体共有40条C.一个次级精母细胞可能有2条含3H的X染色体D.一个精细胞中最多可能有20条含3H的染色体C解析

减数分裂Ⅱ后期,染色体着丝粒分裂,形成的两条Y染色体,一条含3H,一条不含3H,随后它们随机移向细胞两极,所以最终形成的精子中可能有1条含3H的Y染色体,也可能有一条不含3H的Y染色体,A项正确;经过有丝分裂产生的精原细胞中,每个DNA均为一条链被标记,另一条链未被标记。精原细胞经过间期DNA复制形成初级精母细胞,初级精母细胞中含3H的染色体共有40条,B项正确;一个次级精母细胞有0或1或2条X染色体,但由于初级精母细胞染色体的DNA只有一条链含3H,所以即便在减数分裂Ⅱ后期,某次级精母细胞中含有2条X染色体,该细胞也只有一条X染色体含3H,C项错误;减数分裂Ⅰ完成最终形成的两个次级精母细胞,每个细胞均含20条含3H的染色体,减数分裂Ⅱ后期,染色体的着丝粒分裂,形成40条染色体,其中有20条含3H的染色体,20条不含3H的染色体,随机移向细胞两极,一个精细胞可能获得0~20条含3H的染色体,D项正确。10.(2023·湖南邵阳第二中学三模)取某雄性动物(2N=8)的一个正在分裂的细胞,用红色荧光和绿色荧光分别标记其中两条染色体的着丝粒,在荧光显微镜下,观察到两个荧光点随时间依次出现在细胞中①~④四个不同的位置(箭头表示移动路径),如图所示。下列说法错误的是(

)A.该细胞正在进行减数分裂B.同源染色体的联会发生在①→②阶段C.荧光点从③向④移动过程中,细胞发生了着丝粒分裂D.该细胞分裂后得到的两个子细胞中都只有一种颜色的荧光点C解析

据题意可知,观察到两个荧光点随时间依次出现在细胞中①(两条染色体散乱排列)→②(两条染色体联会)→③(两条染色体排列在赤道板两侧)→④(两条染色体分离),因此判断该细胞正在进行减数分裂,A项正确;图示①→②阶段发生了同源染色体的联会,因而推测这两条染色体是一对同源染色体,B项正确;荧光点从③向④移动过程发生的是同源染色体的分离,没有发生着丝粒的分裂,C项错误;这两条染色体是一对同源染色体,分别被红色荧光和绿色荧光标记,该细胞分裂后得到的两个子细胞中分别含有这两条染色体中的一条,因此都只有一种颜色的荧光点,D项正确。题后点拨:科学思维之模型与建模——细胞分裂中标记染色体去向的分析方法(1)若两次都是有丝分裂(注:表示被3H标记的DNA链;表示没有被3H标记的DNA链)(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ

专项命题——重培优【从新情境角度命题】细胞周期的调控与细胞增殖的同步化命题情境

1.细胞周期的调控细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(cyclin)形成CDK/cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点,且不同的CDK/cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图)。2.动物细胞周期同步化的三种方法根据细胞周期调控的原理,利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。(1)DNA合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,会阻断间期的DNA复制过程,使处于间期的细胞停滞在间期;处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的间期,从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下:假设一个细胞周期时长=G1+S+G2+M=10+7+3.5+1.5=22(h)。①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂,处于S期的细胞立刻被抑制。②继续培养G2+M+G1=3.5+1.5+10=15(h),则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。③除去抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7

h)进入G2期,又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期,即运行时间应控制在7~15

h。④再加入DNA合成可逆抑制剂,则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处,实现细胞周期同步化。(2)秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制纺锤体形成,使细胞周期被阻断,从而实现细胞周期同步化。(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。【命题角度】(1)细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成哪种细胞周期蛋白?

细胞由静止状态进入细胞周期,首先合成的是cyclinD(2)据图和所学知识分析,若使更多细胞阻滞在G1/S检查点,可采取的措施有

。

(3)胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10

h、7

h、3

h、1

h,经第一次阻断,S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处;洗去TdR可恢复正常的细胞周期,若要使所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后

h进行。

降低CDK的表达、抑制cyclinE的活性、抑制脱氧核苷酸的吸收等7~14(4)若将同步培养的G1期的HeLa细胞(一种癌细胞)与S期的HeLa细胞(预先紫外线照射去核)进行电融合,结果发现G1期的细胞核受到S期细胞的激活,启动了DNA复制。这一实验结果证明:

。

(5)图中检验染色体是否都与纺锤体相连的细胞周期蛋白是

,此检验点对有丝分裂的意义是

。

S期的细胞质中含有能促进G1期细胞进行DNA复制的调节因子cyclinC确保染色体能够平均分配到子细胞中练真题·明考向1.(2022·浙江卷)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示,下列叙述错误的是(

)A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控C.抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段D.一个细胞周期中,调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化D解析

同一生物不同类型细胞的细胞周期的时间长短不同,A项正确;不同时期需要不同的CDK-cyclin复合体有序转换,抑制某种CDK-cyclin复合体的活性会使细胞周期停滞在特定阶段,B、C两项正确;不同时期需要的CDK-cyclin复合体不同,因此调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会发生同步的变化,D项错误。练模拟·提能力2.(2023·湖南张家界二模)为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。下列叙述正确的是(

)A.与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体的数目加倍B.检验着丝粒是否正确连接到纺锤体上的是检验点5C.若检验点1未能通过,则细胞将停留在核DNA数目加倍的状态D.细胞周期检验点的存在可以使细胞周期进程延缓,为DNA修复提供时间D解析

S期进行DNA复制,因此G2期细胞已完成DNA复制,每条染色体含有两条染色单体,每条染色单体含有一个DNA,染色体数目不变,A项错误;纺锤体组装完成是在有丝分裂的前期,因此可检测检验点4来检查纺锤体是否组装完成,着丝粒是否正确连接到纺锤体上,B项错误;若检验点1未能通过,则细胞将停留在G1期,此时DNA复制尚未开始,细胞将停留在核DNA数目不变的状态,C项错误;检验点主要是确保细胞周期各时期的主要事件顺利完成,若细胞发生损伤,细胞周期会中断,待修复完成后才会继续进行,D项正确。3.(2023·湖南岳阳模拟)已知细胞周期各阶段生理过程在调控因子的严格调控下进行。研究人员将M期细胞分别与G1期和G2期细胞融合,发现原G1期和G2期细胞的染色质均凝聚成染色体。下列分析正确的是(

)A.若将S期细胞与G1期细胞融合,融合细胞的核膜可能迅速启动解体B.G1期细胞中存在控制合成诱导染色质凝聚成染色体的调控因子的基因C.若将G1期细胞和G2期细胞融合,原G1期细胞的DNA可能启动复制D.诱导染色质凝缩成染色体的调控因子存在于M期细胞中,且随M期进行,含量越来越高B解析

细胞核膜解体发生在M期的前期,若将S期细胞与G1期细胞融合,融合细胞的核膜不会启动解体,A项错误;将M期细胞分别与G1期和G2期细胞融合,发现原G1期和G2期细胞的染色质均凝聚成染色体,说明M期细胞中存在诱导染色质凝缩成染色体的调控因子,且该时期进行了相关调控因子的合成,因此G1期细胞中存在控制合成诱导染色质凝聚成染色体的调控因子的基因,B项正确;DNA复制发生在S期,启动DNA复制的相关调控因子在该时期合成,若将G1期细胞和G2期细胞融合,原G1期细胞的DNA不会启动复制,C项错误;染色质凝缩成染色体发生在M期的前期,因此诱导染色质凝缩成染色体的调控因子存在于M期细胞中,该调控因子在前期含量最高,随后含量会减少,D项错误。考点2细胞的分化、衰老和死亡串联整合——明要点1.明确细胞分化的机理和结果2.识记细胞的衰老与凋亡的特征(1)衰老细胞的特征细胞核水分减慢色素降低酶(2)细胞凋亡与细胞坏死的比较

特别提醒

注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况。若是被病原体感染而死亡,则属于细胞坏死;若感染后被机体免疫系统清除,则属于细胞凋亡。分层演练——拿高分角度1围绕细胞分化与细胞全能性的关系,考查生命观念练真题·明考向1.(不定项)(2022·河北卷)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述正确的是(

)A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型ACD解析

由题干信息“卫星细胞被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合”可知,卫星细胞具有自我更新和分化的能力,A项正确;因为同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵,所以遗传物质相同,肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因也存在于其他类型的细胞中,只是没有在其他类型的细胞中表达,B项错误;卫星细胞被激活后会进行增殖、分化,所以激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备,如核糖体会合成蛋白质等,C项正确;根据题干信息可知,适当进行抗阻性有氧运动,骨骼肌受牵拉,可以激活卫星细胞,最后达到使肌肉增粗的作用,有助于塑造健美体型,D项正确。2.(2022·重庆卷)某化合物可使淋巴细胞分化为吞噬细胞。实验小组研究了该化合物对淋巴细胞的影响,结果见下表。下列关于实验组的叙述,正确的是(

)分组细胞特征核DNA含量增加的细胞比例吞噬细菌效率对照组均呈球形59.20%4.61%实验组部分呈扁平状,溶酶体增多9.57%18.64%A.细胞的形态变化是遗传物质改变引起的B.有9.57%的细胞处于细胞分裂期C.吞噬细菌效率的提高与溶酶体增多有关D.去除该化合物后扁平状细胞会恢复成球形C解析

细胞的形态变化是基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变,A项错误;由表格信息可知,核DNA含量增加的细胞比例为9.57%,包括S期、G2期、细胞分裂期,B项错误;吞噬细胞中的溶酶体释放消化酶,可分解进入细胞的细菌,因此吞噬细菌效率的提高与吞噬细胞中溶酶体增多有关,C项正确;去除该化合物后扁平状细胞不再分裂、分化,扁平状细胞不会恢复成球形,D项错误。角度拓展

(1)胚胎干细胞为未分化细胞,不进行基因选择性表达。[2022·江苏卷](

)(2)已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。[2021·河北卷](

)(3)细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因。[2021·浙江卷](

)(4)由卵细胞直接发育成完整个体体现了植物细胞的全能性。[2021·辽宁卷](

)×√√√练模拟·提能力3.(2023·湖南模拟)在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫作细胞分化。下列有关细胞分化的说法,错误的是(

)A.细胞分化有利于多细胞生物体提高各种生理功能的效率B.细胞分化导致细胞内的DNA、mRNA和蛋白质种类都有不同C.一般来说,细胞分化是一种持久性的变化,分化了的细胞一直保持分化后的状态D.细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象B解析

细胞分化的意义是使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,不会导致细胞内的DNA改变,B项错误;细胞分化的特点是普遍性、稳定性、不可逆性。一般来说,分化了的细胞一直保持分化后的状态,C、D两项正确。角度2围绕细胞的衰老、死亡与人体健康的关系,考查社会责任练真题·明考向4.(2023·湖南卷)基因Bax和Bcl-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是(

)A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡C.TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症D解析

细胞的衰老和凋亡都是受遗传信息调控的生命现象,A项正确。Bax基因促进细胞凋亡,Bcl-2基因抑制细胞凋亡,题图中siRNA干扰TRPM7基因实验组的Bax蛋白质相对表达量提高,说明TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡,B项正确。题图中siRNA干扰TRPM7基因实验组的Bcl-2蛋白质相对表达量降低,且Bcl-2基因可抑制细胞凋亡,所以TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡,C项正确。通过以上分析可知,TRPM7基因的表达抑制细胞凋亡,可通过特异性抑制癌细胞中TRPM7基因的表达来促进癌细胞凋亡,从而达到治疗相关癌症的目的,D项错误。角度拓展

(1)成人脑神经细胞衰老前后,代谢速率和增殖速率都由快变慢。[2022·江苏卷](

)(2)清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老。[2021·河北卷](

)(3)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。[2021·河北卷](

)(4)只有癌细胞中能同时发现突变的原癌基因和抑癌基因。[2022·江苏卷](

)×√××练模拟·提能力5.(2023·湖南常德一中模拟)基底膜是防止外来细胞和有害化学物质进入身体的屏障。若用特异性裂解药物清除基底膜干细胞旁边的衰老细胞,小鼠干细胞就无法正常修复基底膜。下列叙述错误的是(

)A.细胞衰老也是基因选择性表达的结果B.在胚胎发育早期有部分细胞已经衰老C.有害化学物质是细胞衰老的诱因之一D.衰老细胞的存在不利于干细胞的分裂D解析

细胞衰老与基因的选择性表达有关,A项正确;多细胞个体生长发育各阶段均发生细胞衰老,故在胚胎发育早期有部分细胞已经衰老、死亡,B项正确;细胞衰老受基因控制,同时也受到内外各种不利因素的影响,其中有害化学物质是细胞衰老的诱因之一,C项正确;若用特异性裂解药物清除基底膜干细胞旁边的衰老细胞,小鼠干细胞就无法正常修复基底膜,说明衰老细胞的存在有利于干细胞的分裂,D项错误。6.(2023·湖南长沙模拟)坏死性凋亡是一种受调节的细胞死亡形式,它既以坏死的形态为特征,如细胞膜完整性被破坏,导致细胞内物质释放,又与细胞凋亡类似,由确定的信号通路控制。坏死性凋亡主要由肿瘤坏死因子受体(TNFR)和干扰素等介质引发,随后,受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)和受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)与受体蛋白相互作用,后者进一步募集和磷酸化混合系激酶结构域样蛋白(MLKL),MLKL作为细胞死亡的引发剂并最终诱导坏死性凋亡。下列说法错误的是(

)A.坏死性凋亡是受基因控制的死亡B.坏死性凋亡不会对机体造成任何影响C.MLKL是治疗与坏死性凋亡相关的疾病的潜在靶点D.TNFR和干扰素引起的细胞凋亡,体现了细胞间的信息交流B解析

坏死性凋亡是一种受调节的细胞死亡形式,由确定的信号通路控制,故坏死性凋亡是受基因控制的死亡,A项正确;坏死性凋亡以坏死的形态为特征,如细胞膜完整性被破坏,导致细胞内物质释放,故会对机体造成影响,B项错误;由题意可知,MLKL是细胞死亡的引发剂并最终诱导坏死性凋亡,故MLKL是治疗与坏死性凋亡相关的疾病的潜在靶点,C项正确;TNFR和干扰素是由免疫细胞产生的,受体蛋白位于靶细胞上,则TNFR和干扰素引起的细胞凋亡,体现了细胞间的信息交流,D项正确。专项命题——重培优【从新教材角度命题】细胞自噬与细胞凋亡命题要点

细胞自噬主要有两种类型:一是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;二是在细胞受到损伤、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。人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关。结合细胞结构和细胞凋亡考查细胞自噬是近几年试题的命题热点。练真题·明考向1.(2022·山东卷)某种干细胞中,进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,诱导这些蛋白发生自噬性降解,影响异染色质上的基因的表达,促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(

)A.细胞核中的APOE可改变细胞核的形态B.敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用C解析

由题干信息可知,进入细胞核的蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老,衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,A项正确。由APOE基因控制合成的蛋白APOE能促进该种干细胞的衰老,故敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老,B项正确。细胞自噬发生在溶酶体内,降解后的产物可能被细胞利用,也可能排出细胞外,C项错误,D项正确。练模拟·提能力2.(2023·湖南三模)真核细胞的自噬主要有三种形式:微自噬(溶酶体膜或液泡膜直接内陷包裹底物并降解的过程)、巨自噬和分子伴侣介导的自噬。下图表示某种巨自噬的过程,其中自噬小体来自内质网,溶酶体来自高尔基体。下列相关叙述错误的是(

)A.细胞进行微自噬时,离不开生物膜的流动性B.细胞进行巨自噬的产物中有合成蛋白质的原料C.自噬溶酶体内可以发生不同生物膜的降解过程D.有些离开高尔基体的小囊泡可合成多种水解酶D解析

细胞进行微自噬时,溶酶体膜或液泡膜会内陷并包裹底物,该过程需借助生物膜的流动性,A项正确;细胞进行巨自噬时,能将底物蛋白质降解,产生的游离氨基酸可用于蛋白质的合成,B项正确;自噬溶酶体可以降解自噬小体的部分生物膜以及衰老的线粒体膜,C项正确;溶酶体来自高尔基体,但溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成的,D项错误。【从新情境角度命题】铁死亡和细胞焦亡命题情境

1.铁死亡铁死亡是一种铁依赖性的,区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是在二价铁或酯氧合酶的作用下,催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸,发生脂质过氧化,从而诱导细胞死亡。铁死亡的主要特征如下:(1)细胞形态方面,铁死亡会导致细胞线粒体变小,膜密度增高,嵴减少。细胞核中形态变化不明显,核体积正常且无核浓缩现象。(2)细胞成分方面,铁死亡表现为脂质过氧化增高。也有一些特征基因发生变化。2.细胞焦亡细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式,其特征为依赖于炎性半胱天冬酶,并伴有大量促炎症因子的释放。电镜下,可以清楚地看到在细胞质膜破裂前,焦亡的细胞形成大量小泡,即焦亡小体。之后细胞膜上会形成孔隙,细胞膜破裂,内容物流出。研究表明,细胞焦亡广泛参与感染性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样硬化性疾病等的发生发展,并发挥重要作用,对细胞焦亡的深入研究有助于认识其在相关疾病发生发展中的作用,为临床防治提供新思路。【命题角度】(1)铁死亡与衰老细胞相比,在细胞核变化方面的差异是

。

(2)从细胞结构方面,可以依据

判断细胞正常凋亡和铁死亡。

(3)下列有关细胞焦亡的说法,正确的是

。

①细胞焦亡和细胞坏死均会引发炎症反应②细胞焦亡过程中,细胞膜的通透性会发生变化③细胞凋亡和细胞焦亡都与细胞内基因的表达调控有关④细胞焦亡过程中,细胞的核遗传物质发生了改变细胞核中形态变化不明显,核体积正常且无核浓缩现象

细胞核和线粒体的形态变化①②③练真题·明考向3.(2023·山东卷)研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(

)A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化B解析

蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的,A项正确;无酶活性的蛋白酶L参与细胞焦亡,若敲除编码蛋白酶L的基因则不能合成无酶活性的蛋白酶L,对细胞焦亡有影响,B项错误;细胞焦亡释放的病原体可引发机体的免疫反应,病原体可刺激该机体B淋巴细胞增殖分化形成浆细胞,浆细胞合成分泌的抗体与病原体形成沉淀或细胞集团,进而可被巨噬细胞吞噬消化,C、D两项正确。练模拟·提能力4.(2023·重庆模拟)Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,经一系列过程最终以Fe2+的形式进入细胞质基质。若细胞内Fe2+积累过多,关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)活性受到抑制,细胞的抗氧化能力下降,活性氧(ROs)大量堆积,从而引发膜脂质过氧化,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为“铁死亡”。下列叙述错误的是(

)A.Fe3+进入细胞依赖于细胞膜的识别功能和流动性B.抑制GPx4的活性有利于延缓细胞凋亡C.ROs的自由基可攻击生物膜产生更多的自由基D.细胞“铁死亡”过程中存在凋亡基因的表达B解析

Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,即以胞吞的方式进入细胞,所以此过程依赖于细胞膜表面受体的识别和结合以及细胞膜的流动性,A项正确;若抑制GPx4的活性,则细胞的抗氧化能力下降,活性氧大量堆积导致细胞凋亡,B项错误;自由基可攻击生物膜的磷脂,产生更多的自由基,C项正确;“铁死亡”是铁依赖的程序性死亡,属于细胞凋亡,所以存在凋亡基因的表达,D项正确。热点微专题3常考细胞类型热点整合热点突破练真题·明考向1.(2022·湖北卷)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(

)A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小B解析

经AgNO3处理的红细胞,水通道蛋白失去活性,但水可以通过自由扩散的方式进出细胞,故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会失水变小,A项正确,B项错误;未经AgNO3处理的红细胞,水可通过水通道蛋白快速进出细胞,也可通过自由扩散的方式进出细胞,故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀,在