内容正文:
一、选择题
1.(2023·辽宁模拟)细胞周期由依赖性蛋白激酶(CDKs)形成系列不同的蛋白复合物有序驱动,蛋白复合物在行使功能后会被拆解,如CDK2cyclinE复合物驱动DNA合成前期转入DNA合成期,CDK1cyclinA复合物驱动DNA合成后期转入分裂期。下列关于连续分裂的细胞,说法错误的是( )
A.细胞中蛋白复合物的合成需要氨基酸
B.细胞中蛋白复合物可周期性组装和拆解
C.细胞中CDK1cyclinA复合物在核膜消失时形成
D.细胞中CDK2cyclinE复合物在DNA合成前期形成
解析:选C 蛋白质的基本单位是氨基酸,即蛋白质的合成需要氨基酸为原料,A正确;由题干信息“细胞周期由依赖性蛋白激酶(CDKs)形成系列不同的蛋白复合物有序驱动,蛋白复合物在行使功能后会被拆解”可知,细胞中蛋白复合物可周期性组装和拆解,B正确;CDK1cyclinA复合物驱动DNA合成后期转入分裂期,CDK1cyclinA复合物在DNA合成后期形成,核膜消失于分裂前期,C错误;CDK2cyclinE复合物驱动DNA合成前期转入DNA合成期,则CDK2cyclinE复合物在DNA合成前期形成,D正确。
2.(2023·济宁一模)着丝粒是连接姐妹染色单体的结构,由部分染色质组成,染色体凝集过程中,在着丝粒外侧由蛋白质装配形成动粒,动粒的最外层是纤维冠,纺锤丝微管与纤维冠连接。下列叙述错误的是( )
A.着丝粒由DNA和蛋白质构成
B.组成动粒的蛋白质在有丝分裂前期进行组装
C.有丝分裂中期染色体的纤维冠连接细胞同一极的微管
D.某染色体纤维冠异常可能导致染色体数目变异
解析:选C 根据题意,着丝粒是由部分染色质组成,所以着丝粒的主要成分也是DNA和蛋白质,A正确;根据题意,动粒是在染色体凝集过程中形成的,而染色质转变为染色体是在有丝分裂前期,所以组成动粒的蛋白质在有丝分裂前期进行组装,B正确;有丝分裂中期着丝粒排列在赤道板上,此时染色体的纤维冠连接细胞两极的纺锤丝微管,C错误;纺锤丝微管是连接纤维冠来对染色体进行牵引的,若某染色体纤维冠异常,有可能因为无法牵引染色体至两极而导致细胞中的染色体数目异常,D正确。
3.(2024·黑龙江模拟)下列有关细胞有丝分裂的说法错误的是( )
A.对于真核生物来说,有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式,对于生物的遗传有重要意义
B.处于有丝分裂前期和中期的细胞中,核DNA、染色体、染色单体的数量之比为2∶1∶2
C.动物细胞中染色体的精确均分与DNA的复制有关,与两组中心粒之间形成的纺锤体无关
D.通过高倍镜观察各时期细胞内染色体的存在形态,可以判断细胞所处的有丝分裂时期
解析:选C 对于真核生物来说,有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式,通过有丝分裂产生的细胞与亲代细胞含有相同的遗传物质,因而对于生物的遗传有重要意义,A正确;处于有丝分裂前期和中期的细胞中,核DNA、染色体、染色单体的数量之比为2∶1∶2,即细胞中每条染色体均含有2个染色单体,B正确;动物细胞中染色体的精确均分与着丝粒的牵引有关,与两组中心粒之间形成的纺锤体也有关,C错误;通过高倍镜观察各时期细胞内染色体的存在形态,可以判断细胞所处的有丝分裂时期,因为有丝分裂各个时期染色体的行为不同,D正确。
4.(2023·武汉模拟)中心体由两个相互垂直的中心粒和周围物质构成。细胞分裂时,中心体进行复制,结果每个子代中心粒与原中心粒成为一组新的中心体。中心体能使细胞产生纤毛和鞭毛,从而参与细胞的运动。下列关于中心体的叙述正确的是( )
A.高等植物细胞有丝分裂时,由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,与中心体无关
B.中心体在分裂期复制后,每个中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代
C.中心体的复制和分离与染色体的复制和分离是同步的
D.气管上皮细胞中心体异常易患慢性支气管炎,这与纤毛运动能力过强有关
解析:选A 中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中,高等植物细胞有丝分裂时,由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,与中心体无关,A正确;中心体在分裂间期复制,B错误;有丝分裂过程中染色体的分离发生在有丝分裂后期,而中心体的分离在此前早已发生,C错误;中心体异常会造成纤毛运动能力过弱,会使气管的病原体不易被清除,从而易患慢性支气管炎,D错误。
5.(2024·晋中联考)如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程,据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.图中c是高尔基体,图中e的主要成分是加工后的多肽链
B.图中a结构是赤道板,将形成新的细胞壁
C.该细胞处于有丝分裂的后期,图中d表示内质网
D.该细胞的核DNA在有丝分裂中期不能转录,但是此时仍能够进行翻译
解析:选D 图中c是高尔基体,e为囊泡,是由高尔基体膜出芽形成的,其成分应与高尔基体膜成分相似,为蛋白质和脂质等,囊泡内是高尔基体合成的非纤维素多糖(例如果胶、半纤维素),A错误;图中a结构为细胞板,将形成新的细胞壁,B错误;图示为植物细胞壁的形成过程,而植物细胞壁形成于有丝分裂末期,因此该细胞处于有丝分裂的末期,其中d为内质网,C错误;有丝分裂中期,染色体上的DNA高度螺旋化,不易解旋进行转录过程,但细胞中仍留有部分mRNA,因此该细胞的核DNA在有丝分裂中期不能转录,但是能够进行翻译,合成蛋白质,D正确。
6.(2023·武汉模拟)真核细胞的细胞周期分为间期和分裂期(M期),间期又分为DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)与DNA合成后期(G2期)三个时期。为了探究细胞周期运行的调控机制,研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验,获得下表结果。则下列推断正确的是( )
细胞融合的组合方式
融合细胞中的现象
M期细胞和G1期细胞
原G1期细胞中染色质出现凝缩成单线状染色体
M期细胞和G2期细胞
原G2期细胞中染色质出现凝缩成双线状染色体
S期细胞和G1期细胞
原G1期细胞核中DNA进行复制
S期细胞和G2期细胞
原G2期细胞核中DNA没有启动复制
A.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.G2期凝缩成双线状的原因是复制后的两条DNA链未及时形成双螺旋结构
C.将M期细胞和S期细胞融合,原S期细胞中染色质不会凝缩
D.将M期细胞和S期细胞融合,原M期细胞染色体DNA不会复制
解析:选D 由题表知,M期细胞和G1期细胞融合,原G1期细胞中染色质出现凝缩成单线状染色体;M期细胞和G2期细胞融合,原G2期细胞中染色质出现凝缩成双线状染色体,说明M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子,但不能说明随着M期进行调控因子含量越来越高,A错误;G2期凝缩成双线状的原因是G2期的细胞中DNA经过了复制,即每条染色体含有2个染色单体,B错误;M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子,将M期细胞和S期细胞融合,原S期细胞中染色质会凝缩,C错误;M期细胞是分裂期的细胞,此时的细胞已经经历过间期DNA分子的复制,故将M期细胞和S期细胞融合,原M期细胞染色体DNA不会复制,D正确。
7.(2023·泰安一模)细胞进入有丝分裂期后,会出现“线粒体钙闪”现象,即线粒体中Ca2+浓度突然快速增加,该过程需要线粒体钙单向转运蛋白(MCU)参与,由内膜两侧的H+浓度梯度提供动力。细胞能量不足时,能量感受器(AMPK)被激活,使MCU磷酸化而活化,促进Ca2+快速转运。Ca2+可以促进有氧呼吸相关酶的活性,线粒体基质Ca2+浓度过高会导致细胞死亡。下列说法错误的是( )
A.MCU减少可能会导致染色体分离延迟
B.AMPK被激活会导致葡萄糖的消耗速率增加
C.磷酸化的MCU运输Ca2+的方式为主动运输
D.“线粒体钙闪”会导致线粒体内Ca2+持续增加
解析:选D MCU减少会导致Ca2+转运速率下降,有氧呼吸相关酶的活性较低,有氧呼吸速率减慢,能量供应不足,可能会导致染色体分离延迟,A正确;AMPK被激活会导致MCU磷酸化而活化,促进Ca2+快速转运,从而加强有氧呼吸,使葡萄糖的消耗速率增加,B正确;磷酸化的MCU作为转运蛋白运输Ca2+,该过程需要能量所以方式为主动运输,C正确;“线粒体钙闪”会导致线粒体内Ca2+突然增加,线粒体基质Ca2+浓度过高会导致细胞死亡,所以线粒体内Ca2+不能持续增加,D错误。
8.哺乳动物细胞染色体复制后,形成两条染色单体,随后动粒蛋白质在着丝粒处以背对背的方式装配形成。有丝分裂中动粒指向细胞的哪一极,就与这一极发出的纺锤丝结合,染色体就被拉向这一极。下列现象中最可能与动粒和纺锤丝的结合发生在同一时期的是( )
A.染色体缩短到最小的程度
B.一个中心粒增殖为两个中心粒
C.出现染色体,核膜、核仁开始解体
D.着丝粒分裂,纺锤丝牵引染色体移向两极
解析:选C 动粒和纺锤丝的结合发生在有丝分裂前期,染色体缩短到最小的程度处于分裂中期,与动粒和纺锤丝的结合不在同一个时期,A错误;动粒和纺锤丝的结合形成纺锤体,此过程为有丝分裂前期,一个中心粒增殖为两个中心粒发生在细胞分裂的间期,与动粒和纺锤丝的结合不在同一个时期,B错误;核仁逐渐解体,两个中心体分开移向两极发生在有丝分裂前期,与动粒和纺锤丝的结合发生在同一时期,C正确;着丝粒分裂,纺锤丝牵引染色体移向两极处于有丝分裂后期,与动粒和纺锤丝的结合不在同一个时期,D错误。
9.(2023·黄冈模拟)动物细胞有丝分裂阶段,多功能骨架蛋白(CEP192)参与纺锤体的形成,中心体负责纺锤体的组装,并受蛋白激酶(PLK4)的调控。PLK4失活后,PLK4凝聚体可招募其他成分充当中心体作用,使正常细胞分裂可在无中心体复制的条件下进行。泛素连接酶(TRIM37)可抑制PLK4凝聚、促进CEP192的降解。下列分析不正确的是( )
A.在 PLK4 的正常调控下,中心体在每个细胞周期的前期复制一次
B.PLK4 失活后,非中心体型纺锤体组装取决于TRIM37的水平
C.在PLK4失活的情况下,TRIM37基因过度表达可抑制癌细胞分裂
D.在TRIM37基因过度表达的细胞中可能观察到染色体数目加倍
解析:选A 中心体与纺锤体的形成有关,在 PLK4 的正常调控下,中心体在每个细胞周期的间期复制一次,A错误;PLK4 失活后,PLK4 凝聚体可招募其他成分充当中心体作用,而泛素连接酶(TRIM37)可抑制 PLK4 凝聚、促进 CEP192 的降解,故可知非中心体型纺锤体组装取决于 TRIM37 的水平,B正确;在 PLK4 失活的情况下,泛素连接酶(TRIM37)可抑制 PLK4 凝聚、促进 CEP192 的降解,故TRIM37基因过度表达可使癌细胞分裂终止,C 正确;在TRIM37基因过度表达的细胞中,PLK4 凝聚体不能形成,故不可招募其他成分充当中心体作用,所以染色体不能平均移向两极,染色体数目加倍, D正确。
10.(2023·青岛模拟)纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用,若某纺锤丝被破坏,未能移向两极的整条染色体可形成微核,即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中,母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上,才能启动中—后期转换,转换过程的部分图解如下。下列相关分析正确的是( )
A.蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性,有丝分裂中—后期转换是由活化APC启动的
B.活化的APC能够降解蛋白S使分离酶活化,进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离
C.要观察用秋水仙素溶液处理的植物根尖细胞中的微核,最好选择处于末期的细胞观察
D.细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞,母细胞产生的子细胞中DNA含量减少
解析:选D 由图可知,有活性的APC能够降解蛋白S,从而使分离酶活化,进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离,有丝分裂由中期向后期转换,A、B正确;依据题干信息“某纺锤丝被破坏,未能移向两极的整条染色体可形成微核,即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块”,由“没有进入子细胞核”可知,观察细胞中的微核最好选择处于末期核膜、核仁重建后的细胞观察,C正确;细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞,母细胞产生的子细胞中DNA含量减少或增加,D错误。
二、非选择题
11.(2024·潍坊模拟)真核细胞分裂过程中,染色体完成复制后产生的姐妹染色单体保持相互黏附状态,在分裂期才会分离并平均分配到子细胞中。黏连蛋白(姐妹染色单体之间的连结蛋白)的裂解是分离姐妹染色单体的关键性事件,分离酶(SEP)是水解黏连蛋白的关键酶。如图(a)(b)(c)分别表示分裂过程中细胞内发生的变化以及对应细胞内某些化合物的含量变化。
(1)如图表示某细胞分裂的不同时期,其中(b)所处的时期为________,你的判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)分离酶(SEP)的活性需要被严密调控。保全素(SCR)能与分离酶紧密结合,并充当假底物而阻断其活性。据此分析,下列描述正确的是________。(多选)
A.分离酶没有专一性
B.保全素和黏连蛋白是同一种蛋白质
C.保全素和黏连蛋白空间结构有局部相似之处
D.保全素和黏连蛋白竞争分离酶的活性部位
(3)在人类细胞中,分离酶在分裂间期时被阻挡在细胞核外。如果此时核膜的通透性不恰当改变,使分离酶处于细胞核内,其可能的结果是________________,而此时纺锤丝还没有附着,分散的染色单体随意移动会使得染色体分配混乱,从而导致无法保证DNA平均分配。
(4)据图中信息,蛋白复合物APC在间期和分裂期含量变化是________________,该含量变化在细胞周期中的作用是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)(b)中着丝粒排列在赤道板上,故为中期。(2)分离酶具有专一性,只能催化黏连蛋白的水解,A错误;保全素和黏连蛋白是不同蛋白质,B错误;保全素和黏连蛋白空间结构有局部相似之处,因为二者都可以结合分离酶,C正确;保全素和黏连蛋白均可与分离酶结合,故二者竞争分离酶的活性部位,D正确。(3)如果间期核膜的通透性不恰当改变,使分离酶处于细胞核内,可能会导致姐妹染色单体提前分开,无法保证DNA平均分配。(4)据图中信息可知,间期(a)时,APC含量很低,(b)时期APC含量又升高;APC含量上升,将使得保全素(SCR)分解,于是释放分离酶,分离酶分解染色单体之间的黏连蛋白,为染色单体移动到细胞两极完成DNA均分做准备。
答案 (1)中期 着丝粒整齐地排列在赤道板上
(2)CD (3)使得姐妹染色单体提前分开 (4)间期时APC含量低,到了中期APC含量上升 APC含量上升,将使得保全素(SCR)分解,于是释放分离酶,分离酶分解染色单体之间的黏连蛋白,为染色单体移动到细胞两极完成DNA均分做准备
12.(2023·海南联考)某植物的茎生长缓慢。研究表明,该植物茎尖细胞分裂在一天中存在高峰期,下列为某科研人员探究该植物茎尖细胞分裂的实验步骤与实验结果。请回答下列问题:
实验步骤:
实验结果:
上图为高倍镜下该植物茎尖细胞周期的一个视野(局部)。统计处于分裂后期的细胞数(与其他分裂期细胞相比,该植物分裂后期细胞数目相对多些)及细胞总数(包括分裂和未分裂的细胞),计算比值,该比值即为细胞分裂指数,结果见下表[该植物茎尖细胞分裂指数(×10-6)]。
时间
1:00
5:00
9:00
13:00
17:00
21:00
指数
23.9
85.8
334.3
13.2
49.9
75.8
(1)实验步骤中①处是__________过程。解离的目的是使组织中的细胞__________,甲紫溶液的作用是使__________着色。
(2)若要观察该植物茎尖细胞的有丝分裂,最好选择在__________(填时间)进行实验,并取茎尖__________(填部位)组织的细胞进行实验。图中所指的三个细胞在一个细胞周期中的排列顺序是__________(用图中数字序号及箭头表示)。
(3)有学者研究得出甘蔗的茎尖细胞分裂指数为0.5%~4%,由此推测该植物生长缓慢的重要原因是_______________________________。
(4)离体的该植物茎段在适宜条件下可培育出完整植株,此方法称为_________________,在此过程中发生了细胞增殖和__________,说明植物细胞具有_________________________。
解析 (1)制片过程为解离、漂洗、染色、制片,其中①表示漂洗,解离的目的是使组织中的细胞相互分离,甲紫溶液的作用是使染色体着色。(2)通过表格中的数据可知,9:00分裂指数最大,为分裂高峰期,所以选取9:00时的细胞实验效果较好,并取茎尖分生区的细胞进行实验。图中①是细胞分裂中期、②是细胞分裂后期、③是细胞分裂前期,所以图中所指的三个细胞在一个细胞周期中的排列顺序是③→①→②。(3)甘蔗的茎尖细胞分裂指数为0.5%~4%,甘蔗的细胞分裂指数低(细胞分裂不活跃),故生长缓慢。(4)离体的该植物茎段在适宜条件下可培育出完整植株,此方法称为植物组织培养,在植物组织培养过程中发生了细胞增殖和细胞分化,说明植物细胞具有全能性。
答案 (1)漂洗 相互分离 染色体(质)
(2)9:00 分生区 ③→①→② (3)该植物的细胞分裂指数低(细胞分裂不活跃),故生长缓慢 (4)植物组织培养 细胞分化 全能性
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