专题3 环节2 微专题(2) 细胞分裂与生物变异、染色体的标记情况分析(课件PPT)-【创新方案】2025年高考生物二轮复习专题辅导与测试(Ⅱ)

细胞分裂与生物变异、染色体的标记情况分析 微专题(二) 突破点1 细胞分裂与生物变异 细胞分裂中染色体标记去向分析 目 录 突破点2 重难强化训练 细胞周期与生物变异、 染色体的标记 突破点1　细胞分裂与生物变异 1.(2024·山东高考)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂; ③减数分裂Ⅰ细胞不分裂, 真题集训·试能力 减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。 某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为 (　 ) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ √ 解析:假设1号染色体的2条非姐妹染色单体发生一次A2与a2基因的交换。若以机制①进行繁殖,可产生基因型为A1a2和a1A2的配子,配子中染色体复制一次,可以得到基因组成为A1a2A1a2和a1A2a1A2的个体,①符合题意。若以机制②进行繁殖,产生的次级精(卵)母细胞的基因组成为A1A2A1a2、a1A2a1a2,若减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂,则形成的个体的基因组成为A1A2A1a2、a1A2a1a2,②不符合题意。若以机制③进行繁殖,则产生的次级精(卵)母细胞的基因组成为A1A2A1a2、a1a2a1A2,减数分裂Ⅱ每个四分体形成的4条染色体的基因组成分别为A1A2、A1a2、a1a2、a1A2,任意2条进入1个子细胞,可以得到基因组成为A1A2a1a2、A1a2a1A2的个体,③符合题意。故选B。 2.(2023·湖南高考)某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致,某家系中一男性患者与一正常女性婚配后,生育了一个患该病的男孩。究其原因,不可能的是 (　 ) A.父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期,X和Y染色体片段交换 B.父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期,性染色体未分离 C.母亲的卵细胞形成过程中,SHOX基因发生了突变 D.该男孩在胚胎发育早期,有丝分裂时SHOX基因发生了突变 √ 解析:假设该遗传病的显性致病基因为A,非致病基因为a,一男性患者(XAY)与一正常女性(XaXa)婚配,若父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期,X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段交换,导致Y染色体上有显性致病基因,从而生出基因型为XaYA的患病男孩,A不符合题意; 若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体未分离,则会形成基因型为XAXA或YY的精子,不会生出患病男孩,B符合题意; 若母亲的卵细胞形成过程中,SHOX基因发生了突变,可能生出基因型为XAY的患病男孩,C不符合题意; 若该男孩在胚胎发育早期,有丝分裂时SHOX基因发生了突变,也可能使其患病,D不符合题意。 3.(2023·浙江6月选考)某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是 (　 ) A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期 B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同 C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞 D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异 √ 解析:乙细胞无同源染色体,且此时着丝粒分裂,可确定乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期;甲细胞含有同源染色体,着丝粒整齐排列在赤道板上,可确定甲细胞处于有丝分裂中期,A正确。 甲细胞具有两个染色体组且每条染色体具有两条染色单体,每个染色体组含有4个DNA分子,而乙细胞的每个染色体组仅有2个DNA分子,B错误。 根据A、a基因的数目,可确定甲细胞发生了基因突变,若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞,C正确。 乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,此前减数分裂Ⅰ时非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合,此外乙细胞中本该出现在常染色体上的a基因出现在了Y染色体上,可确定乙细胞发生了染色体片段易位,D正确。 1.生物变异在不同细胞分裂方式 中发生的原因分析 深化学习•提素养 2.利用模型图推断减数分裂异常的原因 1.(2024·沈阳三模)基因型为AaBb的某动物细胞分裂如图所示(只显示该细胞的部分染色体,其中Y染色体的着丝粒位于染色体的一端),据图判断下列叙述错误的是 (　 ) 考法训练•融会通 A.该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,图中可见 12条染色单体 B.在四分体时期发生了同源染色体互换,导致基因重组 C.次级精母细胞无Y染色体或有1条、2条Y染色体 D.该细胞可产生aBX、aBXA、AbY、bY四种配子 √ 解析:由题图可知,该细胞中的同源染色体正在分离,处于减数分裂Ⅰ后期,细胞中有6条染色体,每条染色体有2条姐妹染色单体,故图中可见12条染色单体,A正确; 图中含A的染色体片段移到另一条非同源染色体上,该变异属于染色体结构变异中的易位,B错误; 由于同源染色体在减数分裂Ⅰ后期分离,次级精母细胞无Y染色体或有1条(减数分裂Ⅱ前期、中期)、2条Y染色体(减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂),C正确; 由题图可知,该细胞产生的次级精母细胞基因组成为aaBBXAX、AbbYY,在减数分裂Ⅱ后期染色单体分离,可产生aBX、aBXA、AbY、bY四种配子,D正确。 2.(2024·湛江三模)一对表型正常的夫妇,生育了一个表型正常的女儿和一个患镰状细胞贫血的儿子(致病基因位于11号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员(家庭1)自愿进行了相应的基因检测(如图1)。另外,为分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母(家庭2)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2所示。下列相关叙述错误的是 (　 ) A.家庭1中,女儿将该致病基因传递给下一代的概率是1/3 B.家庭1中,若父母生育第三孩,此孩携带该致病基因的概率是3/4 C.家庭2中,考虑同源染色体片段互换,儿子患病可能是卵原细胞减数分裂 Ⅱ 21号染色体分离异常所致 D.家庭2中,不考虑同源染色体片段互换,儿子患病可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常所致 √ 解析:设与镰状细胞贫血的相关基因用B、b表示。由题意可知,女儿表型正常,基因型为1/3BB、2/3Bb,故女儿传递致病基因的概率为2/3×1/2=1/3,A正确; 由题意可知,父母基因型均为Bb,生育第三个小孩,只有BB才不携带致病基因,因此携带致病基因的概率为3/4,B正确; 由图2可知,患儿21号染色体有3条,属于三体,因为拥有A2和A3,所以是卵细胞形成过程出现错误,因为有同源染色体的A2和A3,可能是减数分裂Ⅰ同源染色体分离出现异常(不考虑片段互换),若考虑片段互换,也可能是减数分裂Ⅱ着丝粒分裂染色体移向细胞两极时出现异常,C正确,D错误。 3.[多选](2024·临沂二模)人类9号染色体三体(T9)分为嵌合型T9和完全型T9,前者部分细胞为9号染色体三体,后者所有体细胞为9号染色体三体。嵌合型T9的形成方式有两种:一种是三体自救型,即完全型T9的部分细胞丢失第三条染色体,形成正常细胞;一种是分裂错误型,即由于早期胚胎部分细胞分裂过程中一条9号染色体形成的子染色体不分离,成为只含一条9号染色体的细胞和三体细胞,只有三体细胞存活,与正常细胞形成嵌合型。某嵌合型T9胎儿的父母基因型为Aa,表型均正常(A、a基因位于9号染色体上,不考虑基因突变和染色体片段互换)。下列说法正确的是 (　 ) A.若该胎儿为三体自救型,则其体细胞的染色体数目可能为46、47、92、94 B.若该胎儿为分裂错误型,则其体内可能存在AAa和aa两种体细胞 C.该嵌合型T9胎儿的体内可能同时存在三种基因型的体细胞 D.减数分裂过程中只有同源染色体未分离,才会导致完全型T9的形成 √ √ 解析:由题意可知,若该胎儿为三体自救型,则其体细胞部分正常,部分为9号染色体三体,故其体细胞的染色体数目可能为46、47、92、94,A正确; 父母表型均正常,基因型为Aa,胎儿基因型可能为AA、Aa、aa,基因型为AA的胎儿分裂错误形成的三体细胞为AAA,体内含AAA和AA两种体细胞;基因型为Aa的胎儿分裂错误形成的三体细胞为AAa或Aaa,体内含AAa、Aaa、Aa三种体细胞;基因型为aa的胎儿分裂错误形成的三体细胞为aaa,体内含aaa和aa两种体细胞,B错误; 该嵌合型T9胎儿的体内可能同时存在三种基因型的体细胞,如AAa,随机丢失一条染色体,则可产生AA、Aa的基因型,所以会出现三种基因型:AAa、AA、Aa,C正确; 减数分裂Ⅰ同源染色体未分离,或者减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离,都会导致完全型T9的形成,D错误。 突破点2　细胞分裂中染色体标记去向分析 [例1]　用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细胞中被32P标记的染色体条数分别是 (　 ) A.10、20　　 B.20、20　　 C.20、10　　 D.10、10 √ [解析]　根据DNA的半保留复制特点,在细胞第一次分裂间期,染色体上DNA分子进行一次半保留复制,由于这些细胞在不含32P的培养基中培养,因此每条染色体复制出来的两个DNA分子的一条链含有32P,另一条链含有31P,则在第一次分裂结束后,每一个子细胞中每条染色体上DNA分子都是一条链含有32P,另一条链含有31P。在第二次分裂间期,子代细胞染色体上DNA分子又进行一次半保留复制,每条染色体含2个DNA分子,其中一条染色单体上DNA分子的一条链含有32P,另一条链含有31P,而另一条染色单体上DNA分子的两条链均含有31P,则在第二次细胞分裂中期,一个细胞中被32P标记的染色体条数是20条;在第二次细胞分裂后期,由于着丝粒分裂,染色单体分开,细胞中共有40条染色体,其中有20条染色体含有32P标记,另外20条染色体不含32P标记,B正确。 [例2]　将某动物(2n=4)的染色体充分被32P标记的1个精原细胞,置于不含32P的培养基中继续分裂,共产生8个子细胞。关于每个细胞中被标记的染色体情况,下列说法正确的是 (　 ) A.在第一次分裂的中期,每条染色体仅有1条染色单体含有32P B.第二次分裂的前期,每个细胞中都有2条染色体含有被32P标记的染色单体 C.若子细胞的染色体数是4,在第三次分裂的中期,不可能存在所有染色体均含32P的细胞 D.若子细胞的染色体数是2,在第三次分裂的后期,可能所有染色体均含32P √ [解析]　第一次分裂是有丝分裂,在中期时每条染色体含两条染色单体,每条染色单体的DNA都有一条链被32P标记,即每条染色单体都含有32P,A错误; 第二次分裂可能是有丝分裂或减数分裂Ⅰ,前期时每条染色体均含有一条被32P标记的染色单体,一条不被32P标记的染色单体,每个细胞中含4条染色体, B错误; 若子细胞的染色体数是4,则细胞共进行了三次有丝分裂,第二次分裂后产生的子细胞中含32P的染色体数可能是0、1、2、3、4,所以第三次分裂的中期,可能存在所有染色体均含32P的细胞,C错误; 若子细胞的染色体数是2,说明细胞进行了一次有丝分裂和一次完整的减数分裂,减数分裂Ⅰ结束后,每条染色体上都有一条染色单体含32P,一条染色单体不含32P,若每条染色体的姐妹染色单体之间都发生片段的交换,则在减数分裂Ⅱ的后期,可能每条染色体均含32P,D正确。 1.有丝分裂中染色体的标记情况 深化学习·提素养 图示 解读 ①用15N标记细胞的核DNA分子,然后将其放到含14N的培养液中进行连续两次有丝分裂,情况如图所示(以一对同源染色体为例) ②由图可以看出,第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的核DNA分子都呈“杂合”状态,即15N/14N⁃DNA;第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性,可能子细胞的所有染色体都含15N,也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0~2n条(体细胞染色体为2n条) 续表 2.减数分裂中染色体的标记情况 图示 解读 ①用15N标记细胞的核DNA分子,然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂,情况如图所示(以一对同源染色体为例) ②由图可以看出,在减数分裂过程中细胞连续分裂两次,核DNA只复制一次,所以四个子细胞中所有的核DNA分子都呈“杂合”状态,即15N/14N⁃DNA,子细胞的所有染色体都含15N 续表 3.先进行一次有丝分裂又进行一次减数分裂 图示 解读 ①用15N标记细胞的核DNA分子,然后将其放到含14N的培养液中进行一次有丝分裂,再继续在含14N的培养液中进行正常减数分裂,情况如图所示(以一对同源染色体为例) ②若该生物的正常体细胞的核DNA为2n,则经上述过程形成的子细胞中含15N标记的核DNA个数为0~n个。 续表 1.某二倍体动物的体细胞中含有8条染色体。让一个3H充分标记其 DNA 的体细胞在不含3H的条件下连续进行 2 次有丝分裂,产生了4 个子细胞,记为甲组;让一个3H 充分标记其DNA 的精原细胞在不含3H 的条件下完成减数分裂,产生了4个子细胞,记为乙组。下列叙述正确的是 (　 ) A.甲组细胞含3H的染色体总数等于乙组 B.甲组细胞含3H的核DNA分子总数大于乙组 C.甲组的每个子细胞内含3H的染色体数相同 D.乙组的每个子细胞内含3H的核DNA 分子数不同 考法训练·融会通 √ 解析:根据DNA半保留复制的特点可知,甲组和乙组的细胞,含3H的核DNA分子总数都是16个,含3H的染色体总数是16条,A正确,B错误; 如果是有丝分裂,则第二次分裂时,同一个细胞分裂形成的两个子细胞共有8条含3H的染色体,但两个子细胞中含3H的染色体数目不一定相同,C错误; 如果是减数分裂,则形成的4个子细胞中含3H的染色体数、核DNA分子数都相同,都是4条染色体含3H、4个核DNA分子含3H,D错误。 2.[多选]将两个双链均被3H标记的M基因导入某动物(2n=40)精原细胞的染色体中,然后置于不含3H的培养液中培养,经过两次细胞分裂后产生4个子细胞,测定子细胞的染色体被标记情况。 不考虑染色体片段的交换和染色体变异,下列叙述错误的是 (　 ) A.若4个子细胞中只有2个含有3H,则一定进行了有丝分裂 B.可能出现3个子细胞中含3H、1个子细胞中不含3H的情况 C.每个子细胞中含有的基因M的数量是0个或2个 D.4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条,最少为2条 √ √ 解析:若两个M基因插入到两条染色体中,则共有4条DNA单链被标记,则该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂,含3H的染色体共有4条,则4个子细胞中被标记染色体的总条数为4条;若两个M基因插入到同一条染色体上,则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条,因此若4个子细胞中只有2个含有3H,则可能进行的是有丝分裂或减数分裂,无论是减数分裂还是有丝分裂,4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条,最少为2条,A错误,D正确; M基因可能插入一条或两条染色体上,若两个M基因插入到两条染色体中并进行的是有丝分裂时,第一次有丝分裂后两个子细胞中均有两条染色体被标记,第二次有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体平均移向两极,被标记的染色体可能移向细胞的一极,也可能分别移向两极,所以可能出现3个子细胞中含3H、1个子细胞中不含3H的情况,B正确; 若2个M基因插入到非同源染色体上并进行减数分裂时,减数分裂 Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,每个子细胞中有0个或1个或2个M基因,C错误。 重难强化训练 细胞周期与生物变异、 染色体的标记 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分) 1.(2024·成都三模)刺激性食物可引起肠黏膜损伤,肠上皮细胞为修复肠黏膜损伤会过量生长,导致肠内壁出现息肉,进一步突变可能发展为恶性肿瘤。下列叙述正确的是(　 ) A.多个基因突变的累积效应才能赋予癌细胞所有的特征 B.上皮细胞经有丝分裂能实现染色体和细胞器均等分配 C.上皮细胞死亡都与细胞中相关基因的程序性表达有关 D.上皮细胞中原癌基因的主要功能是阻止细胞异常增殖 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析:细胞癌变不是单一基因突变的结果,多个基因突变的累积效应才能赋予癌细胞所有的特征,A正确; 上皮细胞是高度分化的细胞,不再进行有丝分裂,B错误; 上皮细胞死亡包括坏死和凋亡,其中凋亡与细胞中相关基因的程序性表达有关,C错误; 上皮细胞中原癌基因的主要功能是负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,D错误。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 2.(2024·合肥二模)人体De基因表达产生De蛋白。研究发现,De蛋白失活会促进人的直肠上皮细胞恶性增殖,取该恶性增殖细胞,转入De基因,且恢复其表达,统计细胞周期不同时期的细胞所占比例,得到下表数据。下列说法正确的是 (　 ) √ 时期 DNA复制前期 DNA复制期 DNA复制后期和分裂期 第①组:未转入De 基因的肿瘤细胞 65.5% 15.2% 19.3% 第②组:转入De 基因的肿瘤细胞 77.4% 6.4% 16.2% A.由实验结果可知,De基因属于原癌基因 B.De蛋白可能具有抑制细胞DNA复制的功能 C.第①组细胞与第②组细胞的细胞周期一样长 D.第②组细胞DNA复制后期没有蛋白质的合成 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:由题意可知,De基因控制合成的De蛋白抑制细胞不正常分裂, 故De基因属于抑癌基因,A错误; 由题表可知,转入De基因后,DNA复制前期细胞含量增多,DNA复制期细胞含量减少,说明该基因表达的蛋白质抑制肿瘤细胞进入DNA复制期,De蛋白可能具有抑制细胞DNA复制的功能,B正确; 由题意分析可知,第①组细胞的细胞周期通常比第②组细胞短,C错误; 由题意和表格信息无法得出第②组细胞DNA复制后期没有蛋白质的合成,D错误。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 3.细胞增殖和凋亡受多种蛋白调控。PI3K/AKT形成的蛋白通路在细胞凋亡及细胞周期的调控中起关键作用。为探究紫草素对细胞分裂和凋亡的影响,某研究小组用不同浓度的紫草素处理食道癌细胞,通过凝胶电泳技术检测细胞中相关蛋白表达情况,其结果如图所示。下列叙述错误的是 (　 ) 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 A.提高PI3K和AKT蛋白表达量有利于抑制细胞增殖和促进细胞凋亡 B.根据条带2推测紫草素可能是通过抑制DNA复制而阻滞细胞增殖 C.条带1说明紫草素能促进细胞凋亡,且细胞凋亡率与紫草素浓度有关 D.紫草素具有促进食道癌细胞凋亡及细胞周期阻滞的作用,有望作为治疗食道癌的药物 √ 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:由图可知,条带1是胱天蛋白酶的含量,与对照组相比,紫草素处理食道癌细胞,紫草素的浓度越高胱天蛋白酶的表达量越高,胱天蛋白酶是促进细胞凋亡的关键蛋白,故条带1说明紫草素能促进细胞凋亡,且细胞凋亡率与紫草素浓度有关,且使用紫草素后,PI3K和AKT蛋白表达量下降,说明PI3K和AKT蛋白能促进癌细胞增殖抑制癌细胞凋亡,故提高PI3K和AKT蛋白表达量有利于促进细胞增殖和抑制细胞凋亡,A错误,C正确; 条带2是D1蛋白,D1蛋白是调控细胞由间期进入分裂期的关键蛋白,与对照组相比,紫草素处理食道癌细胞,D1蛋白的表达量降低,说明紫草素可能是通过抑制DNA复制而阻滞细胞增殖,B正确; 由图可知,紫草素能通过调节某些蛋白的表达量来促进食道癌细胞凋亡及细胞周期阻滞的作用,有望作为治疗食道癌的药物,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 4.(2024·杭州三模)除草剂乙草胺能被棉花根系吸收,高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,造成DNA损伤和染色体变异。图1为高倍显微镜观察到的棉花根尖细胞有丝分裂图像,图2为染色体桥形成模式图,染色体桥会在着丝粒移向两极时,在两着丝粒间的任意位置断裂。下列说法正确的是 (　 ) 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 A.制作有丝分裂临时装片的流程:解离→染色→漂洗→制片 B.染色体桥形成于减数分裂Ⅰ后期,断裂于减数分裂Ⅱ后期 C.出现染色体桥的细胞分裂后的子细胞存在染色体结构或数目变异 D.乙草胺能使细胞周期的分裂间期时间延长,分裂期细胞减少 √ 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:制作有丝分裂临时装片的流程:解离→漂洗→染色→制片, A错误; 题干信息表明此分裂方式为有丝分裂,因此染色体桥形成于有丝分裂中期,断裂于有丝分裂后期,B错误; 由题意可知,出现染色体桥的细胞分裂后的子细胞存在染色体结构变异,但数目不变,C错误; 高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,造成DNA损伤和染色体变异,从而使细胞周期的分裂间期时间延长,分裂期细胞减少,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 √ 5.(2024·铜川二模)BrdU是一种嘧啶类似物,能替代胸腺嘧啶与 腺嘌呤配对。某精原细胞一个核DNA分子双链上均有一个胸腺嘧啶被 BrdU替代,该精原细胞在不含BrdU的培养基中经染色体复制后进行减数分裂,在减数分裂Ⅱ中期其染色体DNA上BrdU的分布情况是 (　 ) A.两个次级精母细胞均有一条染色体的一条染色单体含BrdU B.两个次级精母细胞所有染色体的染色单体都不含BrdU C.一个次级精母细胞每条染色体均有一条染色单体含BrdU D.一个次级精母细胞所有染色体的染色单体都不含BrdU 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:由题意可知,精原细胞一个核DNA分子双链上均有一个胸腺嘧啶被BrdU替代,在不含BrdU的培养基中经染色体复制,则含BrdU染色体的两条染色单体上的两个DNA分子均有一条链含BrdU,另一条同源染色体的两条染色单体上的两个DNA分子双链均不含BrdU,经减数分裂后,减数分裂Ⅱ中期,一个次级精母细胞的一条染色体的两条染色单体均含BrdU,另一个次级精母细胞的所有染色体的染色单体均不含BrdU,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 6.克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对染色体数目正常且表现正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩,该男孩的染色体组成为44+XXY。下列对该男孩患克氏综合征的原因,分析正确的是 (　 ) A.父亲的生殖细胞形成精子的过程中,减数分裂Ⅰ同源染色体未分离 B.父亲的生殖细胞形成精子的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离 C.母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅰ同源染色体未分离 D.母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离 √ 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:设有关色盲的基因用B、b表示。则由题意可知,父亲的基因型为XBY,母亲的基因型为XBXb,该男孩的基因型为XbXbY,故该男孩患克氏综合征是因为母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 7.用15N标记某基因型为AaXbY的动物精原细胞甲(2n=10)的所有DNA双链,将甲放在不含15N的培养基中进行培养,发现了一个含XY的异常精子,若无其他变异发生,则下列叙述不正确的是 (　 ) A.与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是aXbY、A、a B.产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条 C.产生该异常精子的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有12个 D.若在某初级精母细胞中发现含15N的核DNA分子占一半,说明甲至少进行了一次有丝分裂 √ 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:A和a位于常染色体上,b位于X染色体上,减数分裂Ⅰ后期基因自由组合,异常精子中同时含有X染色体和Y染色体,是减数分裂Ⅰ后期同源染色体没有分离移向细胞的同一极造成的,故与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是AXbY、a、a或者aXbY、A、A,A错误; 初级精母细胞中染色体与体细胞中染色体数目相同,即10条,故产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条,B正确; 正常情况下,次级精母细胞中核DNA为10个,产生该异常精子的次级精母细胞多了一条染色体,故被标记的核DNA分子最多有12个,C正确; 若在某初级精母细胞中发现含15N的核DNA分子占一半,则说明形成该初级精母细胞的精原细胞中所有核DNA分子都是一条链含15N、一条链含14N,故甲至少进行了一次有丝分裂,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 8.(2024·长沙二模)细胞周期控制系统通过周期性激活随后关闭关键蛋白来调控细胞周期,磷酸化反应和去磷酸化反应是细胞用来改变蛋白质活性开或关的通用方法之一。细胞周期控制系统的核心是细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cdk),它们的活性呈周期性升降。如图所示为推动细胞从G2期进入M期的复合物M⁃Cdk的活化过程。下列叙述不正确的是 (　 ) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 A.不同激酶(Weel和Cak)使M⁃Cdk的不同位点发生磷酸化,体现了酶的专一性 B.磷酸化的M⁃Cdk无活性,需要磷酸酶去除Cdk上任意一个磷酸基团才能活化 C.活化的M⁃Cdk可激活更多的Cdc25,进一步促进M⁃Cdk的活化,这体现了正反馈调节 D.推测活化的M⁃Cdk在进入下一个细胞周期之前会失活 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:不同激酶(Weel和Cak)使M⁃Cdk的不同位点发生磷酸化,体现了酶的专一性,A正确; 分析题图可知,磷酸化的M⁃Cdk需要磷酸酶去除Cdk上的抑制性磷酸基团才能活化,B错误; 活化的M⁃Cdk可激活Cdc25,Cdc25又可活化M⁃Cdk,该过程属于正反馈调节,C正确; 由题干信息可知,细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cdk)的活性呈周期性升降,M⁃Cdk的作用是推动细胞从G2期进入M期,因此在进入下一个细胞周期之前会失活,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 9.[多选]从基因型为AaXBY的果蝇体内取出1个细胞,将A和a分别用绿色和红色荧光标记后,测定其染色体数目和核DNA含量,所得数据如图。下列相关叙述正确的是 (　 ) √ A.该细胞可能处于有丝分裂或减数分裂的某个时期 B.若该细胞未发生突变,此时细胞中应有2个绿色和2个红色荧光点 C.若该细胞能继续分裂,其子细胞中的荧光点为2绿或2红 D.若该细胞中只有一个红色荧光点,一定是由于发生了基因突变 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:据图可知,该细胞中含有8条染色体,16个DNA分子,该细胞中染色体数目∶核DNA含量=1∶2,可能处于有丝分裂前、中期,也可能处于减数分裂Ⅰ过程中,A正确。 从基因型为AaXBY的果蝇体内取出1个细胞,将A和a分别用绿色和红色荧光标记,经过间期DNA复制后,有丝分裂前、中期和减数分裂Ⅰ过程中,细胞中含有2个红色荧光点和2个绿色荧光点,B正确。 若该细胞能继续分裂,当处于有丝分裂时,其子细胞中的荧光点为1绿1红;当处于减数分裂Ⅰ,若发生片段互换,则形成的子细胞中的荧光点为1绿1红,若没有发生片段互换,则形成的子细胞中的荧光点为2绿或2红,C错误。 若该细胞中只有一个红色荧光点,可能发生了基因突变或染色体变异,D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 10.[多选]某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8),1个初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中,某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。下列叙述错误的是 (　 ) A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象 B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体 C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个 D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同 √ √ √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:乙时期细胞中着丝粒已经分裂,无染色单体,C错误。因为A基因所在的染色体片段和a基因所在的染色体片段发生了交换,所以该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型分别为AXD、aXD、AY、aY,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 二、非选择题(共2题,共20分) 11.(11分)(2024·韶关二模)胰腺癌临床症状隐匿,是一种诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤。生物碱A(HBOA)是一种从植物老鼠筋中提取的化合物,具有抗肿瘤等药理作用。为探究HBOA对人胰腺癌细胞增殖和凋亡的影响,某研究小组开展了一系列探究实验。请回答下列问题。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (1)研究人员分别利用含不同浓度HBOA的完全培养液处理等量人胰腺癌细胞24 h和48 h(其他条件均相同且适宜),所得实验结果如图1所示。在该探究过程中,自变量为_________________________________, 实验结论为________________________________________________ ___________________。  HBOA的浓度、HBOA处理时长 HBOA能促进胰腺癌细胞的凋亡,且与HBOA的浓度和 处理时间呈正相关 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)研究人员利用相应的技术手段测量(1)中经含0 mmol·L-1、0.4 mmol·L-1和0.6 mmol·L-1HBOA的完全培养液处理人胰腺癌细胞48 h后的相关指标,所得结果如图2和图3所示。 ①细胞周期包括G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期)、M(分裂期)4个时期。与正常胰腺细胞相比,胰腺癌细胞的细胞周期较______(填“长”或“短”);据图2可知,经HBOA处理后,胰腺癌细胞的细胞周期会停滞在______(填“G1”“S”或“G2~M”)期。 短 S 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 ②人胰腺癌细胞中遗传信息的传递途径为 ______________________________(用文字与箭头表示)。 通过图3推测,HBOA抑制胰腺癌细胞增殖的机理是___________________________________________________。  (3)若在上述研究的基础上继续开展相关定量研究,请提出一个可行的研究方向(不需要写出具体过程):_________________________ __________________________________________________。 抑制cyclinA1和CDK基因的转录,促进P21基因的转录 探究抑制胰腺癌细胞增殖的 最佳HBOA浓度与HBOA处理时长的组合(合理即可) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:(1)本实验利用含不同浓度HBOA的完全培养液处理等量人胰腺癌细胞24 h和48 h(其他条件均相同且适宜),统计细胞存活率,因此在该探究过程中,自变量为HBOA的浓度、 HBOA处理时长。据图1分析可知,HBOA能促进胰腺癌细胞的凋亡,且与HBOA的浓度和处理时间呈正相关。(2)①胰腺癌细胞增殖速度快,因此与正常胰腺细胞相比,胰腺癌细胞的细胞周期较短。据图2分析可知,经HBOA处理后,S期细胞所占比例增大,说明经HBOA处理后,胰腺癌细胞的细胞周期会停滞在S期。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 ②人胰腺癌细胞具有无限增殖能力,因此核DNA可以复制,还可以通过转录和翻译合成蛋白质,人胰腺癌细胞中遗传信息的传递途径见答案。据图3可知,HBOA处理后cyclinA1和CDK基因对应的mRNA减少,P21基因对应的mRNA增加,所以HBOA抑制胰腺癌细胞增殖的机理是抑制cyclinA1和CDK基因的转录,促进P21基因的转录。(3)不同浓度的HBOA抑制胰腺癌细胞增殖的程度不同,因此研究方向可以是探究抑制胰腺癌细胞增殖的最佳HBOA浓度与HBOA处理时长的组合。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 12.(9分)已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的,共有四种表型:黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。回答下列问题: (1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞,1位点为A基因,2位点为a基因,某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 ①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换,则该初级精母细胞产生的配子的基因型是_____________________。  ②若是发生基因突变,且为隐性突变,该初级精母细胞产生的配子的基因型是______________或______________。  AB、Ab、aB、ab AB、aB、ab Ab、ab、aB 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果,设计了如下实验: 实验方案:用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为_________的雌性个体进行交配,观察子代的表型(假设产生的子代足够多)。  结果预测:①如果子代_____________________________________,则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。  ②如果子代_______________________________________________,则为基因发生了隐性突变。  aabb 出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型 出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:题图中1与2所在的染色体为姐妹染色单体,在正常情况下,姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的,若不相同,则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换,若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换,则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子,与基因型为ab的卵细胞结合,子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型;若是基因发生隐性突变,即A→a,则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子,与基因型为ab的卵细胞结合,子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。 本课结束 $$