内容正文:
专题微练(四) 细胞的增殖、分化、衰老和死亡
一、选择题
1.B细胞分化为浆细胞的过程中,细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,理论上可形成数百亿种抗体。下列叙述错误的是( )
A.该分化过程中细胞的形态、结构、功能发生了稳定性的变化
B.该分化过程有利于细胞趋向专门化,提高生理功能的效率
C.该分化过程中遗传信息未发生改变,基因进行选择性表达
D.细胞中有限的抗体基因的可变表达有利于抵抗多种病原体
解析 细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化过程中遗传物质一般不发生改变,但B细胞分化为浆细胞过程中,细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,说明遗传信息发生了改变,C项错误。
答案 C
2.研究表明,航天员在太空飞行中经历的微重力可导致人体骨质流失,这可能与某种前成骨细胞的衰老、凋亡、自噬增加及分化受到抑制等有关。下列相关叙述错误的是( )
A.前成骨细胞和成骨细胞中mRNA和蛋白质不完全相同
B.激烈的细胞自噬可能影响基因的表达进而诱导细胞凋亡
C.衰老的前成骨细胞的细胞核体积减小,物质运输能力下降
D.细胞凋亡是体内正常细胞死亡的主要方式,该过程需消耗能量
解析 细胞分化是基因选择性表达的结果,因此不同类型的细胞中mRNA和蛋白质的种类不完全相同,A项正确;通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质,激烈的细胞自噬可能会影响细胞凋亡的相关基因的表达,进而诱导细胞凋亡,B项正确;细胞衰老时,细胞体积变小、细胞核体积增大,细胞代谢减慢,细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,C项错误;细胞凋亡受基因控制,是一种自然生理过程,对多细胞生物体完成正常发育起着非常关键的作用,有利于个体生长发育,细胞凋亡过程需消耗能量,是体内正常细胞死亡的主要方式,D项正确。
答案 C
3.(2024·武汉模拟)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
解析 细胞衰老与基因的选择性表达有关,细胞衰老过程中与衰老相关的蛋白质的合成增加,A项正确;多细胞生物生长发育各阶段均可发生细胞衰老,故在胚胎发育早期有部分细胞已经衰老,B项正确;细胞衰老与基因有关,同时也受内外各种环境因素的影响,其中有害化学物质是细胞衰老的诱因之一,C项正确;由题干“若用特异性裂解药物……修复基底膜”可知,衰老细胞的存在有利于干细胞的分裂,D项错误。
答案 D
4.如图所示为某动物生殖器官中的两个细胞的分裂图。下列有关叙述正确的是( )
甲 乙
A.细胞甲的下一个时期所对应的细胞中含有2对同源染色体
B.细胞乙中含有4个四分体,其分裂过程中可能会发生互换
C.与细胞乙相比,细胞乙产生的子细胞中DNA数目加倍
D.该动物的生殖器官中可进行有丝分裂和减数分裂
解析 细胞甲的下一个时期为有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,其所对应的细胞中含有4对同源染色体,A项错误;细胞乙中含有2个四分体,其分裂过程中可能会发生互换,B项错误;与细胞乙相比,细胞乙产生的子细胞中DNA数目减半,C项错误;该动物的生殖器官(精巢或卵巢)中可进行有丝分裂和减数分裂,D项正确。
答案 D
5.某雄果蝇精巢内一个精原细胞经过减数分裂Ⅰ产生两个子细胞M、N,经过减数分裂Ⅱ产生4个子细胞O、P、Q、R。不考虑突变。下列有关叙述错误的是( )
A.精原细胞分裂产生细胞M、N前需进行DNA复制
B.细胞N在减数分裂Ⅱ后期染色体数与精原细胞相同
C.细胞M、N与细胞O、P、Q、R的染色体组数相同
D.细胞M或N继续分裂时细胞内可出现X、Y两条性染色体
解析 精原细胞进行减数第一次分裂得到M、N细胞前,先进行DNA复制,A项正确;N细胞进入减数分裂Ⅱ后期,可恢复精原细胞时期染色体数目,B项正确;细胞M、N与细胞O、P、Q、R的染色体组数相同,细胞内都只有一个染色体组,C项正确;M或N细胞进行减数分裂Ⅱ过程中可出现X、X或Y、Y两条性染色体,不会同时出现X、Y两条性染色体,D项错误。
答案 D
6.(2024·广东卷,T9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成如图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是 ( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
解析 根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患儿的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离,A项正确,B、C、D三项错误。
答案 A
7.细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞增殖指的是细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。如图是基因型为AaBb的某二倍体哺乳动物的细胞分裂模式图,下列叙述错误的是( )
A.细胞①进行的是有丝分裂,细胞②③④进行的是减数分裂
B.细胞②是初级精母细胞,会发生基因重组,这增加了配子的多样性,有利于生物适应环境
C.细胞④处于减数分裂Ⅱ后期,该细胞同时含有B、b的原因可能是发生了基因突变
D.果蝇的精原细胞发生减数分裂时,细胞中可能存在5种形态的染色体
解析 根据染色体形态可判断出,题图①同源染色体不联会,代表有丝分裂中期,题图②代表减数第一次分裂后期,题图③代表减数第二次分裂中期,题图④代表减数第二次分裂后期,A项正确;细胞②细胞质不均等分裂,是初级卵母细胞,B项错误;细胞④无同源染色体,着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期,该细胞同时含有B、b的原因可能是发生了基因突变或者染色体互换,C项正确;雄果蝇的染色体组成为3对常染色体+XY性染色体,发生减数分裂时,细胞中可能存在5种形态的染色体,D项正确。
答案 B
8.(2024·泰安一模)“铜死亡”是一种依赖于铜的细胞死亡方式,具体过程如图。其中FDX1和DLAT都是特定的功能蛋白。下列说法正确的是( )
A.铜离子诱导的细胞死亡属于细胞凋亡
B.敲除FDX1基因后,可能会导致细胞质基质中丙酮酸含量升高
C.在高浓度铜的诱导下,只进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”
D.通过抑制FDX1基因的表达来减弱蛋白毒性应激反应,即可避免细胞死亡
解析 铜离子会抑制Fe⁃S簇蛋白合成,使现有Fe⁃S簇蛋白稳定性下降,使机体产生蛋白毒性应激反应,还会使线粒体功能紊乱,从而引起细胞死亡,属于细胞坏死,A项错误;分析题图可知,敲除FDX1基因后,会抑制有氧呼吸第二阶段的进行,可能会导致细胞质基质中丙酮酸含量升高,B项正确;Cu2+诱导脂酰化DLAT聚集而功能丧失,进而导致线粒体功能紊乱,是引起细胞死亡的原因之一,只进行无氧呼吸的细胞不含线粒体,不易发生“铜死亡”,C项错误;通过抑制FDX1基因的表达来减弱蛋白毒性应激反应,即可抑制细胞坏死,但不能避免细胞死亡,D项错误。
答案 B
9.如图1为某哺乳动物(2N)细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线,图2为减数分裂过程中出现的黏连复合蛋白(REC8和RAD21L)。下列有关叙述正确的是
( )
A.若为有丝分裂,则细胞板和纺锤体都只出现于图1中CD时期
B.若为减数分裂,则图1只有BC时期的细胞中有2个染色体组
C.RAD21L水解以及同源染色体分离都会发生在图1中BC时期
D.图1中BC和CD时期的细胞均发生黏连复合蛋白REC8的水解
解析 动物细胞分裂过程中不会出现细胞板,A项错误;若题图1为减数分裂,BC段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期,染色组数可能是2或者1个,减数第二次分裂的后期、末期也含有2个染色体组,B项错误;BC段表示有丝分裂的前期、中期、减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期,RAD21L蛋白位于同源染色体的非姐妹染色单体上,RAD21L水解以及同源染色体分离都发生在减数第一次分裂的后期,都会发生在题图1中BC时期,C项正确;REC8蛋白位于姐妹染色单体上,REC8蛋白水解发生在减数第二次分裂的后期,即CD时期的细胞可发生黏连复合蛋白REC8的水解,但BC时期不会,D项错误。
答案 C
10.先天性色素失禁症是X染色体上的Nemo基因失常所致,是一种显性遗传病。若个体细胞中只含有Nemo基因,则会导致个体病情严重,在胎儿期就会死亡,而杂合子症状较轻,因此患者通常为女性。某女性杂合子与正常男性婚配,所生儿子(性染色体组成为XXY)为该病患者,下列分析错误的是( )
A.该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期,两条X染色体未分开
B.该儿子患病的原因可能是初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,X染色体和Y染色体未分开
C.该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换
D.该夫妇计划生育第二个孩子,正常情况下,所生婴儿是正常女儿的概率为1/3
解析 假设X染色体上的显性致病基因为N,非致病基因为n,该女性杂合子的基因型为XNXn,该正常男性的基因型为XnY,所生儿子为该病患者,基因型可能为XNXnY。若初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期,两条X染色体未分开,则可形成基因型为XNXn的卵细胞,与含Y的精子结合,形成基因型为XNXnY的个体,A项正确;若初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,X染色体和Y染色体未分开,则可形成基因型为XnY的精子,与含XN的卵细胞结合,形成基因型为XNXnY的个体,B项正确;初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换,形成的次级卵母细胞的基因型为XNXn,经减数分裂Ⅱ形成的卵细胞的基因型为XN、Xn,与含Y的精子结合,不能形成基因型为XNXnY的个体,可能是互换后减数分裂Ⅱ异常,产生了XNXn的卵细胞,C项错误;某女性杂合子(XNXn)与正常男性(XnY)婚配,子代的基因型有:XNXn、XnXn、XNY、XnY,其中XNY胎儿时期会死亡,所以该夫妇所生婴儿是正常女儿(XnXn)的概率为1/3,D项正确。
答案 C
二、非选择题
11.(2024·江苏模拟)如图1表示某生物(2n=4)细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量的变化,图2表示该生物细胞分裂不同时期的细胞图像,图3表示细胞分裂过程中可能的染色体数目和核DNA分子数目。请回答下列问题:
图1 图2
图3
(1)图1中AB和CD段形成的原因分别是________________________________。
(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)图3中c可对应处于图1中的_______段,同时对应于图2中的_____细胞。
(4)在细胞增殖的过程中,中心体的倍增和核DNA数目的加倍_______(填“是”或“不是”)发生在同一时期;减数分裂和有丝分裂的过程中,相同的染色体行为是________________________________。
(5)DNA合成阻断法可使细胞周期同步化(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)。在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂,处于_______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_______期,以达到细胞周期同步化的目的。
解析 (1)题图1纵坐标表示每条染色体上DNA的含量,当该值由1变2(即AB段),表明发生了DNA的复制;当该值由2变1(即CD段),表明发生了着丝粒的分裂。(2)题图1中BC段代表每条染色体上含有两个DNA分子,对应题图2中的乙、丙细胞。DE段染色体数∶DNA分子数=1∶1,说明着丝粒已经分裂,对应题图2中的甲细胞。(3)题图3中c时刻染色体数目是体细胞的一半,且细胞中每条染色体上含有两个DNA分子,代表减数分裂Ⅱ前期和中期,即此时细胞中存在染色单体,故c对应题图1中的BC段、题图2中的丙细胞。(4)中心体的倍增和核DNA数目的加倍都发生在细胞分裂前的间期。减数分裂和有丝分裂过程中都会出现的染色体行为是着丝粒的分裂、姐妹染色单体分开,而后分别移向细胞两极。(5)DNA合成抑制剂只抑制DNA的合成,而对其他的行为变化无影响,而DNA复制过程发生在分裂间期,因此使用DNA合成抑制剂后会使细胞停滞在分裂间期,而处于分裂期的细胞则不受影响,随着处理时间的延长,分裂完成的细胞最终也会停留在分裂前的间期。
答案 (1)DNA的复制、着丝粒的分裂 (2)乙、丙 甲 (3)BC 丙 (4)是 染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极 (5)分裂 分裂前的间
12.(科学探究)粗糙型链孢霉(2n=14)是一种多细胞真菌,其部分生活史过程如图1所示,子囊是粗糙型链孢霉的生殖器官。合子先进行减数分裂,再进行一次有丝分裂,最终形成8个子囊孢子。由于子囊外形狭窄,合子分裂形成的8个子囊孢子按分裂形成的顺序排列在子囊中,图2表示粗糙型链孢霉细胞不同分裂时期的图像(仅示部分染色体)。请回答下列问题:
(1)图1的b中含有染色单体_______条,形成的每个子囊孢子中染色体的数目为_______条。
(2)在图1所示C过程中,可以观察到图2中的_______所示图像。图2中丙图像可能出现在图1中的_______(填图1中表示过程的大写字母)过程中。
(3)已知子囊孢子大型(R)对小型(r)为显性,黑色(H)对白色(h)为显性,两对基因位于非同源染色体上。现将大型黑色、小型白色两种子囊孢子分别培养成菌丝,两种菌丝杂交产生合子,该合子基因型为_______。若图1所示子囊中的b细胞表型为大型白色,则同一子囊中最终形成的8个子囊孢子的颜色和大小排布最可能是图3中的_______(不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)。
(4)在细胞分裂间期,线粒体的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.线粒体分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中线粒体的放射性。结果如表:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
1 与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是___________
___________________。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是______________________。
2 通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
解析 (1)b为经过减数分裂Ⅱ后形成的细胞,在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开,故形成的b中不含染色单体,染色体数为体细胞中的一半,即含有7条染色体,0条染色单体。(2)题图1所示C过程为减数分裂Ⅰ,题图2中甲表示减数分裂Ⅰ前期,同源染色体两两配对,出现联会现象。乙表示减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离。因此在题图1所示C过程中,可以观察到题图2中的甲、乙所示图像。丙是减数分裂Ⅱ后期的图像,可出现在题图1的D过程(减数分裂Ⅱ)中。(3) 大型黑色、小型白色两种子囊孢子的基因型分别为RH、rh,两种菌丝杂交产生合子,该合子基因型为RrHh。题图1所示子囊中的b细胞表型为大型白色,基因型为Rh,不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体之间的互换,则同一子囊中的c细胞基因型为rH。再通过有丝分裂形成 8 个子囊孢子,基因型分别为 Rh、Rh、Rh、Rh、rH、rH、rH、rH ,子囊孢子能直接表现出其基因型所对应的表型,故最终形成的8个子囊孢子的颜色和大小排布最可能是4 个大型白色,后面4 个小型黑色,C 项符合题意。(4)①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株要加胆碱才能繁殖,说明链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是自身不能合成胆碱,所以采用链孢霉营养缺陷型突变株的目的是排除细胞内自身合成的胆碱对实验的干扰。②实验中所用的“另一种培养基”与前一种培养基相比,能让链孢霉营养缺陷型突变株在其上培养,从结果来看检测的是标记后细胞增殖的代数与测得的相对放射性的关系,所以“另一种培养基”配制成分上的要求是成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记。③题表结果显示,随着细胞增殖代数的增加,测得的细胞中线粒体的相对放射性成倍减少,初步判断3种假设中成立的是Ⅲ。
答案 (1)0 7 (2)甲、乙 D (3)RrHh C (4)①自身不能合成胆碱 ②成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
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