内容正文:
第一部分 专题复习
专题三 细胞的生命历程
目录
CONTENTS
02
教材回归 保障学业水平质量
04
教学侧重 实现核心素养培优
01
课标引领 落实立德树人任务
03
真题精析 领悟高考命题导向
01
课标引领
落实立德树人任务
(一)聚焦大概念
细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖
细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。
遗传信息控制生物性状,并代代相传
有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。
课标引领 落实立德树人任务
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(二)学业质量水平表现(教师用书独具)
生命观念
2-1 能运用结构与功能观、物质与能量观等观念,举例说明生物体组成结构和功能之间的关系等;在特定的问题情境中,能以生命观念为指导,分析生命现象,探讨生命活动的规律,设计方案解决简单问题。
3-1 能运用结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等观念,举例说明生物体组成结构和功能之间的关系、遗传与变异的物质基础等;在特定的问题情境中,能以生命观念为指导,分析生命现象,探讨生命活动的规律;基于上述观念,能综合运用科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力,设计方案,解决特定问题。
课标引领 落实立德树人任务
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4-1 能运用结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等观念,阐释生物体组成结构和功能之间的关系、遗传与变异的物质和结构基础等;在新的问题情境中,能以生命观念为指导,解释生命现象,探究生命活动的规律;基于上述观念,能够将科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力综合运用在实践活动中,解决生活中的实际问题。
科学思维
2-2 能基于特定的生物学事实,采用归纳与概括等方法,以文字、图示的形式,说明分子与细胞、遗传与变异等相关概念的内涵;针对生物学相关问题,能运用科学思维方法展开探讨;在面对有争议的社会议题时,能利用生物学重要概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场。
课标引领 落实立德树人任务
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3-2 能基于给定的事实和证据,采用归纳与概括等方法,以文字、图示或模型的形式,说明分子与细胞、遗传与变异等相关概念的内涵,举例说明生物工程与技术的原理及其与社会之间的关系;针对生物学相关问题,能运用科学思维方法展开探讨、审视或论证;在面对有争议的社会议题时,能利用生物学重要概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场,作出决策。
4-2 能基于事实和证据,采用归纳与概括、模型与建模等方法,以恰当的形式阐释分子与细胞、稳态与调节等相关概念的内涵,论述生物工程与技术的原理及其与社会之间的关系;在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时,能熟练运用科学思维方法展开探讨、审视或论证;在面对有争议的社会议题时,能利用生物学重要概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场,作出决策并解决问题。
课标引领 落实立德树人任务
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科学探究
2-3 能提出分子与细胞等相关的生物学问题;能熟练地使用常见的实验器具,制订简单的实验方案或在给出的多个方案中选取恰当的方案并实施,如实记录实验数据,并分析各项数据,得出合理的结论;能与他人合作开展探究活动,规范撰写实验报告,与他人交流所得结果和存在的问题。
3-3 能够针对特定情境提出可探究的生物学问题或生物工程需求,基于给定的条件,设计并实施探究实验方案或工程学实践方案,运用多种方法如实记录和分析实验结果;能主动合作,推进探究方案或工程实践的实施,并运用科学术语报告实验结果。
课标引领 落实立德树人任务
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4-3 能够针对日常生活和生产中的真实情境,提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或生物工程需求,查阅相关资料、设计并实施恰当可行的方案,运用多种方法如实记录,创造性地运用数学方法分析实验结果,并客观分析与评价生物技术产品在生产和生活中的应用所产生的效益和风险;在生物学的探究过程中起组织和引领作用,运用科学术语精确阐明实验结果,善于沟通,开展有效的合作。
社会责任
2-4 形成热爱生命、人与自然和谐共处的基本观念;养成健康文明的生活方式,并能抵制封建迷信和伪科学;形成敬畏生命的观念,遵循正确的伦理道德,能对有关生物学的社会热点议题进行理性判断。
课标引领 落实立德树人任务
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3-4 形成珍爱生命、人与自然和谐共处的观念;养成健康文明的生活方式,自觉抵制封建迷信和伪科学;形成敬畏生命的观念,遵循正确的伦理道德,能对一些社会热点议题进行科学判断。
4-4 形成珍爱生命、人与自然和谐共处的观念;养成健康文明的生活方式;能够鉴别并自觉抵制封建迷信和伪科学;遵循正确的伦理道德,能对一些社会热点议题进行科学的评价。
课标引领 落实立德树人任务
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教材回归
保障学业水平质量
02
学习目标 自主检测 XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
教材回归 保障学业水平质量
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(1)细胞通过什么方式增殖?
(2)什么叫作细胞周期?
提示:细胞通过分裂进行增殖,真核细胞增殖方式有有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。微生物细胞如细菌进行二分裂、酵母菌也可进行出芽生殖。
提示:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。
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(3)细胞有丝分裂的过程是怎样的?它有什么生物学意义?
提示:有丝分裂是一个连续的过程,根据染色体的行为,分为前期、中期、后期、末期四个时期。前期:出现染色体、纺锤体,核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;中期:染色体的着丝粒排列在赤道板上;后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开形成两条子染色体,分别向细胞的两极移动;末期:形成染色质,核膜、核仁重现,形成两个新的细胞核,植物细胞在赤道板的位置出现细胞板,细胞板逐渐扩展形成细胞壁,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。
意义:将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
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教材回归 保障学业水平质量
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(4)减数分裂的含义是什么?
(5)配子的形成为什么必须经过减数分裂?
提示:进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
提示:经过减数分裂,精子和卵细胞内的染色体数目减半,再经过受精作用,受精卵内染色体数目恢复到体细胞中的数目,保证了物种染色体数目的 稳定。
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(6)减数分裂是怎样进行的?
提示:减数分裂Ⅰ前期:同源染色体联会,形成四分体,出现纺锤体,核仁、核膜消失;减数分裂Ⅰ中期:同源染色体排列在赤道板两侧;减数分裂Ⅰ后期:同源染色体分离,分别移向细胞两极;减数分裂Ⅰ末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;减数分裂Ⅱ前期:次级性母细胞中染色体散乱分布;减数分裂Ⅱ中期:染色体着丝粒排列在赤道板上;减数分裂Ⅱ后期:染色体着丝粒分离,子染色体移向两极;减数分裂Ⅱ末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和极体。
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(7)配子中染色体的组合为什么是多种多样的?
(8)什么是受精作用?
(9)受精作用对于生物的遗传有什么重要意义?
提示:非同源染色体的自由组合;同源染色体的非姐妹染色单体互换。
提示:精子和卵细胞相互识别,融合成受精卵的过程。
提示:减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性;雌雄生殖细胞的多样性和雌雄生殖细胞结合的随机性,使同一双亲的后代呈现多样性,有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中的进化,体现了有性生殖的优越性。
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(10)什么是细胞分化?
(11)细胞分化的生物学意义是什么?
(12)怎样理解细胞的全能性?
提示: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。
提示:细胞分化是生物个体发育的基础;细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
提示: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。
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(13)细胞衰老的特征是什么?细胞衰老的原因有哪些?
提示:细胞衰老的特征:水分减少,细胞萎缩,体积变小;细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢;细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低;细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞内色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
细胞衰老的原因:关于细胞衰老的原因有很多假说,目前普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
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(14)个体衰老与细胞衰老有什么关系?
(15)细胞凋亡的含义是什么?怎样理解细胞凋亡的生物学意义?
提示:对于单细胞生物来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡;但对多细胞生物来说,细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。然而从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
提示:细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。受到严格的有遗传机制决定的程序性调控,所以是一种程序性死亡。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰起着关键作用。
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例1 (2021·浙江6月选考)在DNA复制时,5溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是( )
A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体
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教材回归 保障学业水平质量
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解析:结合题干信息“在DNA复制时,5溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链”“DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色”分析,第一个细胞周期,每个DNA分子进行一次复制,复制后两个子代DNA分布在每条染色体的两条染色单体中,由于DNA分子的复制是半保留复制,因此所有的染色体中两条染色单体均呈深蓝色,A正确。第二个细胞周期是在第一个细胞周期完成的基础上进行的,由于DNA分子的半保留复制,由一个DNA分子复制得到的两个子代DNA分子中,其中一个子代DNA中只有一条链含有BrdU,另一个子代DNA的两条链均含有BrdU,从而使复制后的染色体的一条染色单体呈深蓝色,另一条呈浅蓝色,
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B正确。第三个细胞周期是在第二个细胞周期完成的基础上进行的,第二个细胞周期的分裂后期,着丝粒分裂,染色单体分开,形成两条子染色体,含不同类型DNA的染色体随机移向细胞两极,子细胞中有0~n个(n为此植物体细胞中的染色体数)DNA分子只有一条链含有BrdU的染色体,第二个细胞周期完成后得到的子细胞进入第三个细胞周期,经间期染色体复制后(DNA分子的双链都含有BrdU的染色体复制后,两条染色单体着色相同;DNA分子只有一条链含有BrdU的染色体复制后,两条染色单体着色不同),细胞中染色单体着色不同的染色体有0~n条,C错误。由于DNA的半保留复制,根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,总有部分DNA只有一条链含有BrdU,而含有这样DNA的染色单体呈深蓝色,D正确。
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例2 利用卵细胞培育二倍体是目前鱼类育种的重要技术,其原理是经辐射处理的精子入卵后不能与卵细胞核融合,只激活卵母细胞完成减数分裂,后代的遗传物质全部来自卵细胞。关键步骤包括:①精子染色体的失活处理;②卵细胞染色体二倍体化等。请据图回答:
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(1)经辐射处理可导致精子染色体断裂失活,这属于____________变异。
(2)卵细胞的二倍体化有两种方法。用方法一获得的子代是纯合二倍体,导致染色体数目加倍的原因是_____________________________;用方法二获得的子代通常是杂合二倍体,这是因为_______________________________________。
(3)用上述方法繁殖鱼类并统计子代性别比例,可判断其性别决定机制。若子代性别为____________,则其性别决定为XY型(雌性为XX,雄性为XY);若子代性别为____________,则其性别决定为ZW型(雌性为ZW,雄性为ZZ,WW个体不能成活)。
染色体结构
同源染色体的非姐妹染色单体发生互换
低温抑制(卵细胞)纺锤体形成
全为雌性
全为雄性
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(4)已知金鱼的正常眼(A)对龙眼(a)为显性,基因B能抑制龙眼基因表达,两对基因分别位于两对常染色体上。偶然发现一条有观赏价值的龙眼雌鱼,若用卵细胞二倍体化的方法进行大量繁殖,子代出现龙眼个体的概率为________;若用基因型为AABB的雄鱼与该雌鱼杂交,得到的子一代相互交配得到子二代,则子二代出现龙眼个体的概率为______________。
100%
1/16(6.25%)
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例3 目前科学家较为认可的衰老机制是线粒体学说。该学说的内容是:在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤,还能启动一系列的信号转导途径,促进细胞衰老;线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降,导致ATP生成减少,细胞能量代谢功能下降,从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用,科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是( )
A.线粒体产生的氧自由基可间接导致细胞中水分减少、细胞核体积增大
B.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流
C.线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关,ATP合成酶只存在于线粒体中
D.推测雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体,发挥其抗细胞衰老的作用
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解析:由题意可知,在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基能间接促进细胞衰老,而细胞中水分减少、细胞核体积增大都是细胞衰老的特点,A正确;由题意可知,在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基能启动一系列的信号转导途径,促进细胞衰老,说明在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流,B正确;线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关,细胞质基质中也含有ATP合成酶,C错误;由题意推测,许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体,雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体,从而发挥其抗细胞衰老的作用,D正确。
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例4 (2024·江苏高三模拟预测)如图表示细胞凋亡过程,其中酶Ⅰ为核酸内切酶,能够切割核酸形成片段;酶Ⅱ为一类蛋白水解酶,能选择性地促进某些蛋白质的水解,从而造成细胞凋亡。下列相关叙述不正确的是( )
A.凋亡诱导因子与膜受体结合,可反映细胞膜具有信息交流的功能
B.凋亡信号发挥作用后,细胞内将有新蛋白质的合成以及蛋白质的水解
C.细胞凋亡由细胞自身基因控制,与外部因素无关
D.酶Ⅰ能切割核酸分子而酶Ⅱ不能,表明酶具有专一性
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解析:从图中可知,细胞膜上的受体与凋亡诱导因子结合,产生了凋亡信号,该过程可反映细胞膜的信息交流功能,A正确;凋亡信号使得凋亡相关基因被激活,合成了新的蛋白质,酶Ⅰ和酶Ⅱ被激活,结合题干信息可知,酶Ⅱ为一类蛋白水解酶,能选择性地促进某些蛋白质的水解,从而造成细胞凋亡,B正确;从题干信息和图解来看,细胞凋亡与细胞内部基因有关,与外界因素——凋亡诱导因子也有关,C错误;一种酶只能催化一种或者一类化学反应,酶Ⅰ能切割核酸分子而酶Ⅱ不能,体现了酶的专一性,D正确。
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真题精析
领悟高考命题导向
03
1.(2024·黑吉辽,2)手术切除大鼠部分肝脏后,残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖;肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞,使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是( )
A.肝细胞增殖过程中,需要进行DNA复制
B.肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程
C.卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达
D.卵圆细胞能形成新的肝细胞,证明其具有全能性
解析:细胞的全能性是指细胞分裂和分化后,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,卵圆细胞能形成新的肝细胞,未证明其具有全能性,D错误。
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真题精析 领悟高考命题导向
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2.(2024·浙江1月选考,4)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确的是( )
A.细胞①处于间期,细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成
B.细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
C.细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
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真题精析 领悟高考命题导向
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解析:蛋白质的合成不发生在细胞核内,而在细胞质中的核糖体上,A错误;有丝分裂后期着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离成两条独立的染色体,并分别被纺锤丝拉向两极,C错误;植物细胞有丝分裂末期囊泡聚集成细胞板,细胞膜不会向内凹陷,D错误。
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真题精析 领悟高考命题导向
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3.(2023·山东,3)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
解析:蝌蚪尾的消失是自身基因所决定的程序性死亡,属于细胞凋亡,不是由病原体侵入细胞引起的细胞焦亡,A正确;细胞焦亡中需要无酶活性的蛋白酶L作为支架蛋白参与形成特定的复合体,敲除编码蛋白酶L基因的细胞不能形成特定的复合体,细胞焦亡无法发生,B错误。
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真题精析 领悟高考命题导向
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4.(2022·广东,4,改编)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
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真题精析 领悟高考命题导向
39
解析:根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进
行染色,A错误;将已经染色的根尖置于载玻片上,加一
滴清水后,用镊子将根尖弄碎,盖上盖玻片,用拇指轻轻
按压盖玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;在低
倍镜下找到分生区细胞(呈正方形,排列紧密)后,再换用
高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋
进行调焦,C正确;分裂中期的染色体着丝粒整齐排列在赤道板上,据图可知,图示中期细胞位于左上方,故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。
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真题精析 领悟高考命题导向
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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%
5.(2022·重庆,6)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,结果见表。下列关于实验组的叙述,正确的是( )
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
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真题精析 领悟高考命题导向
41
解析:分析可知,细胞的形态变化是细胞分化引起的,该过程中遗传物质没有发生改变,A错误;实验组有9.57%的细胞完成了DNA复制,该9.57%的细胞可能处于间期DNA复制完成后,或有丝分裂前期、中期、后期,核DNA含量增加,B错误;与对照组相比,实验组溶酶体增多,吞噬细菌效率较高,推测吞噬细菌效率的提高与溶酶体增多有关,C正确;某化合物可使淋巴细胞(呈球形)分化为吞噬细胞(呈扁平状),一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,所以去除该化合物后扁平状细胞也不会恢复成球形,D错误。
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真题精析 领悟高考命题导向
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6.(2024·广东,9)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见图。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:患儿含有三条性染色体,Y染色体和含有Xg1基因的X染色体只能由父亲提供,可推知该患儿染色体异常是由精母细胞减数分裂ⅠX、Y同源染色体未分离导致的,A正确。
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真题精析 领悟高考命题导向
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7.(2023·浙江6月,17,改编)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、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞中每个染色体组的相同
C.若甲细胞正常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
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真题精析 领悟高考命题导向
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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第二次分裂后期;甲细胞含有同源染色体,着丝粒整齐排列在赤道面,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个染色单体,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;根据染色体上基因情况,可确定甲细胞发生了基因突变,若甲细胞正常分裂则能形成两种基因型的子细胞,C正确;乙细胞处于减数第二次分裂后期,此前减数第一次分裂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。
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真题精析 领悟高考命题导向
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8.(2023·湖北,13)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现,乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性,甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强,进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是( )
A.乳酸可以促进DNA的复制
B.较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C.癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D.敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
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解析:据题干信息可知,乳酸的积累加快的是有丝分裂后期的进程,DNA复制发生在间期,A错误;较高浓度的乳酸可加快有丝分裂后期的进程,促进细胞的有丝分裂,B错误;癌细胞无氧呼吸在细胞质基质中进行,C错误;据题干“乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性,甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强”推知,蛋白质甲的减少会导致蛋白乙的SUMO化修饰加强,因此敲除蛋白甲基因可以升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平,D正确。
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真题精析 领悟高考命题导向
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9.(2022·浙江1月,18)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CDKcyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换
分别受特定的CDKcyclin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CDKcyclin复合体调控
C.抑制某种CDKcyclin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CDKcyclin复合体会同步发生周期性变化
解析:由于一个细胞周期中,不同阶段的变化不是同步的,因此调控不同阶段的CDKcyclin复合体不会同步发生周期性变化,D错误。
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48
10.(2022·山东,1)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
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解析:由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知,APOE可改变细胞核的形态,A正确;蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老,所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老,B正确;自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行,不在细胞核内,C错误;异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸,可被再利用,D正确。
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11.(2023·湖南,7)基因Bax和Bcl2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Bcl2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
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解析:细胞衰老和细胞凋亡等生命活动均受基因(遗传信息)的调控,A正确;siRNA干扰技术可降低TRPM7基因的表达,据题图分析可知,无功能siRNA干扰对照组与空白对照组培养48小时细胞凋亡率均较低,而siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率明显增加,说明TRPM7基因的正常表达可抑制细胞凋亡,故可通过抑制癌细胞中的TRPM7基因的表达来促进癌细胞凋亡,从而治疗相关癌症,D错误;结合题干信息“基因Bax和Bcl2分别促进和抑制细胞凋亡”及题图(与空白对照组相比,siRNA干扰TRPM7基因实验组Bax蛋白相对表达量高,Bcl2蛋白相对表达量低)可知,TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达、促进Bcl2基因的表达来抑制细胞凋亡,B、C正确。
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12.(2022·湖北,6)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是( )
A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
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解析:红系祖细胞未发生癌变,不能无限增殖,A错误;BMI1基因过量表达时,成熟红细胞数量是正常情况下的1012倍,这说明BMI1基因的表达产物可以促进红系祖细胞的增殖分化,该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,B、C、D正确。
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13.(2022·辽宁,8)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期。
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水
冻存剂
指标 合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比(%) 65.78 79.85
活细胞数百分比(%) 15.29 41.33
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解析:分析表格可知,合成培养基+DMSO+血清组的G1期细胞数百分比和活细胞数百分比比合成培养基+DMSO组的高,说明血清中的天然成分可影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比,C正确;在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞,A正确;G1期属于细胞间期,G1期细胞数目增多,说明更多干细胞进入分裂间期,还需经过S期和G2期才能进入分裂期,B错误;DMSO易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂,推测DMSO的作用是使干细胞中的自由水转化为结合水,D正确。
冻存剂
指标 合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比(%) 65.78 79.85
活细胞数百分比(%) 15.29 41.33
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14.(2024·湖北,13)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
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解析:细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知,芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽,A错误;由图2可知,基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数,而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数,而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡,因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,B正确;芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,无性繁殖不会改变染色体的数目,C正确;一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡,基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数,因此,该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路,D正确。
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58
教学侧重
实现核心素养培优
04
(1)细胞增殖过程中相关物质含量的变化
例1 流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24小时后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正确的是( )
A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
概念2.3 细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程
教学侧重 实现核心素养培优
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解析:a、b峰细胞的DNA相对含量分别为40、80,A正确;a峰中细胞为DNA未复制的细胞,b峰中细胞为DNA复制已完成的细胞,a峰与b峰之间的细胞DNA相对含量为40~80,正在进行DNA复制,B正确;分裂前、中、后和末期细胞中的DNA含量加倍,被计数在b峰中,C错误;药物处理后b峰中细胞数目大大减少,这说明此药物抑制了癌细胞DNA的复制,D正确。
教学侧重 实现核心素养培优
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(2)减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞
例2 (2024·广东模拟)一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列说法错误的是( )
A.基因组成为AAXBXB的细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期
B.若产生4种精子则可能是减数分裂Ⅰ后期基因自由组合的结果
C.处于减数分裂Ⅰ后期和处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体数相同
D.若产生了一个基因组成为AaXB的精子,则同时产生的另外三个精子可能为AaXB、Y、Y
教学侧重 实现核心素养培优
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解析:基因型为AaXBY的精原细胞经过DNA复制后形成初级精母细胞AAaaXBXBYY,经过减数分裂Ⅰ后,同源染色体分离,基因组成为AAXBXB的细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期,A正确;若产生4种精子则可能是减数分裂Ⅰ前期染色体互换的结果,B错误;若精原细胞染色体数目是2n,处于减数分裂Ⅰ后期的染色体数目是2n,处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体数也是2n,C正确;产生的一个基因组成为AaXB的精子是由减数分裂Ⅰ后期所在A、a同源染色体未分离导致的,则由同一个次级精母细胞分裂产生的另一精子的基因型是AaXB,则另外两个精子的基因型是Y、Y,D正确。
教学侧重 实现核心素养培优
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(3)细胞分化
例3 (2024·北京朝阳模拟)实验发现小鼠的体细
胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞
功能类似的诱导多能干(iPS)细胞。科学家将获得的iPS
细胞分化为T细胞以期用于传染病的治疗。下列叙述错
误的是( )
A.诱导iPS细胞的过程中细胞发生形态、结构的改变
B.如图表示的所有过程,不仅仅涉及这四种基因的表达
C.研制iPS细胞的原理类似于植物细胞的脱分化与再分化
D.KLF4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可实现细胞的无限增殖
教学侧重 实现核心素养培优
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解析:iPS细胞是由体细胞诱导分化而成的,该过
程中有细胞形态、结构的改变,A正确;题图四种基因
是关键基因,此外还有其他基因的表达,如控制ATP
合成的基因、呼吸酶合成的基因等,B正确;小鼠的体
细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细
胞功能类似的诱导多能干(iPS)细胞,类似于植物组织培养中的脱分化过程,C错误;据题图可知,KLF4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可实现细胞的无限增殖,从而产生肿瘤细胞,D正确。
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(1)同位素标记法
例4 (2022·浙江6月,8)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在( )
A.胞嘧啶 B.胸腺嘧啶
C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
解析:细胞周期的分裂间期中S期是DNA复制期,该过程需要4种游离的脱氧核苷酸作为原料,与RNA相比,DNA特有的碱基是胸腺嘧啶,故用放射性同位素标记的胸腺嘧啶最适合检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,B正确。
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(2)荧光标记法
例5 (2022·天津,6)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是( )
A.中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B.图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体
C.图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D.秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期
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解析:图示中的细胞处于有丝分裂后期或末期,
中心体复制发生在分裂间期,染色体加倍发生在分裂
后期,A错误;若该生物为二倍体生物,体细胞中含
有同源染色体,体细胞进行有丝分裂,在有丝分裂过
程中并未发生同源染色体分离,所以图中两处DNA
荧光标记区域均有同源染色体,B错误;在有丝分裂过程中,中心体发出星射线形成纺锤体,星射线牵引的方向决定细胞分裂的方向,故图中细胞分裂方向由中心体位置确定,C正确;秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使细胞不能进入图示的分裂后期或末期,D错误。
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例6 (2024·山东实验中学高三二诊)研究水稻减数分裂发现:PAIR1基因控制减数分裂过程中同源染色体的配对。破坏REC8基因会导致姐妹染色单体提前分离,被平均分配到两个子细胞中;破坏OSD1基因会导致减数分裂Ⅱ跳过;破坏MTL基因会导致雄配子中的染色体消失。科学家敲除某水稻细胞中的PAIR1、REC8、OSD1和MTL基因,使其自交,实现了杂种胚的克隆。下列说法错误的是( )
A.PAIR1基因的产物在减数分裂Ⅰ前期发挥作用
B.该水稻形成配子的方式使减数分裂变为了有丝分裂
C.这种方法会得到与亲本基因型一致、染色体数目相等的雌、雄配子
D.该水稻自交,其子代性状与亲本一致,可用于保持水稻的杂种优势
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解析:同源染色体的配对发生在减数分裂Ⅰ前期,PAIR1基因控制减数分裂过程中同源染色体的配对,因此PAIR1基因的产物在减数分裂Ⅰ前期发挥作用,A正确;据题意可知,破坏REC8基因,姐妹染色单体提前分离,破坏OSD1基因,细胞不能进行减数第二次分裂,因此细胞只能进行一次分裂,姐妹染色单体分开形成的子染色体移向细胞两极,即该水稻形成配子的方式使减数分裂变为了有丝分裂,B正确;破坏MTL基因,雄配子的染色体消失,因此该植物杂交时,母本PAIR1、REC8、OSD1基因被敲除,产生了与亲代染色体数目相同的雌配子,产生的雄配子不含染色体,所以子代的性状与亲本一致,可用于保持水稻的杂种优势,C错误,D正确。
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例7 (2024·湖南九校联盟)2021年1月中国科学院动物研究所刘光慧团队找到了“保持细胞年轻态”的分子开关——人类基因中诱导细胞衰老的基因KAT7,该基因失活的小鼠寿命与对照组相比得到了明显延长。相关研究还筛选得到了一些小分子化合物,可以激活人体干细胞,延缓衰老。该研究对于我国建设健康老龄化社会有重要意义。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞的细胞膜通透性改变,物质运输能力降低,部分酶活性下降
B.基因KAT7的表达产物的多少,可以作为细胞衰老程度的判断依据之一
C.被小分子化合物激活的人体干细胞,细胞周期变短,细胞呼吸等代谢活动增强
D.个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程,细胞的衰老不利于个体生长发育
解析:细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
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例8 (2024·北京人大附中高三检测)科学家激活小鼠皮肤细胞中三种在神经前体细胞大量表达的转录因子(调控基因转录的蛋白质),将小鼠皮肤细胞直接转化为能发育成大脑神经细胞的前体细胞,且该细胞能在实验室大量培养,该方法为受损神经细胞的再生提供了一条崭新途径。下列相关叙述正确的是( )
A.由皮肤细胞转化为神经前体细胞是遗传物质改变的结果
B.皮肤细胞与神经细胞形态不同是由于组成的蛋白质完全不同
C.正常状态下皮肤细胞一般不会大量表达这三种转录因子
D.神经前体细胞是一种不再具有分裂、分化能力的细胞
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解析:由皮肤细胞转化为神经前体细胞是特定的转录因子大量表达的结果,该过程中并未发生遗传物质的改变,A错误;皮肤细胞与神经细胞的蛋白质组成不完全相同,有的蛋白质相同,如ATP合成酶和呼吸酶等,B错误;一般而言,正常的皮肤细胞属于高度分化的细胞,不再大量表达这三种在神经前体细胞大量表达的转录因子,C正确;结合题意“该细胞能在实验室大量培养,该方法为受损神经细胞的再生提供了一条崭新途径”可知,神经前体细胞能够分裂,故能大量培养,能弥补受损细胞,说明其可以分化,D错误。
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73
R
解析:(2)由题意可知,二倍体鱼的卵细胞的染色体组是一个,若获得纯合二倍体,图中方法一是可以用低温处理卵细胞,抑制纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍;方法二是低温抑制极体排除,由于减数分裂时,同源染色体的非姐妹染色单体间容易发生互换,所以这种方法形成的二倍体往往是杂合二倍体。
(3)若鱼的性别决定是XY型,雌鱼产生的卵细胞的性染色体是X,加倍后为XX全是雌性;若鱼的性别决定是ZW型,雌鱼产生的卵细胞的性染色体是Z或者W,加倍后是ZZ或者WW,由于WW不能成活,所以子代的性染色体组成是ZZ,全为雄性。
(4)由题意可知,这条有观赏价值的龙眼雌鱼的基因型是aabb,若用卵细胞二倍体化的方法进行繁殖后代的基因型全是aabb,表现为龙眼,若用基因型为AABB的雄鱼与该雌鱼杂交,子一代的基因型是AaBb,子二代基因型是aabb的概率是eq \f(1,16)。
$$