专题三 细胞的生命历程(上)(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考生物高三二轮专题复习高效讲义(新教材,不定项版)
2025-03-08
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教辅
内容正文:
高三二轮专题复习高效讲义
生 物 学
1
专题三
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细胞的生命历程
2
01
考点1 有丝分裂和减数分裂
考向1 细胞周期及特点
考向2 有丝分裂与减数分裂的过程分析
02
考点2 细胞分裂和可遗传变异的关系分析
考向1 细胞分裂与基因突变和基因重组
考向2 细胞分裂与染色体变异
内容索引
考向3 有丝分裂和减数分裂模型分析
03
课下巩固检测练(五)
考点1·有丝分裂和减数分裂
考向1 细胞周期及特点
考向2 有丝分裂与减数分裂的过程分析
考向3 有丝分裂和减数分裂模型分析
考点2·细胞分裂和可遗传变异的关系分析
考向1 细胞分裂与基因突变和基因重组
考向2 细胞分裂与染色体变异
课下巩固检测练(五)有丝分裂和减数分裂 细胞分裂和可遗传变异的关系分析
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谢谢观看
【课程标准】1.减数分裂是产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞的过程。2.进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。3.细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。
染色
同源染色体
着丝粒
均等
变形
着丝粒
DNA
向两极移动
纺锤体
含有本物种的全套遗传物质
变小
活性降低
增大
基因的选择性表达
持久
自由基学说
基因控制的细胞程序性死亡
致癌因子
遗传物质
不受机体控制
的、连续进行分裂
一、易漏填空
(1)(必修1 P110·问题探讨)多细胞生物体的生长,既靠 ,又要靠 。
(2)(必修1 P115·楷体文字)正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的,在人的一生中,体细胞一般能分裂50~60次。但是,有的细胞受到 的作用,细胞中 发生变化,就变成 的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞。
细胞分裂增加细胞
的数量
细胞生长增大细胞的体积
越小
越低
生理功能的效率
(3)(必修1 P115·楷体文字)细胞无丝分裂的过程比较简单,但和有丝分裂、减数分裂一样都是 的分裂方式。因为在分裂过程中没有出现 的变化,所以叫作无丝分裂。
(4)(必修1 P115·思维训练)细胞不能无限长大的原因有很多,其中细胞
的比值限制了细胞的长大。细胞体积越大,其相对表面积
,细胞的物质运输效率就 。
(5)(必修1 P119·正文)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 。
真核细胞
纺锤丝和染色体
表面积与体积
活性下降
缩短一截
(6)(必修1 P121·正文)动物和人体内仍然保留着少数具有 能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。
(7)(必修1 P124·正文)自由基攻击生物膜的磷脂分子,产生 ;攻击DNA引起 ;攻击蛋白质,使蛋白质 ,导致细胞衰老。
(8)(必修1 P124·正文)端粒DNA序列在每次细胞分裂后会 ,随着细胞分裂次数的增加,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。
分裂和分化
自由基
基因突变
减数分裂Ⅰ
没有
很短
不再复制
(9)(必修1 P126·楷体文字)通过细胞自噬,可以清除 ,以及 ,从而维持细胞内部环境的稳定。
(10)(必修2 P20·正文)四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换 。减数分裂过程中染色体数目减半发生在 。
(11)(必修2 P20·正文)减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常 间期,或者间期时间 ,染色体 。
受损或衰老的细胞器
感染的微生物和毒素
相应的片段
叶绿体
(12)(必修2 P27·图27)子代从双亲各继承了半数的染色体,双亲对子代遗传物质的贡献是不一样的。受精过程中,通常是精子的 进入卵细胞,而精子的头部除了细胞核外,还含有极少量的 。而其中的 含少量DNA(植物细胞的细胞质中的 也含少量DNA),对生物的遗传也有影响。
头部
细胞质
线粒体
二、长句表达
(1)(必修1 P111·表61)同种生物的不同细胞或不同生物的不同细胞的细胞周期持续时间有差异,共性特点是 。
(2)(必修1 P116·探究·实践)解离和染色时间要严格控制的原因有哪些?
提示:①若解离时间太短,则压片时细胞不易分散开;若解离时间过长,则细胞解离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短,则染色体不能完全着色;若染色时间过长,则染色体及周围结构均被着色,无法分辨染色体。
分裂间期所经历的时间长于分裂期
动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎
的发育,细胞分化潜能变小。肌细胞是高度分化的细胞,它通常不能转化为
其他类型的细胞
(3)(必修1 P118·思考·讨论)人体上皮细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的,原因是 。分化后的细胞仍具有全能性,原因是 。
(4)(必修1 P121·与社会的联系)不能用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织和器官用于器官移植等,原因是 。
两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的
细胞分化不会改变遗传物质,已分化
的细胞都含有保持该物种遗传性状所需要的全套遗传物质
减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合
(5)(必修2 P24·探究·实践)通过比较同一时刻同一种生物不同细胞的染色体特点,来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化情况。这一做法能够成立的逻辑前提是 。
(6)(必修2 P25·探究·实践)正常情况下,配子中染色体组合具有多样性的原因有 。
同一生物的细胞,所含遗传物质相同,增殖的过
程相同;不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段
减数分裂Ⅰ的四分体时期同源染色体中非姐妹染色单体间的互换;
1.(2024·江西高考)某植物中,T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是( )
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
解析:选B。纺锤体的形成是在有丝分裂前期,T基因的突变影响的是有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度,因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体,A正确;染色体着丝粒排列在赤道板上是有丝分裂中期的特点,T基因的突变影响的是有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度,因此T基因突变染色体着丝粒可以在赤道板上排列,B错误;着丝粒的分裂不需要依靠纺锤丝的牵引,因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍,C正确;T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动,D正确。
2.(2023·重庆高考)药物甲常用于肿瘤治疗,但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系,实验流程和结果如图所示。下列推测正确的是( )
注:G1:DNA合成前期;S:DNA合成期;G2:分裂准备期;M期:分裂期。
A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期
B.试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆
C.药物甲主要作用于G2+M期,Ⅱ组的凋亡率应最低
D.在机体内,药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
解析:选C。与Ⅰ组相比,Ⅱ组添加了试剂K,Ⅱ组的G1期细胞占比小于Ⅰ组,故试剂K不可能将细胞阻滞在G1期,对比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组操作和结果可知,试剂K将细胞阻滞在S期,A错误;对比第Ⅱ组和第Ⅲ组可以得出试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的,B错误;分析Ⅰ、Ⅲ组的细胞凋亡率和各时期的细胞占比可以得知,药物甲主要作用于G2+M期,Ⅱ组处于G2+M期细胞数最少,所以Ⅱ组的凋亡率应最低,C正确;浆细胞为高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,所以药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞,D错误。
3.(2021·海南高考)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B.Ⅰ→Ⅱ时期过程中,核膜围绕染色体重新组装
C.Ⅲ时期,核膜组装完毕,可进入下一个细胞周期
D.组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
解析:选D。真核细胞有丝分裂前期会发生核膜解体,即图中的Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构,A正确;由图可知,Ⅰ→Ⅱ时期过程中,核膜围绕染色体重新组装,B正确;真核细胞有丝分裂末期核膜会重新合成,即对应图中的Ⅲ时期,重新合成的核膜为下一次细胞分裂做准备,C正确;核膜上的核孔可以允许蛋白质等大分子物质进出细胞核,但核孔具有选择透过性,大分子物质不能自由进出核孔,D错误。
细胞周期中的几个关键
1.(2024·四川德阳三模)一些细胞可以暂时脱离细胞周期暂不分裂增殖,但在适当情况下又可重新进入细胞周期,这样的细胞称为G0期细胞(G0期和一个细胞周期如图所示)。下列关于G0期细胞的叙述,错误的是( )
A.G0期种子细胞中的自由水与结合水的比值往往比M期细胞的低
B.G0期细胞核DNA数量是G2期细胞的2倍,而染色体数目相等
C.G0期记忆细胞再次接触相同抗原会重返细胞周期,参与二次免疫
D.G0期细胞癌变后会重新进入细胞周期,但比原正常细胞的周期短
解析:选B。一般而言,自由水含量越高,细胞代谢越旺盛,G0期种子细胞暂时脱离细胞周期暂不分裂增殖,其中的自由水与结合水的比值往往比M期细胞的低,A正确;G2期为DNA复制后的间期,G0期细胞暂时脱离细胞周期暂不分裂增殖,G2期细胞核DNA数量是G0期细胞的2倍,而染色体数目相等,B错误;记忆细胞一旦分化形成后往往处于G0期,当受到抗原刺激后可重返细胞周期进行细胞分裂参与免疫反应,C正确;如果处于G0期的细胞发生癌变,该细胞就变成癌细胞,就会重返细胞周期,但比原正常细胞的周期短,分裂加快,D正确。
2.(多选)(2024·江西名校联考)某植物细胞的细胞周期可分为DNA合成前期(G1期,时长5 h)、DNA合成期(S期,时长7 h)、DNA合成后期(G2期,时长3 h)、分裂期(M期,时长7 h)四个连续的时期。TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中抑制DNA合成,用于诱导细胞周期同步化,洗脱TdR后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化,进行了以下操作:①在含高浓度TdR培养基中培养至少7 h,洗脱TdR;②在含高浓度TdR培养基中培养至少15 h,洗脱TdR;③在普通培养基中培养7~15 h;④在普通培养基中培养至少15 h。下列操作顺序不能实现实验目的的是( )
A.①④① B.②③②
C.③②③ D.④①④
解析:选ACD。要实现细胞周期同步化,即第一步:在含高浓度TdR培养基中培养至少15 h(G2+M+G1),然后洗脱TdR;第二步:在普通培养基中培养至少7 h(S时期),但不超过15 h(G2+M+G1),防止有些细胞再次进入S期。综上可得实验步骤为②③②可以实现细胞周期同步化,A、C、D符合题意。
1.(2024·北京高考)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又进行有丝分裂,相关叙述错误的是( )
A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B.同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C.有丝分裂前的间期进行DNA复制
D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
解析:选B。减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞,单个细胞染色体数目减半,A正确;同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期,B错误;有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成,为后面的分裂期作准备,C正确;有丝分裂将亲代细胞的染色体复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,因此在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性,D正确。
2.(2023·河北高考)关于动物细胞有丝分裂的叙述,错误的是( )
A.精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞
B.DNA在分裂间期边解旋边复制
C.细胞DNA总量在分裂后期减半
D.核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成
解析:选C。精原细胞能通过有丝分裂产生新的精原细胞,A正确;DNA分子的复制过程发生在分裂间期,DNA复制的特点表现为边解旋边复制,B正确;有丝分裂后期细胞DNA总量不会减半,C错误;在有丝分裂末期,核膜、核仁重新出现,即核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成,D正确。
3.(2023·湖北高考)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
解析:选D。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“甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强”推知,蛋白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。
1.有丝分裂与减数分裂比较分析
项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
分裂的细胞
体细胞或原始生殖细胞
原始生殖细胞
细胞分裂次数
一次
两次
同源染色体的行为
不联会、不互换、不分离
联会、互换、分离
非同源染色体的行为
不自由组合
自由组合
项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
子细胞染色体数目
不减半
减半
子细胞的名称和数目
2个体细胞或原始生殖细胞
4个精细胞或1个卵细胞和3个极体
子细胞间的遗传物质
相同
不一定相同
相同点
(1)染色体都只复制一次;(2)分裂过程中都出现纺锤体,都有核仁、核膜的消失和重建;(3)都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的现象
2.精子和卵细胞形成过程的异同点(以哺乳动物为例)
比较项目
精子的形成
卵细胞的形成
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
卵母细胞不均等分裂,极体均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
1个精原细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞和3个极体
相同点
染色体的行为变化相同
1.(2024·江苏宿迁三模)下图表示植物细胞有丝分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是( )
A.该过程发生在有丝分裂末期,实现了遗传物质的均等分配
B.真菌、细菌等生物有丝分裂时,也有细胞壁的形成
C.微管的主要成分为蛋白质,对低温和秋水仙素敏感
D.高尔基体小泡中含有固醇,小泡的膜可能形成新的细胞膜
解析:选C。图示细胞中出现细胞板,发生在植物细胞有丝分裂末期,实现了染色体上遗传物质的均等分配,细胞质中的遗传物质不均等分配,A错误;有丝分裂是真核细胞的分裂方式,细菌的分裂方式为二分裂,B错误;微管的主要成分为蛋白质,对低温和秋水仙素敏感,秋水仙素和低温可抑制微管的形成,C正确;高尔基体与细胞壁的形成有关,植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,不含固醇,D错误。
2.(2024·安徽蚌埠三模)真核细胞分裂过程中,姐妹染色单体分离机制如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.秋水仙素能抑制分离酶的活性,从而诱导细胞染色体数目加倍
B.纺锤丝形成受阻的细胞中姐妹染色单体也可实现彼此分离
C.减数分裂Ⅰ中黏连蛋白降解后非姐妹染色单体才能发生片段互换
D.动物卵细胞形成过程中,合成的黏连蛋白大部分保留到卵细胞中
解析:选B。秋水仙素能抑制纺锤体的形成,从而导致细胞染色体数目加倍,A错误;纺锤丝形成受阻的细胞中,只要黏连蛋白复合体能正常被分离酶降解,姐妹染色单体也可实现彼此分离,B正确;同源染色体的非姐妹染色单体片段互换发生在减数分裂Ⅰ前期,图示黏连蛋白降解发生在减数分裂Ⅱ后期,C错误;在细胞分裂过程中,黏连蛋白会被降解掉,不会保留到分裂产生的子细胞中,D错误。
3.(多选)(2024·江西上饶模拟)如图表示人体细胞有丝分裂过程中染色质、染色体以及DNA的变化情况,图中序号表示生理过程,下列相关叙述错误的是( )
A.①发生在有丝分裂末期,此时细胞中染色体、DNA数量不变
B.②中DNA在酶的作用下复制,完成后细胞中染色体数目加倍
C.③发生在有丝分裂后期,随着纺锤丝的牵引着丝粒断裂,DNA加倍
D.④发生在分裂间期,前期以后染色体的高度螺旋限制了②④的进行
解析:选BC。①是染色体解螺旋成为染色质,发生在有丝分裂末期,此时细胞中染色体、DNA数量不变,A正确;②表示染色体的复制,发生在细胞分裂间期,其中的DNA在酶的作用下复制,但是间期结束后细胞中染色体数目不变,B错误;③表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,发生在有丝分裂后期,此时DNA不加倍,且着丝粒的断裂不是纺锤丝牵引子染色体的结果,C错误;④表示DNA的转录,发生在分裂间期,前期以后染色体的高度螺旋限制了②DNA复制、④DNA转录的进行,D正确。
1.(2023·辽宁高考)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是( )
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
解析:选B。②时期已经完成了DNA的复制,相当于高等动物的有丝分裂前期,但图中还能观察到核膜,高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失,A错误;由图可知,③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,相当于高等动物有丝分裂中期,B正确;④时期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向两极,C错误;⑤时期,细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同,都是直接从细胞中央缢开,D错误。
2.(2022·重庆高考)人卵细胞形成过程如图所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查,可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子高龄且是血友病a基因携带者(XAXa),需进行遗传筛查。不考虑基因突变,下列推断正确的是( )
A.若第二极体的染色体数目为22,则卵细胞染色体数目一定是24
B.若第一极体的染色体数目为23,则卵细胞染色体数目一定是23
C.若减数分裂正常,且第二极体X染色体有1个a基因,则所生男孩一定患病
D.若减数分裂正常,且第一极体X染色体有2个A基因,则所生男孩一定患病
解析:选D。人类的染色体2N=46。若在初级卵母细胞处于减数分裂Ⅰ后期时,某对同源染色体没有分离,第一极体有24条染色体,次级卵母细胞有22条染色体,则第二极体和卵细胞的染色体数目都为22,A错误;若第一极体的染色体数目为23,则次级卵母细胞染色体数目一定是23,如果次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ出现姐妹染色单体不分离且移向细胞同一极,则卵细胞染色体数目可能为22或24,B错误;若减数分裂正常,由于减数分裂Ⅰ发生互换有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因,故第二极体X染色体有1个a基因,卵细胞中也可能是XA基因,则所生男孩可能不患病,C错误;若减数分裂正常,且第一极体X染色体有2个A基因,不考虑基因突变,则次级卵母细胞中有2个Xa基因,卵细胞中也会携带Xa基因,则所生男孩一定患病,D正确。
3.(多选)(2024·江苏高考)如图表示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的是( )
A.有丝分裂或减数分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B.有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C.有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D.减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞
解析:选ABC。在有丝分裂或减数分裂前的间期,染色体进行复制,但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见,A错误;纺锤体的作用是牵引染色体运动,而不是使丝状染色质螺旋化成染色体,染色质螺旋化是自身的变化,B错误;有丝分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,导致染色体数目加倍,但基因数量不变,C错误;在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生互换,增加了配子基因组合的多样性,所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞,D正确。
1.“模型法”分析染色体、核DNA数目变化
(1)“物理模型”辨析细胞分裂方式
①前期:染色体分布在纺锤体中央
②中期:染色体排列在赤道板上
③后期:染色体移向细胞两极
(2)“数学模型”分析细胞分裂过程
①曲线图模型
解读:图中物质或结构的四种变化
②柱形图模型
解读:数目为0的一定是染色单体,进行分裂的细胞中核DNA和染色体数目不可能为0;柱形图各时期图像中,核DNA 的数目一定≥染色体的数目(1∶1或2∶1)。
3.每条染色体中DNA含量的变化
(1)曲线图模型
(2)模型解读
①AB段处于分裂间期的S期,进行DNA复制。
②BC段可表示分裂间期的G2期和有丝分裂前、中期,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前、中期。
③CD段的变化是着丝粒分裂、姐妹染色单体分开导致的,可表示有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期。
4.同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线
1.(2024·江西南昌二模)图1表示某二倍体高等动物细胞的分裂图像,图2表示该动物细胞分裂过程中某结构的数量变化曲线。不考虑细胞异常分裂。下列相关叙述错误的是( )
A.图1中细胞乙由细胞甲有丝分裂产生,细胞丁由细胞丙减数分裂产生
B.若细胞丁中的P为X染色体,则Q是Y染色体
C.若图2表示细胞中同源染色体的对数变化,则细胞丁处于BC段
D.细胞甲和细胞丙中染色体数不同,但核DNA分子数相同
解析:选B。图1中甲是处于有丝分裂后期的细胞,乙是精原细胞,丁是次级精母细胞,因此细胞乙由细胞甲有丝分裂产生,细胞丁由细胞丙减数分裂产生,A正确;丁是减数分裂Ⅰ产生的次级精母细胞,细胞中不含同源染色体,若P为X染色体,则Q是常染色体,B错误;图2中该结构数量在间期和AB段为N,在BC段为0,因此该曲线最可能是减数分裂过程中同源染色体数目的变化,BC段是减数分裂Ⅱ过程,细胞丁是次级精母细胞,处于BC段,C正确;细胞甲含有8条染色体,8个核DNA分子,细胞丙中含有4条染色体,8个核DNA分子,两个细胞中染色体数不同,但核DNA分子数相同,D正确。
2.(2024·河北衡水三模)果蝇某器官内两个细胞中的部分染色体及其上的基因分布如图甲、乙所示。不考虑染色体变异,下列分析错误的是( )
A.基因A/a位于性染色体上,图甲细胞发生了基因突变
B.该果蝇为雄性,图乙细胞正在进行同源染色体的分离
C.两个细胞的核DNA数之比为1∶1,染色体数之比为2∶1
D.不考虑性染色体,两个细胞完成本次分裂均产生两种基因型的子细胞
解析:选A。由图乙可知,基因A/a所在的同源染色体大小相同,为常染色体,图甲中细胞发生了基因突变,A错误;图乙细胞正在进行同源染色体的分离,处于减数分裂Ⅰ的后期,由于细胞质是均等分裂,说明该果蝇为雄性,B正确;两个细胞的核DNA数(均为8个)之比为1∶1,染色体数(甲细胞为8个,乙细胞为4个)之比为2∶1,C正确;不考虑性染色体,两个细胞完成本次分裂均产生两种基因型的子细胞,其中甲细胞产生a和A两种基因型的细胞,乙细胞产生aa和Aa两种基因型的细胞,D正确。
3.(多选)(2023·辽宁鞍山二模)图1表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,图2表示细胞分裂不同时期每条染色体上DNA数的变化。下列有关叙述正确的是( )
A.图1中有丝分裂发生的时间顺序可能是c→b→a→c
B.图1中a时期与图2中②之后时期对应,着丝粒分裂,非同源染色体自由组合
C.图2中O到①时期细胞中主要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成
D.图2中①到②之间对应时期可以为减数分裂Ⅰ前期~末期和减数分裂Ⅱ前期、中期
解析:选ACD。分析图1:a时期染色体数和核DNA数都是4n,所以是有丝分裂后期和末期;b时期染色体数∶核DNA数=1∶2,所以是有丝分裂前期和中期;c时期染色体数和核DNA数都是2n,所以是有丝分裂间期中的G期,故有丝分裂发生的时间顺序是c→b→a→c,A正确。图1的a时期是有丝分裂后期或末期;图2中②时期着丝粒分裂,染色单体消失,说明是有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期,非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,B错误。图2中O到①时期为有丝分裂间期,每条染色体上DNA数由1变为2,所以此时期细胞中主要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成,C正确。图2中①到②之间,每条染色体上DNA数都为2,对应时期可以为减数分裂Ⅰ前期~末期和减数分裂Ⅱ前期、中期,D正确。
1.(2024·江西高考)与减数分裂相关的某些基因发生突变,会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应,判断它们影响减数分裂的先后顺序是( )
基因
突变效应
M
影响联会配对
O
影响姐妹染色单体分离
P
影响着丝粒与纺锤丝结合
W
影响同源染色体分离
A.M-P-O-W B.M-P-W-O
C.P-M-O-W D.P-M-W-O
解析:选B。联会配对发生在减数分裂Ⅰ前期,姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒与纺锤丝结合发生在减数分裂Ⅰ前期和减数分裂Ⅱ前期,同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期。联会时(减数分裂Ⅰ前期的细线期和偶线期)核膜尚未消失,妨碍着丝粒与纺锤丝相遇,所以联会时不可能已存在丝粒与纺锤丝的结合,即它们影响减数分裂的先后顺序是M-P-W-O。
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:选B。假设X染色体上的显性致病基因为A,非致病基因为a。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后期时姐妹染色单体未分离,则会形成基因型为XAXA或YY的精子,从而生出基因型为XaYY的不患病男孩,B符合题意;因为基因突变是不定向的,母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因,从而生出基因型为XAY的患病男孩,C不符合题意;若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期,也可能导致该男孩出现XAY的基因型,D不符合题意。
3.(2021·浙江1月选考)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元素都为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32P
C.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、1
解析:选D。图中细胞①处于减数分裂Ⅰ前期,分析细胞①中基因组成可知,发生了互换,即发生了基因重组,A错误。根据DNA分子半保留复制,1个精原细胞(DNA中的P元素都为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分子都是一条链含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中每条染色体中只有一条单体的DNA分子中的一条链含有32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②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),但根据图可知,H和h所在的染色体发生过互换,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3条染色体含有32P,B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,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1,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所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含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含有32P的核DNA分子数都为1,D正确。
1.细胞分裂与遗传规律的关系
注意:有丝分裂和无丝分裂过程中不存在基因的分离和自由组合。
2.细胞分裂与可遗传变异
(1)细胞分裂与基因突变
(2)减数分裂过程中发生基因重组
1.(2024·江西南昌三模)已知基因型为AaZbW的昆虫,其某细胞处于细胞分裂过程中的一个时期如图所示,下列相关叙述最合理的是( )
A.该细胞为处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞
B.可判断该细胞在减数分裂前的间期过程中发生了基因突变
C.与该细胞在同一过程中产生的卵细胞基因组成为AZb或aZb
D.图示细胞中存在等位基因且含有两对同源染色体
解析:选C。该昆虫的性染色体组成是ZW,所以应是雌性个体,图中细胞不含同源染色体和姐妹染色单体,且为均等分裂,为处于减数分裂Ⅱ后期的(第一)极体,A错误。该昆虫的基因型为AaZbW,图中细胞中同时含有A和a基因,可能是减数分裂Ⅰ的前期同源染色体上的非姐妹染色单体发生了互换,也有可能是在减数分裂前的间期过程中发生了基因突变,B错误。该细胞的基因组成是AaWW,若不考虑基因突变,与该细胞在同一过程中产生的次级卵母细胞基因组成为AaZbZb,产生的卵细胞基因组成为AZb或aZb;若该细胞出现是由于分裂间期发生了基因突变,则可能是A突变为a或者a突变为A,与该细胞在同一过程中产生的次级卵母细胞基因组成为aaZbZb或AAZbZb,产生的卵细胞组成是aZb或AZb,C正确。图示细胞存在等位基因A和a,但不含同源染色体,D错误。
2.(2024·河北邯郸三模)某个哺乳动物在减数分裂过程中形成了下图所示的细胞分裂图,图中数字表示染色体、字母表示基因,下列相关叙述错误的是( )
A.在分裂间期,1染色体上的a基因可能发生了显性突变
B.在分裂间期,1染色体上的A基因可能发生了隐性突变
C.1和1′染色体发生染色体互换,导致染色单体上的基因重组
D.2染色体上基因排列顺序改变,2′染色体一定发生了片段缺失
解析:选D。1染色体上的姐妹染色单体含等位基因,可能是a基因发生显性突变产生了A基因,也可能是A基因发生隐性突变产生了a基因,A、B正确;由图可知1和1′染色体发生互换,导致染色单体上的非等位基因重组,C 正确;2和1′染色体发生了染色体片段的易位,使2染色体上基因排列顺序发生改变,但2′染色体可能是Y染色体,本来就比2染色体短,D错误。
3.(多选)(2024·江苏苏州二模)基因型为 CcShsh的玉米进行减数分裂时,某一个卵母细胞内第9对染色体可发生如图所示的两种单互换。相关叙述正确的是( )
A.图示变异发生在四分体时期的姐妹染色单体之间
B.Cc和Shsh两对基因间由于互换而发生基因重组
C.若互换发生在 Cc和Shsh两对基因相连区段内,则产生的是重组型配子
D.若产生ShC和shc配子各占1/2,则互换发生在Cc和Shsh两对基因相连区段外
解析:选BD。图示发生的变异是在四分体时期的同源染色体的非姐妹染色单体之间,A错误。基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,根据图示可知,Cc和Shsh两对基因间由于互换而发生基因重组,B正确。若互换发生在 Cc和Shsh两对基因相连区段内,说明C、c和Sh、sh这两对基因的位置不会改变,产生的配子与不发生互换的细胞产生的配子相同,因此不会产生重组型配子,C错误。根据图示可知,基因型为 CcShsh的玉米进行减数分裂时,不发生互换时产生
的配子基因型为ShC和shc,图中左侧单互换没有改变Cc和Shsh这两对基因的位置,因此产生的配子与不发生互换的基因型个体产生的配子相同,配子基因型有ShC和shc两种;而右侧单互换改变了C、c这对基因的位置,说明互换发生在C、c这对基因所在的区段;若产生ShC和shc配子各占1/2,说明该互换方式不会改变基因的位置,则互换发生在 Cc和Shsh 两对基因相连区段外,D正确。
1.(2023·江苏高考)由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病,患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是( )
A.病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B.通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
C.患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D.降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
解析:选C。异常精子一般难以参与受精,故唐氏综合征患病原因主要是患者的母亲减数分裂的过程中出现异常,21号染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分别移向细胞两极,而是移向了细胞的一极,或者是减数分裂Ⅱ后期着丝粒断开之后姐妹染色单体没有移向细胞两极,以至于产生了含有2条21 号染色体的卵细胞,而后参与受精,A正确;染色体变异可以通过显微镜进行观察,三体中染色体数目增加一条,可统计染色体条数来进一步确定,即可通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断,B正确;患者含有3条21号染色体,其性母细胞减数分裂时这三条21号染色体随机分开,因而能形成可育配子,C错误;由题意可知唐氏综合征患者常伴有自身免疫病,因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状,D正确。
2.(2021·河北高考)图中①②和③为三个精原细胞,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极。不考虑其他变异,下列叙述错误的是( )
A.①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会
B.②经减数分裂形成的配子有一半正常
C.③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合,最终产生4种基因型配子
D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
解析:选C。①中有四条染色体,为两对同源染色体,在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会,A正确;②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极,最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR,其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR,刚好占一半,B正确;③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合,最终产生4个配子,2种基因型,为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR,C错误;①发生了染色体结构变异中的易位,②发生了染色体数目变异,理论上可以通过光学显微镜观察到,D正确。
3.(多选)(2023·河北高考)某雄性果蝇(2n=8)的一条2号染色体和X染色体发生了片段互换,丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育。该雄蝇与正常雌蝇杂交获得F1,不考虑其他突变。下列叙述正确的是( )
A.F1雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体
B.F1雌蝇产生的配子一半可育
C.F1雄蝇的细胞中一条2号染色体结构异常
D.此种变异不能为生物进化提供原材料
解析:选AB。设发生互换的染色体分别为2′和X′,由题意可知,丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育,则该雄果蝇可产生可育配子2′X′、2Y,其与正常雌蝇杂交获得F1,为22′XX′、22XY,其中雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体,即1号和3号染色体能形成正常的四分体,A正确;F1雌蝇22′XX′产生的配子2X和2′X′可育,2′X和2X′不可育,即F1雌蝇产生的配子一半可育,B正确;F1雄蝇22XY的细胞中两条2号染色体结构均正常,C错误;题干所述变异为染色体结构变异中的易位,突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供了原材料,D错误。
1.细胞分裂过程中发生染色体结构变异
类型
图示
特点
缺失
染色体上的基因数目减少
重复
同一条染色体上存在了等位基因或相同基因
类型
图示
特点
易位
发生在非同源染色体之间
倒位
基因数目没有变化,基因排列顺序发生改变
2.性染色体三体的成因
(1)XXX成因
(2)XXY成因
(3)XYY成因:父方减数分裂Ⅱ异常,即后期Y染色体着丝粒分裂后,两条Y染色体进入同一个精细胞中。
1.(2024·四川德阳模拟)某个精原细胞在分裂过程中某条染色体发生了连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成“等臂染色体”(如图所示)。不考虑其他变异,下列说法错误的是( )
A.“等臂染色体”可形成于该精原细胞有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期
B.“等臂染色体”在减数分裂过程中可能与正常染色体联会
C.若该细胞正在进行有丝分裂,产生的子细胞中染色体结构和数目均异常
D.若该细胞正在进行减数分裂,则该细胞产生的配子中有一半出现异常
解析:选C。精原细胞可进行有丝分裂,也可进行减数分裂。“等臂染色体”是某精原细胞在分裂过程中发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成的,着丝粒分裂可发生于有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期,A正确;“等臂染色体”与正常染色体上存在同源区段,可通过同源区段与正常染色体联会,B正确;若该细胞正在进行有丝分裂,有丝分裂后期着丝粒发生异常横裂后,产生的子细胞中染色体结构异常,但染色体数目不变,C错误;若该细胞正在进行减数分裂,“等臂染色体”产生现象发生在减数分裂Ⅱ后期,该染色体所在的细胞为次级精母细胞,由该细胞产生的两个精细胞染色体异常,因此该精原细胞产生的配子中有一半出现异常,D正确。
2.(2024·河南周口三模)在果蝇减数分裂过程中,常见两种异常情况会导致精子或卵细胞中染色体异常:①减数分裂Ⅰ异常,同源染色体进入一个细胞中;②减数分裂Ⅱ异常,姐妹染色单体形成的两条染色体进入一个细胞中。不同染色体组合的受精卵性别及存活情况见下表,下列叙述正确的是( )
染色体组合
性状
XX
雌性可育
XY
雄性可育
XXX
致死
XXY
雌性可育
XYY
雄性可育
X
雄性不育
Y和YY
致死
A.染色体组成为XYY的受精卵,是染色体组成正常的亲本经减数分裂Ⅰ异常产生的精子和正常卵细胞结合形成的
B.正常情况下,亲本染色体组成分别为XYY和XX时,后代中雄性可育∶雌性可育=1∶1
C.正常情况下,亲本染色体组成分别为XXY和XY时,子代中染色体组成为XXY的比例为1/6
D.雄性不育是由减数分裂异常产生的不含性染色体的精子和正常的卵细胞结合形成的
解析:选B。染色体组成为XYY的受精卵,一定是染色体组成正常的亲本的含X染色体的卵细胞和含YY染色体的精子形成的,含YY染色体的精子只能是减数分裂Ⅱ异常产生的,A错误;正常情况下,XYY个体产生的精子染色体组成及比例为:X∶YY∶XY∶Y=1∶1∶2∶2,它与XX的后代中染色体组成及比例为:XX∶XYY∶XXY∶XY=1∶1∶2∶2,其中染色体组成为XX和XXY为雌性可育,XYY和XY为雄性可育,所以雄性可育∶雌性可育=1∶1,B正确;正常情况下,XXY个体产生的卵细胞染色体组成及比例为:X∶XY∶XX∶Y=2∶2∶1∶1,它与XY的后代中
染色体组成及比例为:XX∶XXY∶XXX∶XY∶XYY∶YY=2∶3∶1∶3∶2∶1,其中染色体组成为XXX和YY的个体致死,故子代中染色体组成为XXY的比例为3/10,C错误;雄性不育个体的染色体组成为X,可能是正常且含X染色体的精子与不含性染色体的卵细胞结合形成的,也可能是正常的卵细胞与不含性染色体的精子结合形成的,D错误。
3.(多选)(2024·河北保定二模)果蝇的X染色体片段缺失会导致翅膀后端出现缺刻现象。将缺刻红眼雌蝇(无白眼基因)与正常白眼雄蝇杂交,F1染色体组成及表型如图所示。下列叙述正确的是( )
A.缺刻性状的出现是基因突变导致的
B.亲本X染色体缺失位置有决定眼色的基因
C.F1出现死亡个体的原因是缺少正常X染色体
D.F1缺刻白眼♀和正常红眼交配,子代中红眼∶白眼=2∶1
解析:选BCD。由题可知,缺刻性状的出现是染色体结构变异引起的,A错误;缺刻翅红眼雌蝇(没有白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交,F1出现了缺刻翅白眼雌果蝇且雌雄比为2∶1,说明亲本缺失片段恰好位于X染色体上红眼基因所在的位置,B正确;根据题图可知F1中缺刻翅雄蝇不能存活,因此F1出现死亡个体的原因是缺少正常X染色体,C正确;F1的缺刻翅白眼雌蝇与正常翅红眼雄蝇杂交,XwX缺×XWY→1XWXw(正常翅红眼雌果蝇)∶1XWX缺(缺刻翅红眼雌果蝇)∶1XwY(正常翅白眼雄果蝇)∶1X缺Y(死亡),子代中红眼∶白眼=2∶1,D正确。
1.(2024·河北沧州三模)关于洋葱根尖细胞有丝分裂的叙述,正确的是( )
A.间期中心粒的倍增促进洋葱根尖细胞纺锤体的形成
B.洋葱根尖细胞染色体和DNA的倍增在间期同步进行
C.秋水仙素处理洋葱根尖细胞导致着丝粒停止分裂
D.分裂过程中出现染色体断裂可引发基因突变和染色体变异
解析:选D。洋葱属于高等植物,其细胞内没有中心体,A错误;洋葱根尖细胞DNA的倍增是因为间期DNA复制,而染色体的倍增是因为后期着丝粒的分裂,并不是同步进行的,B错误;秋水仙素可抑制洋葱根尖细胞形成纺锤体或破坏已形成的纺锤体,并不影响着丝粒的分裂,C错误;细胞分裂过程中出现染色体断裂会导致染色体的结构或数目变异,也可能使某些基因的结构发生改变,D正确。
2.(2024·山东济南三模)肺炎支原体是一种单细胞生物,能在宿主细胞内寄生增殖。肺炎支原体中大型的DNA散布在细胞内各区域,常用DNA染色法检测肺炎支原体。下列叙述正确的是( )
A.在肺炎支原体拟核区域无核膜和核仁结构
B.肺炎支原体细胞壁起到支持和保护的作用
C.肺炎支原体在宿主细胞内利用自身的核糖体合成蛋白质
D.观察DNA染色后的最佳时期是肺炎支原体分裂的中期
解析:选C。肺炎支原体中大型的DNA散布在细胞内各区域,没有拟核区,A错误;支原体是目前已知的最小的原核生物,没有细胞壁,B错误;肺炎支原体属于原核生物,只含有核糖体一种细胞器,可利用自身的核糖体合成蛋白质,C正确;观察染色体的最佳时期是有丝分裂中期,而肺炎支原体分裂方式为二分裂,且无染色体,D错误。
3.(2024·山东滨州二模)为研究某种动物体细胞的细胞周期,在t0时将S期的细胞用3H全部标记,然后换用无放射性的新鲜培养液继续培养,不同间隔时间取样做细胞放射性自显影实验,统计其中带3H标记的M期细胞所占的百分比。t1(t1=t0+3 h)时发现被标记的细胞开始进入M期;t2(t2=t1+1 h)时50%的被标记细胞进入M期且处于M期的被标记细胞的数目在增加;t3(t3=t2+4 h)时50%的被标记细胞处于M期且处于M期的被标记细胞的数目在减少;t4(t4=t3+8 h)时出现被标记的细胞第二次进入M期。下列说法正确的是( )
A.t0~t4时间段被3H标记的细胞均不会经历核糖体形成的时期
B.t1~t4时间段被3H标记的细胞经历了一个完整的细胞周期
C.t2~t3时间段被3H标记的部分细胞核DNA复制会因环境影响而出错
D.该细胞周期中G1、S、G2和M期时长分别为4 h、2 h、3 h和4 h
解析:选D。核糖体增生发生在G1期,分析题意可知:t1时最早发现被标记的细胞进入M期,t4时出现被标记的细胞第二次进入 M期,所以t1~t4时细胞经过一个细胞周期,因此在t0~t4时间段存在分裂间期,存在核糖体增生,A错误。题中t1(t1=t0+3 h)点开始检测到被3H标记的细胞,说明最先完成DNA复制的细胞经历G2期进入分裂期,则t0~t1为G2期,时间为3 h;t2(t2=t1+1 h)时50%的被标记细胞进入M期且处于M期的被标记细胞的数目在增加,说明G2+1/2M=4 h,即M等于2 h;t3(t3=t2+4 h)时50%的被标记细胞处于M期且处于M期的被标记细胞的数目在减少,即S
+G2+1/2M=8 h,因此S等于4 h;t4(t4=t3+8 h)时出现被标记的细胞第二次进入M期,t1~t4时细胞经过一个细胞周期(G1+G2+S+M),时间为13 h,因此G1等于4 h,B错误,D正确。S期细胞的DNA复制容易受到内外因素的干扰而发生差错,据分析可知,S等于4 h,t2时已不存在S期细胞,因此在t2~t3时间段被3H标记的细胞不会因环境的影响而引起核DNA复制出错,C错误。
4.(2024·辽宁鞍山模拟)下图是某二倍体雄性动物(2n=8)细胞分裂后期图像,以下分析正确的是( )
A.该细胞最可能在进行有丝分裂
B.与该细胞来自同一初级精母细胞的另一个细胞的染色体数目很可能少于同时期的正常细胞
C.该细胞内无同源染色体
D.图示结果不是染色体变异造成的
解析:选B。图中是某二倍体雄性动物(2n=8)细胞分裂后期图像,若为有丝分裂,则细胞内的染色体数目应为16条,而题图细胞中染色体数目为10条,最有可能处于减数分裂Ⅱ后期,A错误;正常情况下,此时细胞中无同源染色体,该细胞的异常是由于减数分裂Ⅰ后期,一对同源染色体未正常分离而移向同一极,导致其发生染色体数目的变异从而含有同源染色体,故与该细胞来自同一初级精母细胞的另一个细胞的染色体数目很可能少于同时期的正常细胞,B正确,C、D错误。
5.(2024·北京丰台二模)核蛋白UHRF1在有丝分裂期催化驱动蛋白EG5泛素化,进而调控细胞周期转换与细胞增殖,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.UHRF1蛋白参与调控组装纺锤体和维持染色体正常行为
B.UHRF1蛋白缺失可能会导致细胞有丝分裂期发生阻滞
C.TPX2确保有丝分裂后期EG5在纺锤丝上的精确分布
D.该研究为UHRF1作为潜在抗癌药物靶点提供理论依据
解析:选C。UHRF1蛋白在有丝分裂期催化驱动蛋白EG5泛素化,从而促进TPX2纺锤体装配因子发出纺锤丝,形成纺锤体,牵引染色体移动,正常执行正常功能,参与调控组装纺锤体和维持染色体正常行为,A正确;UHRF1蛋白缺失,EG5无法泛素化,可能导致TPX2纺锤体装配因子无法正常执行正常功能,可能会导致细胞有丝分裂期发生阻滞,B正确;据图可知,TPX2纺锤体装配因子确保有丝分裂中期EG5在纺锤丝上的精确分布,C错误;如果缺少UHRF1蛋白,将不能催化EG5的泛素化,抑制其活性会阻碍双极纺锤体装配,导致细胞阻滞在有丝分裂期,无法正常进行分裂,该研究为UHRF1作为潜在抗癌药物靶点提供理论依据,D正确。
6.(2024·山东潍坊三模)图1表示基因型为AaXBXb的生物体某个细胞的分裂过程中某种物质或结构数量变化的相关模式图,图2表示图1过程某些时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。下列相关叙述正确的是( )
A.图1呈现的是细胞内染色体组数在细胞分裂不同时期的变化
B.HI段细胞中含有的XB的染色体数与CD段一定不同
C.图1的CD段对应图2的Ⅰ时期,细胞内含有2个染色体组
D.若该细胞核DNA双链均被32P标记,在普通培养基中完成图1分裂后,带标记的子细胞数为4~8个
解析:选D。图1呈现的是细胞内同源染色体对数在细胞分裂不同时期的变化,A错误;HI段为减数分裂Ⅱ,细胞中含有的XB的染色体数为0、1或2,CD段为有丝分裂的后期,细胞中一定有2条XB的染色体数,故HI段细胞中含有的XB的染色体数与CD段可能相同,B错误;图1中CD段为有丝分裂后期无染色单体,对应图2的Ⅰ时期,细胞内含有4个染色体组,C错误;该细胞核的DNA初始状态为双链均被标记,由题干信息可知,细胞经过了1次有丝分裂两个子细胞均带标记,且每个DNA分子一条链被标记,一条链没有被标记,再经过一次减数分裂,DNA再复制一次,每条染色体有一半的DNA带标记,一半的DNA不带标记,根据减数分裂的规律,4个子细胞中带标记的个数为2~4个,由于有两个细胞进行减数分裂,则被标记数是4~8个,D正确。
7.(2024·河北沧州二模)下图1中甲、乙为某哺乳动物细胞分裂模式图,图2表示该动物细胞分裂过程中的染色体数和核DNA数的柱形图。下列相关叙述正确的是( )
A.该动物为雄性,图1的甲细胞中同源染色体均分并分别移向两极
B.图2中的a、b可分别表示图1中甲和乙细胞中的染色体数和核DNA数
C.若图1中乙细胞基因型为纯合子,则经过减数分裂后只产生1种配子
D.图2中a可表示减数分裂Ⅱ后期,a、b、c中均不可能存在姐妹染色单体
解析:选B。由图1中的乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质均等分裂可知,该动物为雄性,图1中甲细胞处于有丝分裂后期,染色体平均移向细胞两极,且每一极都存在同源染色体,同源染色体不会均分移向细胞两极,A错误;图1中甲细胞含有8条染色体,每条染色体上有1条DNA,乙细胞含有4条染色体,每条染色体上有2条DNA,分别与图2中a、b对应,B正确;由于是雄性哺乳动物的细胞分裂图示,细胞中存在性染色体,即使图1中乙细胞基因型为纯合子,则经过减数分裂后也会产生2种配子,C错误;图2中a表示有丝分裂后期,b中染色体数与核DNA数之比为1∶2,说明此时细胞中存在姐妹染色单体,D错误。
8.(2024·山东泰安三模)拟显性是指因一个显性基因缺失,使原来不应显现出来的一个隐性等位基因的效应显现出来的现象。染色体桥是两条染色体或染色单体分别发生断裂后,具有着丝粒的残臂相接而形成的双着丝粒染色体。在玉米中,胚乳中的糊粉层含有三个染色体组,其他形成色素的基因都存在时,基因型为Ccc的糊粉层是有色的。如图表示基因型为Ccc玉米胚乳糊粉层细胞“染色体桥”的形成过程。下列叙述错误的是( )
A.④中存在两种染色体结构变异,但染色体数目正常
B.拟显性现象只能发生在含有三个染色体组的细胞中
C.图中染色体桥是由两条染色单体断裂融合而成
D.④中不同染色体组成的两种细胞能使玉米糊粉层呈花斑性状
解析:选B。④中存在缺失和重复两种染色体结构变异,染色体数目没有变化,A正确;二倍体的杂合子细胞显性基因缺失后,也可使隐性等位基因的效应显现出来,B错误;由②可以看出,图中染色体桥是由两条染色单体断裂融合而成,C正确;④中不同染色体组成的两种细胞表现为一个有色、一个无色,有丝分裂后形成的细胞也为两种,能使玉米糊粉层呈花斑性状,D正确。
9.(2024·安徽合肥三模)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数/核DNA数的变化,AD表示分裂间期;图2、图3分别表示高等动物甲、高等植物乙有丝分裂某时期的图像。下列相关叙述正确的是( )
A.图1中BC段和EF段形成的原因分别是染色体数加倍和核DNA数加倍
B.图2细胞的下一时期,细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数=2∶1∶1
C.图3中结构H为细胞板,与结构H形成密切相关的细胞器是高尔基体
D.动物甲与植物乙有丝分裂过程存在显著差异的是图2和3所示时期
解析:选C。图1中BC段为分裂间期的S期,形成的主要原因是DNA的复制引起DNA数目加倍,EF段是有丝分裂后期,形成的原因是着丝粒分裂引起的染色体数目加倍,A错误。图2中有纺锤体和染色体,着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,其下一时期为有丝分裂后期,没有姐妹染色单体,B错误。结构H为细胞板,该细胞处于有丝分裂末期,结构H最终形成子细胞的细胞壁,与其形成密切相关的细胞器是高尔基体,C正确。高等动物甲、高等植物乙有丝分裂过程存在的显著差异是:①在有丝分裂前
期,动物细胞的纺锤体由中心体发出的星射线形成,而植物细胞的纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成;②在植物细胞有丝分裂末期,细胞板由细胞的中央向四周扩展,将细胞一分为二,最终形成新的细胞壁,动物细胞有丝分裂末期细胞膜向内凹陷,将细胞一分为二,图2为有丝分裂后期,图3为有丝分裂末期,D错误。
10.(2024·辽宁沈阳模拟)随体是位于染色体末端的、圆形或圆柱形的染色体片段,其形态、大小在染色体上是恒定的,通过次缢痕与染色体主要部分相连,如图1所示。条纹斑竹鲨有丝分裂过程中的部分染色体分布如图2所示,其中31号染色体带有随体。下列叙述错误的是( )
A.随体的形态、大小是识别染色体的一个重要特征
B.图1可能处于有丝分裂中期,图2处于有丝分裂前期
C.图2的31号染色体中,DNA分子数和随体数均为4
D.有丝分裂后期着丝粒分裂,细胞中随体的数目加倍
解析:选D。随体是位于染色体末端的、圆形或圆柱形的染色体片段,其形态、大小在染色体上是恒定的,因此,随体的形态、大小可作为识别染色体的一个重要特征,A正确。图1细胞中染色体包括两条并列的姐妹染色单体,说明细胞完成了染色体的复制,可能处于有丝分裂中期;图2细胞中每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,核仁解体,核膜消失,每条染色体的着丝粒未排列在细胞中央的一个平面上,因此,细胞处于有丝分裂前期,B正确。据图可知,图2细胞中31号染色体有两条,每条染色体的两条姐妹染色单体上各有一个DNA分子及一个随体,因此,图2的31号染色体中,DNA分子数和随体数均为4,C正确。依题意,随体是位于染色体末端的、圆形或圆柱形的染色体片段,复制后的染色体的每条姐妹染色单体末端有一个随体。因此,着丝粒分裂后,细胞中随体数目保持不变,D错误。
11.(多选)(2024·江苏南通二模)联会复合体(SC)是减数分裂中配对的两条染色体之间形成的一种复合结构,研究发现D蛋白可促进SC中蛋白质的降解,RNA酶处理可使SC结构被破坏。用荧光标记SC的骨架蛋白,下图为显微镜下观察的野生型水稻和D蛋白缺失突变体处于减数分裂同一时期的花粉母细胞。下列叙述合理的是( )
A.SC的组成成分有DNA、蛋白质和RNA等
B.图中细胞正在发生非同源染色自由组合
C.D蛋白缺失突变体产生的异常配子的比例为1/2
D.SC的合成与解体会影响基因重组和染色体变异,导致生物性状的改变
解析:选AD。由题干“D蛋白可促进SC中蛋白质的降解,RNA酶处理可使SC结构被破坏”可知,SC的组成成分有DNA、蛋白质和RNA等,A正确;分析题图可知,图中细胞含有荧光标记的联会复合体的骨架蛋白,即细胞中含有四分体,故图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ前期或中期,非同源染色体的自由组合在减数分裂Ⅰ后期,B错误;D蛋白缺失突变体同源染色体无法正常分离,产生的异常配子的比例为100%,C错误;SC的正常合成与解体会使基因重组正常进行,而SC的合成与解体异常将导致同源染色体不能正常分离而出现染色体变异,导致生物性状的改变,D正确。
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