内容正文:
猜押03 细胞的生命历程
猜押考点
3年真题
考情分析
押题依据
细胞的生命历程
2023年广T17,2024年广东T9。
2024年新高考生物新结构体系下,试题围绕细胞增殖的基本知识、细胞分裂过程的动态变化、实验设计与数据分析等进行设问。考查考生对细胞分化、衰老和凋亡过程的理解,包括细胞在不同生命阶段的功能变化和调控机制。在高考命题中,立意主要有两种:一是直接考查考生对细胞分化、衰老和凋亡基本知识的识记和理解,如基因选择性表达、细胞自噬、细胞焦亡等;二是通过具体的生物学情境考查考生对这些过程的综合分析能力,考查考生的逻辑推理能力和解决问题的能力。
细胞的生命历程:细胞分裂、细胞分化、细胞衰老与凋亡是考查的重点内容。细胞分裂着重考查细胞的有丝分裂和减数分裂过程中染色体的行为变化等相关知识,需要考生根据试题情境建构模型,通过模型来推测相关选项的正误。细胞凋亡目前考查相对较多,试题情境大多新颖,往年主要以选择题为主,近几年在自主命题省市出现了非选择题,是细胞凋亡考查的新趋势,试题通常呈现的是细胞凋亡的机制,引导考生利用细胞凋亡相关的作用机理提出解决医学问题的新思路,对生物学学科核心素养的形成有很好的引导作用。
题型1 细胞的增值
一、单选题
1.(2025·广东深圳·一模)细胞周期中存在一些检验点,有丝分裂中的后期到末期主要检查的是( )
A.纺锤体的组装 B.赤道板的形成
C.染色体的联会 D.染色体的分离
2.(2025·广东汕头·一模)Katanin蛋白可将多种微管切割成细丝,产物用于形成纺锤体的微管。药物21b可抑制Katanin的活性,据此推测药物21b直接作用于癌细胞细胞周期中的( )
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
3.(2025·广东佛山·二模)科学研究发现,进行分裂时细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的SGO蛋白,主要集中在染色体的着丝粒位置,水解黏连蛋白的酶在中期已经开始合成,而各着丝粒的分裂却到后期才几乎同时发生,有关过程如图1所示。某二倍体生物细胞进行分裂过程中某段时间同源染色体对数的变化如图2所示。相关分析错误的是( )
A.图1中的染色体着丝点分裂前后,每条染色体具有的DNA由2个变为1个
B.图2中A→G段对应的细胞分裂过程并不是同一个细胞进行的细胞分裂过程
C.可以推测,SGO蛋白能够保护着丝粒位置的黏连蛋白不被相应的水解酶破坏
D.正常情况下,图1所示的过程在图2中B→C段会发生而在E→F段不会发生
4.(2025·广东·一模)有关人的同一个体中细胞有丝分裂和减数第二次分裂的叙述,正确的是( )
A.前者有同源染色体2N对,后者有N对
B.两者的姐妹染色单体都是在末期消失的
C.两者导致染色体数目变化的原因相同
D.两者的细胞周期都有间期和分裂期组成
5.(2025·广东·一模)ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A.基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B.果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C.F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D.若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
6.(2025·广东深圳·一模)患者1和患者2的性染色体组成分别是XXY和XYY。经研究发现两位患者都是由于父方减数分裂异常导致。分析精母细胞发生异常分裂最可能的时期是( )
选项
患者1
患者2
A
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ
B
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅱ
C
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
D
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
A.A B.B C.C D.D
7.(2025·广东茂名·一模)科研团队用低温处理二倍体雌草鱼的卵原细胞,使其在减数第一次分裂时不形成纺锤体,获得染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子细胞结合形成三倍体草鱼受精卵。该过程中会出现的细胞是( )
A. B.
C. D.
8.(2025·广东肇庆·二模)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因,某克氏综合征患者及其父母的性染色体组成如图。下列有关该患者X染色体上位点1和位点2的分析,正确的是( )
A.若都是Xg1,则是精母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常,卵母细胞减数分裂正常
B.若都是Xg2,则是卵母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常,精母细胞减数分裂正常
C.若分别是Xg1和Xg2,则是精母细胞减数分裂I异常,卵母细胞减数分裂正常
D.若分别是Xg1和Xg2,则是精母细胞减数分裂Ⅱ异常,卵母细胞减数分裂正常
9.(2025·广东珠海·一模)某同学对二倍体生物的遗传稳定性和多样性原因进行综合概括(见表),其中表述有误的是( )
过程
遗传稳定性
遗传多样性
配子形成
①减数分裂使配子中染色体数目减半,且每个配子含一整套同源染色体
③减Ⅰ前期非姐妹染色单体间的互换,减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合
受精作用
②受精卵中的染色体数目恢复成体细胞中的数目
④精子和卵细胞的结合具有随机性
A.① B.② C.③ D.④
二、非选择题
10.(2025·广东珠海·一模)沃柑(2n=18)深受消费者欢迎,但果实多籽影响其商品性,培育无籽沃柑是品种改良的一个重要方向。某农科院在果园里栽培有可相互传粉的沃柑、砂糖桔、红江橙、白心橙等,它们属于同一物种下的不同品种,现欲从收集的沃柑种子中发掘天然三倍体并进行遗传鉴定。
回答下列问题:
(1)对足量的沃柑种子促萌发后,将初筛得到的疑似三倍体进行根尖染色体计数鉴定:剪取3mm根尖,按照 → →染色→制片步骤制作装片,在显微镜下观察处于有丝分裂中期的细胞,若细胞中染色体数为 则鉴定为三倍体。
(2)为研究天然三倍体的染色体来源,用特定的引物对个体基因组进行PCR,扩增产物的电泳结果见图1。分析结果可知:三倍体1不是由候选父本授粉产生,而是由 形成;三倍体2是由 杂交形成,且2n配子来自于 (填“母本”或“父本”)。
(3)进一步评估沃柑二倍体、三倍体的抗逆性差异,测定相关植株抗旱、抗冻基因的表达量见图2,结果显示 ,表明基因的加倍增强了沃柑的抗逆能力;而且三倍体2中相关基因表达的增加量多于三倍体1,表明 。
(4)对所获得沃柑三倍体的应用潜力进行全面评价,还应在个体水平上比较 的差异。
题型2 细胞的分化、衰老与死亡
一、单选题
1.(2025·广东广州·一模)线粒体可通过融合、分裂及自噬来修复线粒体,满足细胞的能量需求。线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学(如图所示)。在糖尿病状态下,线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。下列叙述错误的是( )
A.糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关
B.线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变
C.Opal、Mfnl和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复
D.可开发提高Drpl表达量的药物改善线粒体功能,延缓糖尿病肾病的发展
2.(2025·广东·一模)茶叶中的黄烷醇具有预防2型糖尿病、预防衰老、缓解焦虑、提高记忆力等作用。下列关于黄烷醇功能的作用原理推测,正确的是( )
A.预防2型糖尿病:促使胰岛A细胞活动增强
B.预防衰老:诱导细胞产生更多的自由基
C.缓解焦虑:促使交感神经活动占据优势
D.提高记忆力:促进大脑海马区神经元之间的信息交流
3.(2025·广东·一模)如图所示标志的核心形象是鲸。下列关于鲸的叙述,正确的是( )
A.生命活动的基本单位是蛋白质
B.遗传物质是DNA和RNA
C.细胞核具有全能性
D.大脑具有语言功能
4.(2025·广东湛江·一模)人在衰老过程中某些性状会发生改变。科研人员对染色质开展了相关研究,研究表明一些区域发生了DNA甲基化会影响相关基因的表达并引发更紧密的染色质结构的形成,细胞衰老时常伴随细胞周期阻滞。人类个体由年轻走向衰老过程中,相关染色体变化如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.个体衰老时,染色质结构松散,紧密连接蛋白增多
B.个体衰老时,染色质结构松散可能会促进基因表达
C.细胞衰老时,细胞周期阻滞可能与端粒的延长有关
D.细胞衰老时,衰老的细胞被免疫系统清除属于细胞坏死
5.(2025·广东汕头·一模)uPAR是衰老细胞特异性表达的膜蛋白。研究人员基于uPAR的结构设计合成了多肽uPA24,并连接16个谷氨酸(E16)构建了嵌合多肽E16-uPA24,应用于肝纤维化衰老小鼠的治疗。E16-uPA24的抗衰老机制如图。下列分析错误的是( )
A.E16-uPA24与谷氨酸受体结合后促进衰老细胞的清除
B.E16-uPA24能在纤维化肝组织中精确定位衰老的细胞
C.NK细胞释放的穿孔素进入衰老细胞后会诱导其凋亡
D.E16-uPA24主要通过增强机体免疫自稳功能延缓衰老
6.(2025·广东佛山·二模)“自动酿酒综合征”是由肠道微生物紊乱引起的罕见疾病,表现为患者消化道内微生物发酵产生的酒精浓度过高使人产生醉酒的状态。患者易发生肝功能衰竭等症状。有关叙述正确的是( )
A.人体肠道中生活的微生物有些与人类是共生关系,有些与人类是寄生关系
B.患者肠道内酵母菌的数量较高,发酵产生酒精的过程主要发生在线粒体中
C.患者易发生肝功能衰竭等症状的主要原因是微生物感染了肝细胞引起细胞坏死
D.应该适当控制患者的饮食,增加食物中糖类物质的含量以保证足够的能量供应
7.(2025·广东·一模)下列有关细胞生命历程的说法,正确的是( )
A.衰老个体的每个体细胞都衰老
B.细胞分化使各种细胞遗传物质产生差异
C.细胞衰老和凋亡是正常生命现象
D.癌细胞膜表面的糖蛋白增加
8.(2025·广东·一模)下列关于细胞衰老和细胞凋亡的描述,错误的是( )
A.人体神经系统发育过程中,部分神经细胞发生凋亡
B.人的不同细胞的凋亡速率没有明显差异
C.坏死的细胞中也含有与细胞凋亡有关的基因
D.端粒随着分裂次数的增加而变短,可能是导致细胞衰老的原因
9.(2025·广东珠海·一模)下列现象与细胞凋亡有关的是( )
A.柳穿鱼花的形态差异 B.骨折造成的细胞死亡
C.植物胚发育过程中胚柄的退化 D.老人出现皱纹、白发、色素沉积
10.(2025·广东茂名·一模)东莨菪碱会诱导小鼠获得性记忆障碍。研究小组发现龙眼果肉提取物会缓解小鼠的记忆障碍,实验处理及结果如下表。下列说法正确的是( )
组别
实验处理(mg·kg-1·b·w-1)
丙二醛含量(nmol·mg-1prot)
超氧化物歧化酶活性(U·mg-1prot)
谷胱甘肽过氧化物酶活性(U·mg-1prot)
1
生理盐水
3.15
98.42
1046.86
2
东莨菪碱
5.31
81.59
604.49
3
?
3.21
132.70
1100.00
注:超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶具有清除自由基的作用。
A.组别1属于对照组,组别2、3属于实验组
B.组别3的实验处理是龙眼果肉提取物
C.东莨菪碱对小鼠血清中三种成分的影响是一致的
D.龙眼提取物通过提高自由基清除能力,修复记忆障碍
11.(2025·广东茂名·一模)我国科学家诱导多能干细胞制备胰岛B细胞,并移植给1型糖尿病患者,取得了临床功能性治愈的疗效。下列叙述错误的是( )
A.可通过患者体细胞诱导得到多能干细胞,避免发生免疫排斥反应
B.多能干细胞在诱导下,发生基因突变获得胰岛素基因
C.制备的胰岛B细胞在移植前,需检测在葡萄糖诱导下能否产生胰岛素
D.移植的胰岛B细胞中存在凋亡基因,也会发生细胞的编程性死亡
12.(2025·广东茂名·一模)心脏肌钙蛋白是心脏肌肉收缩的调节蛋白,在心血管疾病的诊断中起着关键作用。下列选项中不支持心脏肌钙蛋白作为检测指标的是( )
A.心肌细胞中存在指导心脏肌钙蛋白合成的基因
B.心脏肌钙蛋白在心肌细胞中合成
C.心肌细胞受损时会释放出心脏肌钙蛋白
D.血液中心脏肌钙蛋白含量与心肌受损程度呈正相关
13.(2025·广东茂名·一模)在病人的病理组织中可观察到多核细胞,多核产生的直接原因最可能是( )
A.细胞融合 B.细胞分裂
C.细胞分化 D.细胞自噬
14.(2025·广东肇庆·二模)线粒体正常的形态和数量与其融合、裂变相关,该过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控。衰老过程中,肌肉细胞线粒体碎片化增加。下图是研究运动对衰老线虫肌肉细胞线粒体影响的结果。下列有关说法错误的是( )
注:颜色越深代表细胞中的线粒体碎片化程度越高,drp-1、fzo-1代表相关基因突变体。
A.衰老细胞的细胞核体积变大、染色质染色加深
B.运动可减缓野生型线虫衰老引起的线粒体碎片化
C.运动对野生型线虫的作用效果比突变体明显
D.DRP-1和FZO-1基因都会抑制线粒体碎片化
15.(2025·广东·二模)下列关于细胞结构、功能及分化的叙述,错误的是( )
A.参与暗反应的酶分布在叶绿体的囊状结构薄膜上
B.淋巴细胞识别各种抗原与淋巴细胞膜表面的糖被密切相关
C.癌细胞容易分散和转移是由于癌细胞膜上糖蛋白等物质减少的缘故
D.受精卵形成不同组织和器官离不开细胞分化
二、非选择题
16.(2025·广东江门·一模)世界人口老龄化日益严重,探究个体衰老的机制至关重要。人类内源性逆转录病毒(HERV)是一类古老的逆转录病毒,它们在进化过程中整合到了宿主的基因组中,但长期处于“沉默”状态。人类鼠乳腺肿瘤病毒(HERVK)是其中一员,它的“复活”与细胞衰老存在一定的相关性,其机理如图所示。
回答下列问题:
(1)HERVK的遗传物质是 。随着细胞衰老,HERVKDNA的甲基化修饰水平 ,合成相应产物并组装成病毒颗粒,HERVK“复活”。
(2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制剂,衰老细胞中的 、 含量均降低,以及一系列衰老相关表型得到缓解,从而证实了图中的相关途径。
(3)对多细胞生物而言,个体衰老的过程是机体细胞普遍衰老的过程。由图推测可知HERVK“复活”还会加速个体衰老,机理是:①一部分HERVK病毒颗粒通过 的路径侵染邻近的年轻细胞,加速其衰老;② 。
(4)为进一步探索如何延缓衰老,需对个体衰老程度进行量化评估。观测指标选择血浆中 (填“HERVK病毒颗粒”或“炎症细胞因子”)的数量更适宜,理由是 。
17.(2025·广东湛江·一模)多发性硬化症是一种以皮肤和内脏器官纤维化及血管病变为特征的慢性免疫失调疾病。在临床试验中,科研人员分离出患者的T细胞,将其改造成能够特异性识别某类浆细胞表面特殊蛋白质的嵌合抗原受体-T细胞(简称CAR-T细胞),如图为CAR-T细胞疗法用于治疗多发性硬化症的过程。请回答下列问题:
(1)多发性硬化症属于免疫失调疾病中的 ,这是免疫系统的 功能异常导致的。
(2)研究发现,细胞因子失调是导致多发性硬化症产生的重要原因,自身抗体的产生是关键致病因素。细胞因子在体液免疫中的作用是 ,主要的细胞因子有 (至少答出两种)。
(3)CAR-T细胞特异性识别异常浆细胞,并使其死亡的过程属于 (填“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。CAR-T疗法的优势之一在于能准确识别并杀死异常浆细胞,原因是 ,优势之二在于 。
18.(2025·广东肇庆·二模)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种牙龈组织异常增生的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。
(1)为了确定遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)的致病机理,科学家在患者家系中进行调查,发现该病与7号染色体上的Z基因有关,现对相关个体的Z基因片段进行测序,结果如图。
由图可知,患者的Z基因发生了 (填“显性”或“隐性”)突变。
(2)为研究Z基因的功能,科学家又进行了以下实验:
①构建实验模型:以正常细胞为基础,构建了Z基因低表达细胞(SH)和Z基因高表达细胞(OE)。
②将上述3组细胞在相同且适宜条件下培养一段时间后,检测细胞凋亡和增殖情况,结果如图1、图2.据图分析,HGF的致病机理是 。
③据图3可知,B基因可以 (填“促进”或“抑制”)细胞凋亡,依据是 。
(3)经进一步研究,研究人员推测Z基因通过抑制B基因的表达来促进细胞凋亡。若在已有实验的基础上增加1个实验组进行验证,该实验组的选材为 的细胞(提示:以SH组或OE组的细胞为基础;可通过转基因技术获得相应基因过表达和低表达的细胞)。
(4)根据以上信息,试提出一个可精准治疗HGF的方法: (答出1点即可)。
由图分析可知,患者的Z基因发生了显性突变。
细胞类型
Z基因表达情况
B基因表达情况
细胞凋亡情况
正常细胞
正常
正常
介于OE组和SH组之间
OE组细胞
上升
下降
最多
SH组细胞
下降
上升
最少
通过已有研究已经可以确定,Z基因促进细胞凋亡,即Z基因细胞凋亡;B基因抑制细胞凋亡,即B基因细胞凋亡;且二者存在负相关关系(如图3),即存在Z基因B基因或B基因Z基因2种可能。所以要验证“Z基因通过抑制B基因的表达,进而促进细胞凋亡”,就是要验证二者的上下游关系,故可在OE组细胞的基础上构建B基因高表达细胞(Z基因高表达B基因高表达组),或在SH组细胞的基础上构建B基因低表达细胞(Z基因低表达B基因低表达组),观测细胞凋亡和Z或B基因表达情况的变化,从而确定二者的上下游关系。
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细胞的生命历程
2023年广T17,2024年广东T9。
2024年新高考生物新结构体系下,试题围绕细胞增殖的基本知识、细胞分裂过程的动态变化、实验设计与数据分析等进行设问。考查考生对细胞分化、衰老和凋亡过程的理解,包括细胞在不同生命阶段的功能变化和调控机制。在高考命题中,立意主要有两种:一是直接考查考生对细胞分化、衰老和凋亡基本知识的识记和理解,如基因选择性表达、细胞自噬、细胞焦亡等;二是通过具体的生物学情境考查考生对这些过程的综合分析能力,考查考生的逻辑推理能力和解决问题的能力。
细胞的生命历程:细胞分裂、细胞分化、细胞衰老与凋亡是考查的重点内容。细胞分裂着重考查细胞的有丝分裂和减数分裂过程中染色体的行为变化等相关知识,需要考生根据试题情境建构模型,通过模型来推测相关选项的正误。细胞凋亡目前考查相对较多,试题情境大多新颖,往年主要以选择题为主,近几年在自主命题省市出现了非选择题,是细胞凋亡考查的新趋势,试题通常呈现的是细胞凋亡的机制,引导考生利用细胞凋亡相关的作用机理提出解决医学问题的新思路,对生物学学科核心素养的形成有很好的引导作用。
题型1 细胞的增值
一、单选题
1.(2025·广东深圳·一模)细胞周期中存在一些检验点,有丝分裂中的后期到末期主要检查的是( )
A.纺锤体的组装 B.赤道板的形成
C.染色体的联会 D.染色体的分离
【答案】D
【分析】细胞周期检查点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。
【详解】A、纺锤体的组装发生在有丝分裂的前期,A错误;
B、赤道板是一个位置,不是一个结构,在有丝分裂中期,着丝粒着丝粒整齐地排列在细胞中央的赤道板上,B错误;
C、染色体联会发生在减数第一次分裂的前期,C错误;
D、根据细胞在有丝分裂的后期到末期会发生染色体的分离,推测主要检查的是染色体分离的情况,D正确。
故选D。
2.(2025·广东汕头·一模)Katanin蛋白可将多种微管切割成细丝,产物用于形成纺锤体的微管。药物21b可抑制Katanin的活性,据此推测药物21b直接作用于癌细胞细胞周期中的( )
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
【答案】B
【分析】细胞周期分为两个阶段:分裂间期和分裂期。
1、分裂间期:①概念:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂前。②主要变化:DNA复制、蛋白质合成。
2、分裂期:(1)前期:①出现染色体;②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;③纺锤丝形成纺锤体。(2)中期:染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰,便于观察。(3)后期:着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极。(4)末期①纺锤体解体消失;②核膜、核仁重新形成;③染色体解旋成染色质形态;④细胞质分裂,形成两个子细胞(植物形成细胞壁,动物直接从中部凹陷形成子细胞)。
【详解】前期的主要特征是染色质螺旋化形成染色体,核膜、核仁逐渐解体消失,同时细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。因为 Katanin 蛋白产物用于形成纺锤体微管,药物 21b 抑制其活性,所以会直接影响纺锤体在前期的形成,B正确,ACD错误。
故选B。
3.(2025·广东佛山·二模)科学研究发现,进行分裂时细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的SGO蛋白,主要集中在染色体的着丝粒位置,水解黏连蛋白的酶在中期已经开始合成,而各着丝粒的分裂却到后期才几乎同时发生,有关过程如图1所示。某二倍体生物细胞进行分裂过程中某段时间同源染色体对数的变化如图2所示。相关分析错误的是( )
A.图1中的染色体着丝点分裂前后,每条染色体具有的DNA由2个变为1个
B.图2中A→G段对应的细胞分裂过程并不是同一个细胞进行的细胞分裂过程
C.可以推测,SGO蛋白能够保护着丝粒位置的黏连蛋白不被相应的水解酶破坏
D.正常情况下,图1所示的过程在图2中B→C段会发生而在E→F段不会发生
【答案】D
【分析】据图分析,图一表示着丝点分裂后,姐妹染色单体分开成为染色体,并在纺锤丝的牵引下均匀地移向两极,处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。
【详解】A、着丝点(粒)分裂前,一条染色体上有2个DNA分子,着丝点(粒)分裂后,一条染色体上1个DNA分子,A正确;
B、二倍体生物中同源染色体为n对,图2中AB段同源染色体有2n对,因此可知AB段为有丝分裂后期,FG段没有同源染色体,可知处于减数第二次分裂,综合可知,图2中A→G段对应的细胞分裂过程并不是同一个细胞进行的细胞分裂过程,B正确;
C、由题干信息“SGO蛋白对细胞分裂有调控作用”可知,之所以水解粘连蛋白的酶在中期合成,应该是被SGO蛋白调控完成的,故SGO蛋白的主要作用是保护粘连蛋白不被水解酶破坏,C正确;
D、正常情况下,图1所示的过程为着丝点(粒)分裂,BC为有丝分裂末期不发生该过程,D错误。
故选D。
4.(2025·广东·一模)有关人的同一个体中细胞有丝分裂和减数第二次分裂的叙述,正确的是( )
A.前者有同源染色体2N对,后者有N对
B.两者的姐妹染色单体都是在末期消失的
C.两者导致染色体数目变化的原因相同
D.两者的细胞周期都有间期和分裂期组成
【答案】C
【分析】1、有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;(3)减数第二次分裂过程(类似于有丝分裂)。
【详解】A、前者有同源染色体N对,后者没有同源染色体,A错误;
B、两者的姐妹染色单体都是在后期消失的,B错误;
C、两者导致染色体数目变化的原因相同,后期都是由于着丝点分裂而加倍,末期都是由于细胞质分裂而减半,C正确;
D、只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期,因此减数第二次分裂没有细胞周期,D错误。
故选C。
5.(2025·广东·一模)ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A.基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B.果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C.F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D.若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
【答案】D
【分析】减数分裂过程:①细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;②MI前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换;③MI中期:同源染色体着丝粒对称排列在赤道板两侧;④MI后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;⑤MI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;⑥MII前期:次级精母细胞形成纺锤体,染色体散乱排布;⑦MII中期:染色体着丝粒排在赤道板上;⑧MII后期:染色体着丝粒分离,姐妹染色单体移向两极;⑨MII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第二极体。
【详解】A、据图可知,基因B和e在同一条染色体上,连锁遗传,在减数分裂过程中不遵循自由组合定律,A错误;
B、果蝇体细胞中有8条染色体,经过DNA复制和联会,减数分裂Ⅰ中有4个四分体,16个DNA分子,B错误;
C、因未知甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,可将甲基因型写为Xb?Y,将甲Xb?Y与ClB品系雌果蝇XBeXb交配得F1,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,则F1中有1/3XbY、1/3Xb?Xb、1/3XBeXb?,假设F1中各种基因型个体数量均为a,则XB的基因频率是a÷(a+2a+2a)=1/5,正常眼果蝇约占1/3XbY+1/3Xb?Xb=2/3,C错误;
D、从F1中选取棒眼雌果蝇(XBeXb?)与F1的雄果蝇(XbY)杂交,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,因此得到F2的雄果蝇基因型为Xb?Y,若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,Xb?Y死亡,则F2中没有雄果蝇,D正确。
故选D。
6.(2025·广东深圳·一模)患者1和患者2的性染色体组成分别是XXY和XYY。经研究发现两位患者都是由于父方减数分裂异常导致。分析精母细胞发生异常分裂最可能的时期是( )
选项
患者1
患者2
A
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ
B
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅱ
C
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
D
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】题意分析:性染色体组成为XYY的男子,其细胞中多了一条Y染色体,母方只有X染色体,所以两条Y染色体都来自父方。
【详解】患者1和患者2的性染色体组成分别是XXY和XYY。经研究发现两位患者都是由于父方减数分裂异常导致,患者1体内两个X染色体,且X染色体父方和母方均能提供,而该患者是由于父方引起的,则该患者产生的原因是父方提供了染色体组成为XY的异常精子,该精子异常的原因是减数第一次分裂后期同源染色体没有分离使得X和Y进入同一个精子细胞中引起的;患者2细胞中含有两条Y染色体,而Y染色体只能来自父方,该患者产生的原因是父方提供了含YY的异常精子,该精子的出现是由于父方减数第二次分裂过程中着丝粒分裂后产生的两条Y染色体进入到同一个精子中导致的,C正确,ABD错误。
故选C。
7.(2025·广东茂名·一模)科研团队用低温处理二倍体雌草鱼的卵原细胞,使其在减数第一次分裂时不形成纺锤体,获得染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子细胞结合形成三倍体草鱼受精卵。该过程中会出现的细胞是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】减数分裂过程中,各物质的变化规律:
(1)染色体变化:染色体数是2N,减数第一次分裂结束减半(2N→N),减数第二次分裂过程中的变化N→2N→N;
(2)DNA变化:间期加倍(2N→4N),减数第一次分裂结束减半(4N→2N),减数第二次分裂再减半(2N→N);
(3)染色单体变化:间期出现(0→4N),减数第一次分裂结束减半(4N→2N),减数第二次分裂后期消失(2N→0),存在时数目同DNA;
(4)核膜和核仁:前期消失,末期重建;
(5)中心体:间期复制后加倍,前期分离,末期细胞质分裂后恢复体细胞水平。
【详解】A、因为低温诱导使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,根据减数分裂原理,纺锤体的作用是牵引同源染色体分离,没有纺锤体则同源染色体不能正常分离。而A图显示同源染色体正常分离了,这与题干条件不符,A错误;
BC、由于低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,同源染色体没有分离,所以次级卵母细胞中含有同源染色体,着丝点分裂后,移向细胞一极的染色体有同源染色体,B正确,C错误;
D、该图为染色体数目加倍的卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎,是有丝分裂中期图,同源染色体不会联会在一起,D错误。
故选B。
8.(2025·广东肇庆·二模)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因,某克氏综合征患者及其父母的性染色体组成如图。下列有关该患者X染色体上位点1和位点2的分析,正确的是( )
A.若都是Xg1,则是精母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常,卵母细胞减数分裂正常
B.若都是Xg2,则是卵母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常,精母细胞减数分裂正常
C.若分别是Xg1和Xg2,则是精母细胞减数分裂I异常,卵母细胞减数分裂正常
D.若分别是Xg1和Xg2,则是精母细胞减数分裂Ⅱ异常,卵母细胞减数分裂正常
【答案】C
【分析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位。
【详解】A、若都是Xg1,则是精母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常形成的异常精子与不含性染色体的异常卵细胞结合形成的,A错误;
B、若都是Xg2,只可能是卵母细胞减数分裂异常,但是减数分裂I和Ⅱ不能同时异常,只能是卵母细胞减数分裂I或减数分裂Ⅱ发生一次异常,B错误;
CD、若分别是Xg1和Xg2,则是精母细胞减数分裂I异常,卵母细胞减数分裂正常,C正确,D错误。
故选C。
9.(2025·广东珠海·一模)某同学对二倍体生物的遗传稳定性和多样性原因进行综合概括(见表),其中表述有误的是( )
过程
遗传稳定性
遗传多样性
配子形成
①减数分裂使配子中染色体数目减半,且每个配子含一整套同源染色体
③减Ⅰ前期非姐妹染色单体间的互换,减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合
受精作用
②受精卵中的染色体数目恢复成体细胞中的数目
④精子和卵细胞的结合具有随机性
A.① B.② C.③ D.④
【答案】A
【分析】减数分裂使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半,而受精作用使染色体数目又恢复到体细胞的数目。因此对于进行有性生殖的生物体来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于遗传和变异都很重要。
【详解】①减数分裂使配子中染色体数目减半,配子中不含同源染色体,①错误;
②减数分裂使配子中染色体数目减半,受精卵中的染色体数目恢复成体细胞中的数目,②正确;
③减Ⅰ前期非姐妹染色单体间的互换,减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合都属于基因重组,能够实现多样性,③正确;
④精子和卵细胞的结合具有随机性,保证了遗传多样性, ④正确。
故选A。
二、非选择题
10.(2025·广东珠海·一模)沃柑(2n=18)深受消费者欢迎,但果实多籽影响其商品性,培育无籽沃柑是品种改良的一个重要方向。某农科院在果园里栽培有可相互传粉的沃柑、砂糖桔、红江橙、白心橙等,它们属于同一物种下的不同品种,现欲从收集的沃柑种子中发掘天然三倍体并进行遗传鉴定。
回答下列问题:
(1)对足量的沃柑种子促萌发后,将初筛得到的疑似三倍体进行根尖染色体计数鉴定:剪取3mm根尖,按照 → →染色→制片步骤制作装片,在显微镜下观察处于有丝分裂中期的细胞,若细胞中染色体数为 则鉴定为三倍体。
(2)为研究天然三倍体的染色体来源,用特定的引物对个体基因组进行PCR,扩增产物的电泳结果见图1。分析结果可知:三倍体1不是由候选父本授粉产生,而是由 形成;三倍体2是由 杂交形成,且2n配子来自于 (填“母本”或“父本”)。
(3)进一步评估沃柑二倍体、三倍体的抗逆性差异,测定相关植株抗旱、抗冻基因的表达量见图2,结果显示 ,表明基因的加倍增强了沃柑的抗逆能力;而且三倍体2中相关基因表达的增加量多于三倍体1,表明 。
(4)对所获得沃柑三倍体的应用潜力进行全面评价,还应在个体水平上比较 的差异。
【答案】(1) 解离 漂洗 27
(2) 母本未减数分裂产生的 2n 配子 母本和父本 母本
(3) 三倍体沃柑的抗旱、抗冻基因表达置高于二倍体 不同来源的三倍体抗逆性存在差异
(4)果实品质、产量等
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】(1)染色体观察实验中,步骤是解离→漂洗→染色→制片步骤制作装片;沃柑(2n=18),每个染色体组含有9条染色体,有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,故在显微镜下观察处于有丝分裂中期的细胞,若细胞中染色体数为27则鉴定为三倍体。
(2)分析结果可知,三倍体1的染色体组成与母本沃柑一致,说明是由母本未减数分裂产生的 2n 配子,而非由候选父本授粉产生;三倍体2兼有父本和母本的染色体,故是由母本和父本杂交形成,其中有两个条带与母本完全一致,故2n配子来自于母本。
(3)分析图2,实验的自变量是植株类型,因变量是相对表达量,据图可知,三倍体沃柑的抗旱、抗冻基因表达置高于二倍体,且三倍体2中相关基因表达的增加量多于三倍体1,表明不同来源的三倍体抗逆性存在差异。
(4)沃柑属于水果,对所获得沃柑三倍体的应用潜力进行全面评价,还应在个体水平上比较果实品质、产量等。
题型2 细胞的分化、衰老与死亡
一、单选题
1.(2025·广东广州·一模)线粒体可通过融合、分裂及自噬来修复线粒体,满足细胞的能量需求。线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学(如图所示)。在糖尿病状态下,线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。下列叙述错误的是( )
A.糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关
B.线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变
C.Opal、Mfnl和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复
D.可开发提高Drpl表达量的药物改善线粒体功能,延缓糖尿病肾病的发展
【答案】D
【分析】分析题文描述和图可知:Opal、Mfnl和Mfn2有助于线粒体的融合,Drpl有助于线粒体的分裂,线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学。线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。
【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是为细胞提供能量的细胞器,糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关,A正确;
B、自由基会攻击DNA,可能引起基因突变,线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变,B正确;
C、由图可知:Opal、Mfnl和Mfn2参与线粒体的融合,Opal、Mfnl和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复,C正确;
D、由题意和图可知:Drpl有助于线粒体分裂,开发提高Drpl表达量的药物可使线粒体分裂增强,导致线粒体动力学失衡,加速糖尿病肾病的发展,D错误。
故选D。
2.(2025·广东·一模)茶叶中的黄烷醇具有预防2型糖尿病、预防衰老、缓解焦虑、提高记忆力等作用。下列关于黄烷醇功能的作用原理推测,正确的是( )
A.预防2型糖尿病:促使胰岛A细胞活动增强
B.预防衰老:诱导细胞产生更多的自由基
C.缓解焦虑:促使交感神经活动占据优势
D.提高记忆力:促进大脑海马区神经元之间的信息交流
【答案】D
【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同一器官的作用,犹如汽车的油门和刹车,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
【详解】A、胰岛A细胞活动增强会分泌更多胰高血糖素,升高血糖,不能预防糖尿病,A错误;
B、自由基产生后,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,自由基会攻击生物膜,还会攻击DNA,可能引起基因突变,攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,致使细胞衰老,不能预防细胞衰老,B错误;
C、减缓交感神经活动,增强副交感神经活动,可以缓解焦虑,C错误;
D、短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,因此促进大脑海马区神经元之间的信息交流,可提高记忆力,D正确。
故选D。
3.(2025·广东·一模)如图所示标志的核心形象是鲸。下列关于鲸的叙述,正确的是( )
A.生命活动的基本单位是蛋白质
B.遗传物质是DNA和RNA
C.细胞核具有全能性
D.大脑具有语言功能
【答案】C
【分析】生命活动最基本单位是细胞,依次是组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
【详解】A、生命活动的基本单位是细胞,A错误;
B、鲸的遗传物质是DNA,B错误;
C、动物细胞的细胞核具有全能性,C正确;
D、语言是人脑特有的功能,D错误。
故选C。
4.(2025·广东湛江·一模)人在衰老过程中某些性状会发生改变。科研人员对染色质开展了相关研究,研究表明一些区域发生了DNA甲基化会影响相关基因的表达并引发更紧密的染色质结构的形成,细胞衰老时常伴随细胞周期阻滞。人类个体由年轻走向衰老过程中,相关染色体变化如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.个体衰老时,染色质结构松散,紧密连接蛋白增多
B.个体衰老时,染色质结构松散可能会促进基因表达
C.细胞衰老时,细胞周期阻滞可能与端粒的延长有关
D.细胞衰老时,衰老的细胞被免疫系统清除属于细胞坏死
【答案】B
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传主要包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、RNA干扰等。DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,将甲基基团转移到DNA某些区域的碱基上,从而使生物的性状发生改变。
【详解】A、由图可知,个体衰老时某些染色质结构松散、紧密连接蛋白减少,A错误;
B、衰老时染色质结构松散有利于DNA解旋并进行转录,会促进基因表达,B正确;
C、细胞衰老时常伴随细胞周期阻滞,可能与端粒的缩短有关,C错误;
D、细胞衰老时,衰老的细胞被免疫系统清除属于细胞凋亡,D错误。
故选B。
5.(2025·广东汕头·一模)uPAR是衰老细胞特异性表达的膜蛋白。研究人员基于uPAR的结构设计合成了多肽uPA24,并连接16个谷氨酸(E16)构建了嵌合多肽E16-uPA24,应用于肝纤维化衰老小鼠的治疗。E16-uPA24的抗衰老机制如图。下列分析错误的是( )
A.E16-uPA24与谷氨酸受体结合后促进衰老细胞的清除
B.E16-uPA24能在纤维化肝组织中精确定位衰老的细胞
C.NK细胞释放的穿孔素进入衰老细胞后会诱导其凋亡
D.E16-uPA24主要通过增强机体免疫自稳功能延缓衰老
【答案】C
【分析】图示分析E16-uPA24的抗衰老机制:谷氨酸受体识别结合E16-uPA24,促进NK细胞释放穿孔素和颗粒酶,穿孔素作用于衰老细胞,在靶细胞膜上形成管道,颗粒酶通过管道进入衰老细胞,从而促进衰老细胞的清除。
【详解】A、结合图示分析,谷氨酸受体识别结合E16-uPA24,促进NK细胞释放穿孔素和颗粒酶,穿孔素和颗粒酶通过作用于衰老细胞,从而促进衰老细胞的清除,A正确;
B、由于uPAR是衰老细胞特异性表达的膜蛋白,因此E16-uPA24能在纤维化肝组织中精确定位衰老的细胞,B正确;
C、NK细胞释放的穿孔素会在靶细胞膜上形成管道,穿孔素不进入衰老细胞,C错误;
D、免疫自稳是指机体清除体内衰老、损伤或变性的细胞,E16-uPA24通过促进衰老细胞的清除,主要是增强了机体免疫自稳功能延缓衰老,D正确。
故选C。
6.(2025·广东佛山·二模)“自动酿酒综合征”是由肠道微生物紊乱引起的罕见疾病,表现为患者消化道内微生物发酵产生的酒精浓度过高使人产生醉酒的状态。患者易发生肝功能衰竭等症状。有关叙述正确的是( )
A.人体肠道中生活的微生物有些与人类是共生关系,有些与人类是寄生关系
B.患者肠道内酵母菌的数量较高,发酵产生酒精的过程主要发生在线粒体中
C.患者易发生肝功能衰竭等症状的主要原因是微生物感染了肝细胞引起细胞坏死
D.应该适当控制患者的饮食,增加食物中糖类物质的含量以保证足够的能量供应
【答案】A
【分析】1、在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程,就是无氧呼吸。无氧呼吸产物有酒精和二氧化碳或乳酸。
2、酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫作酒精发酵,产生乳酸的叫作乳酸发酵。
【详解】A、人体肠道中生活的对人体有利的微生物与人类是共生关系,有些对人体有害的如结核杆菌,与人类是寄生关系,A正确;
B、酵母菌是真核生物,产生酒精的场所是细胞质基质,B错误;
C、患者易发生肝功能衰竭等症状的主要原因是酒精含量过高破坏了肝细胞的结构合共嗯导致肝细胞坏死,C错误;
D、增加糖类物质的食用能为微生物提供更多的底物,产生更多的酒精,反而会加重ABS的病症,D错误。
故选A。
7.(2025·广东·一模)下列有关细胞生命历程的说法,正确的是( )
A.衰老个体的每个体细胞都衰老
B.细胞分化使各种细胞遗传物质产生差异
C.细胞衰老和凋亡是正常生命现象
D.癌细胞膜表面的糖蛋白增加
【答案】C
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,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。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
2、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。
3、衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、衰老个体的多数体细胞变衰老,但也有幼嫩的细胞,如造血干细胞,A错误;
B、细胞分化是基因的选择性表达,其细胞内遗传物质并未发生改变,B错误;
C、细胞的衰老和凋亡都是正常的生命现象,C正确;
D、癌细胞膜表面的糖蛋白减少,容易扩散和转移,D错误。
故选C。
8.(2025·广东·一模)下列关于细胞衰老和细胞凋亡的描述,错误的是( )
A.人体神经系统发育过程中,部分神经细胞发生凋亡
B.人的不同细胞的凋亡速率没有明显差异
C.坏死的细胞中也含有与细胞凋亡有关的基因
D.端粒随着分裂次数的增加而变短,可能是导致细胞衰老的原因
【答案】B
【分析】细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【详解】A、人体神经系统发育过程中,部分神经细胞发生凋亡,约有50%的神经细胞会发生凋亡,A正确;
B、功能不同的细胞,凋亡的速率不同,B错误;
C、同一生物体的不同体细胞中遗传物质相同,故坏死的细胞中也含有与细胞凋亡有关的基因,C正确;
D、端粒学说认为端粒可保护内部DNA序列,随细胞分裂次数增加,端粒逐渐被截短,端粒内侧的正常基因序列就会受到损伤,引年细胞衰老,D正确。
故选B。
9.(2025·广东珠海·一模)下列现象与细胞凋亡有关的是( )
A.柳穿鱼花的形态差异 B.骨折造成的细胞死亡
C.植物胚发育过程中胚柄的退化 D.老人出现皱纹、白发、色素沉积
【答案】C
【分析】1、细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用;它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程;
2、细胞凋亡的意义:可以保证多细胞生物体完成正常发育;维持内环境的稳定;抵御外界各种因素的干扰。
【详解】A、柳穿鱼花的形态差异主要是由于表观遗传导致的,并非细胞凋亡,A错误;
B、骨折造成的细胞死亡是在不利因素影响下,细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,属于细胞坏死,而不是细胞凋亡,B错误;
C、植物胚发育过程中胚柄的退化是基因控制的细胞自动结束生命的过程,属于细胞凋亡,C正确;
D、老人出现皱纹、白发、色素沉积是细胞衰老的特征,与细胞凋亡无关,D错误。
故选C。
10.(2025·广东茂名·一模)东莨菪碱会诱导小鼠获得性记忆障碍。研究小组发现龙眼果肉提取物会缓解小鼠的记忆障碍,实验处理及结果如下表。下列说法正确的是( )
组别
实验处理(mg·kg-1·b·w-1)
丙二醛含量(nmol·mg-1prot)
超氧化物歧化酶活性(U·mg-1prot)
谷胱甘肽过氧化物酶活性(U·mg-1prot)
1
生理盐水
3.15
98.42
1046.86
2
东莨菪碱
5.31
81.59
604.49
3
?
3.21
132.70
1100.00
注:超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶具有清除自由基的作用。
A.组别1属于对照组,组别2、3属于实验组
B.组别3的实验处理是龙眼果肉提取物
C.东莨菪碱对小鼠血清中三种成分的影响是一致的
D.龙眼提取物通过提高自由基清除能力,修复记忆障碍
【答案】D
【分析】分析题意,本实验目的是不同处理方式,因变量是小鼠的记忆情况,可通过丙二醛含量、超氧化物歧化酶等进行测定,据此分析作答。
【详解】A、分析题意,东莨菪碱会诱导小鼠获得性记忆障碍,而眼果肉提取物会缓解小鼠的记忆障碍,则组别1和2应属于对照组,其中组别1是空白对照组,组别3是实验组,A错误;
B、据表可知,组别3的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶含量升高,但丙二醛降低,且龙眼果肉提取物会缓解小鼠的记忆障碍,故组别3的实验处理是东莨菪碱(诱导记忆障碍)+龙眼果肉提取物(测定缓解情况),B错误;
C、与生理盐水组相比,东莨菪碱对小鼠血清中三种成分的影响幅度不同,C错误;
D、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶具有清除自由基的作用,组别3的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶含量升高,说明龙眼提取物通过提高自由基清除能力,修复记忆障碍,D正确。
故选D。
11.(2025·广东茂名·一模)我国科学家诱导多能干细胞制备胰岛B细胞,并移植给1型糖尿病患者,取得了临床功能性治愈的疗效。下列叙述错误的是( )
A.可通过患者体细胞诱导得到多能干细胞,避免发生免疫排斥反应
B.多能干细胞在诱导下,发生基因突变获得胰岛素基因
C.制备的胰岛B细胞在移植前,需检测在葡萄糖诱导下能否产生胰岛素
D.移植的胰岛B细胞中存在凋亡基因,也会发生细胞的编程性死亡
【答案】B
【分析】1、诱导多能干细胞(iPS细胞):通过特定的因子导入和培养条件,可以从人的皮肤等体细胞出发,诱导其成为具有无限增殖能力并可分化为人体各种组织脏器的多能干细胞;
2、在正常情况下,胰岛B细胞对血糖水平的变化非常敏感,能够根据血糖水平的高低调节胰岛素的分泌。当血糖水平升高时,胰岛B细胞会增加胰岛素的分泌,帮助降低血糖水平;反之,当血糖水平降低时,则减少胰岛素的分泌,以避免低血糖;
3、细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【详解】A、利用患者体细胞诱导得到多能干细胞,其遗传物质与患者自身细胞相同,用这样的多能干细胞制备胰岛B细胞进行移植,免疫系统不会将其识别为外来异物,从而避免发生免疫排斥反应,A正确;
B、多能干细胞本身就含有胰岛素基因,在诱导下是发生细胞分化,基因选择性表达,从而产生胰岛B细胞,而不是发生基因突变获得胰岛素基因,B错误;
C、制备的胰岛B细胞的功能应该是能在葡萄糖诱导下产生胰岛素,所以在移植前需检测其在葡萄糖诱导下能否产生胰岛素,以确保其功能正常,C正确;
D、细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞编程性死亡,移植的胰岛B细胞作为正常细胞,细胞内存在凋亡基因,也会发生细胞的编程性死亡,D正确。
故选B。
12.(2025·广东茂名·一模)心脏肌钙蛋白是心脏肌肉收缩的调节蛋白,在心血管疾病的诊断中起着关键作用。下列选项中不支持心脏肌钙蛋白作为检测指标的是( )
A.心肌细胞中存在指导心脏肌钙蛋白合成的基因
B.心脏肌钙蛋白在心肌细胞中合成
C.心肌细胞受损时会释放出心脏肌钙蛋白
D.血液中心脏肌钙蛋白含量与心肌受损程度呈正相关
【答案】A
【分析】细胞在分化的过程中,遗传物质不发生改变,但是基因会发生选择性表达。
【详解】A、人体的细胞中都含有指导心脏肌钙蛋白合成的基因,心肌细胞中存在指导心脏肌钙蛋白合成的基因不是支持心脏肌钙蛋白作为检测指标的理由,A错误;
B、指导心脏肌钙蛋白合成的基因只在心肌细胞中表达,可以作为检测指标,B正确;
C、心肌细胞受损时会释放出心脏肌钙蛋白,可以将心脏肌钙蛋白作为检测的指标,C正确;
D、血液中心脏肌钙蛋白含量与心肌受损程度呈正相关,血液中心脏肌钙蛋白含量越高,心肌受损程度越严重,D正确。
故选A。
13.(2025·广东茂名·一模)在病人的病理组织中可观察到多核细胞,多核产生的直接原因最可能是( )
A.细胞融合 B.细胞分裂
C.细胞分化 D.细胞自噬
【答案】A
【分析】病毒诱导了患者病理组织中多个体细胞的融合,从而导致多核细胞的产生。
【详解】病毒诱导了患者病理组织中多个体细胞的融合,从而导致多核细胞的产生。BCD错误,A正确。
故选A。
14.(2025·广东肇庆·二模)线粒体正常的形态和数量与其融合、裂变相关,该过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控。衰老过程中,肌肉细胞线粒体碎片化增加。下图是研究运动对衰老线虫肌肉细胞线粒体影响的结果。下列有关说法错误的是( )
注:颜色越深代表细胞中的线粒体碎片化程度越高,drp-1、fzo-1代表相关基因突变体。
A.衰老细胞的细胞核体积变大、染色质染色加深
B.运动可减缓野生型线虫衰老引起的线粒体碎片化
C.运动对野生型线虫的作用效果比突变体明显
D.DRP-1和FZO-1基因都会抑制线粒体碎片化
【答案】D
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所。有氧呼吸过程分为三个阶段,第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],发生在线粒体基质中;有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水,发生在线粒体内膜上。无氧呼吸只在细胞质基质中进行,有氧呼吸释放的能量远远多于无氧呼吸。
【详解】A、衰老细胞的特征之一是细胞核体积变大、染色质染色加深,A正确;
B、通过与野生型对照组比较,可发现运动会使线粒体碎片化程度降低,B正确;
C、对比10日龄的野生型线虫与突变体的对照组和运动组,可发现运动对突变体衰老引起的线粒体碎片化程度影响不大,而对野生型的作用效果较明显,C正确;
D、由题意可知,野生型线虫线粒体的变化过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控,drp-1的对照组与野生型对照组相比较,线粒体碎片化程度降低,说明DRP-1基因突变为drp-1基因后,新基因能抑制线粒体碎片化,故DRP-1基因并不会抑制线粒体碎片化;同理,可得FZO-1基因能抑制线粒体碎片化,D错误。
故选D。
15.(2025·广东·二模)下列关于细胞结构、功能及分化的叙述,错误的是( )
A.参与暗反应的酶分布在叶绿体的囊状结构薄膜上
B.淋巴细胞识别各种抗原与淋巴细胞膜表面的糖被密切相关
C.癌细胞容易分散和转移是由于癌细胞膜上糖蛋白等物质减少的缘故
D.受精卵形成不同组织和器官离不开细胞分化
【答案】A
【分析】癌细胞的主要特征:(1)无限增殖;(2)形态结构发生显著改变;(3)细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,易转移。
【详解】A、暗反应发生在叶绿体基质中,则参与其中的酶位于叶绿体基质中;参与光反应的酶分布在叶绿体的囊状结构薄膜上,A错误;
B、在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合而成的糖蛋白,与细胞表面的识别有密切关系,所以淋巴细胞识别各种抗原与淋巴细胞膜表面的糖被密切相关,B正确;
C、癌细胞容易分散和转移是由于癌细胞膜上糖蛋白等物质减少,导致细胞的黏着性降低,C正确;
D、受精卵通过细胞分裂增加数目,通过细胞分化形成不同组织和器官,D正确。
故选A。
二、非选择题
16.(2025·广东江门·一模)世界人口老龄化日益严重,探究个体衰老的机制至关重要。人类内源性逆转录病毒(HERV)是一类古老的逆转录病毒,它们在进化过程中整合到了宿主的基因组中,但长期处于“沉默”状态。人类鼠乳腺肿瘤病毒(HERVK)是其中一员,它的“复活”与细胞衰老存在一定的相关性,其机理如图所示。
回答下列问题:
(1)HERVK的遗传物质是 。随着细胞衰老,HERVKDNA的甲基化修饰水平 ,合成相应产物并组装成病毒颗粒,HERVK“复活”。
(2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制剂,衰老细胞中的 、 含量均降低,以及一系列衰老相关表型得到缓解,从而证实了图中的相关途径。
(3)对多细胞生物而言,个体衰老的过程是机体细胞普遍衰老的过程。由图推测可知HERVK“复活”还会加速个体衰老,机理是:①一部分HERVK病毒颗粒通过 的路径侵染邻近的年轻细胞,加速其衰老;② 。
(4)为进一步探索如何延缓衰老,需对个体衰老程度进行量化评估。观测指标选择血浆中 (填“HERVK病毒颗粒”或“炎症细胞因子”)的数量更适宜,理由是 。
【答案】(1) RNA 下降
(2) HERVK DNA 炎症细胞因子
(3) 旁分泌 另一部分病毒颗粒进入血管,通过血液进行远距离运输,进而侵染其他组织器官的年轻细胞,加速全身细胞衰老(或答炎症细胞因子进入血管,促进全身细胞衰老/产生更多炎症细胞因子,促进炎症反应,加速细胞 衰老)
(4) HERVK病毒颗粒
病毒颗粒数与袁老细胞数成正相关,能反映机体中衰老细胞的数量,可以量化衰老程度,而炎症细胞 因子在机体内存在其他炎症时也会大量产生,其数量不仅与细胞衰老相关
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫做表观遗传。包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化等。
【详解】(1)HERVK属于逆转录病毒,其遗传物质是RNA。随着细胞衰老,HERVK DNA的甲基化修饰水平降低,导致其转录活性增强,合成相应的RNA和蛋白质,并组装成病毒颗粒,从而“复活”。
(2)逆转录酶抑制剂可以抑制HERVK RNA逆转录为DNA的过程,从而减少HERVK DNA和炎症细胞因子,进而缓解细胞衰老的相关表型。
(3)HERVK病毒颗粒可以通过旁分泌的路径侵染邻近的年轻细胞,加速其衰老。此外,另一部分病毒颗粒进入血管,通过血液进行远距离运输,进而侵染其他组织器官的年轻细胞,加速全身细胞衰老(或答炎症细胞因子进入血管,促进全身细胞衰老/产生更多炎症细胞因子,促进炎症反应,加速细胞 衰老)。
(4)选择血浆中HERVK病毒颗粒作为对个体衰老程度进行量化评估的观测指标,理由是:一方面,该颗粒与衰老细胞数呈正相关,可反映衰老细胞数量,量化衰老程度;另一方面,炎症细胞因子量会受到其他因素影响,如机体感染其他病毒等发生炎症时会产生大量炎症细胞因子,其数量不一定反映衰老程度。
17.(2025·广东湛江·一模)多发性硬化症是一种以皮肤和内脏器官纤维化及血管病变为特征的慢性免疫失调疾病。在临床试验中,科研人员分离出患者的T细胞,将其改造成能够特异性识别某类浆细胞表面特殊蛋白质的嵌合抗原受体-T细胞(简称CAR-T细胞),如图为CAR-T细胞疗法用于治疗多发性硬化症的过程。请回答下列问题:
(1)多发性硬化症属于免疫失调疾病中的 ,这是免疫系统的 功能异常导致的。
(2)研究发现,细胞因子失调是导致多发性硬化症产生的重要原因,自身抗体的产生是关键致病因素。细胞因子在体液免疫中的作用是 ,主要的细胞因子有 (至少答出两种)。
(3)CAR-T细胞特异性识别异常浆细胞,并使其死亡的过程属于 (填“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。CAR-T疗法的优势之一在于能准确识别并杀死异常浆细胞,原因是 ,优势之二在于 。
【答案】(1) 自身免疫病 免疫自稳
(2) 促进B细胞分裂、分化 白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等(答对两种即可)
(3) 细胞凋亡 CAR使T细胞能特异性识别异常浆细胞表面的特定膜蛋白(合理即可) 不易产生免疫排斥(合理即可)
【分析】CAR-T疗法就是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,是把一个含有能识别肿瘤细胞且激活T细胞的嵌合抗原受体的病毒载体转入T细胞,即把T细胞改造成CAR-T细胞这是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法。近几年通过优化改良在临床肿瘤治疗上取得很好的效果,是一种非常有前景的,能够精准、快速、高效,且有可能治愈癌症的新型肿瘤免疫治疗方法。
【详解】(1)多发性硬化症属于免疫失调疾病中的自身免疫病。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应,若免疫自稳功能异常,则容易发生自身免疫病。
(2)辅助性T细胞分泌的细胞因子能促进B细胞分裂、分化;白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等是几类主要的细胞因子。
(3)CAR-T细胞特异性识别异常浆细胞,通过调控细胞内基因程序性表达,从而使异常浆细胞裂解死亡,该过程为细胞凋亡;CAR使T细胞能特异性识别异常浆细胞表面的特定蛋白质(特定膜蛋白),从而使免疫细胞准确识别并杀死异常浆细胞,降低副作用;该疗法的优势还在于不易产生免疫排斥。
18.(2025·广东肇庆·二模)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种牙龈组织异常增生的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。
(1)为了确定遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)的致病机理,科学家在患者家系中进行调查,发现该病与7号染色体上的Z基因有关,现对相关个体的Z基因片段进行测序,结果如图。
由图可知,患者的Z基因发生了 (填“显性”或“隐性”)突变。
(2)为研究Z基因的功能,科学家又进行了以下实验:
①构建实验模型:以正常细胞为基础,构建了Z基因低表达细胞(SH)和Z基因高表达细胞(OE)。
②将上述3组细胞在相同且适宜条件下培养一段时间后,检测细胞凋亡和增殖情况,结果如图1、图2.据图分析,HGF的致病机理是 。
③据图3可知,B基因可以 (填“促进”或“抑制”)细胞凋亡,依据是 。
(3)经进一步研究,研究人员推测Z基因通过抑制B基因的表达来促进细胞凋亡。若在已有实验的基础上增加1个实验组进行验证,该实验组的选材为 的细胞(提示:以SH组或OE组的细胞为基础;可通过转基因技术获得相应基因过表达和低表达的细胞)。
(4)根据以上信息,试提出一个可精准治疗HGF的方法: (答出1点即可)。
【答案】(1)显性
(2) HGF患者的Z基因发生基因突变,失去了促进细胞凋亡和抑制细胞分裂的功能 抑制 与对照组相比,OE组B基因表达下降,SH组B基因表达上升,但细胞凋亡情况相反,OE组增加,SH组减少
(3)在OE组细胞的基础上构建B基因高表达细胞或在SH组细胞的基础上构建B基因低表达细胞
(4)提高Z基因表达水平或降低B基因表达水平
【分析】图1中OE组细胞凋亡百分比明显比对照组高,且SH组比对照组和OE组都低,说明Z基因能促进细胞凋亡。
图2中与对照组相比,G1期细胞占比:OE组在升高,SH组明显降低;S期细胞占比:SH组在升高;G2/M其占比,OE组和SH组都降低。
图3中,与对照组相比,OE组B基因表达下降,SH组B基因表达上升.
【详解】(1)为了确定遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)的致病机理,科学家在患者家系中进行调查并对相关个体的Z基因片段进行测序,结果如图。
由图分析可知,患者的Z基因发生了显性突变。
(2)②图1中OE组细胞凋亡百分比明显比对照组高,且SH组比对照组和OE组都低,说明Z基因能促进细胞凋亡;图2中与对照组相比,G1期细胞占比:OE组在升高,SH组明显降低,即OE组细胞无法进入S期完成DNA复制,进而完成细胞分裂;S期细胞占比:SH组在升高,即Z基因低表达有利于细胞分裂。故HGF患者Z基因发生基因突变,失去了促进细胞凋亡和抑制细胞分裂的功能。
③与对照组相比,图3中OE组B基因表达下降,SH组B基因表达上升,结合图1,与对照组相比,OE组细胞凋亡增加,SH组细胞凋亡减少,推出B基因表达情况与细胞凋亡呈负相关,即B基因抑制细胞凋亡。
(3)已有实验的处理分析如下表。
细胞类型
Z基因表达情况
B基因表达情况
细胞凋亡情况
正常细胞
正常
正常
介于OE组和SH组之间
OE组细胞
上升
下降
最多
SH组细胞
下降
上升
最少
通过已有研究已经可以确定,Z基因促进细胞凋亡,即Z基因细胞凋亡;B基因抑制细胞凋亡,即B基因细胞凋亡;且二者存在负相关关系(如图3),即存在Z基因B基因或B基因Z基因2种可能。所以要验证“Z基因通过抑制B基因的表达,进而促进细胞凋亡”,就是要验证二者的上下游关系,故可在OE组细胞的基础上构建B基因高表达细胞(Z基因高表达B基因高表达组),或在SH组细胞的基础上构建B基因低表达细胞(Z基因低表达B基因低表达组),观测细胞凋亡和Z或B基因表达情况的变化,从而确定二者的上下游关系。
(4)通过以上信息可知,HGF患者Z基因突变以致B基因高表达而患病,故可以通过基因治疗的手段,提高Z基因表达水平(导入正常Z基因)或降低B基因表达水平(合成能与B基因mRNA互补配对的miRNA实现转录后水平的调控)来实现精准治疗的目的。
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