第四单元 细胞的生命历程（综合训练）（江苏专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第四单元 细胞的生命历程 时间：75分钟 分值：100分 一、单项选择题（每题2分，共30分） 1．如图表示某生物细胞周期中的几个时期（用①②③表示），每个时期内绘有相应的流式细胞仪（根据细胞中核DNA含量的不同对细胞分别计数，测定细胞群体中处于不同时期的细胞数和核DNA相对含量）分析图谱（注：横坐标表示核DNA量；纵坐标表示细胞数量；阴影表示处于该阶段的细胞数量相对值）。据图分析判断，下列叙述正确的是（　　） A．蛙红细胞的细胞周期可表示为②→③→① B．中心体在①时期完成复制，在③时期移向两极 C．观察染色体形态和染色单体数目的最佳时期是③ D．着丝粒分裂和染色体加倍可发生在①时期 2．某同学利用玉米根尖组织（2N）制作临时装片，在显微镜下记录得到细胞分裂图像。下列相关叙述错误的是（    ） A．实验过程中需要经历解离—漂洗—染色—制片过程 B．甲细胞中每条染色体的着丝粒由两极发出的纺锤丝相连 C．丁细胞中着丝粒分裂导致染色体加倍，细胞中含有4个染色体组 D．根尖细胞经历了乙→丙→甲→戊→丁的分裂过程 3．细胞周期检查点是保证细胞周期顺利推进的检查机制，受到一系列蛋白质的调控，例如Rb蛋白磷酸化是通过检验点1的必要条件。物质X可以抑制细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性，其中检验点4是中期检验点。下列叙述错误的是（　　） A．造血干细胞和杂交瘤细胞都具有细胞周期 B．有丝分裂过程中，纺锤丝若未与着丝粒相连接，会通过检验点4 C．Rb蛋白的高磷酸化水平，有利于E2F的释放，促进基因的转录过程 D．物质X抑制CDK的活性可以阻断细胞周期，可以用于抑制癌细胞的增殖 4．图甲表示某高等雄性动物肝脏内的一个细胞部分染色体分裂图像，图乙表示在细胞增殖过程中每条染色体上DNA的含量变化。下列相关分析错误的是（　　） A．图甲细胞所处时期是观察染色体的最佳时期，细胞中所有染色体的着丝粒位于一条直线上 B．低等植物细胞形成纺锤体的方式与甲相同，胞质分裂的方式均与甲不同 C．图乙中“A→B”的变化是因为DNA进行了复制，发生的时间是有丝分裂前的间期 D．图乙中“C→D”的变化发生于图甲细胞所处时期的下一个时期，原因是染色体着丝粒分裂 5．下图是某雄性植物(XY型性别决定)的细胞 W产生精子的过程。假设图中涉及的有丝分裂均进行一次，下列叙述错误的是（    ） A．基因分离定律和自由组合定律的实质均发生在过程②中 B．过程①③④均为有丝分裂，所以细胞中始终都存在同源染色体 C．由细胞W 产生精子的过程中经历了四次 DNA 复制和五次分裂 D．过程②中一个细胞含0条或1条或2条Y染色体 6．哺乳动物受精卵第一次分裂过程中，来自精子和卵子的染色体分离时各用一套纺锤体，正常情况下两个纺锤体会逐渐紧靠并平行、同步率较高，但异常情况双纺锤体会朝不同方向牵引或牵引不同步，最后出现多核细胞。科研人员用药物N处理部分小鼠（2n=40）受精卵，观察受精卵第一次分裂，结果如图所示。以下有关实验的分析中，正确的是（    ） A．细胞B最终形成的子细胞中每个核内的染色体数为40 B．双纺锤体牵引染色体移向细胞两极的过程中，会发生基因重组 C．药物N能抑制两个纺锤体的相互作用，可能是秋水仙素 D．细胞A最终形成1个含有40条染色体的双核细胞和1个40条染色体的单核细胞 7．（23-24高三上·江苏扬州·阶段练习）下图为水稻（2n=24）花粉母细胞减数分裂过程中处于三个时期的细胞显微照片。叙述正确的是（　　） A．图①中，移向细胞两极的染色体上的基因组成一定相同 B．图②四分体中也可能发生姐妹染色单体的互换 C．图③中非同源染色体会发生自由组合，是导致配子多样性的原因之一 D．图①细胞中染色体数目与核DNA数目相同，都为图③细胞中的一半 8．下图表示果蝇（2n=8）一次细胞分裂某一阶段（图中1-2）的核DNA数或染色体数或染色体组数变化情况。下列相关叙述错误的是（    ） A．若该图表示减I过程中核DNA分子数目变化，则a=8 B．若该图表示有丝分裂过程中染色体组数目变化，则a=2 C．若CD段没有发生同源染色体分离，则该细胞进行有丝分裂 D．若着丝粒分裂发生在E点之后（不含E点），则该细胞进行减数分裂 9．人类（2n=46）Y染色体上的S基因是男性性别决定关键基因。某男性的性染色体组成为XX，其体内减数分裂过程中的某一细胞如图所示（仅呈现部分染色体）。据图分析，下列叙述最合理的是（    ）    A．图中所示的细胞为初级精母细胞 B．图中所示的细胞内共含有46个DNA分子 C．图中S基因可能源自该患者父亲的Y染色体 D．图中S基因由16号染色体上原有的基因突变产生 10．如图是某雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。相关叙述不正确的是（    ） A．图示细胞为初级精母细胞，所处时期为减数第一次分裂前期 B．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为精细胞的2倍 C．细胞分裂完成后产生4种基因型的精子 D．细胞内含有两个染色体组 11．在中国文化中，“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明，当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时，机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析，下列叙述正确的是（    ） A．肝、胆严重损伤时，内环境稳态的破坏是细胞凋亡所致 B．过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂中期染色体数目会加倍 C．过程③产生的细胞，其分化程度比胆管细胞高 D．过程④、⑤中均存在基因的选择性表达 12．组成人的细胞的生命历程通常会经历分裂、分化、衰老和凋亡，少数细胞可能会发生坏死或癌变，下列相关叙述正确的是（    ） A．人的体细胞和成熟的生殖细胞的增殖过程都需要进行DNA复制 B．人的成熟的红细胞和心肌细胞呼吸方式不同，但都具有全能性 C．细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的过程都受基因的控制 D．人原始的生殖细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期染色体数目相同 13．在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是（    ） A．可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B．有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C．在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 14．2024年6月26日，科学家利用5个捐赠者的干细胞，培育出首个包含多人细胞的3D大脑模型。这一突破性进展，将有助于揭示人脑发育和药物反应的个体差异，为培育更复杂大脑类器官嵌合体奠定基础。下列叙述错误的是（    ） A．捐赠者捐献的成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织 B．干细胞的培养液需加入血清并提供95%的空气和5%的CO2的气体环境 C．3D 大脑模型的形成是基因选择性表达的结果，体现干细胞具有全能性 D．该技术将有利于人类探索大脑的发育机制以及预测人脑对新药物和新疗法的反应 15．细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是细胞被病原体感染而发生的程序性死亡。细胞感知来自细菌、病毒等信号的刺激，蛋白酶E被激活，剪切焦孔素D，产生N末端的氨基肽段和C末端的羧基肽段，其N末端会引起细胞膜溶解，释放大量炎性细胞因子，快速启动机体天然免疫。下列说法正确的是（　　） A．细胞焦亡与细胞凋亡的区别是前者会产生炎症反应，而后者不会出现 B．焦孔素D本质是蛋白质，激活蛋白酶E能将其水解成氨基酸 C．mRNA和tRNA种类的变化都可以作为判断癌细胞是否凋亡的依据 D．细胞焦亡的本质是细胞坏死，不利于维持生物体内部环境的稳定 二、多项选择题（每题至少两个选择符合题意，每题3分，共12分） 16．如图是某植物根尖示意图，其中a、b、c表示不同部位的细胞，①、②、③表示生理过程，下列说法正确的是（ ） A．②过程之后细胞体积增大，与之前的细胞相比，与外界进行物质交换的能力变强 B．a、b、c细胞中的核酸均相同，蛋白质的种类不完全相同 C．①过程为细胞分裂，②、③过程为细胞分化 D．①、②、③中能产生ATP的结构为细胞质基质和线粒体 17．如图为某二倍体生物进行细胞分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的有（　　） A．图中有4条染色单体，4条脱氧核苷酸链 B．基因l与3或4互为等位基因，与5、6、7、8互为非等位基因 C．该个体产生的生殖细胞中可同时含有基因2和7 D．若观察到某细胞内有4个染色体组，则该细胞处于有丝分裂后期 18．一对非同源染色体用32P标记的精原细胞（染色体数目为2N）置于不含32P的培养液中培养，某个精原细胞进行两次胞质分裂，分裂过程中不同时期的4个细胞染色体数和核DNA数如图所示。不考虑染色体变异和交叉互换的情况，下列叙述正确的是（    ） A．a细胞可能有2条染色单体含32P B．b细胞可能有1条染色体含32P C．c细胞可能有3条DNA单链含32P D．d细胞可能有2个DNA分子含32P 19．诱导多能干细胞(iPS细胞)是在外源转录因子的作用下，将已分化的体细胞重编程，获得的类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，能分化为多种类型的细胞，在再生医学上有巨大的潜力。其制备及分化过程如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．iPS细胞诱导分化后，可用于开发治疗1型糖尿病的方法 B．外源转录因子可激活与多能性相关基因的表达 C．过程②③产生了特定的细胞，都属于细胞分化 D．避免了临床使用胚胎干细胞所面临的伦理争议 三、非选择题题（共5小题，共58分）（除特殊说明外，每空1分） 20．（11分）图甲、乙、丙为某二倍体雄性生物细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图，图乙表示每条染色体上的DNA相对含量在细胞分裂各时期的变化，图丙表示细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量。    (1)图丙中的图例①和②代表的含义分别是______________。 (2)图甲细胞的名称为_________________，此时所处的时期可以对应图乙的_______和图丙的______时期。 (3)处于图乙BC段的细胞中含有___________条Y染色体。 (4)一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期（M期），分裂间期又可划分为G1期、S期、G2期。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。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期，进行的部分实验如下：用含3H-TdR培养某动物细胞，经X小时后获得细胞群甲；随后将3H-TdR洗脱，转换至不含3H-TdR培养液继续培养得到细胞群乙。实验测得该细胞的细胞周期时长如表所示，单位为h。 细胞周期总长 G1期 S期 G2期 M期 18 4.1 8.9 2.8 2.2 ①X至少是__________h（填数字），细胞群甲均处于细胞周期的_______期。 ②细胞群甲转换至不含3H-TdR培养液培养时间的要求是___________________________________（2分），然后再转入含3H-TdR培养液中培养足够长时间，从而使细胞同步在______________________（2分）。 21．（12分）免疫荧光染色法是使特定蛋白质带上荧光素标记的示踪技术。图1是用该技术处理的正常小鼠（2N=40）一个初级精母细胞的染色体图像，图2是该小鼠减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。据图回答问题： (1)观察哺乳动物配子形成过程中染色体变化更宜选用雄性小鼠的_____________（器官），不选用雌性小鼠的原因是____________。 (2)图1中共有__________条染色体，该时段通过___________发生基因重组。与常染色体相比，小鼠细胞中X、Y染色体形成的联会复合体形态不同，主要原因是_______________________________。 (3)若图2纵坐标表示细胞中DNA含量的相对值，则处于cd段的细胞中上_______（选填“有“或“无”）同源染色体；若图2纵坐标表示染色体和核DNA的比值，则图1所示细胞可能处于图2中_______段。 (4)细胞周期同步化是使体外培养的细胞都处于相同分裂阶段的技术，胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）双阻断法是其常用方法，原理是高浓度TdR可抑制DNA复制，使处于S期的细胞受到抑制，处于其他时期的细胞不受影响，洗去TdR后S期的细胞又可继续分裂。图3是细胞周期的示意图。图4是TdR双阻断法诱导小鼠细胞周期同步化的操作流程。 ①S期DNA复制所需酶是________，需要的原料是_____ ②T1的时长至少为________，T2的时长至少为________（用图3中字母和数学符号表示） ③步骤三的目的是使处理后的所有细胞都停留在________期的交界处。 22．（12分）玉米是世界上最重要的粮食作物之一，南美洲和北美洲的土著人培育出了具有各种不同颜色的玉米籽粒的品种一黄色、白色、紫色等，并且赋予每种颜色不同的审美和宗教价值。例如，一些部落认为有斑点的玉米籽粒是力量和活力的象征。玉米籽粒的颜色如褐色、斑点等的遗传是不稳定的。 (1)种子中的胚乳是由两个极核与一个精子极核形成的。玉米籽粒的颜色与胚乳最外层糊粉层的颜色有关。极核的形成过程如下：    基因型为AAbb的玉米花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉，所得到籽粒胚乳的基因型有___________种。 (2)玉米的第9号染色体上有两对与糊粉层颜色有关的等位基因，CI对C呈显性、Bz对bz呈显性，其中Bz促进糊粉层发育为紫色，bzbz纯合子则促进糊粉层发育为褐色，但CI抑制糊粉层颜色的发生，糊粉层表现为无色。麦克林托克选择CCbzbz的母本与CICIBzBz的父本进行杂交，得到F1代。 ①理论上F1代籽粒的颜色为___________色。 ②实际的杂交结果中，大部分籽粒的确如此，但同时还发现有一些籽粒在此颜色的背景上出现了褐色斑点。麦克林托克猜想这些杂合体中，在胚乳发育的某个时期CI基因连同___________一起发生了丢失，导致有些细胞群能够制造褐色色素：如果在胚乳发育早期就发生了丢失，褐色色斑的面积会___________（“较大”、“较小”）。 ③麦克林托克提出了关于有关基因丢失机制的解释：9号染色体还有一个重要的基因Ds，它是染色体发生断裂的位点，断裂后的CI所在染色体片段丢失的原因是__________。    综上所述，CCbzbz（不含Ds）的母本与CICIBzBzDsDs的父本杂交所得F1代中，发育为褐色细胞群的基因型为__________，在此过程中细胞发生了__________变异。 (3)麦克林托克随后又发现单独的Ds并不能直接诱导染色体断裂，而是需要另一个因子的帮助，即Ac。Ac位于另一条染色体上，只有在Ac存在的前体条件下，Ds才能发生断裂。更深入的研究发生，Ds不仅能诱导染色体断裂，而且能够从染色体的一个位置上切离，转移到另一个位置上。 ①Ds从染色体的一个位置转移到另一个位置上，涉及____________键的水解与重建。 ②基因型为_____________精子与极核结合形成为基因型CCCBzbzbzDs的胚乳，其糊粉层发育为全褐色，可能的原因是______________________________________________________________________（2分）。 (4)麦克林托克用Ac/Ds双因子系统（转座元件）解释了玉米9号染色体的遗传不稳定性。在玉米中转座元件是普遍存在的，转座元件从一个位置移动到另一个位置时，它们会造成染色体结构变异或引起____________，因此这些元件有着非常重要的遗传意义。 23．（11分）染色体核型分析是一种用于检测人类染色体疾病的方法，通常利用人外周血淋巴细胞制备染色体标本。请回答下列问题。 (1)外周血淋巴细胞染色体标本的制备过程如下表，请完善表中有关内容。 实验步骤的目的 简要操作过程 供给淋巴细胞存活必需的营养等条件，同时防止培养过程中 ①_______________ 用蒸馏水、无机盐、葡萄糖、氨基酸及促生长因子等制备合成培养基，还需添加适量的②_______________等天然成分、植物凝集素（PHA，可促使淋巴细胞分裂），同时要添加适量的青霉素、链霉素，无菌处理 ③_______________ 消毒、采集静脉血，滴加到培养瓶中，轻轻摇匀 将淋巴细胞培养至分裂高峰 将培养瓶置于37℃恒温CO2培养箱中培养24小时，水平晃动培养瓶，使④_______________，再继续培养48小时 ⑤_______________ 终止培养前2~3小时，加入秋水仙素溶液3~4滴后混匀，继续培养至结束 ⑥_______________ 将培养液离心后，弃去上清液，加入0.075mol/L的KCl溶液（浓度略低于细胞内液），用吸管轻轻吹打细胞团混匀 观察细胞染色体核型 沉淀物中加入固定液处理，用Giemsa染色后，制片镜检 (2)镜检发现某男孩的部分淋巴细胞染色体核型如图1所示，表明图示细胞出现了染色体数目倍增的异常现象，形成该现象的原因是________________________________________________________（2分）；同时，与淋巴细胞正常分裂的相同时期相比，图示细胞还表现出的异常特征是_______________。 (3)研究发现，细胞周期蛋白依赖激酶（Cdk）在细胞周期调控中起关键作用，Cdk通常需要与细胞周期蛋白（cyclin）结合后才具有活性，两者结合作用机理如下图2所示。Cdk被完全激活，首先需要_______________，进而引起T环空间结构发生变化，然后在Cdk激活激酶的作用下使T环上的特定位点发生_______________。 24．（12分）下图表示基因型为AaBb的某哺乳动物细胞分裂的相关图像。甲表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，乙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，丙表示乙过程中某细胞的染色体与基因的位置关系。请据图分析回答： (1)哺乳动物的卵原细胞是在卵巢中产生的，其细胞分裂方式有_____________。分裂期的细胞中合成的蛋白质很少，原因是_________________________________________________________________________（2分）。 (2)细胞内有一种粘连蛋白，主要集中在染色体的着丝粒位置。在细胞分裂过程中，细胞会产生水解酶将粘连蛋白分解，而其他蛋白质不受影响。粘连蛋白被水解发生在甲图的__________时期（填序号）。 (3)基因分离定律和基因自由组合定律发生在图乙中_________（填“①”、“②”或“③”）过程中，细胞Ⅳ的基因组成是_____________________________________________________________________。（不考虑突变） (4)研究发现，在减数分裂I中期，人卵母细胞中纺锤体组装起始于染色体上，且中心体相关蛋白T蛋白（不是跨膜蛋白）也定位在染色体上。检测T蛋白与细胞核的距离随时间变化的情况如图2所示，已知人卵母细胞的直径约为150μm，间期细胞核的直径约为30μm，由图中数据推测，T蛋白最开始定位于_____（填“细胞膜内侧”或“细胞质基质”）；6小时后不再记录数据，原因是____________________________________。 (5)进一步研究发现，T蛋白与其他多种蛋白在染色体上形成复合体（被命名为人卵母细胞微管组织中心（huoMTOC）），介导了纺锤体的组装。据图推测huoMTOC形成在什么时期：_________。 (6)还有研究发现，当该种动物X、Y染色体联会时，不联会区域周围会形成性泡，如图丁所示，PAR表示联会区域。X、Y染色体联会时可以发生染色体片段互换的区段位于_____（填“性泡内”或“性泡外”）。该种动物进行减数分裂过程是否均可以形成性泡，请写出理由：_________________________________________ _____________________________________________________________________________________（2分）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四单元 细胞的生命历程 时间：75分钟 分值：100分 一、单项选择题（每题2分，共30分） 1．如图表示某生物细胞周期中的几个时期（用①②③表示），每个时期内绘有相应的流式细胞仪（根据细胞中核DNA含量的不同对细胞分别计数，测定细胞群体中处于不同时期的细胞数和核DNA相对含量）分析图谱（注：横坐标表示核DNA量；纵坐标表示细胞数量；阴影表示处于该阶段的细胞数量相对值）。据图分析判断，下列叙述正确的是（　　） A．蛙红细胞的细胞周期可表示为②→③→① B．中心体在①时期完成复制，在③时期移向两极 C．观察染色体形态和染色单体数目的最佳时期是③ D．着丝粒分裂和染色体加倍可发生在①时期 【答案】D 【详解】A、蛙红细胞进行的是无丝分裂，没有细胞周期，A错误； B、分析图可知，①细胞中核DNA数为4n，可代表分裂期，中心体的复制发生在间期，③代表核DNA复制时期，为分裂间期，中心体移向细胞两极发生在分裂前期，B错误； C、③代表DNA复制时期，为分裂间期，观察细胞中的染色体最好时期为分裂中期，C错误； D、①细胞中核DNA数为4n，可以表示分裂期的后期，因着丝粒分裂，使染色体数目加倍，即着丝粒分裂和染色体加倍可发生在①时期 ，D正确。 故选D。 2．某同学利用玉米根尖组织（2N）制作临时装片，在显微镜下记录得到细胞分裂图像。下列相关叙述错误的是（    ） A．实验过程中需要经历解离—漂洗—染色—制片过程 B．甲细胞中每条染色体的着丝粒由两极发出的纺锤丝相连 C．丁细胞中着丝粒分裂导致染色体加倍，细胞中含有4个染色体组 D．根尖细胞经历了乙→丙→甲→戊→丁的分裂过程 【答案】D 【详解】A、制作植物细胞有丝分裂临时装片的步骤为解离—漂洗—染色—制片。解离的目的是使组织细胞相互分离开来；漂洗是为了洗去解离液，防止解离过度，同时便于染色；染色是用碱性染料使染色体着色；制片是将细胞压成单层，便于在显微镜下观察，A正确； B、玉米是高等植物，在有丝分裂过程中，纺锤丝由细胞两极发出，甲细胞处于有丝分裂中期，每条染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝相连，这些纺锤丝牵引着染色体排列在赤道板上，B正确； C、丁细胞处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，导致染色体数目加倍。玉米体细胞中含有2个染色体组，有丝分裂后期染色体组数目也加倍，所以细胞中含有4个染色体组，C正确； D、根据细胞有丝分裂各时期的特点，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于间期，丙处于前期，丁处于后期，戊处于末期，根尖细胞有丝分裂过程应该是乙→丙→甲→丁→戊，D错误。 故选D。 3．细胞周期检查点是保证细胞周期顺利推进的检查机制，受到一系列蛋白质的调控，例如Rb蛋白磷酸化是通过检验点1的必要条件。物质X可以抑制细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性，其中检验点4是中期检验点。下列叙述错误的是（　　） A．造血干细胞和杂交瘤细胞都具有细胞周期 B．有丝分裂过程中，纺锤丝若未与着丝粒相连接，会通过检验点4 C．Rb蛋白的高磷酸化水平，有利于E2F的释放，促进基因的转录过程 D．物质X抑制CDK的活性可以阻断细胞周期，可以用于抑制癌细胞的增殖 【答案】B 【详解】A、造血干细胞和杂交瘤细胞都可以连续分裂，都有细胞周期，A正确； B、有丝分裂的过程中，纺锤丝在分裂前期与着丝粒相连，纺锤丝若未与着丝粒相连接，不能通过检验点4，B错误； C、由图，Rb蛋白磷酸化后，E2F被释放，然后与DNA结合有利于转录，C正确； D、癌细胞可以无限增殖且增殖的过程中需要蛋白质的参与，物质X 抑制CDK的活性，降低Rb蛋白的磷酸化水平，不利于E2F的释放，抑制基因转录过程，使蛋白质合成受阻，阻断细胞周期，可以用于抑制癌细胞的增殖，D正确。 故选B。 4．图甲表示某高等雄性动物肝脏内的一个细胞部分染色体分裂图像，图乙表示在细胞增殖过程中每条染色体上DNA的含量变化。下列相关分析错误的是（　　） A．图甲细胞所处时期是观察染色体的最佳时期，细胞中所有染色体的着丝粒位于一条直线上 B．低等植物细胞形成纺锤体的方式与甲相同，胞质分裂的方式均与甲不同 C．图乙中“A→B”的变化是因为DNA进行了复制，发生的时间是有丝分裂前的间期 D．图乙中“C→D”的变化发生于图甲细胞所处时期的下一个时期，原因是染色体着丝粒分裂 【答案】A 【详解】A、所有染色体的着丝粒只是位于赤道板所在平面，并不是位于一条直线上，A错误； B、低等植物细胞和图甲所示细胞都含有中心体，形成纺锤体的方式相同，都是从中心体周围发出星射线构成纺锤体，但胞质分裂的方式不同，B错误； C、图乙中“A→B”段每条染色体上的DNA含量倍增，形成的原因是有丝分裂前的间期DNA的复制，C正确； D、图甲所示细胞所处时期是有丝分裂中期，图乙中“C→D”由于发生了着丝粒分裂，由每条染色体有2个DNA变成每条染色体上只有1个DNA，发生于有丝分裂后期（图甲所示细胞所处时期的下一个时期），D正确。 故选A。 5．下图是某雄性植物(XY型性别决定)的细胞 W产生精子的过程。假设图中涉及的有丝分裂均进行一次，下列叙述错误的是（    ） A．基因分离定律和自由组合定律的实质均发生在过程②中 B．过程①③④均为有丝分裂，所以细胞中始终都存在同源染色体 C．由细胞W 产生精子的过程中经历了四次 DNA 复制和五次分裂 D．过程②中一个细胞含0条或1条或2条Y染色体 【答案】B 【详解】A、基因分离定律和自由组合定律的实质均发生在减数分裂产配子的时候，也就是过程②中，A正确； B、过程①始终存在同源染色体，花粉粒不含同源染色体，因此过程③④进行的有丝分裂的细胞中不含同源染色体，B错误； C、减数分裂过程包括两次连续的细胞分裂，有丝分裂过程仅进行一次细胞分裂，在有丝分裂和减数分裂过程中均进行一次DNA复制，因此由细胞W产生精子的过程中经历了四次DNA复制和五次分裂，D正确。 D、过程②中一个细胞可能是有减Ⅰ则含有1个Y染色体，减Ⅱ前、中、则含有1个Y染色体或0个，减Ⅱ后可能含有0、1、2个Y染色体，D正确。 故选B。 6．哺乳动物受精卵第一次分裂过程中，来自精子和卵子的染色体分离时各用一套纺锤体，正常情况下两个纺锤体会逐渐紧靠并平行、同步率较高，但异常情况双纺锤体会朝不同方向牵引或牵引不同步，最后出现多核细胞。科研人员用药物N处理部分小鼠（2n=40）受精卵，观察受精卵第一次分裂，结果如图所示。以下有关实验的分析中，正确的是（    ） A．细胞B最终形成的子细胞中每个核内的染色体数为40 B．双纺锤体牵引染色体移向细胞两极的过程中，会发生基因重组 C．药物N能抑制两个纺锤体的相互作用，可能是秋水仙素 D．细胞A最终形成1个含有40条染色体的双核细胞和1个40条染色体的单核细胞 【答案】D 【详解】A、细胞B的两个纺锤体完全分开，形成的子细胞都会出现各含20条染色体的双核，A错误； B、双纺锤体牵引染色体移向细胞两极的过程中，使得姐妹染色单体分离，不会发生基因重组，B错误； C、秋水仙素能抑制纺锤体的形成，而药物N抑制两个纺锤体的相互作用，这一过程与秋水仙素作用无关，C错误； D、细胞A的两个纺锤体一极靠近，形成的子细胞会出现含40条染色体的单核，另一极分开，形成的子细胞会出现各含20条染色体的双核（即1个含有40条染色体的双核细胞），D正确。 故选D。 7．（23-24高三上·江苏扬州·阶段练习）下图为水稻（2n=24）花粉母细胞减数分裂过程中处于三个时期的细胞显微照片。叙述正确的是（　　） A．图①中，移向细胞两极的染色体上的基因组成一定相同 B．图②四分体中也可能发生姐妹染色单体的互换 C．图③中非同源染色体会发生自由组合，是导致配子多样性的原因之一 D．图①细胞中染色体数目与核DNA数目相同，都为图③细胞中的一半 【答案】C 【详解】A、图①中，着丝粒分裂，染色单体成为染色体，并且彼此分离移向细胞两极，彼此分离移向细胞两极的染色体是经过DNA复制产生的，因而一般情况下其上的基因组成相同；但若在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，则移向细胞两极的染色体上的基因组成可能不相同，A错误； B、②细胞为同源染色体联会形成的四分体时期，会发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，B错误； C、图③中非同源染色体会发生自由组合，进而导致基因重组，这是导致配子多样性的原因之一，C正确； D、图①细胞处于减数第二次分裂后期，其中染色体数目和DNA数目与体细胞中的染色体和核DNA数目相同；图③细胞处于减数第一次分裂后期，此时细胞中的染色体数目与体细胞中的相同，但核DNA数目是体细胞中的二倍，D错误。 故选C。 8．下图表示果蝇（2n=8）一次细胞分裂某一阶段（图中1-2）的核DNA数或染色体数或染色体组数变化情况。下列相关叙述错误的是（    ） A．若该图表示减I过程中核DNA分子数目变化，则a=8 B．若该图表示有丝分裂过程中染色体组数目变化，则a=2 C．若CD段没有发生同源染色体分离，则该细胞进行有丝分裂 D．若着丝粒分裂发生在E点之后（不含E点），则该细胞进行减数分裂 【答案】C 【详解】A、若该图表示减I过程中核DNA分子数目变化的某一阶段，则该阶段DNA含量减半，应该是减数第一次分裂末期，此时每条染色体上含有2个DNA分子，2a=16，a=8，A正确； B、若该图表示有丝分裂过程中染色体组数目变化的某一阶段，则该阶段染色体含量减半，应该是有丝分裂末期，则有丝分裂后期细胞中含有4个染色体组，2a=4，a=2，B正确； C、若CD段没有发生同源染色体分离，则图示过程也可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中，DE可以代表有丝分裂末期，也可表示减数第二次分裂末期，C错误； D、着丝粒分裂发生在有丝分裂后期或者减数第二次分裂后期，若E点之后（不含E点）着丝粒分裂，说明在着丝点分裂之前发生过一次染色体减半的过程，这一定是进行的是减数分裂，D正确。 故选C。 9．人类（2n=46）Y染色体上的S基因是男性性别决定关键基因。某男性的性染色体组成为XX，其体内减数分裂过程中的某一细胞如图所示（仅呈现部分染色体）。据图分析，下列叙述最合理的是（    ）    A．图中所示的细胞为初级精母细胞 B．图中所示的细胞内共含有46个DNA分子 C．图中S基因可能源自该患者父亲的Y染色体 D．图中S基因由16号染色体上原有的基因突变产生 【答案】C 【详解】A、如图所示，该细胞没有同源染色体，着丝粒已分裂，处于减数第二次分裂后期，为次级精母细胞，A错误； B、该细胞处于减数第二次分裂后期，含有46个核DNA分子，除此之外，线粒体中也含有DNA，B错误； C、S基因是位于Y染色体上男性性别决定关键基因，现位于该男子的16号染色体上，图中S基因可能源自该患者父亲的Y染色体，然后遗传给他，C正确； D、基因突变具有不定向性和低频性等特点，若S基因由16号染色体上原有的基因突变产生，那么产生S基因的概率极低，而且从图中也无法看出S基因与16号染色体上基因的关系。结合前面分析，更合理的解释是S基因来自父亲Y染色体的易位，而不是16号染色体上原有基因的突变，D错误。 故选C。 10．如图是某雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。相关叙述不正确的是（    ） A．图示细胞为初级精母细胞，所处时期为减数第一次分裂前期 B．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为精细胞的2倍 C．细胞分裂完成后产生4种基因型的精子 D．细胞内含有两个染色体组 【答案】B 【详解】A、根据图像中细胞正在进行同源染色体的联会，判定该时期处于减数第一次分裂前期，为初级精母细胞，A正确； B、该细胞的染色体数为4，核DNA分子数为8，减数分裂产生的精细胞的染色体数为2，核DNA分子数为2，B错误； C、由于含B和b的染色体片段将要发生互换，故该细胞分裂完成后能产生4种基因型的精子，C正确； D、该细胞从上到下四条染色体，最上面一条和第三条或者第四条组成一个染色体组，第二条和第四条或者第三条组成另一个染色体组，故该细胞内含有两个染色体组，D正确。 故选B。 11．在中国文化中，“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明，当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时，机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析，下列叙述正确的是（    ） A．肝、胆严重损伤时，内环境稳态的破坏是细胞凋亡所致 B．过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂中期染色体数目会加倍 C．过程③产生的细胞，其分化程度比胆管细胞高 D．过程④、⑤中均存在基因的选择性表达 【答案】D 【详解】A、肝、胆严重损伤是由外界因素导致的细胞坏死，而不是细胞凋亡（细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程），所以内环境稳态的破坏不是细胞凋亡所致，A错误； B、过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，而不是中期，中期染色体形态稳定、数目清晰，B错误； C、过程③产生的细胞是干细胞特性的细胞，其分化程度比胆管细胞低，干细胞具有更高的全能性，C错误； D、过程④、⑤是细胞分化过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以过程④、⑤中均存在基因的选择性表达，D正确。 故选D。 12．组成人的细胞的生命历程通常会经历分裂、分化、衰老和凋亡，少数细胞可能会发生坏死或癌变，下列相关叙述正确的是（    ） A．人的体细胞和成熟的生殖细胞的增殖过程都需要进行DNA复制 B．人的成熟的红细胞和心肌细胞呼吸方式不同，但都具有全能性 C．细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的过程都受基因的控制 D．人原始的生殖细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期染色体数目相同 【答案】C 【详解】A、成熟的生殖细胞不能增殖，A错误； B、人的成熟的红细胞进行无氧呼吸，心肌细胞为有氧呼吸，两者都高度分化，不具有全能性，B错误； C、细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的过程都受基因的控制，C正确； D、人原始的生殖细胞有丝分裂后期染色体数目为92条，减数第二次分裂后期染色体数目为46条，D错误。 故选C。 13．在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是（    ） A．可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B．有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C．在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 【答案】A 【详解】A、图乙中凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组，且图甲中凋亡组ATP生成速率也更高，说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞，有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP，无氧呼吸产生乳酸和少量ATP，在无氧条件下，细胞无氧呼吸也可以产生ATP，因此只根据氧气的消耗速率无法计算ATP 生成的总量，A错误； B、有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所在线粒体内膜，B正确； C、在t1时，凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等，凋亡组ATP生成速率大于坏死组， 因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多，C正确； D、在t2时，凋亡组氧气消耗速率大于坏死组，因此凋亡组产生的CO2比坏死组多，D正确。 故选A。 14．2024年6月26日，科学家利用5个捐赠者的干细胞，培育出首个包含多人细胞的3D大脑模型。这一突破性进展，将有助于揭示人脑发育和药物反应的个体差异，为培育更复杂大脑类器官嵌合体奠定基础。下列叙述错误的是（    ） A．捐赠者捐献的成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织 B．干细胞的培养液需加入血清并提供95%的空气和5%的CO2的气体环境 C．3D 大脑模型的形成是基因选择性表达的结果，体现干细胞具有全能性 D．该技术将有利于人类探索大脑的发育机制以及预测人脑对新药物和新疗法的反应 【答案】C 【详解】A、成体干细胞分化程度较低，具有组织特异性，因而只能分化成特定的细胞或组织，A正确； B、干细胞的培养液需加入血清并提供95%的空气和5%的CO2的气体环境，其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH，B正确； C、3D 大脑模型的形成是基因选择性表达的结果，但未体现干细胞具有全能性，C错误； D、该技术将有利于人类探索大脑的发育机制以及预测人脑对新药物和新疗法的反应，对于人脑疾病的资料提供了新的思路，D正确。 故选C。 15．细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是细胞被病原体感染而发生的程序性死亡。细胞感知来自细菌、病毒等信号的刺激，蛋白酶E被激活，剪切焦孔素D，产生N末端的氨基肽段和C末端的羧基肽段，其N末端会引起细胞膜溶解，释放大量炎性细胞因子，快速启动机体天然免疫。下列说法正确的是（　　） A．细胞焦亡与细胞凋亡的区别是前者会产生炎症反应，而后者不会出现 B．焦孔素D本质是蛋白质，激活蛋白酶E能将其水解成氨基酸 C．mRNA和tRNA种类的变化都可以作为判断癌细胞是否凋亡的依据 D．细胞焦亡的本质是细胞坏死，不利于维持生物体内部环境的稳定 【答案】A 【详解】A、细胞焦亡表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激活强烈的炎症反应，而细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程，细胞焦亡与细胞凋亡的区别是前者会产生炎症反应，而后者不会出现，A正确； B、蛋白酶E被激活，剪切焦孔素D，产生N末端的氨基肽段和C末端的羧基肽段，并不能彻底水解为氨基酸，B错误； C、tRNA转运氨基酸，其种类通常是固定的，不能作为判断癌细胞是否凋亡的依据，C错误； D、细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是细胞被病原体感染而发生的程序性死亡，不同于细胞坏死，对于机体维持稳态是有利的，D错误。 故选A。 二、多项选择题（每题至少两个选择符合题意，每题3分，共12分） 16．如图是某植物根尖示意图，其中a、b、c表示不同部位的细胞，①、②、③表示生理过程，下列说法正确的是（ ） A．②过程之后细胞体积增大，与之前的细胞相比，与外界进行物质交换的能力变强 B．a、b、c细胞中的核酸均相同，蛋白质的种类不完全相同 C．①过程为细胞分裂，②、③过程为细胞分化 D．①、②、③中能产生ATP的结构为细胞质基质和线粒体 【答案】CD 【详解】A、②过程之后细胞体积增大，与之前的细胞相比相对表面积减小，与外界进行物质交换的能力变弱，A错误； B、b、c细胞中DNA的种类不变，但随着细胞分化，基因会选择性表达，RNA的种类发生改变，蛋白质的种类不完全相同，a过程为细胞分裂，该过程中DNA不变，B错误； C、①过程为细胞分裂，细胞数量增加，细胞形态不变，②、③过程为细胞分化，细胞形态改变，但数量不变，C正确； D、根尖细胞不含叶绿体，产生ATP的结构包括细胞质基质和线粒体，D正确。 故选CD。 17．如图为某二倍体生物进行细胞分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的有（　　） A．图中有4条染色单体，4条脱氧核苷酸链 B．基因l与3或4互为等位基因，与5、6、7、8互为非等位基因 C．该个体产生的生殖细胞中可同时含有基因2和7 D．若观察到某细胞内有4个染色体组，则该细胞处于有丝分裂后期 【答案】CD 【详解】A、据图可知，图中有2条染色体，4条染色单体，8条脱氧核苷酸链，A错误； B、1与2所在的是一对姐妹染色单体，1与2为相同基因，1与3或4所在的是一对同源染色体，1与3或4为等位基因或相同基因，1与5、6、7、8互为非等位基因，B错误； C、该个体产生的生殖细胞时，1与3所在染色体在减数第一次分裂后期随同源染色体的分离而分离，1与2所在姐妹染色单体在减数第二次分裂后期随着丝粒（着丝点）的分裂而分离，则该个体产生的生殖细胞中可同时含有基因2和7，C正确； D、该生物为二倍体生物，正常体细胞中含有2个染色体组，若观察到某细胞内有4个染色体组，则该细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中的染色体和染色体组数目均是正常细胞的2倍，D正确。 故选CD。 18．一对非同源染色体用32P标记的精原细胞（染色体数目为2N）置于不含32P的培养液中培养，某个精原细胞进行两次胞质分裂，分裂过程中不同时期的4个细胞染色体数和核DNA数如图所示。不考虑染色体变异和交叉互换的情况，下列叙述正确的是（    ） A．a细胞可能有2条染色单体含32P B．b细胞可能有1条染色体含32P C．c细胞可能有3条DNA单链含32P D．d细胞可能有2个DNA分子含32P 【答案】ABD 【详解】A、精原细胞先进行有丝分裂，再进行减数分裂。有丝分裂过程中，DNA进行半保留复制，一对非同源染色体被32P标记，经过有丝分裂后产生的两个精原细胞，均有一对非同源染色体被32P标记，且每条染色体只有一条链被标记。在减数分裂过程中，经过复制后，初级精母细胞中有两条染色单体被32P标记，且位于非同源染色体上。减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，所以形成的a细胞（可能处于减数第二次分裂前期和中期）可能含有0或1或2条染色单体含32P，A正确。    B、b细胞含有2N条染色体，2N个核DNA分子，可能处于有丝分裂末期，也可能处于减数第二次分裂后期。若处于有丝分裂末期，因为最初有一对非同源染色体被标记，经过一次有丝分裂后这对染色体的两条单体分别进入两个子细胞，所以此时有2条染色体含32P；若处于减数第二次分裂后期，经过减数第一次分裂同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以可能有0或1或2条染色体含32P，B正确 。   C、c细胞含有2N条染色体，4N个核DNA分子，可能处于有丝分裂前期、中期，也可能处于减数第一次分裂各时期。若处于有丝分裂前期、中期，最初的一对被标记的非同源染色体经过复制后，每条染色体有两条单体，共四条单体含32P，即有4条DNA单链含32P；若处于减数第一次分裂，正常情况下最初那对被标记的非同源染色体经过复制后，只有两条单体含32P，即有2条DNA单链含32P，C错误；    D、d细胞染色体数为4N，核DNA数也是4N，处于有丝分裂后期。最初一对非同源染色体用32P标记，经过一次有丝分裂间期DNA半保留复制，这对染色体的四条单体都含32P，到有丝分裂后期着丝粒分裂，此时有2个DNA分子含32P，D正确。   故选ABD 19．诱导多能干细胞(iPS细胞)是在外源转录因子的作用下，将已分化的体细胞重编程，获得的类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，能分化为多种类型的细胞，在再生医学上有巨大的潜力。其制备及分化过程如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．iPS细胞诱导分化后，可用于开发治疗1型糖尿病的方法 B．外源转录因子可激活与多能性相关基因的表达 C．过程②③产生了特定的细胞，都属于细胞分化 D．避免了临床使用胚胎干细胞所面临的伦理争议 【答案】ABD 【详解】A、iPS 细胞诱导分化后，可分化成胰岛B细胞，进而分泌胰岛素，从而可用于治疗1型（胰岛素缺乏型）糖尿病，A正确； B、外源转录因子进入细胞，将已分化的体细胞重编程，可激活与多能性相关基因的表达，B正确； C、过程③产生了特定的细胞，属于细胞分化，而过程②获得的多能干细胞（iPS细胞）类似于胚胎干细胞，不属于细胞分化，C错误； D、诱导多能干细胞（iPS细胞）可来自患者的成纤维细胞，避免了临床使用胚胎干细胞所面临的伦理争议，D正确。 故选ABD。 三、非选择题题（共5小题，共58分）（除特殊说明外，每空1分） 20．（11分）图甲、乙、丙为某二倍体雄性生物细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图，图乙表示每条染色体上的DNA相对含量在细胞分裂各时期的变化，图丙表示细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量。    (1)图丙中的图例①和②代表的含义分别是______________。 (2)图甲细胞的名称为_________________，此时所处的时期可以对应图乙的_______和图丙的______时期。 (3)处于图乙BC段的细胞中含有___________条Y染色体。 (4)一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期（M期），分裂间期又可划分为G1期、S期、G2期。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。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期，进行的部分实验如下：用含3H-TdR培养某动物细胞，经X小时后获得细胞群甲；随后将3H-TdR洗脱，转换至不含3H-TdR培养液继续培养得到细胞群乙。实验测得该细胞的细胞周期时长如表所示，单位为h。 细胞周期总长 G1期 S期 G2期 M期 18 4.1 8.9 2.8 2.2 ①X至少是__________h（填数字），细胞群甲均处于细胞周期的_______期。 ②细胞群甲转换至不含3H-TdR培养液培养时间的要求是___________________________________（2分），然后再转入含3H-TdR培养液中培养足够长时间，从而使细胞同步在______________________（2分）。 【答案】(1)染色体、核DNA (2) 次级精母细胞 DE段 c (3)0或1 (4) 9.1 S 大于8.9h，小于9.1h G1/S交界处 【详解】（1）图丙为细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量，染色体：核DNA=1：1或1：2，所以①代表染色体，②代表核DNA。 （2）甲处于减数第二次分裂后期，题干说明是雄性生物，所以细胞名称是次级精母细胞。此时所处的时期可以对应图乙的 DE段（染色体：核DNA=1：1），图丙的c时期（后期Ⅱ）。 （3）图乙BC段代表有染色单体的时候，若在有丝分裂前中期或者减数第一次分裂，则有1条Y染色体；若在减数第二次分裂前中期，则有0或1条Y染色体。 （4）①X时间为第一次阻断的时间，所以至少是G2+M+G1，即 9.1 h，此时细胞甲均处于S期（和G1/S交界处）。 ②洗脱的时间要求是大于S，小于是G2+M+G1，所以要求大于8.9h，小于9.1h。第二次阻断足够长时间，细胞均处于G1/S交界处。 21．（12分）免疫荧光染色法是使特定蛋白质带上荧光素标记的示踪技术。图1是用该技术处理的正常小鼠（2N=40）一个初级精母细胞的染色体图像，图2是该小鼠减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。据图回答问题： (1)观察哺乳动物配子形成过程中染色体变化更宜选用雄性小鼠的_____________（器官），不选用雌性小鼠的原因是____________。 (2)图1中共有__________条染色体，该时段通过___________发生基因重组。与常染色体相比，小鼠细胞中X、Y染色体形成的联会复合体形态不同，主要原因是_______________________________。 (3)若图2纵坐标表示细胞中DNA含量的相对值，则处于cd段的细胞中上_______（选填“有“或“无”）同源染色体；若图2纵坐标表示染色体和核DNA的比值，则图1所示细胞可能处于图2中_______段。 (4)细胞周期同步化是使体外培养的细胞都处于相同分裂阶段的技术，胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）双阻断法是其常用方法，原理是高浓度TdR可抑制DNA复制，使处于S期的细胞受到抑制，处于其他时期的细胞不受影响，洗去TdR后S期的细胞又可继续分裂。图3是细胞周期的示意图。图4是TdR双阻断法诱导小鼠细胞周期同步化的操作流程。 ①S期DNA复制所需酶是________，需要的原料是_____ ②T1的时长至少为________，T2的时长至少为________（用图3中字母和数学符号表示） ③步骤三的目的是使处理后的所有细胞都停留在________期的交界处。 【答案】(1) 睾丸（或精巢） 雌性小鼠卵巢内进行减数分裂的细胞较少 (2) 40 互换（交叉互换） X、Y染色体上有非同源区段 (3) 无 cd (4) ①DNA聚合酶、解旋酶等 （游离的4种）脱氧核糖核苷酸（或dNTP，或脱氧核苷三磷酸） G2+M+G1 S G1、S 【详解】（1）由于雌性小鼠卵巢内进行减数分裂的细胞较少，且一个卵原细胞经减数分裂产生的卵细胞只有一个，故不选用雌性小鼠，而选择雄性小鼠更适合，部位是睾丸（或精巢）。 （2）分析题意，小鼠体细胞中有40条染色体，图1中细胞处于减数第一次分裂前期，此时细胞中的染色体数目与体细胞数目相同，是40条；在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可以发生互换（交叉互换），属于基因重组；由于X、Y染色体上有非同源区段，故与常染色体相比，小鼠细胞中X、Y染色体形成的联会复合体形态不同。 （3）若图2纵坐标表示细胞中DNA含量的相对值，则处于cd段染色体数目减半，处于减数第二次分裂，此时的细胞中无同源染色体；若图2纵坐标表示染色体和核DNA的比值，则纵坐标的数值是1和1/2，则图1所示细胞每条染色体上有2个核DNA分子，处于图2中cd段。 （4）①S期DNA复制所需酶是DNA聚合酶、解旋酶（催化DNA双链解开）等，需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸。 ②分析题意，T1的时长至少为G2+M+G1期的时长，以保证所有细胞都出S期，才会使所有细胞都被抑制在G1/S期交界处；T2时长应大于S期时长，以保证被阻断在G1/S期交界处的细胞经过S期，进入到G2期。 ③步骤三是再次加入TdR，目的是使处理后的所有细胞都停留在G1、S期的交界处，最终实现细胞周期同步化。 22．（12分）玉米是世界上最重要的粮食作物之一，南美洲和北美洲的土著人培育出了具有各种不同颜色的玉米籽粒的品种一黄色、白色、紫色等，并且赋予每种颜色不同的审美和宗教价值。例如，一些部落认为有斑点的玉米籽粒是力量和活力的象征。玉米籽粒的颜色如褐色、斑点等的遗传是不稳定的。 (1)种子中的胚乳是由两个极核与一个精子极核形成的。玉米籽粒的颜色与胚乳最外层糊粉层的颜色有关。极核的形成过程如下：    基因型为AAbb的玉米花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉，所得到籽粒胚乳的基因型有___________种。 (2)玉米的第9号染色体上有两对与糊粉层颜色有关的等位基因，CI对C呈显性、Bz对bz呈显性，其中Bz促进糊粉层发育为紫色，bzbz纯合子则促进糊粉层发育为褐色，但CI抑制糊粉层颜色的发生，糊粉层表现为无色。麦克林托克选择CCbzbz的母本与CICIBzBz的父本进行杂交，得到F1代。 ①理论上F1代籽粒的颜色为___________色。 ②实际的杂交结果中，大部分籽粒的确如此，但同时还发现有一些籽粒在此颜色的背景上出现了褐色斑点。麦克林托克猜想这些杂合体中，在胚乳发育的某个时期CI基因连同___________一起发生了丢失，导致有些细胞群能够制造褐色色素：如果在胚乳发育早期就发生了丢失，褐色色斑的面积会___________（“较大”、“较小”）。 ③麦克林托克提出了关于有关基因丢失机制的解释：9号染色体还有一个重要的基因Ds，它是染色体发生断裂的位点，断裂后的CI所在染色体片段丢失的原因是__________。    综上所述，CCbzbz（不含Ds）的母本与CICIBzBzDsDs的父本杂交所得F1代中，发育为褐色细胞群的基因型为__________，在此过程中细胞发生了__________变异。 (3)麦克林托克随后又发现单独的Ds并不能直接诱导染色体断裂，而是需要另一个因子的帮助，即Ac。Ac位于另一条染色体上，只有在Ac存在的前体条件下，Ds才能发生断裂。更深入的研究发生，Ds不仅能诱导染色体断裂，而且能够从染色体的一个位置上切离，转移到另一个位置上。 ①Ds从染色体的一个位置转移到另一个位置上，涉及____________键的水解与重建。 ②基因型为_____________精子与极核结合形成为基因型CCCBzbzbzDs的胚乳，其糊粉层发育为全褐色，可能的原因是______________________________________________________________________（2分）。 (4)麦克林托克用Ac/Ds双因子系统（转座元件）解释了玉米9号染色体的遗传不稳定性。在玉米中转座元件是普遍存在的，转座元件从一个位置移动到另一个位置时，它们会造成染色体结构变异或引起____________，因此这些元件有着非常重要的遗传意义。 【答案】(1)2 (2) 无 Bz基因 较大 CI与Bz基因所在片段无着丝粒，有丝分裂过程中无纺锤丝牵引移向细胞两极 CCbzbzDs 染色体结构 (3) 磷酸二酯键 CBzDs 胚乳刚开始发育时，细胞中含有Ac，Ac帮助Ds诱导染色体断裂，导致细胞中Bz基因丢失 (4)基因突变 【详解】（1）胚乳由两个极核与一个精子极核形成，基因型为aaBb的雌穗经减数分裂可产生aB、ab的大孢子，再经三次有丝分裂可产生基因型为aB、ab的极核，由图可知，参与形成胚乳细胞的两个极核是经同一个大孢子经三次有丝分裂形成的极核，这两个极核的基因型是相同的，用基因型为AAbb的花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉，参与融合的两个极核与一个精子基因型可能是（aB+aB+Ab）或（ab+ab+Ab），可以得到基因型为AaaBBb、Aaabbb两种基因型的胚乳细胞。 （2）①CCbzbz的母本产生基因型为Cbz的极核，CICIBzBz的父本产生基因型为CIBz的精子极核，子代胚乳基因型为CICCBzbzbz，细胞中存在CI基因，会抑制糊粉层颜色的发生，因此F1代籽粒颜色理论上为无色。 ②一些籽粒在无色的背景上出现了褐色斑点，说明没有了CI基因的抑制作用，也没有了Bz基因对bz基因的显性作用，而表现出了bz基因指导的褐色，根据题意，应是胚乳发育的某个时期CI基因连同Bz基因一起发生了丢失；胚乳组织由受精极核经有丝分裂细胞分化发育而成，CI和Bz基因丢失得越早，胚乳组织中就有更多的细胞不含这两类基因而表现为褐色，因此，如果在胚乳发育早期就发生了丢失，褐色色斑的面积会较大。 ③在细胞分裂过程中，着丝粒分裂后，由纺锤丝牵引着着丝粒向细胞两极移动，根据题图可知，染色体在基因Ds处断裂后，CI和Bz基因所在片段没有着丝粒，导致该片段因没有纺锤丝牵引而容易丢失；CCbzbz的母本将产生基因型为Cbz的极核，CICIBzBzDsDs的父本将产生CIBzDs的精子极核，二者杂交后代胚乳细胞中基因型为CICCBzbzbzDs，该基因型理论上表现为无色，但某些细胞实际上表现为了褐色，说明这些细胞中在Ds位点发生了染色体断裂且CI、Bz基因所在片段丢失了，细胞中基因型为CCbzbzDs，过程中发生了染色体结构变异。 （3）①Ds宋染色体上的一个位置转移到另一个位置，涉及到DNA分子的断裂与重新连接，因此过程中涉及到磷酸二酯键的水解与断裂。 ②基因型CCCBzbzbzDs的胚乳细胞中，因参与形成胚乳细胞的两个极核基因型是相同的，所以参与形成胚乳细胞的两个极核基因型应为CCbzbz，则形成该胚乳细胞的精子极核基因型应为CBzDs，基因型CCCBzbzbzDs的胚乳细胞理论上应表现为Bz决定的紫色，但其糊粉层全表现为褐色，说明经有丝分裂而成的所有细胞中均无Bz基因表达产物，根据题意，Ds发生断裂需要Ac因子的帮助，所有可能原因是在胚胎发育初期，细胞中因存在AC因子，在Ac因子的帮助下，Ds发生断裂，导致Bz基因所在片段丢失，经有丝分裂产生的子代细胞中均无Bz基因而全表现为褐色。 （4）转座元件从一个位置移动到另一个位置时，插入另一个位置的位点是随机的，当转座子插入某个基因中时往往导致该基因的碱基序列改变，即引起基因突变。 23．（11分）染色体核型分析是一种用于检测人类染色体疾病的方法，通常利用人外周血淋巴细胞制备染色体标本。请回答下列问题。 (1)外周血淋巴细胞染色体标本的制备过程如下表，请完善表中有关内容。 实验步骤的目的 简要操作过程 供给淋巴细胞存活必需的营养等条件，同时防止培养过程中 ①_______________ 用蒸馏水、无机盐、葡萄糖、氨基酸及促生长因子等制备合成培养基，还需添加适量的②_______________等天然成分、植物凝集素（PHA，可促使淋巴细胞分裂），同时要添加适量的青霉素、链霉素，无菌处理 ③_______________ 消毒、采集静脉血，滴加到培养瓶中，轻轻摇匀 将淋巴细胞培养至分裂高峰 将培养瓶置于37℃恒温CO2培养箱中培养24小时，水平晃动培养瓶，使④_______________，再继续培养48小时 ⑤_______________ 终止培养前2~3小时，加入秋水仙素溶液3~4滴后混匀，继续培养至结束 ⑥_______________ 将培养液离心后，弃去上清液，加入0.075mol/L的KCl溶液（浓度略低于细胞内液），用吸管轻轻吹打细胞团混匀 观察细胞染色体核型 沉淀物中加入固定液处理，用Giemsa染色后，制片镜检 (2)镜检发现某男孩的部分淋巴细胞染色体核型如图1所示，表明图示细胞出现了染色体数目倍增的异常现象，形成该现象的原因是________________________________________________________（2分）；同时，与淋巴细胞正常分裂的相同时期相比，图示细胞还表现出的异常特征是_______________。 (3)研究发现，细胞周期蛋白依赖激酶（Cdk）在细胞周期调控中起关键作用，Cdk通常需要与细胞周期蛋白（cyclin）结合后才具有活性，两者结合作用机理如下图2所示。Cdk被完全激活，首先需要_______________，进而引起T环空间结构发生变化，然后在Cdk激活激酶的作用下使T环上的特定位点发生_______________。 【答案】(1) 杂菌污染 血清 获取淋巴细胞 淋巴细胞与培养液充分混匀 使细胞更多停滞于有丝分裂中期 细胞适度吸水膨胀而使染色体分散(便于观察染色体数目与形态) (2) 染色体复制2次，而细胞分裂1次 染色体成对排列在一起 (3) Cdk与cyclin结合 磷酸化(或活化的磷酸) 【详解】（1）动物细胞培养过程中除需要提供适应的营养条件外，还需防止①杂菌污染，故常在合成培养基中添加②血清等天然成分；将淋巴细胞培养至分裂高峰时，需要在37℃恒温CO2培养箱中晃动培养瓶，使③淋巴细胞与培养液充分混匀，继续培养；由于有丝分裂中期时染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期，故④需要使细胞更多停滞于有丝分裂中期；加入0.075mol/L的KCl溶液，是低渗溶液，目的是⑤使细胞适度吸水膨胀而使染色体分散，便于观察染色体数目与形态。 （2）正常人为二倍体生物，经有丝分裂染色体复制1次、分裂次后，体内染色体应成对存在，而图示个体的染色体出现了染色体数目倍增的异常现象，是染色体复制2次，而细胞分裂1次造成的；与淋巴细胞正常分裂的相同时期相比，图示细胞还表现出的异常特征是染色体成对排列在一起。 （3）据图可知，Cdk被完全激活，首先需要Cdk与cyclin结合，进而引起T环空间结构发生变化，然后在Cdk激活激酶的作用下使T环上的特定位点发生磷酸化。 24．（12分）下图表示基因型为AaBb的某哺乳动物细胞分裂的相关图像。甲表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，乙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，丙表示乙过程中某细胞的染色体与基因的位置关系。请据图分析回答： (1)哺乳动物的卵原细胞是在卵巢中产生的，其细胞分裂方式有_____________。分裂期的细胞中合成的蛋白质很少，原因是_________________________________________________________________________（2分）。 (2)细胞内有一种粘连蛋白，主要集中在染色体的着丝粒位置。在细胞分裂过程中，细胞会产生水解酶将粘连蛋白分解，而其他蛋白质不受影响。粘连蛋白被水解发生在甲图的__________时期（填序号）。 (3)基因分离定律和基因自由组合定律发生在图乙中_________（填“①”、“②”或“③”）过程中，细胞Ⅳ的基因组成是_____________________________________________________________________。（不考虑突变） (4)研究发现，在减数分裂I中期，人卵母细胞中纺锤体组装起始于染色体上，且中心体相关蛋白T蛋白（不是跨膜蛋白）也定位在染色体上。检测T蛋白与细胞核的距离随时间变化的情况如图2所示，已知人卵母细胞的直径约为150μm，间期细胞核的直径约为30μm，由图中数据推测，T蛋白最开始定位于_____（填“细胞膜内侧”或“细胞质基质”）；6小时后不再记录数据，原因是____________________________________。 (5)进一步研究发现，T蛋白与其他多种蛋白在染色体上形成复合体（被命名为人卵母细胞微管组织中心（huoMTOC）），介导了纺锤体的组装。据图推测huoMTOC形成在什么时期：_________。 (6)还有研究发现，当该种动物X、Y染色体联会时，不联会区域周围会形成性泡，如图丁所示，PAR表示联会区域。X、Y染色体联会时可以发生染色体片段互换的区段位于_____（填“性泡内”或“性泡外”）。该种动物进行减数分裂过程是否均可以形成性泡，请写出理由：_________________________________________ _____________________________________________________________________________________（2分）。 【答案】(1) 有丝和减数 分裂期细胞核DNA存在于高度螺旋化的染色体中，难以解旋，不能转录形成mRNA (2)③⑥ (3) ① aB (4) 细胞膜内侧 核膜破裂 (5)有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期 (6) 性泡外 否。该种雄性动物进行减数分裂时，可以形成性泡，雌性动物进行减数分裂时没有不联会区域，不形成性泡 【详解】（1）卵原细胞的分裂方式有有丝分裂和减数分裂。 分裂期的细胞中合成的蛋白质很少，原因是分裂期的细胞染色体高度螺旋化，以染色体的形式存在，DNA难以解旋，无法进行转录形成mRNA，从而不能大量合成蛋白质。 （2）粘连蛋白主要集中在染色体的着丝粒位置，在细胞分裂过程中，粘连蛋白被水解意味着着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，这一过程发生在有丝分裂后期或者减数第二次分裂后期，对应甲图中的③⑥时期。 （3）基因分离定律和基因自由组合定律发生在减数第一次分裂后期，对应图乙中的①过程。 由图乙可知，细胞Ⅰ的基因型为 AaBb，经过减数第一次分裂，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因为图中丙细胞是均等分裂，所以丙细胞是极体，丙产生的子细胞的基因组成为Ab，所以细胞Ⅳ是卵细胞，基因组成是aB。 （4）已知人卵母细胞的直径约为150μm，间期细胞核的直径约为30μm，（150-30）/2=60，与T蛋白最开始与细胞核的距离相等，且T蛋白不是跨膜蛋白，因此最开始应定位于细胞膜内侧，6小时后间期结束，前期开始，核膜破裂，无法继续检测与细胞核之间的距离。 （5）以核膜破裂时期（减数分裂I前期和有丝分裂前期）为判断标志，可知有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期huoMTOC在细胞膜内侧形成，逐渐移动到核膜上，之后核膜解体。 （6）PAR区域中，X染色体和Y染色体属于同源区段，四分体时期可以发生互换，所以X、Y染色体联会时可以发生染色体片段互换的区段位于性泡外。由于雄性动物在进行减数分裂时，可以形成性泡，而雌性动物进行减数分裂时没有不联会区域，不形成性泡，故该种动物在进行减数分裂过程中并不都可以形成性泡。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$