内容正文:
保分突破 细胞的生命历程
1.细胞周期中需关注的几个知识点
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期
(2)有丝分裂过程中的4种变化
2.辨析相关物质或结构变化的“四点”原因
3.细胞分裂过程中的变异类型
4.细胞死亡
(1)图解细胞凋亡机理
(2)细胞凋亡与细胞坏死的比较
(3)细胞自噬
【易错辨析】
1.判断下列有关细胞分裂的叙述
(1)细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制( √ )
(2)在细胞分裂后期通过核孔进入细胞核的物质减少( × )
提示:核孔在前期消失。
(3)在受精作用过程中,不同基因型的雌雄配子随机结合产生了多种类型的基因重组( × )
提示:减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合以及互换都会导致基因重组,重组性状若在后代中表现出来,一般要通过精子与卵细胞的结合产生的新个体来实现。
(4)基因型为Mm的精原细胞,M与m的分离一定发生在减数分裂Ⅰ后期( × )
提示:若不发生互换,M与m的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,若发生互换,两者分离可发生在减数分裂Ⅱ后期。
(5)洋葱根尖分生区细胞中由一个着丝粒相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同,可能是发生了互换或复制时出现差错( × )
提示:洋葱根尖分生区细胞只能进行有丝分裂,在有丝分裂的过程中由一个着丝粒相连的两条染色单体,一条由另一条复制而来,正常情况下两条染色单体所携带的基因完全相同,可能会因复制出现差错使两条染色单体所携带的基因不完全相同。
2.判断下列有关细胞生命历程的叙述
(1)高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖( × )
提示:高度分化的细胞执行特定的功能,有些高度分化的细胞仍能分裂增殖,如记忆细胞。
(2)细胞在分化、衰老和凋亡过程中遗传物质未发生改变,都有基因的选择性表达,蛋白质不完全相同( √ )
(3)细胞衰老后细胞核体积变小,细胞膜通透性改变( × )
提示:细胞衰老后细胞体积变小,但细胞核体积变大。
(4)衰老细胞的各种酶活性都降低( × )
提示:衰老的细胞中多种酶活性降低,与衰老相关的酶活性升高。
(5)人成熟的红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达( × )
提示:人成熟的红细胞没有细胞核,与衰老相关的基因表达发生在细胞核消失之前。
(6)端粒是染色体两端的一段特殊序列的蛋白质( × )
提示:端粒是染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
1.(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
答案 A
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“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;由题图2可知,与第1组相比,第2组的最大分裂次数明显提高,第3组和第4组的最大分裂次数降低,结合题意可知,芽殖酵母最大分裂次数与其寿命呈正相关,因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路,B、D正确;芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,故成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同,C正确。
2.(2025·甘肃高考)绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后不再具有增殖能力而进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性,能防止端粒缩短、体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老,下列叙述错误的是( )
A.衰老的细胞中细胞核形态异常,核质间的物质交换频率降低
B.细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老
C.体外培养癌细胞时,培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老
D.将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合,获得的融合细胞可以增殖
答案 D
解析 衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,染色质固缩,导致核质间物质交换效率降低,A正确;自由基学说指出,自由基攻击DNA、蛋白质等生物大分子,引起结构和功能损伤,导致细胞衰老,B正确;癌细胞依赖端粒酶维持端粒长度以无限增殖,抑制端粒酶活性会导致端粒缩短,最终引发癌细胞衰老,C正确;衰老与细胞核密切相关,融合细胞的核来自衰老细胞,即使细胞质年轻,仍无法恢复增殖能力,D错误。
3.(2024·安徽,4)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的。某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化
答案 D
解析 由题图可知,细胞对该信号分子的特异应答依赖于贯穿细胞膜内外的酶联受体,A错误;酶联受体位于质膜上,其化学本质是蛋白质,能识别相应的信号分子,磷酸化的酶联受体具有催化作用,但图示过程未体现其运输作用,B错误;ATP水解产生ADP和磷酸基团(磷酸分子的一部分),磷酸基团与应答蛋白(靶蛋白)结合,使其磷酸化而有活性,C错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,故信号分子调控图中应答通路产生活化的应答蛋白,活化的应答蛋白再通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化,D正确。
4.(2025·江苏高考)图示小肠上皮组织,a~c表示3类不同功能的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.a类干细胞分裂产生的子细胞都继续分化成b类或c类细胞
B.压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变,可促使干细胞衰老
C.c类细胞凋亡和坏死,对细胞外液的影响不同
D.3类不同功能的细胞都表达细胞骨架基因
答案 A
解析 一部分干细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞,还有一部分干细胞保持分裂能力,用于干细胞的自我更新,故a类干细胞分裂产生的子细胞不一定都能分化为b类或c类细胞,A错误;压力应激等外界不利因素引起细胞质膜通透性发生改变,会促使细胞衰老,B正确;细胞凋亡对细胞外液基本不会产生影响,但细胞坏死可能会造成细胞内容物的释放,导致细胞外液发生改变,C正确;这3类细胞都存在细胞骨架,细胞骨架基因为管家基因(易错点:管家基因是指某生物体中所有细胞均要表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的),因此这3类功能不同的细胞中都表达细胞骨架基因,D正确。
1.(2025·四川成都三模)浙江大学研究组发现,高等动物的体细胞在分裂时存在“分配不均”现象:DNA无损伤的染色体移向一个子代细胞甲,而DNA损伤的染色体都被“隔离”到另一个子代细胞乙中,并倾向于发生细胞周期阻滞或细胞凋亡。根据该发现,下列叙述错误的是( )
A.“分配不均”现象可以发生在有丝分裂过程中
B.年龄较大的动物体细胞中更容易发生“分配不均”现象
C.“分配不均”产生的健康细胞甲都能进入下一个分裂周期
D.“分配不均”现象可以保证亲子代之间遗传物质的稳定性,有利于个体正常的生长发育
答案 C
解析 题意显示,DNA损伤的染色体都被“隔离”到了另一个子代细胞中,说明“分配不均”现象可以发生在有丝分裂过程中,A正确;年龄较大的动物体细胞中更容易发生“分配不均”现象,因为年龄较大的细胞相较于年龄较小的细胞存在更多的DNA损伤,B正确;健康细胞既可以继续分裂进入下一个细胞周期,也可暂不分裂或不再分裂,C错误;DNA无损伤的染色体移向一个子代细胞甲,DNA损伤的染色体都被“隔离”到另一个子代细胞乙并倾向于死亡,据此可推测,染色体“分配不均”可以保证亲子代之间遗传物质的稳定性,有利于个体正常的生长发育,D正确。
2.(2025·广西来宾二模)科学家经过研究发现,将有丝分裂期(M期)细胞与间期(分为G1、S、G2时期)进行融合时,G1(为DNA合成做准备)、S(DNA合成时期)、G2(为分裂期做准备)时期细胞内的染色质被诱导出染色体凝缩状,具体过程及结果如下图所示。下列说法错误的是( )
A.M期细胞内含有促进染色质凝缩的物质
B.G1期细胞染色体呈单线状,原因是其DNA还未发生复制
C.S期细胞染色体呈碎片状,原因是其染色体被M期细胞中物质破坏
D.G2期细胞染色体呈双线状,原因是其DNA已经完成复制,并产生有染色单体
答案 C
解析 依题意,将M期细胞分别与G1、S、G2时期细胞进行融合时,G1、S、G2时期细胞被诱导出染色体凝缩状,推测M期细胞内含有促进染色质凝缩的物质,A正确;依题意,细胞处于G1期时,细胞中发生的变化是为DNA合成做准备,此时细胞中DNA还未发生复制,染色体呈单线状,B正确;与M期细胞融合后,其中S期细胞染色体成碎片状,原因是核DNA的复制不是同步的,有些DNA复制早一些,有些复制晚一些,合成的DNA长度不同,呈碎片化,C错误;依题意,G2为分裂期做准备,此时细胞中DNA已完成复制,并产生有染色单体,D正确。
3.(2025·安徽马鞍山二模)图1表示某二倍体雄性动物(2n=4)曲细精管内某细胞分裂模式图。图2表示其分裂过程中同源染色体对数的变化。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图1细胞名称是次级精母细胞
B.图1细胞处于图2曲线的ef段
C.图2中cd段染色体组是gh段的4倍
D.图2中cd段和gh段可能都存在等位基因
答案 D
解析 图1中含有同源染色体,且着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,不是次级精母细胞,A错误;ae区段表示有丝分裂,ab表示有丝分裂前期、中期,图1细胞处于图2曲线的ab段,B错误;图2中cd段表示有丝分裂后期,此时染色体组为4个;gh段表示减数第二次分裂前期、中期和后期,染色体组为1个(前期、中期)或2个(后期),所以cd段染色体组是gh段的2倍或4倍,C错误;图2中cd段处于有丝分裂过程,存在等位基因;gh段处于减数第二次分裂过程,若发生交叉互换等情况可能存在等位基因,D正确。
4.(2025·四川雅安二模)科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说:成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞,这个细胞分化并最终衰老凋亡,如下图所示。下列相关推测错误的是( )
A.成体干细胞通过图示分裂方式,将含有永生化链的染色体保留于子代干细胞中
B.成体干细胞分裂形成的子细胞,若获得的染色体不含永生化链,则最终走向衰老、凋亡
C.图示分配机制可通过减少干细胞DNA损伤积累,来维持长期增殖潜力
D.有丝分裂后期染色体随机分配使成体干细胞的数量保持相对稳定
答案 D
解析 从题干可知,成体干细胞分裂时会把含有永生化链的染色体保留给子代干细胞,这样能维持干细胞的特性,A正确;由题干信息可得,获得不含永生化链染色体的子代细胞会分化、衰老和凋亡,B正确;因为永生化链相对古老,在分裂过程中通过这种分配机制,可使干细胞积累较少的DNA损伤,从而维持长期增殖潜力,C正确;题干明确表明成体干细胞分裂时染色体不是随机分配的,而是按照一定规则将含有永生化链和新合成链的染色体分别分配给不同子代细胞,所以不是随机分配使成体干细胞数量保持相对稳定,D错误。故选D。
5.(2025·四川成都三模)衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号,这些化学信号统称为SASP,SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞染色质收缩,使某些基因表达水平下降
B.细胞衰老时,可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器
C.SASP作用于细胞,会激活与细胞衰老有关基因的表达
D.SASP使邻近细胞衰老后,会通过负反馈来减缓细胞衰老
答案 D
解析 衰老细胞的染色质发生紧缩(异染色质化),导致部分基因(如与细胞增殖相关的基因)表达水平下降,A正确;细胞自噬是清除衰老或损伤细胞器的重要机制,在衰老细胞中自噬活动增强以维持细胞内稳态,B正确;SASP通过旁分泌作用激活邻近细胞中与衰老相关的信号通路(如p53/p21通路),促进衰老相关基因的表达,诱导细胞衰老,C正确;SASP诱导邻近细胞衰老后,会进一步导致这些细胞分泌更多SASP,形成正反馈循环,加速衰老的扩散,而非通过负反馈减缓衰老。题目中“负反馈”的表述与SASP的实际作用机制相悖,D错误。
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