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高一生物下学期 期中冲刺必刷26题
(5大题型)
题型1:有丝分裂和细胞周期
1.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:
(1)图1是___________(植物/动物)细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是___________(用字母和箭头表示)。
(2)图1作为一个细胞周期还缺少处于___________期的细胞简图,该时期细胞主要是进行活跃的物质准备,即进行 ___________和 ___________。
(3)染色体数目加倍发生在图___________(A/B/C/D)所示时期,其原因是___________。
(4)观察染色体的最佳时期是图________________(A/B/C/D),图B所处时期的最明显变化是___________。
(5)细胞中央出现细胞板的图示是___(A/B/C/D)。细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成___。
(6)图1的细胞分裂结束后,子细胞内含___________条染色体。
(7)DNA分子数与染色体数之比为1:1的是图__________(A/B/C/D)。
(8)图2表示细胞周期,一个完整的细胞周期可表示为 。
A.甲→乙 B.乙→甲 C.甲→乙→甲 D.乙→甲→乙
【答案】(1) 植物 B→C→A→D
(2) 间 DNA复制 蛋白质合成
(3) A 每条染色体的姐妹染色单体在着丝粒部位分开,形成两组形态结构和数目相同的染色体
(4) C 核膜核仁消失、染色质高度螺旋化为染色体
(5) D 细胞壁
(6)4
(7)A、D
(8)C
【分析】图1中A为后期,B为前期,C为中期,D为末期,且末期存在细胞板,该细胞为植物细胞;
图2为细胞周期示意图,a为间期,bcde分别为分裂期的各个时期。
【详解】(1)图1中末期D存在细胞板,可知为植物细胞。分裂顺序为B前期→C中期→A后期→D末期。
(2)图1包含了分裂期,对于一个细胞周期还缺少间期。间期主要进行DNA复制和蛋白质合成。
(3)染色体数目加倍发生在分裂后期A,此时每条染色体着丝粒分裂,姐妹染色单体分离形成两条一样的染色体,导致染色体数目加倍。
(4)观察观察染色体的最佳时期是中期C,中期的染色体形态稳定数目清晰,便于观察。
B(前期)发生的变化是:核膜核仁消失、染色质高度螺旋化为染色体,细胞两极放出星射线形成纺锤体。
(5)D(末期)细胞中央出现细胞板,细胞板扩展最终形成细胞壁,使细胞一分为二分裂成子细胞。
(6)图1的细胞中,正常染色体数量为4条,后期短暂翻倍后为8条,分裂为子细胞后又恢复为4条。
(7)DNA分子数与染色体数之比为1:1的是后期和末期,即A、D。
(8)一个完整的细胞周期是从分裂期结束到下一个分裂期结束,所以是甲→乙→甲,C正确,ABD错误。
故选C。
2.下图1中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域,图2是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。请据图回答下列问题:
(1)观察根尖有丝分裂时应选择图7中的______(填字母)区细胞,请按细胞有丝分裂过程排列图2中细胞A、B、C、D的准确顺序(用字母和箭头表示):________________________。
(2)细胞是独立分裂的,但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程,原因是________________________。
(3)某同学在显微镜下观察到了图2中A图像,发现了赤道板,请你评价他的观察结果:__________________。
(4)观察细胞质壁分离时可选择图1中______(填字母)区细胞。③和④过程中细胞核遗传物质______(填“发生”或“不发生”)改变。细胞分化的根本原因是________________________。
(5)图2中C图像细胞核的变化是_______________,解释这种变化具有的意义_________________。
科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。
(6)细胞分裂具有周期性,请在数轴上画出一个细胞周期,并用箭头和文字标出开始和结束的位置。____________。
(7)蚕豆根尖细胞分裂时,细胞周期的时间为______,分裂间期的时间为______。
【答案】(1) b B→A→D→C
(2)制作装片标本时细胞经解离已经死亡
(3)观察结果不准确,赤道板只是一个位置,不是真实结构,因此赤道板是看不到的。
(4) d 不发生 基因选择性表达
(5) 核膜、核仁重建,染色体解螺旋变为染色质 细胞核将携带遗传信息的染色质与细胞的其它部分隔开,使DNA复制、转录等过程免受细胞内其它各种生命活动的干扰
(6)
(7) 19.3小时/19.3h 17.3小时/17.3h
【分析】对真核生物而言,有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式,有丝分裂是一个连续过程,人们根据染色体的行为,将有丝分裂划分为前期、中期、后期和末期四个时期,各个时期主要特点如下:前期最大特点是:核膜、核仁逐渐消失,染色质缩短变粗成为染色体,植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞两组中心粒分别移到细胞两极,由中心粒发出星射线形成纺锤体。中期:着丝点(粒)排列在赤道板上,此时染色体的形态、数目最清楚。后期:着丝点(粒)分开,姐妹染色单体分开,在纺锤丝牵引下移到细胞两极,此时染色体数目加倍。末期:核膜、核仁重现,染色体变成染色质,植物细胞中央形成细胞板,一个细胞分裂形成两个子细胞,动物细胞膜从中间内陷,一个细胞分裂形成两个子细胞。
把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中,使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。
【详解】(1)分析图1可知,根尖细胞由上到下依次是d成熟区细胞、c伸长区细胞、b分生区细胞、a根冠细胞;其中b分生区细胞可以进行有丝分裂,是观察根尖细胞有丝分裂的适宜部位。图2中A细胞着丝粒(点)排列在赤道板上,可推知A处于有丝分裂中期;B细胞染色体散乱分布在细胞中,开始形成纺锤体,可推知B处于有丝分裂前期;C细胞核膜重建,细胞中央出现细胞板,可推知C处于有丝分裂后期;D细胞中着丝粒(点)分裂,染色单体移向两极,可推知D处于有丝分裂后期,因此细胞A、B、C、D的准确顺序是B→A→D→C。
(2)在制作根尖细胞临时装片时,根尖细胞需要经过解离过程,此后细胞已经死亡,因此不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程。
(3)其观察结果不准确,因为赤道板只是人类为了观察细胞方便而假想的一个板,并不是真实存在的结构,因此无法观察到。
(4)只有具有中央大液泡的植物细胞才能在高浓度外界溶液中观察到质壁分离现象,在根尖各个区域细胞中,只有d成熟区细胞具有中央大液泡,因此可以用于观察质壁分裂现象。由图1可知,过程①细胞体积变大,可推知过程①代表细胞生长,过程②细胞数目由一个变为两个,可推知过程②代表细胞(有丝)分裂,过程③细胞体积变大,因此③代表细胞生长过程,此过程中细胞核遗传物质未改变,过程④细胞分化为成熟区细胞,在细胞分化过程中,基因发生了选择性表达,但是细胞核遗传物质没有发生改变。细胞分化的实质就是基因选择性表达,这是细胞在形态、结构、功能等方面出现差异的根本原因。
(5)图2中C细胞中核膜、核仁重建,染色体逐渐解螺旋重新变为染色质。细胞核的重新出现可以将携带遗传信息的染色质与细胞的其它部分隔开,使DNA复制、转录等过程免受细胞内其它各种生命活动的干扰。
(6)连续分裂的细胞,从一次分裂完成开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。细胞周期的大部分时间处于分裂间期,约占细胞周期的90%~95%,其余时间为分裂期,分裂间期为细胞分裂做物质准备,因此分裂间期在前,分裂期在后,图中0→2表示分裂期,2→19.3表示分裂间期,19.3→21.3也表示分裂期,21.3→38.6表示分裂间期,38.6-40.6表示分裂期,因此2→21.3表示一个细胞周期,21.3→40.6表示一个细胞周期。在数轴上可表示为下图
(7)由上面分析可知,2→19.3表示分裂间期;21.3→38.6表示分裂间期,则分裂间期为19.3-2=38.6-21.3=17.3(小时);2→21.3表示一个细胞周期,21.3→40.6表示一个细胞周期,则细胞周期为21.3-2=40.6-21.3=19.3(小时)。
3.细胞是构成生物体的结构和功能单位,细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。下图1是玉米细胞的结构示意图,图2是玉米细胞生长调控的过程。
(1)图1玉米细胞中具有双层膜结构的细胞器是_____(填序号)。
(2)已知玉米体细胞中含有20条染色体,玉米的体细胞经过两次连续的有丝分裂,形成的子细胞内各有染色体_____。
A.10条 B.20条 C.40条 D.80条
(3)下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是_____。
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
(4)图2中M表示的是_____;DNA的复制发生在_____。
(5)将玉米的一些组织细胞在一定的外界条件下经过诱导后能长成一株完整的植株,这种技术称为_____。
A.组织培养 B.基因工程
C.营养繁殖 D.细胞分化
(6)人体细胞的有丝分裂过程与玉米细胞的不同之处主要有两个,一是前期纺锤丝由_____形成,二是末期在细胞赤道面的位置没有出现_____。
(7)玉米的叶肉细胞与根尖细胞虽然都是由同一颗种子萌发形成,但两者在形态结构以及生理功能上完全不同,这是因为_____。
(8)细胞的死亡可以分为细胞坏死和细胞凋亡,下列现象中属于细胞凋亡的是_____。
A.噬菌体的侵染导致细菌破裂
B.脑细胞因供氧不足而死亡
C.伤口中溃烂的细胞被手术切除
D.发育过程中蝌蚪尾的消失
细胞的有丝分裂被严格监控,图7显示两个关键的监控检查点。研究发现:①蛋白质X含量在G1期达到最大,在S期及以后降为0;②蛋白质X与Y的结合使细胞通过(G1/S检查点;③蛋白质Z含量在G2期达到最大,在M期及以后降为0,④蛋白质Z与Y的结合使细胞通过(G2/M检查点。
(9)小明同学查知某药物能特异性阻止蛋白质Z的合成,他建议将此药物施加于根尖,使观察根尖细胞有丝分裂时,能看到更多的细胞处于分裂期,专家认为此建议不可行。请根据材料说出理由:_____。
【答案】(1)⑤⑥
(2)B
(3)D
(4) 细胞分裂期 S期
(5)A
(6) 中心体 细胞板
(7)基因的选择性表达(细胞分化)
(8)D
(9)此药物特异性阻止蛋白质Z的合成,则蛋白质Z不能与蛋白质Y结合使细胞通过G2/M检查点,细胞停留在G2期,M期细胞比例下降,不会有更多的细胞处于分裂期
【分析】题图分析,图1为植物细胞的亚显微结构图,其中①为细胞膜、②为液泡、③为染色质、④为高尔基体、⑤为线粒体、⑥为叶绿体、⑦为内质网、⑧为核糖体、⑨为细胞质基质、⑩为核仁、⑪为核膜;
图2为细胞周期示意图,其中G1期为DNA复制前期,主要进行有关蛋白质的合成,S期为DNA合成时期;G2期主要进行有关蛋白质的合成,M期为细胞分裂期。
【详解】(1)图1玉米细胞中具有双层膜结构的细胞器是⑤线粒体、⑥叶绿体。
有丝分裂形成的子细胞所含的染色体数目与亲代细胞相同。玉米的一个细胞中含有20条染色体,连续进行两次有丝分裂后,产生的子细胞中含有的染色体数仍是20条,B正确。
故选B。
A、一个细胞周期应先是分裂间期、后是分裂期,图中的一个细胞周期可用a和b表示、也可用c和d表示,A正确;
B、c段为分裂间期,此期间发生了DNA的复制,该阶段结束时DNA含量增加一倍,B正确;
C、d段为分裂期,而遗传物质的平均分配一般发生在分裂期,C正确;
D、一个细胞周期应先是分裂间期、后是分裂期,图中的一个细胞周期可用a和b表示、也可用c和d表示,b和c不可表示一个细胞周期,D错误。
故选D。
图2为细胞周期示意图,M期为细胞分裂期,S期主要进行DNA的复制。
植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。将玉米的一些组织细胞在一定的外界条件下经过诱导后能长成一株完整的植株,这种技术称为组织培养,A正确。
故选A。
动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同之处主要有两个,一是前期纺锤体由中心体形成,二是末期在细胞赤道板的位置没有出现细胞板。
(2)玉米的叶肉细胞与根尖细胞虽然都是由同一颗种子萌发形成,但由于基因的选择性表达(细胞分化),导致两者在形态结构以及生理功能上完全不同。
(3)A、噬菌体的侵染使细菌破裂,属于细胞坏死,A错误;
B、脑细胞因供氧不足而死亡,属于细胞坏死,B错误;
C、伤口中溃烂的细胞的死亡,属于细胞坏死,C错误;
D、发育过程中蝌蚪尾的消失为正常的生命现象,属于细胞凋亡,D正确。
故选D。
(4)题中显示,蛋白质Z含量在G2期达到最大,说明蛋白质Z在G2期合成,且蛋白质Z与Y的结合使细胞通过G2/M检查点,而后完成细胞分裂过程,可见蛋白质Z的存在是细胞进入M期的条件之一,若按照小明同学的思路,用某药物施加于根尖,进而特异性阻止蛋白质Z的合成,进而使得细胞无法进入分裂期,而使细胞停留在G2期,显然也不能看到更多的细胞处于分裂期的细胞。
4. 肺腺癌的致病机制
正常细胞的分裂增殖遵循着严格的周期性调控机制。细胞周期中每个时期的任务正确完成后,细胞周期蛋白(Cyclin)与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)结合形成Cyclin-CDK复合物,驱动细胞周期通过相应的检查点,进入下一时期,确保细胞分裂的有序进行。相关过程如图所示。
(1)细胞周期中检查点2主要检查的是______。(单选)
A.DNA复制有关的酶是否合成
B.核膜核仁是否消失
C.DNA复制是否正确完成
D.组成纺锤丝的蛋白是否合成
(2)CyclinA/B-CDK1能促进细胞内发生的生理变化有__________。(编号选填)
①染色质螺旋化②中心体复制③纺锤体形成④核仁解体⑤DNA解旋
葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)是一种能量代谢蛋白,负责促进葡萄糖的转运。研究发现,GLUT1会促进细胞中CyclinD基因和CDK6基因的表达,通过调控CyclinD-CDK6信号通路影响肺腺癌细胞的周期进程。同时,GLUT1也在肺腺癌细胞的转移、侵袭过程中具有重要的作用。丁酸盐是肠道菌群的关键代谢产物,其作为组蛋白去乙酰化酶的抑制剂,促进GLUT1基因的表达。
(3)GLUT1基因的基本组成单位是______。
(4)下列叙述正确的是________。(多选)
A.丁酸盐对GLUT1基因表达的调控方式属于转录水平
B.高浓度的葡萄糖为肺腺癌细胞增殖提供能量
C.CyclinD和CDK6的高表达会抑制肺腺癌细胞的周期进程
D.肺腺癌细胞迁移和侵袭能力增强,会促进肿瘤的进展
(5)肺腺癌细胞增殖过程中会发生的染色体行为有______。(多选)
A. B.
C. D.
(6)某种药物可下调GLUT1基因的表达,则G1期细胞数量会______(增多/不变/减少)、G2期细胞数量会______(增多/不变/减少)。
(7)综合以上信息,提出1条可行的措施来治疗肺腺癌。______________。
【答案】(1)A
(2)①③④
(3)脱氧核苷酸
(4)ABD
(5)BD
(6) 增多 减少
(7)使用药物抑制 GLUT1 基因的表达;抑制丁酸盐的合成或作用;阻断 CyclinD-CDK6 信号通路;抑制 GLUT1 介导的葡萄糖转运等
【分析】细胞周期检查点功能:检查点 1(G₁→S):验证 DNA 复制准备(如酶合成);检查点 2(S→G₂):验证 DNA 复制准确性;检查点 3(G₂→M):验证分裂准备(如纺锤体相关蛋白合成、核膜核仁变化)。 Cyclin-CDK 复合物:不同 Cyclin 与 CDK 结合,驱动细胞周期不同阶段转换(如 CyclinD-CDK4/6 驱动 G₁→S,CyclinA/B-CDK1 驱动 G₂→M)。 肺腺癌调控路径:丁酸盐→促进 GLUT1 转录→GLUT1→促进 CyclinD/CDK6 表达→驱动细胞周期 + 促进转移侵袭。 治疗思路:靶向调控路径中的关键分子(GLUT1、丁酸盐、CyclinD/CDK6),阻断癌细胞增殖和转移。
【详解】(1)细胞周期中,检查点2在G1/S期之间,主要作用是验证G1期的结束,则主要是检查DNA复制有关的酶是否合成,A正确。
故选A。
(2)CyclinA/B-CDK1复合物驱动细胞通过检查点3进入M期,M期前期会发生染色质螺旋化形成染色体、纺锤体形成、核仁解体等变化;②中心体复制发生在G1期到S期,不属于M期变化;⑤DNA解旋发生在DNA复制(S期)或转录过程,与M期无关;
故选①③④。
(3)基因是有遗传效应的DNA片段,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,因此GLUT1基因的基本组成单位为脱氧核苷酸。
(4)A、丁酸盐作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂,通过影响组蛋白乙酰化状态调控基因转录,属于转录水平的调控,A正确;
B、GLUT1促进葡萄糖转运,高浓度葡萄糖可通过细胞呼吸为肺腺癌细胞增殖提供能量,B正确;
C、GLUT1促进CyclinD和CDK6基因表达,进而调控CyclinD-CDK6信号通路促进癌细胞周期进程,C错误;
D、肺腺癌细胞迁移和侵袭能力增强,会导致肿瘤扩散,促进肿瘤进展,D正确。
故选ABD。
(5)A、细胞中染色体移向两极,且细胞质正在分裂,且没有同源染色体,处于减数第二次分裂后期,A不符合题意;
B、染色体高度螺旋、排列整齐,符合有丝分裂中期的染色体行为,B符合题意;
C、同源染色体分离,符合减数第一次分裂后期,C不符合题意;
D、着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,含有同源染色体,属于有丝分裂后期的行为,D符合题意。
故选BD。
(6)GLUT1促进CyclinD和CDK6基因表达,CyclinD-CDK4/6复合物驱动细胞从G1期进入S期。若下调GLUT1基因表达,CyclinD和CDK6表达量降低,细胞难以通过G1期检查点,会大量停滞在G1期(G1期细胞数量增多);进入S期和G2期的细胞减少,因此G2期细胞数量减少。
(7)针对题干中调控路径的关键环节,阻断癌细胞周期进展或转移侵袭。 抑制 GLUT1:直接减少葡萄糖转运和 CyclinD/CDK6 表达,双重抑制癌细胞增殖和转移; 抑制丁酸盐:丁酸盐促进 GLUT1 表达,阻断丁酸盐可间接下调 GLUT1,抑制癌细胞进展; 阻断 CyclinD-CDK6 信号通路:直接阻止细胞周期从 G₁期进入 S 期,抑制癌细胞增殖。
5. 如图展示了一个动物细胞的生命历程。请回答下列问题。
(1)①和②所示的过程,在生物学上分别称为___________和___________。经过②过程细胞内遗传物质___________(改变/不变),而细胞的形态、结构和功能___________(改变/不变),这是因为___________。
(2)图中D细胞属于正常的细胞死亡过程,称为___________,受___________控制。若A为植物细胞,而D细胞能在体外条件下培养成一个植物体,说明D细胞具有___________性。
(3)动物细胞在过程①中与植物细胞的不同之处是___________。
A.间期有DNA的复制 B.前期中心体周围出现纺锤丝
C.后期着丝粒分裂,染色单体分离 D.末期核膜核仁重新形成
(4)过程①中细胞的行为呈现周期性,下列描述该周期的相关说法,正确的是___________。
A.抑制DNA复制的药物作用于图甲的S期或图丙的A→B段
B.一个完整的细胞周期是指图乙的a+b段或b+c段
C.抑制纺锤体形成可使细胞分裂停留在图丙的B→A段
D.细胞中可能含有染色单体的时间段是图甲的M或图乙的b、d或图丙的A→B段
(5)如图为某植物根尖分生区细胞(正常体细胞中有16条染色体)部分时期的显微照片。下列说法正确的是___________。(多选)
A.A细胞中无纺锤体
B.A细胞中染色体着丝粒排列在赤道面上
C.B细胞中有16条染色体
D.B细胞与A细胞中核DNA数目相等
(6)下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征,其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是___________。(多选)
A. B. C. D.
细胞周期内具有一系列的检查点,细胞必须通过这些特定的检查点才能进入到周期循环中。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点,且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图2)。
(7)据图2分析,细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成___________;
A.CyclinA B.CyclinB C.CyclinD D.CyclinE
(8)若使更多细胞阻滞在G1/S检查点,可采取的措施有___________。(多选)
A.降低CDK的合成 B.抑制CyclinE活性
C.抑制脱氧核苷酸的吸收 D.抑CyclinA活性
(9)根据图2和相关知识推测,如果将S期细胞和G1期细胞诱导融合,可观察到的现象是___________;
A.G1期细胞启动DNA复制 B.G1期细胞进入M期
C.S期细胞停止DNA复制 D.G1期细胞没有任何变化
(10)胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)可抑制细胞DNA复制,在动物细胞培养液中加入TdR细胞分裂就停止在细胞周期___________。
A.G1/S B.S/G2 C.G2/M D.M/G1
【答案】(1) 细胞增殖/有丝分裂/细胞分裂 细胞分化 不变 改变 基因的选择性表达
(2) 细胞凋亡 基因/遗传物质 全能
(3)B
(4)D
(5)BD
(6)BCD
(7)C
(8)ABC
(9)A
(10)A
【详解】(1)①使细胞数目增加,为细胞分裂(有丝分裂/细胞分裂/细胞增殖);②使细胞形态功能出现差异,为细胞分化;细胞分化是基因选择性表达的结果,遗传物质不改变,仅细胞形态、结构和功能改变,发生稳定性差异。
(2)图中D细胞是由基因/遗传物质控制的正常细胞程序性死亡,称为细胞凋亡;植物体细胞在体外能发育为完整植物体,体现了植物细胞的全能性。
(3)动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别在于:动物细胞前期由中心体周围发出纺锤丝形成纺锤体,植物细胞由细胞两极发出纺锤丝;间期DNA复制、后期着丝粒分裂、末期核膜核仁重建是动植物细胞有丝分裂共有的特点,故选B。
(4)A、抑制DNA复制作用于S期(间期),图丙中A→B为分裂期,A错误;
B、完整细胞周期从一次分裂完成开始,到下一次分裂完成结束,应为乙的a+b或c+d,B错误;
C、抑制纺锤体形成,细胞分裂停留在分裂期(图丙A→B段),C错误;
D、染色单体存在于分裂期的前期、中期,M(分裂期)/乙的b、d(分裂期)/丙的A→B(分裂期)都包含有染色单体的时期,D正确。
(5)AB、A细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,细胞处于分裂中期,此时已经形成纺锤体,A错误,B正确;
C、B细胞为分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,体细胞16条,B细胞有32条染色体,C错误;
D、A(中期)和B(后期)核DNA都已经完成复制,还未分配到两个细胞核中,核DNA数目相等,D正确。
(6)A、表示末期染色体解螺旋形成染色质,此时遗传物质已经完成分配,因此该图与遗传物质精确分配到两个子细胞无关,A错误;
B、表示分裂间期,此时细胞中正在进行遗传物质的复制,这是遗传物质精确分配到两个子细胞的前提,B正确;
C、表示后期着丝粒分裂,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,这保证遗传物质精确分配到两个子细胞中,C正确;
D、表示中期,此时染色体的着丝粒(着丝点)都排列在赤道板上,这为后期着丝粒的分裂做准备,与遗传物质精确分配有关,D正确。
(7)由图2可知,CyclinD-CDK作用于G1期,细胞由静止进入细胞周期首先进入G1期,因此首先合成CyclinD,故选C。
(8)AB、要阻滞细胞在G1/S检查点(阻止细胞从G1进入S期),CyclinE-CDK是推动G1进入S的复合物,因此降低CDK合成、抑制CyclinE活性,都能阻止进入S。AB正确;
C、脱氧核苷酸是DNA复制原料,抑制脱氧核苷酸吸收,DNA无法复制,细胞也会阻滞在G1/S检查点,C正确;
D、CyclinA作用于S期后,抑制CyclinA不会阻滞在G1/S,细胞会阻滞在S/G2检查点,D错误。
(9)S期细胞已经启动DNA复制,细胞内存在活化的DNA复制相关因子,诱导融合后,G1期细胞会被诱导启动DNA复制,故选A。
(10)TdR抑制DNA复制,DNA复制发生在S期,加入TdR后,DNA复制无法启动,细胞会停止在G1期和S期的交界处,即G1/S,故选A。
题型2:细胞分化
6. 细胞是构成生物体的结构和功能单位,细胞会经历生长、分裂、分化、衰老和死亡等生命进程。图1是人体不同细胞的形成示意图,其中①~⑮表示细胞,I~IV表示过程。(括号中写序号,横线上写文字)
(1)据图1可知,人体内各种细胞虽然功能不同,但它们却有着共同的来源,即【 】________。图中过程Ⅱ表示________,过程Ⅲ表示________。
(2)图1中细胞③、⑬、⑮中分化能力最强的是细胞________。
(3)图1中细胞①-⑧的主要差异表现为________(编号选填)
①形态结构②遗传信息③细胞器的种类及数目④蛋白质的种类⑤磷脂分子的结构
(4)下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征,其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是________(多选)
A. B.
C. D.
(5)图2为细胞周期中每条染色体中DNA含量变化的曲线图,符合曲线bc段含义的细胞是________。(多选)
A. B.
C. D.
(6)下表为细胞衰老发生的变化,根据已有知识推测衰老细胞相应的功能变化,填在表中A和B处。
衰老的细胞
细胞生化指标变化
功能变化
水分减少细胞皱缩
新陈代谢速度减慢
细胞膜通透性改变载体蛋白结构改变
A________
线粒体结构形变线粒体数量减少
B________
多花黄精是一种多年生药用草本植物,药用部分为根茎,其水提物具有一定的抗肿瘤作用。小鼠细胞内Bcl-2和Bax是与凋亡相关的蛋白。研究人员使用不同浓度的多花黄精水提物处理小鼠黑色素瘤细胞一定时间后,测得这两种蛋白的相对表达量(图3)、细胞凋亡率(图4)和各周期细胞百分比(图5)。
(7)根据图3、4推测,Bcl-2、Bax这两种蛋白的功能依次是________(单选)
A.促进细胞凋亡促进细胞凋亡 B.促进细胞凋亡抑制细胞凋亡
C.抑制细胞凋亡促进细胞凋亡 D.抑制细胞凋亡抑制细胞凋亡
(8)研究人员选出小鼠黑色素瘤细胞,用于抗肿瘤药物的研究。为便于观察和测量,需要一批细胞周期同步化的肿瘤细胞。胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化。现测得小鼠黑色素瘤细胞的G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h,经一次阻断,S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处;洗去TdR可恢复正常的细胞周期,若要使所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后________h到________h之间进行。(操作时间限定在一个细胞周期内)
(9)分析图3、4、5所示实验结果,结合所学知识,阐述多花黄精的抗肿瘤机理。________。
【答案】1. ⑪受精卵 细胞分裂 细胞分化 2.⑬ 3.①③④ 4.BCD 5.BD 6. 物质运输功能降低 细胞能量供应不足(或有氧呼吸速率降低) 7.C 8. 7 14 9.调控凋亡相关蛋白表达;诱导细胞凋亡;抑制细胞增殖。
【解析】1.人体内各种细胞共同来源于⑪受精卵,它是个体发育的起点.细胞数量增多、形态结构基本相似,属于细胞分裂(Ⅱ);细胞形态、结构和功能发生稳定性差异,属于细胞分化(Ⅲ)。
2.细胞分化能力与分化程度呈负相关:分化程度越低,分化能力越强。 细胞⑬的分化程度低于细胞③和⑮,因此分化能力最强的是细胞⑬。
3.细胞①~⑧均由受精卵分裂、分化而来,遗传信息相同;磷脂分子的结构在所有细胞中一致。 它们的主要差异表现在:形态结构不同;细胞器的种类及数目不同;蛋白质的种类不同。故细胞①-⑧的主要差异表现为①③④。
4.遗传物质精确分配到两个子细胞的核心是DNA复制后,染色体平均分配到两极,需结合有丝分裂各时期染色体形态的作用。
A、末期染色体解螺旋为染色质的形态,此时遗传物质已完成分配,仅为形态恢复,A不符合题意;
B、间期染色质形态,此阶段完成DNA复制和姐妹染色单体形成,是遗传物质精确分配的物质基础,B符合题意;
C、后期染色体形态,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离为子染色体,在纺锤丝牵引下分别移向细胞两极,直接实现遗传物质的精确分配,C符合题意;
D、中期染色体形态,染色体高度螺旋化、形态稳定,整齐排列在赤道板上,纺锤丝精准附着于着丝粒两侧,为后期均匀分离奠定基础,D符合题意。
5.bc段:每条染色体含有2个DNA分子,说明存在姐妹染色单体,对应有丝分裂前期、中期(或减数分裂Ⅰ及减数分裂Ⅱ的前期、中期)。
A、染色体解螺旋为染色质,对应末期,A不符合题意;
B、染色质高度螺旋化形成染色体,对应前期,存在姐妹染色单体,每条染色体含2个DNA,B符合题意;
C、染色体向细胞两极移动,对应后期,着丝粒已分裂,无姐妹染色单体,每条染色体仅含1个DNA,C不符合题意。
D、染色体整齐排列在赤道板上,对应中期,存在姐妹染色单体,每条染色体含2个DNA,D符合题意。
6.细胞膜是物质进出细胞的屏障,载体蛋白负责物质的主动运输和协助扩散。结构改变会导致物质运输功能降低。线粒体是细胞的“动力车间”,是有氧呼吸的主要场所。结构和数量异常会导致细胞能量供应不足(或有氧呼吸速率降低)。
7.图3中,随多花黄精水提物浓度升高,Bax表达量上升、Bcl-2表达量下降;图4中细胞凋亡率随浓度升高而上升。Bax表达量与凋亡率正相关,说明其促进细胞凋亡;Bcl-2表达量与凋亡率负相关,说明其抑制细胞凋亡。因此Bcl-2、Bax的功能依次是抑制细胞凋亡、促进细胞凋亡。
8.根据题目,小鼠黑色素瘤细胞的细胞周期各阶段时间为:G1 = 10h,S = 7h,G2 = 3h,M = 1h,总周期为21h。第一次TdR阻断后,S期细胞被抑制,其余细胞均停留在G1/S交界处。洗去TdR后,这些细胞将依次进入S期、G2期、M期,最终回到G1期。要使所有细胞均停留在G1/S交界处,需在第一次洗去TdR后,于特定时间范围内进行第二次阻断。综上所述,第二次阻断应于第一次洗去TdR后7h到14h之间进行。
9.多花黄精的抗肿瘤机理主要体现在以下几个方面:诱导细胞凋亡:多花黄精中的活性成分能够激活肿瘤细胞内的凋亡信号通路,如线粒体途径和死亡受体途径,导致肿瘤细胞程序性死亡。抑制细胞增殖:通过干扰肿瘤细胞的DNA复制和细胞周期进程,多花黄精可以有效抑制肿瘤细胞的分裂和增殖。调控凋亡相关蛋白表达:多花黄精水提物可上调促凋亡蛋白Bax的表达,同时下调抑凋亡蛋白Bcl-2的表达,打破细胞凋亡的平衡,推动细胞进入凋亡程序。
7. 细胞是构成生物体的结构和功能单位。图是人体不同细胞的形成示意图,其中①~⑧表示细胞,Ⅰ、Ⅱ表示过程。回答下列有关问题:
(1)图中表示细胞有丝分裂增殖的过程是___________(填图中序号“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)图中①~⑧细胞出现差异的根本原因是___________。
(3)图中①~⑧细胞属于___________细胞(①高度分化/②未分化)(填写序号)。
(4)若细胞分裂失去控制而不断生长和分裂,则会形成癌细胞。科学家研究发现,某种药物可将癌细胞的分裂阻断在分裂间期,从而抑制癌细胞增殖。据此推测,该药物抑制癌细胞增殖的原因可能是___________(答出2点)。
脑缺血会引起局部脑神经缺氧导致轻度受损,甚至造成脑神经细胞死亡而产生不可逆损伤,最终导致患者永久性残疾甚至死亡。骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞及神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对缺血坏死神经结构与功能的修复和重建。请回答下列问题:
(5)脑缺血所致的神经细胞死亡属于___________(填“细胞衰老”、“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。
(6)与心肌细胞相比,骨髓基质细胞的主要特点有___________(编号选填)
①分裂能力强
②分化程度高
③具有全能性
④分化能力强
(7)M可通过___________,增加神经细胞的数量和种类,在脑缺血的治疗中发挥作用。
研究发现,M的线粒体可转移到缺氧损伤脑神经细胞(N)中,实现细胞供能机制的修复。为进一步探究M的线粒体转移对N的影响,进行了表1所示的实验,实验结果如图。
表1实验设计表
分组
第1组
第2组
第3组
处理方法
用含有M线粒体的培养基对N进行培养
用不含线粒体的培养基对N进行培养
用不含线粒体的培养基对___________?___________进行培养
(8)第3组为正常对照组,请将该组的处理方法补充完整:___________。
(9)检测得到各组神经细胞内的ATP水平相对值如图。由图分析比较可知,第1组神经细胞内ATP水平___________正常水平,第2组在实验中起___________作用。
(10)根据上述实验结果,推测M对脑缺血损伤后恢复的可能作用机制___________。
【答案】(1)I
(2)基因选择性表达
(3)①
(4)抑制DNA复制和有关蛋白质合成
(5)细胞坏死
(6)①④
(7)增殖和分化
(8)正常脑神经细胞
(9) 高于 对照
(10)M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中,增加损伤细胞中线粒体数量,使有氧呼吸加强产生更多ATP,为损伤细胞修复提供充足的能量
【分析】细胞的增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、增殖、遗传的基础。细胞分化是指个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上产生稳定性差异的过程。
【详解】(1)据图分析,过程I表示受精卵的分裂,为有丝分裂,过程II表示分化形成各种形态结构功能不同的细胞。
(2)图中①~⑧细胞是经细胞分裂分化形成的,其形态结构和功能各不相同,其根本原因是基因选择性表达。
(3)由图可知,图中①~⑧细胞是经分裂分化形成的,属于高度分化的细胞。
(4)由题可知,某种药物可将癌细胞的分裂阻断在分裂间期,间期可进行DNA分子的复制、蛋白质的合成等,所以推测该药物可通过抑制癌细胞的DNA分子的复制或蛋白质的合成等来抑制其增殖。
(5)脑缺血导致的神经细胞死亡并非由基因控制,属于不可控的细胞坏死。
(6)据题干信息:骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞及神经细胞等。与心肌细胞相比,骨髓基质细胞的主要特点有①分裂能力强④分化能力强。
(7)骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,故M可通过增殖和分化以达到增加神经细胞数量和种类的目的。
(8)该实验中探究M对缺氧损伤的脑神经细胞N的修复作用,第3组作为正常对照组,则采用正常脑神经细胞作为对照。
(9)由题图可知,第1组神经细胞内ATP水平高于第2组和第3组:第2组在实验中起对照作用。
(10)根据题图分析可知,M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中,增加损伤细胞中线粒体数量,使有氧呼吸加强产生更多ATP,为损伤细胞修复提供充足的能量。
题型3:细胞衰老和死亡
8. 细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程,广泛存在于真核细胞中。图1示意某细胞溶酶体形成及发挥作用的过程,图2表示了溶酶体pH的维持机制。
(1)溶酶体是由单层膜构成的囊泡,组成其膜的主要成分是___________。
(2)用含32P的培养液培养图1细胞一段时间,细胞中可检测到放射性物质有___________(多选)。
A.磷脂 B.脂肪 C.蛋白质 D.mRNA
(3)图一中属于细胞自噬途径的是___________(甲/乙)过程。该过程中,包裹着待降解物质的泡状结构需沿着___________运到溶酶体并与溶酶体融合。
(4)合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为___________。
①高尔基体 ②核糖体 ③内质网 ④质膜
A.③①④ B.②③① C.②③①④ D.②①③
(5)酸性环境的维持对溶酶体功能的发挥具有重要作用。结合图二分析,H+进入溶酶体的运输方式为___________。
A.自由扩散 B.主动运输 C.协助扩散 D.渗透作用
(6)研究表明,溶酶体中的水解酶少量泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,主要原因是___________。
A.水解酶泄漏后立即被分解 B.溶酶体能将水解酶吞噬
C.pH较高导致酶活性降低 D.细胞质基质缺少酶作用的底物
(7)下列关于细胞自噬过程的叙述正确的是___________(多选)。
A.细胞自噬可发生于细胞核中
B.各细胞器在功能上既独立又相互联系
C.自噬过程产生的降解产物可被细胞全部重复利用
D.蛋白质是执行细胞自噬的主要物质
【答案】(1)磷脂(脂质)和蛋白质
(2)ACD
(3) 乙 细胞骨架
(4)B
(5)B
(6)C
(7)ABD
【分析】1、溶酶体形态:内含有多种水解酶;膜上有许多糖,防止本身的膜被水解;作用:能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
2、分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】(1)细胞器膜的主要成分是脂质(主要是磷脂)和蛋白质。
(2)用含32P的培养液培养图1细胞一段时间,细胞中可检测到放射性的物质有磷脂(元素组成是CHO,有的含有P)、蛋白质(可能含有P)、mRNA(元素组成是CHONP),而脂肪的元素组成是CHO,不含P。
故选ACD。
(3)细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程,过程乙表示衰老线粒体的自噬过程,甲表示对外界物质的吞噬作用,不属于细胞自噬;细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系,在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用,该过程中,包裹着待降解物质的泡状结构需沿着细胞骨架运到溶酶体并与溶酶体融合。
(4)合成、加工、转运这些水解酶(与分泌蛋白合成过程相同)所经过的细胞器依次为⑥核糖体(合成蛋白质)、⑦内质网(对多肽进行初步加工)、⑤高尔基体(对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装)。
(5)结合图2分析,H+进入溶酶体消耗了能量,则运输方式为主动运输。
故选B。
(6)研究表明,溶酶体中的水解酶少量泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,主要原因是水解酶适合pH较低的地方,而细胞质的pH较高,水解酶进入后会导致酶活性降低。
故选C。
(7)A、细胞自噬可发生于细胞结构中,包括细胞核中,A正确;
B、各细胞器在功能上既独立又相互联系,例如囊泡的出现,B正确;
C、自噬过程产生的降解产物一部分被细胞重复利用,一部分被排出细胞外,C错误;
D、蛋白质(水解酶)是执行细胞自噬的主要物质,D正确。
故选ABD。
9. 我国研究人员发现,葡萄籽中PCC1,其结构如图甲所示,能加速机体内衰老细胞的凋亡, 以延缓衰老。研究人员为探究PCC1的抗衰老作用开展实验,相关实验数据如图乙所示。
(1)据图甲及已学知识推断,下列物质与PCC1的元素组成相同的是 (多选)
A.蛋白质 B.脂肪 C.磷脂 D.糖类
(2)在探究PCC1抗衰老作用的实验中,衰老细胞应符合的特征是 (多选)
A.细胞内酶的活性降低 B.细胞内代谢速率减缓
C.细胞质膜转变为小泡 D.细胞的内容物被释放
(3)据图乙推断,支持PCC1能抗衰老的实验证据包括 (多选)
A.PCC1处理后,衰老细胞凋亡比例增大
B.PCC1处理后,正常细胞凋亡比例无显著变化
C.未用PCC1处理,衰老细胞凋亡比例比正常细胞高
D.与未处理的正常细胞相比,PCC1处理的衰老细胞凋亡比例高
研究人员进一步研究发现PCC1延缓细胞衰老的机制,PCC1在衰老细胞内的部分调控过程如下图所示。其中, CDK与cyclinE的复合物参与调控细胞周期的正常进程; Bax和Puma皆为促凋亡蛋白,Bax能为细胞色素c提供通道;p21是细胞周期抑制因子。
(4)据图推测,与衰老细胞增殖缓慢可能相关的事件有 (多选)
A.促进p21基因启动子与RNA聚合酶结合
B.p21蛋白促进与纺锤丝相关蛋白质的合成
C.p21蛋白抑制与DNA复制相关的酶的合成
D.促进p53蛋白磷酸化并与p21基因启动子结合
(5)据图推测,PCC1促进衰老细胞凋亡的机制包括 (多选)
A.抑制细胞色素c的释放 B.促进Puma对Bcl-XL的作用
C.抑制Bcl-XL对Bax的作用 D.促进磷酸化的p53对Bax的作用
(6)研究人员利用癌症小鼠进一步探究PCC1的抗癌效果,相关实验数据如下图所示。其中,“+”表示服用药物;“-”表示对照;MIT是一种化疗药物。据下图及题干信息推测,PCC1治疗癌症的优势是______。(编号选填)
①PCC1能有效抑制肿瘤细胞增殖
②PCC1对抑制肿瘤细胞增殖无显著作用
③PCC1与MIT都能抑制肿瘤细胞的增殖
④联合使用PCC1与MIT抑制肿瘤增殖的效果好
【答案】(1)BD
(2)AB
(3)AB
(4)ACD
(5)BCD
(6)④
【分析】脂肪仅含C、H、O;蛋白质含C、H、O、N(可能含S);磷脂含C、H、O、N、P;糖类含C、H、O。
【详解】(1)图甲显示PCC1结构含C、H、O;脂肪仅含C、H、O;蛋白质含C、H、O、N(可能含S);磷脂含C、H、O、N、P;糖类含C、H、O,故与PCC1的元素组成相同的是脂肪和糖类,BD正确。
故选BD。
(2)AB、细胞内酶的活性降低,细胞内代谢速率减缓均属于细胞衰老的特征,AB正确;
CD、细胞质膜转变为小泡,细胞的内容物被释放均属于细胞凋亡的特征,CD错误。
故选AB。
(3)AB、PCC1处理后,衰老细胞凋亡比例增大,正常细胞凋亡比例无显著变化,说明PCC1可以清除衰老细胞,对正常细胞无影响,支持PCC1能抗衰老,AB正确;
C、未用PCC1处理,衰老细胞凋亡比例比正常细胞高,不支持PCC1能抗衰老,C错误;
D、与未处理的正常细胞相比,PCC1处理的衰老细胞凋亡比例高,该过程包含两个自变量(细胞类型和是否用PCC1处理),不能得出PCC1是否能抗衰老,D错误。
故选AB。
(4)A、p21是细胞周期抑制因子,促进p21基因启动子与RNA聚合酶结合,会抑制转录过程的进行,从而抑制衰老细胞增殖,A正确;
B、p21蛋白促进与纺锤丝相关蛋白质的合成有利于细胞增殖,B错误;
C、p21蛋白抑制与DNA复制相关的酶的合成,抑制DNA复制,从而抑制衰老细胞增殖,C正确;
D、促进p53蛋白磷酸化并与p21基因启动子结合,抑制转录的进行,从而抑制衰老细胞增殖,D正确。
故选ACD。
(5)A、分析题图可知,细胞色素c会促进细胞凋亡,故抑制细胞色素c的释放会抑制衰老细胞凋亡,A错误;
B、PCC1会促进Puma对Bcl-XL的抑制作用,Bcl-XL对Bax的抑制作用减弱,导致细胞色素c的释放增加,以细胞凋亡,B正确;
C、抑制Bcl-XL对Bax的作用,Bcl-XL对Bax的抑制作用减弱,导致细胞色素c的释放增加,以细胞凋亡,C正确;
D、促进磷酸化的p53对Bax的作用,导致细胞色素c的释放增加,以细胞凋亡,D正确。
故选BCD。
(6)①③分析题图可知,服用PCC1与不服用PCC1相比,肿瘤体积基本一样,说明PCC1不能有效抑制肿瘤细胞增殖,①③错误;
②④联合使用PCC1与MIT肿瘤体积显著减小,并且比对照组、单独使用PCC1和MIT时肿瘤体积小,由此可知,PCC1与MIT联合使用时对抑制肿瘤细胞增殖有显著作用,并且联合使用PCC1与MIT抑制肿瘤增殖的效果好,②错误、④正确。
故选④。
10. 铜离子是植物多酚氧化酶等多种酶的辅助因子。在农业生产上,用铜盐作微量元素肥料可使农作物显著增产,但过量的铜会对植物生长产生危害。
(1)据题意推测,铜盐使农作物显著增产的原因可能是铜离子可以___(单选)。
A.作为能源物质 B.参与化学反应
C.传递遗传信息 D.维持细胞温度
(2)若通过测定单位时间内底物的消耗量来表示多酚氧化酶的活性,通常采用的方法是___(层析法/分光分度法/同位素标记法)。
(3)长期缺铜会使叶片出现黑色病斑,导致该现象可能的原因是___(单选)。
A.细胞坏死 B.细胞分化
C.细胞分裂 D.细胞生长
研究人员进行了硫酸铜对蚕豆根尖细胞有丝分裂影响的研究,观察发现有丝分裂过程中部分细胞产生了微核,如图所示。微核是一些丧失着丝粒的染色体片段。
(4)图所示的是细胞有丝分裂的___(前期/中期/后期)。下列①~④为观察到该图像所进行的实验操作,正确的操作顺序是___。
①固定、解离、漂洗、染色②用硫酸铜溶液处理细胞③用高倍镜观察④用低倍镜观察
(5)研究人员还发现硫酸铜会干扰纺锤丝的形成。如果用硫酸铜溶液处理蚕豆的花粉母细胞(相当于动物的初级精母细胞),该干扰可能发生在减数分裂___(前期I/后期I/末期I),会导致细胞分裂时染色体___(形成/分离/解旋)异常。
(6)下图为不同浓度的硫酸铜溶液对蚕豆根尖细胞处理的实验结果。根据实验数据并结合题意,从有丝分裂的角度分析,可否得出“在实验浓度范围内,硫酸铜对植物生长有害”的结论?说明理由___。
【答案】(1)B
(2)分光光度法
(3)A
(4) 前期 ②①④③
(5) 前期I 分离
(6)可以。在实验浓度范围内,无论在哪一硫酸铜浓度下微核细胞率均高于对照组;又由于微粒是丧失着丝粒的染色体片段,说明硫酸铜干扰了蚕豆根尖细胞正常的有丝分裂,对其生长有害
【分析】细胞中的无机盐:
(1)存在形式:细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,叶绿素中的Mg、血红蛋白中的Fe等以化合态。
(2)无机盐的生物功能:a、复杂化合物的组成成分。b、维持正常的生命活动:如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。c、维持酸碱平衡和渗透压平衡。
【详解】(1)铜离子是植物多酚氧化酶等多种酶的辅助因子,因而促进细胞代谢,促进增产,铜盐作为无机盐不能作为能源物质、不能传递遗传信息,也不能维持细胞温度,其功能是可以作为酶的辅助因子参与化学反应,B正确。
故选B。
(2)若通过测定单位时间内底物的消耗量来表示多酚氧化酶的活性,通常采用的方法是分光分度法,该方法可以检测溶液中物质浓度的变化。
(3)长期缺铜会使叶片出现黑色病斑,这是细胞坏死的表现,不属于正常的生命现象,而细胞分化、细胞分裂和细胞生长均属于正常的生命现象,A符合题意。
故选A。
(4)图示的细胞中染色体散乱分布、染色体和纺锤体出现,因而处于有丝分裂的前期。本实验的目的是研究硫酸铜对蚕豆根尖细胞有丝分裂影响,若要观察有丝分裂通常选择根尖分生区细胞制片观察,制片的顺序为解离→漂洗→染色→制片,根据该实验的目的可知,需要对根尖分生区细胞进行硫酸铜溶液培养,而后制片观察,因此实验的正确顺序为②用硫酸铜溶液处理细胞→①固定、解离、漂洗、染色→④用低倍镜观察→③用高倍镜观察。
(5)研究人员还发现硫酸铜会干扰纺锤丝的形成。如果用硫酸铜溶液处理蚕豆的花粉母细胞(相当于动物的初级精母细胞),该干扰可能发生在减数分裂前期I,因为该时期细胞中纺锤体形成,进而会导致细胞分裂时染色体分离异常,可能会形成染色体数目加倍的细胞。
(6)下图为不同浓度的硫酸铜溶液对蚕豆根尖细胞处理的实验结果。图示结果显示,“在实验浓度范围内,硫酸铜均会增加微核细胞率,进而导致细胞异常,对植物生长有害,即实验结论可描述为:在实验浓度范围内,无论在哪一硫酸铜浓度下微核细胞率均高于对照组;又由于微粒是丧失着丝粒的染色体片段,说明硫酸铜干扰了蚕豆根尖细胞正常的有丝分裂,对其生长有害。
11. 胭脂鱼是我国二级水生保护动物。图1显示胭脂鱼细胞内结构的亚显微结构。图2显示了胭脂鱼淋巴细胞的细胞核在一个细胞周期中的变化,I-IV为细胞周期不同阶段,X1-X4为细胞不同状态。
(1)据题中及图1信息,图1中的膜结构X是____________。
A.内质网膜 B.溶酶体膜 C.液泡膜 D.核膜
(2)膜结构X的主要物质组成是________。
(3)据图1所示,核糖体亚单位穿过膜结构X的运输方式属于___________。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.渗透
(4)下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是___________。
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
(5)对图2所示细胞周期各阶段时长关系的推测,正确的是___________(多选)
A.I阶段>Ⅲ阶段
B.GI期+I阶段>II阶段
C.G1期+I阶段>IV阶段
D.G1期+I阶段>II阶段+III阶段+IV阶段
(6)为了清晰观察计数胭脂鱼体细胞中染色体的数目,应该选择___________进行观察。
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
(7)细胞分化在生物界中普遍存在,下列关于胭脂鱼细胞分化的叙述中正确的是___________。
A.细胞分化的过程涉及细胞内遗传物质的改变
B.细胞分化一定是不可逆的,一直保持分化后的状态
C.细胞分化是多细胞生物发育的基础之一
D.分化产生的不同组织细胞内的mRNA完全不同
(8)细胞衰老是一种常见的生物学现象,从细胞学的角度进行分析,这个过程中不会出现的变化是___________。
A.细胞内膜结构流动性减小
B.细胞保持旺盛的分化能力
C.细胞内酶的活性降低
D.细胞内呼吸速率减慢
(9)根据细胞有丝分裂的过程,写出图2中X1和X3两种状态细胞内的核DNA含量差异,据图2描述两种状态细胞核的形态差异;并分别解释这些差异的意义:_________。
【答案】(1)D
(2)脂质和蛋白质
(3)C
(4)D
(5)ABCD
(6)B
(7)C
(8)B
(9)X3细胞内核DNA含量是X1状态的两倍;X3有成形的细胞核,X1无核膜、核仁消失、无成形细胞核;便于细胞内遗传物质平均分配到两个子细胞,保证亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
【分析】分析图1:图1是细胞核的部分亚显微结构,其中核糖体亚单位通过核孔出来,且需要消耗能量。
【详解】(1)ABCD、图中膜上含有核孔,所以该膜结构是核膜,D正确,ABC错误。
故选D。
(2)膜的主要成分是脂质和蛋白质。
(3)核糖体亚单位穿过核膜时需要消耗ATP,所以其运输方式是主动运输,C正确,ABD错误,
故选C。
(4)A、一个细胞周期应先是分裂间期、后是分裂期,图中的一个细胞周期可用a和b表示、也可用c和d表示,A正确;
B、c段为分裂间期,此期间发生了DNA的复制,该阶段结束时DNA含量增加一倍,B正确;
C、d段为分裂期,而遗传物质的平均分配一般发生在分裂期,C正确;
D、一个细胞周期应先是分裂间期、后是分裂期,图中的一个细胞周期可用a和b表示、也可用c和d表示,b和c不可表示一个细胞周期,D错误。
故选D。
(5)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(前、中、后、末),G1期+I阶段代表间期,Ⅱ阶段+Ⅲ阶段+IV阶段代表分裂期。分裂间期大约占整个细胞周期的90%-95%,持续时间最长,并且根据图2细胞周期各阶段时长关系推测可知:
A、I阶段(代表S和G,期)>Ⅲ阶段(代表后期),A正确;
B、G1期+I阶段(G1期+I期代表间期)>Ⅱ阶段,B正确
C、G1期+I阶段(G1期+I期代表间期)>IV阶段(点末期),C正确
D、G1期+I阶段(G1期+I期代表间期)>Ⅱ阶段+Ⅲ阶段+IV阶段(Ⅱ阶段+Ⅲ阶段+IV阶段代表分裂期),D正确。
故选ABCD。
(6)ABCD、有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体的形态和数目的最佳时期,ACD错误,B正确。
(7)A、细胞分化的过程中细胞内遗传物质没有改变,A错误;
B、在生物体内细胞分化是不可逆的,在离体的情况下,提供适宜条件,细胞才可能表现全能性,B错误;
C、细胞分化使细胞的种类增多,功能趋于专门化,是多细胞生物发育的基础之一,C正确;
D、分化产生的不同组织细胞内的mRNA有的相同,有的不同,D错误。
故选C。
(8)A、衰老的细胞,细胞膜通透性功能改变,细胞内膜结构流动性减小,A正确:
B、衰老的细胞,细胞的分化能力弱,B错误;
C、衰老的细胞,细胞内多种酶的活性降低,C正确;
D、衰老的细胞,细胞内呼吸速率减慢,D正确。
故选B。
(9)由图可知,X1是细胞分裂结束后产生的子细胞,X3处于分裂前期。由于间期进行了DNA分子的复制,故X3所含DNA含量是体细胞的两倍,而X1是子细胞,所含DNA含量与体细胞相同,即是X3含量的一半。分裂前期的细胞(X1)核膜、核仁会消失解体,染色质高度螺旋化成染色体,出现纺锤体;分裂完成的子细胞(X5)有核膜、核仁,染色体也变回了染色质。核膜核仁消失,染色体变成染色质后,容易进行一系列行为变化便于细胞内遗传物质平均分配到两个子细胞;在分裂未期染色质重新变回染色体,核膜、核仁重建有利于保证亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
X3细胞内核DNA含量是X1状态的两倍;X3有成形的细胞核,X1无核膜、核仁消失、无成形细胞核;便于细胞内遗传物质平均分配到两个子细胞,保证亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
题型4:基因的表达和调控
12. 阅读材料,回答下列问题:
基因调控
细胞核DNA中含有成千上万个基因,蕴含着成千上万条与生物学功能相关的“指令”,都要通过基因表达进行“发布”。细胞采用怎样的机制保证“发布”有条不紊且适时进行?当细胞内部或外部环境改变时,“指挥中心”又会作出怎样的响应?
(1)细胞分化过程中,一般不会发生改变的是( )
A.蛋白质合成 B.染色体数目 C.生理功能 D.形态结构
(2)细胞分化的内在原因是( )
A.遗传物质的改变 B.基因重组
C.基因突变 D.基因选择性表达
(3)有科学家培养鼠胚胎干细胞分化出了心肌细胞,一段时间后发育成了直径约1mm的心脏类器官,这一研究成果说明胚胎干细胞( )
A.分化程度高于心肌细胞 B.具有无限增殖的能力
C.经诱导可发生定向分化 D.能形成有功能的器官
(4)下列关于基因选择性表达的叙述,正确的是( )
A.不同的体细胞中表达的基因全不相同
B.细胞分化的过程中细胞中的遗传物质种类发生了变化
C.细胞分化是基因选择性表达的结果
D.细胞分裂过程中不存在基因的选择性表达
(5)下列哪项不属于表观遗传的特点( )
A.对表型的影响可遗传给后代
B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团
C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变
D.可由组蛋白的某些修饰导致
(6)蝴蝶和毛毛虫其实是一个生物处于不同的发育阶段,它们的形态差距很大。处于毛毛虫形态时,蝴蝶形态的基因就处于沉默状态,基因被“锁住”。到了一定的时间,毛毛虫形态开始被锁住,蝴蝶形态开始解锁,最后成功成为蝴蝶。针对该现象,下列叙述不正确的是( )
A.蝴蝶和毛毛虫的基因序列不同
B.蝴蝶和毛毛虫形态的不同是因为表观遗传学
C.蝴蝶和毛毛虫两种形态是基因选择性表达造成的
D.蝴蝶和毛毛虫的基因序列相同
(7)近年来的科学研究发现,个体发育过程中存在着表观遗传现象,即基因碱基序列会在不发生改变的情况下,基因的表达水平与功能发生改变,并产生可遗传表型。DNA甲基化则是产生这种遗传现象的原因之一。下列相关叙述不合理的是( )
A.表观遗传可能与基因转录后的调控有关
B.表观遗传是环境因素引起的,与遗传物质无关
C.DNA甲基化可能影响RNA聚合酶与启动子结合
D.DNA甲基化可能影响到基因的选择性表达
(8)科学研究表明小鼠胶原蛋白COL17A1基因的表达水平的高低可以作为皮肤衰老的一个标志。COL17A1基因表达水平较高的干细胞不容易被淘汰,此机制有利于维持皮肤年轻态。随着年龄的增长,COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增加。以下分析不正确的是( )
A.衰老皮肤出现老年斑的原因是控制色素形成的酪氨酸酶活性降低
B.这种“机制”随着年龄的增长逐渐减弱
C.COL17A1基因表达的胶原蛋白可延缓皮肤衰老
D.COL17A1基因在不同干细胞中表达存在差异的现象属于细胞分化
【答案】(1)B
(2)D
(3)C
(4)C
(5)C
(6)A
(7)B
(8)A
【详解】(1)细胞分化是基因选择性表达的结果,染色体数目保持稳定;而蛋白质合成、生理功能、形态结构都会发生改变。B正确,ACD错误。
(2)细胞分化过程中遗传物质不改变,是不同细胞中基因选择性表达导致形态、功能差异。D正确,ABC错误。
(3)A、胚胎干细胞的分化程度低于心肌细胞(干细胞分化程度低,心肌细胞是高度分化的细胞),A错误;
B、胚胎干细胞具有增殖能力,但“无限增殖”是癌细胞的特点,胚胎干细胞的增殖是有限度的,B错误;
C、科学家培养鼠胚胎干细胞分化出心肌细胞,这表明胚胎干细胞经诱导可发生定向分化,C正确;
D、题干中是发育成“心脏类器官”(类似器官的结构),并非完整的器官,D错误。
(4)A、不同的体细胞中表达的基因不完全相同,比如所有细胞都表达呼吸酶基因等管家基因,A错误;
B、细胞分化的过程中细胞中的遗传物质种类不发生变化,只是基因选择性表达导致细胞功能等出现差异,B错误;
C、细胞分化是基因选择性表达的结果,使得细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异,C正确;
D、细胞分裂过程中存在基因的选择性表达,例如分裂间期会进行相关蛋白质的合成等基因表达过程,D错误。
(5)A、表观遗传对表型的影响可遗传给后代,这是表观遗传的特点,A不符合题意;
B、DNA分子碱基可能连接多个甲基基团,这是表观遗传中DNA甲基化的情况,属于表观遗传特点,B不符合题意;
C、甲基化不会导致DNA碱基序列发生改变,只是影响基因表达,不属于表观遗传特点,C符合题意;
D、表观遗传可由组蛋白的某些修饰导致,这是表观遗传的特点,D不符合题意。
(6)A、蝴蝶和毛毛虫是一个生物处于不同发育阶段,基因序列相同,并非不同,A错误;
B、蝴蝶和毛毛虫形态不同是因为表观遗传学,基因碱基序列未改变但表达水平与功能改变,B正确;
C、蝴蝶和毛毛虫两种形态是基因选择性表达造成的,符合表观遗传中基因表达差异导致表型差异的特点,C正确;
D、蝴蝶和毛毛虫基因序列相同,因为是同一生物不同发育阶段,D正确。
(7)A、表观遗传可能与基因转录后的调控有关,这是合理的,A不符合题意;
B、表观遗传基因碱基序列未改变,与遗传物质有关,并非与遗传物质无关,B符合题意;
C、DNA甲基化可能影响RNA聚合酶与启动子结合,从而影响基因表达,是合理的,C不符合题意;
D、DNA甲基化可能影响到基因的选择性表达,符合表观遗传机制,D不符合题意。
(8)A、衰老皮肤出现老年斑的原因是色素沉积,而控制色素形成的酪氨酸酶活性降低是头发变白的原因,该选项分析不正确,A符合题意;
B、随着年龄增长,COL17A1基因表达水平较低的干细胞增加,说明这种“机制”(COL17A1基因表达水平较高的干细胞不容易被淘汰以维持皮肤年轻态)逐渐减弱,B不符合题意;
C、COL17A1基因表达水平较高的干细胞不容易被淘汰,有利于维持皮肤年轻态,说明其表达的胶原蛋白可延缓皮肤衰老,C不符合题意;
D、COL17A1基因在不同干细胞中表达存在差异,这是基因选择性表达的结果,属于细胞分化,D不符合题意。
13. 回答下列有关细胞周期与细胞分裂的问题:
细胞周期蛋白依赖性激酶CDK是调节细胞周期从G期向S期转化的关键酶。在乳腺癌细胞中活跃表达的CDK4/6与细胞周期蛋白D(CyclinD)形成复合物(如图中过程1所示)后,可通过过程2促进E2F转录因子释放,该转录因子经过程3触发大量的G1期细胞向S期细胞转化,从而使细胞无限增殖。
(1)在乳腺肿瘤组织中,除了图所示进入G1期或G0期的细胞外,还有________细胞,其中导致癌组织增大的直接原因是________,而引起肿瘤手术或化疗后复发的则是__________细胞。
(2)由图可知,CDK4/6与CyclinD复合物除了能引起E2F转录因子释放外,还能促进____________反应。
(3)被释放后的E2F转录因子能促进细胞内某些化合物的合成,这些化合物含量升高到一定程度就会直接使大量的G1期细胞进入S期,那么“这些化合物”很可能是__________(多选)
A.DNA聚合酶 B.DNA解旋酶 C.氨基酸 D.DNA
E.染色体组蛋白 F.葡萄糖 G.核苷酸
(4)若使乳腺癌细胞的细胞周期阻滞在G1期,不可采取的措施有_________。
A.抑制CDK4/6与CyclinD复合物的形成 B.使用CDK4/6抑制剂
C.抑制E2F转录因子的释放 D.抑制Rb基因与E2F转录因子的结合
E.使用E2F转录因子抑制剂
(5)CDK4、CDK6、CyclinD、E2F转录因子等物质均为蛋白质,决定它们功能不同的根本原因是____________。
(6)研究发现某药物不仅能抑制CDK4/6与CyclinD结合,还能增强免疫功能使癌细胞裂解死亡,其可能的机理是_________________________。
【答案】(1) 不增殖 癌组织中的大部分细胞是连续增殖细胞 暂不增殖(G0)
(2)Rb基因磷酸化
(3)ABE
(4)D
(5)基因的碱基排列顺序不同
(6)该药物可能会促进T淋巴细胞增殖、分化形成致敏T细胞,后者既能分泌淋巴因子杀死癌细胞,又能与癌细胞密切接触,导致其细胞膜通透性增大而裂解死亡
【分析】根据题意和图示可知,一个细胞周期分为间期与分裂期(M期)两个阶段;间期又分为G1期(合成DNA聚合酶等蛋白质,为DNA复制作准备)、S期(DNA复制期)与G2期(合成纺锤丝微管蛋白等蛋白质,为M期做准备);M期又分为前、中、后、末四个时期。细胞周期就包括G1期、S期、G2期、M期四个时期。
【详解】(1)肿瘤组织中有增殖细胞、暂不增殖细胞和不增殖细胞,其中进入G1期的细胞是增殖细胞,进入G0期的细胞是暂不增殖细胞,故在乳腺肿瘤组织中,除了图所示进入G1期或G0期的细胞外,还有不增殖细胞。在癌组织中,暂不增殖和不增殖的细胞很少,大部分是连续进行增殖的细胞,这是导致癌组织增大的直接原因。肿瘤手术或化疗会杀伤大部分增殖细胞,细胞数目降低后,会诱使进入G0期的细胞转为增殖细胞,从而导致肿瘤复发。(2)(3)(4)(5)
(2)由图可知,CDK4/6与CyclinD复合物除了能引起E2F转录因子释放外,还能促进Rb基因磷酸化反应。
(3)S期的细胞会进行DNA复制,而DNA复制需要DNA聚合酶、DNA解旋酶的协助;DNA复制后会与蛋白质(组蛋白)重新结合成染色质,在此过程中,DNA聚合酶、DNA解旋酶和染色体组蛋白均需要在G期大量合成,因此“这些化合物”很可能是DNA聚合酶、DNA解旋酶和染色体组蛋白,故ABE符合题意。
(4)要使乳腺癌细胞的细胞周期阻滞在G1期,最终目的是抑制E2F转录因子的释放,分析题图可知,可采取的措施是抑制CDK4/6与CyclinD复合物的形成、使用CDK4/6抑制剂、抑制E2F转录因子的释放、使用E2F转录因子抑制剂。而抑制Rb基因与E2F转录因子的结合会导致E2F转录因子释放,促使大量的G1期细胞向S期细胞转化,无法使细胞阻滞在G1期,故选D。
(5)基因控制蛋白质的合成,CDK4、CDK6、CyclinD、E2F转录因子等物质均为蛋白质,故决定它们功能不同的根本原因是基因的碱基排列顺序不同。
(6)由题意“某药物不仅能抑制CDK4/6与CyclinD结合,还能增强免疫功能使癌细胞裂解死亡”可知,该药物能增强细胞免疫,而细胞免疫发挥作用的是T淋巴细胞,因此该药物增强免疫功能使癌细胞裂解死亡的机理可能是促进T淋巴细胞增殖、分化形成致敏T细胞,后者既能分泌淋巴因子杀死癌细胞,又能与癌细胞密切接触,导致其细胞膜通透性增大而裂解死亡。
14. 玉米是我国重要的农作物,籽粒发育是决定玉米产量和品质的关键因素,研究者在田间筛选到一株玉米籽粒发育异常突变体,表现为成熟籽粒干瘪。为探究玉米籽粒发育的遗传调控机制,科学家进行了相关研究。
(1)将突变体与野生型杂交,得到的F1代籽粒均为野生型,F1代自交后得到的F2代籽粒正常与干瘪的比例约为3:1,说明该性状的遗传符合_____(编号选填①分离定律②自由组合定律③连锁交换定律)。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,其中,F2代自交后代会出现性状分离的植株占F2的比例约为____。
研究发现,籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。该突变体籽粒干瘪与Mnl基因突变有关,Mnl基因可以编码胚乳特异的细胞壁蔗糖转化酶,催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖,为胚乳的发育提供营养。
(2)突变体及野生型中Mnl基因编码链的结构如图,据此推测突变体籽粒干瘪的机制____。
注:
AUG:起始密码子
UAA:终止密码子
进一步研究证实,突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。
(3)野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平____(编号选填①低于②高于)突变株。
已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表。
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ(♀)×RRqq(♂)
表达
2
RRqq(♀)×RRQQ(♂)
不表达
3
rrQQ(♀)×RRqq(♂)
不表达
4
RRqq(♀)×rrQQ(♂)
不表达
(4)综合已有研究和表2结果,推测R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制,以下说法合理的是______(多选)。
A.母本R基因编码的DNA去甲基化酶能降低母本Q基因的甲基化水平
B.母本R基因编码的DNA去甲基化酶对父本的Q基因不起激活作用
C.父本R基因编码的DNA去甲基化酶能降低母本Q基因的甲基化水平
D.父本R基因编码的DNA去甲基化酶对父本的Q基因不起激活作用
【答案】(1) ① 2/3
(2)突变体籽粒Mnl基因编码区中插入了166个碱基对,转录出的mRNA中提前出现了终止密码子,翻译提前终止(蛋白质合成提前终止),细胞壁蔗糖转化酶的空间结构改变,导致蔗糖分解为葡萄糖和果糖减少,为胚乳的发育提供营养的过程减弱,因而胚乳细胞缺乏营养,籽粒干瘪
(3)①
(4)ABD
【分析】基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时,等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代。
【详解】(1)野生型与突变型杂交,F1均为野生型,说明野生型为显性性状,F2代籽粒正常与干瘪的比例约为3:1,符合基因的分离定律(①)。F2代中显性性状的个体(籽粒正常)中,纯合子占1/3,杂合子占2/3,因此,自交后代会出现性状分离的个体(杂合子)的比例约为2/3。
(2)结合图示可知,突变体籽粒Mnl基因编码区中插入了166个碱基对,转录出的mRNA中提前出现了终止密码子,翻译提前终止(蛋白质合成提前终止),细胞壁蔗糖转化酶的空间结构改变,活性丧失,导致蔗糖分解为葡萄糖和果糖减少,为胚乳的发育提供营养的过程减弱,因而胚乳细胞缺乏营养,籽粒干瘪。
(3)野生型R基因正常,能编码DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,所以野生型及突变株分别自交,野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低。
(4)A、从组别1(母本RRQQ,Q基因表达)和组别3(母本rrQQ,Q基因不表达)对比可知,母本的R基因可以激活自身的Q基因,说明该酶能降低母本Q基因的甲基化水平,A正确;
B、从组别2(母本RRqq,父本RRQQ,Q基因不表达)可知,母本的R基因无法激活父本来源的Q基因,B正确;
C、根据组别3结果,父本R基因编码的DNA去甲基化酶不能降低母本Q基因的甲基化水平,C错误;
D、从组别2(父本RRQQ,Q基因不表达)可知,父本的R基因无法激活自身的Q基因,D正确。
故选ABD。
15. 阅读材料,回答下列问题:
中心法则
生物体从亲代继承的主要不是物质,也不是能量,而是信息—世代相传、通过漫长的进化过程形成的遗传程序。这种信息的传递遵循着一定的规律—中心法则。
(1)DNA分子复制解旋时,下列哪对碱基从氢键连接处断裂( )
A.鸟嘌呤与胸腺嘧啶 B.鸟嘌呤与尿嘧啶
C.鸟嘌呤与胞嘧啶 D.腺嘌呤与尿嘧啶
(2)将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中,让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是( )
A.1:2 B.1:4 C.1:6 D.1:8
(3)下列关于基因指导蛋白质合成的叙述,正确的是( )
A.生物体翻译的场所均在核糖体
B.只有转录的过程遵循碱基互补配对原则
C.每种tRNA均能识别并转运一种或多种氨基酸
D.基因的多样性取决于碱基的种类和数量
(4)密码子存在于( )
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.核糖体
(5)一个转运RNA的一端三个碱基是CGA,此RNA运载的氨基酸是( )
A.酪氨酸(密码子UAC) B.谷氨酸(密码子GAG)
C.精氨酸(密码子CGA) D.丙氨酸(密码子GCU)
(6)下图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律。能在洋葱根尖分生区细胞内发生的过程有( )
A.①②③ B.②③④ C.①②⑤ D.②④⑤
(7)下图是基因控制蛋白质的合成过程示意图,请回答下列问题:
①图中DNA的模板链是_______;
②遗传信息是指______________分子E链上的____________________的排列顺序。
③tRNA的功能是识别____________并转运特定的氨基酸;
④图中细胞核内发生的过程叫作_____________,核糖体上发生的过程叫____________。
⑤遗传物质DNA主要分布在_____________,也有一部分分布在_______。
【答案】(1)C
(2)B
(3)A
(4)B
(5)D
(6)C
(7) E DNA 脱氧核苷酸(碱基) 密码子 转录 翻译 细胞核 细胞质
【详解】(1)在DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对,二者之间形成3个氢键;腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对,二者之间形成2个氢键。DNA分子复制解旋时,鸟嘌呤与胞嘧啶从氢键连接处断裂,C正确,ABD错误。
(2)DNA分子复制为半保留复制,将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制三次,共产生23=8个DNA分子,其中含有15N的DNA分子有2个,那么含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是2:8=1:4,B正确,ACD错误。
(3)A、生物体翻译的场所均在核糖体,无论是真核生物还是原核生物,翻译过程都是在核糖体上进行的,A正确;
B、转录和翻译过程都遵循碱基互补配对原则,B错误;
C、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,C错误;
D、基因的多样性取决于碱基的排列顺序,而不是种类和数量,D错误。
(4)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,所以密码子存在于mRNA上,B正确,ACD错误。
(5)转运RNA一端三个碱基是CGA,根据碱基互补配对原则,对应的mRNA上的密码子是GCU,而GCU对应的氨基酸是丙氨酸,所以此RNA运载的氨基酸是丙氨酸,D正确,ABC错误。
(6)洋葱根尖分生区细胞能进行有丝分裂,在有丝分裂过程中会发生DNA分子的复制(①)、转录(②)和翻译(⑤)过程;③是逆转录过程,④是RNA分子复制过程,这两个过程只能发生在被某些病毒侵染的细胞中,所以能在洋葱根尖分生区细胞内发生的过程有①②⑤,C正确,ABD错误。
(7)①mRNA 的碱基序列为AUG GCU UCU UUC,根据碱基互补配对原则(A-U,T-A,C-G,G-C),DNA 模板链应为 TAC CGA AGA AAG,因此图中DNA的模板链是E 链。
②遗传信息是指DNA(脱氧核糖核酸) 分子E链(DNA 链)上的脱氧核苷酸(或碱基对 / 碱基)的排列顺序。
③tRNA的功能是识别密码子并转运特定的氨基酸,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对来实现对氨基酸的转运。
④图中细胞核内发生的过程是转录,即以DNA的一条链为模板合成RNA;核糖体上发生的过程是翻译,即合成蛋白质的过程。
⑤遗传物质DNA主要分布在细胞核的染色体上,这是DNA的主要存在部位,同时也有一部分分布在细胞质的线粒体和叶绿体中,比如在植物细胞的叶绿体和动物细胞的线粒体中都含有少量DNA。
16.如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质,编号表示过程。
(1)图中结构X是___________,可被碱性染料_______________染成深色。
(2)若A的编码链序列为5' -GGACTGATT-3',则B的序列为__________。
A.5' -CCUGACUAA-3' B.5' -AAUCAGUCC-3'
C.5' -UUAGUCAGG-3' D.5' -GGACUGAUU-3'
(3)过程④的名称是__________,会发生过程④的生物有_____________(举一例)。
(4)真核生物的DNA分子和由其转录出的某一成熟mRNA的长度相比,后者长度往往明显短于前者,可能的原因有_________。
①转录的模板不是整个DNA分子
②基因的启动子和终止子不转录
③基因中内含子转录出的 RNA前体相关片段会被剪切
④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸
⑤起始密码子和终止密码子不是由基因转录出的
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③⑤
烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟还可能会导致后代患多动症(也称“轻微脑功能障碍综合征”)的概率上升。为研究相关分子机制,科学家们利用小鼠开展了下列研究。科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后,检测与多动症密切相关的蛋白分子Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平,结果见图1。蛋白分子 Wnt4的表达通常会被一种RNA分子(microRNA-15b)调控,科研人员对F₀和F₁代小鼠细胞中的microRNA-15b分子的表达水平进行了分析,实验结果见图2。
(5)图1结果为科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后检测多动症密切相关的蛋白分子 Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平(*代表与对照组有显著差异,*的数量越多,差异越显著),此结果说明_______________。
对microRNA-15b基因进一步分析发现,尼古丁导致了F₀代小鼠睾丸中microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到F₁代,并在F₁代脑组织中造成microRNA-15b的异常表达。
(6)结合图1、图2分析可知, microRNA-15b会________(促进/抑制)Wnt4蛋白的表达。请综合上述图1、图2研究结果及题干信息,分析吸烟可能会导致F₁代患多动症的概率上升的分子机制: _________________。
【答案】(1) 染色体 醋酸洋红、龙胆紫
(2)D
(3) 逆转录 艾滋病病毒/HIV
(4)A
(5)尼古丁对F0和F1代小鼠不同的组织细胞中Wnt4的表达影响不同,对F0-脑组织的Wnt4表达起抑制作用,但无显著差异;对F0-精子中的Wnt4表达有显著促进作用,对F1-脑组织的Wnt4表达促进效果最显著
(6) 抑制 吸烟可能使生殖器官中的microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到F1代,并在F1代脑组织中造成microRNA-15b的表达量下降,对Wnt4蛋白的表达的抑制作用减弱,导致F1-脑组织细胞的Wnt4表达显著增高,患多动症概率上升
【详解】(1)图中X由DNA和蛋白质组成,是染色体,可以被碱性染料如醋酸洋红、龙胆紫染成深色。
(2)转录时形成的B(即mRNA)与DNA的模板链上的碱基序列互补(RNA中的U与DNA中A互补),且RNA链的方向与DNA模板链的方向相反,因此若A的编码链(与模板链互补)序列为5'-GGACTGATT-3',则B的序列与编码链相似,只是U取代了T的位置,为5' -GGACUGAUU-3',即D正确,ABC错误。
(3)过程④是由RNA单链形成DNA链,为逆转录过程,发生在RNA逆转录病毒的宿主细胞内,如艾滋病病毒感染辅助性T细胞后可发生逆转录过程。
(4)①基因是DNA上有遗传效应的片段,因此转录的模板不是整个DNA分子,①正确;
②③基因结构包括编码区和非编码区,转录时只转录编码区的遗传信息,因此位于非编码区的启动子和终止子遗传信息不能转录到RNA中,导致形成的RNA比DNA短;编码区又分为外显子和内含子,其中内含子转录的遗传信息不能编码氨基酸,因此形成的RNA还要将内含子转录的部分剪切掉,因此形成的成熟RNA要比DNA短,②③正确;
④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸,该过程不能解释成熟RNA长度明显缩短的原因,④错误;
⑤起始密码子和终止密码子是由基因转录出产生的,⑤正确。
(5)分析柱形图,该实验的自变量为有无尼古丁处理及不同小鼠的不同组织细胞,因变量是Wnt4的表达水平,由实验结果可知,尼古丁对F0和F1代小鼠不同的组织细胞中Wnt4的表达影响不同,对F0-脑组织的Wnt4表达起抑制作用,但无显著差异;对F0-精子中的Wnt4表达有显著促进作用,对F1-脑组织的Wnt4表达促进效果更显著。
(6)结合题干信息及图2和图3,对比相同组织的对照组和尼古丁处理组可知,对照组的microRNA-15b相对表达水平高时,蛋白分子Wnt4的表达量低,尼古丁处理组的microRNA-15b相对表达水平低时,蛋白分子Wnt4的表达量显著增大,故microRNA-15b会抑制Wnt4蛋白的表达。吸烟可能使生殖器官中的microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到F1代,并在F1代脑组织中造成microRNA-15b的表达量下降,对Wnt4蛋白的表达的抑制作用减弱,导致F1-脑组织细胞的Wnt4表达显著增高,患多动症概率上升。
17.研究发现,当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时,tRNA调控基因表达的相关过程,图中的①②③④表示过程,a、b、c、d表示合成的多肽链。利用该图作用的机理分析饥饿疗法治疗癌症的方法和原理(饥饿疗法是指通过微导管向肿瘤供血动脉内注入栓塞剂,阻断肿瘤的血液供应,使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡)。回答相关问题:
(1)癌细胞被称为不死细胞,能够进行无限增殖,增殖过程中DNA的复制方式是______。
A.半保留复制 B.全保留复制
C.先解旋再复制 D.边解旋边复制
(2)根据图中多肽合成的过程,判断核糖体的移动方向为______(A.“从左向右”或B.“从右向左”),多肽链a、b、c、d上的氨基酸序列______(A.“相同”或B.“不同”)。
(3)实验室内模拟图中①过程必需的一组条件是_____。
①酶②游离的核糖核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜温度⑧适宜的酸碱度
A.①②③④⑤⑥ B.②③④⑤⑥⑦
C.②③④⑤⑦⑧ D.①②③④⑦⑧
(4)据图分析,空载tRNA抑制过程①和过程②的调控方式分别属于______、______。(编号选填)
①转录水平 ②转录后水平 ③翻译水平 ④翻译后水平
(5)结合饥饿疗法治疗癌症的方法,利用上图展示的调控过程,说明栓塞剂注射控制癌细胞死亡的作用机理。_______
【答案】(1)A
(2) B A
(3)D
(4) ① ③
(5)由图可知,缺少氨基酸会使负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)转化为空载tRNA,空载tRNA通过抑制DNA的转录减少蛋白质的合成,空载tRNA还可以激活蛋白激酶抑制蛋白质的合成,减少蛋白质的含量,从而阻断肿瘤的血液供应,使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡
【详解】(1)DNA分子复制时,以DNA的两条链为模板,合成两条新的子链,每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链,由此可知,DNA的复制方式是半保留复制,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)依据图可知,最早合成的多肽是a(肽链最长),其次是b、c、d,所以核糖体沿mRNA移动的方向是从右到左;因为一个mRNA可以相继结合多个核糖体,由于模板链相同,因此多肽链a、b、c、d上的氨基酸序列相同。
(3)转录的条件有模板、原料、酶和能量,所以转录需要DNA分子作模板,以游离的核苷酸作原料,在RNA聚合酶的催化下合成RNA,整个过程由ATP提供能量,同时需要适宜的温度和酸碱度保证酶的活性。ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)分析题图,图中①为以DNA为模板合成RNA的转录过程,②为以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程,故空载tRNA抑制过程①和过程②的调控方式分别属于转录水平和翻译水平。
(5)由图可知,缺少氨基酸会使负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)转化为空载tRNA,空载tRNA通过抑制DNA的转录减少蛋白质的合成,空载tRNA还可以激活蛋白激酶抑制蛋白质的合成,减少蛋白质的含量,从而阻断肿瘤的血液供应,使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡。
18. 表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一,某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点,使其全甲基化。
(1)由于图2中过程①的方式是半保留复制,所以其产物都是___________(半/全)甲基化的,因此过程②必须经过___________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制___________过程。
小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(Aa位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。
(3)若杂合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的基因型应有___________,表现型应为___________。
(4)若F1中的杂合个体雌雄交配,则后代中表现型种类及其比例为___________。
(5)F1的所有配子中,配子的类型及比例为___________。若F1雌雄个体间随机自由交配,则F2的基因型种类及比例应为___________;表现型种类及其比例应为___________。
【答案】(1) 半 维持甲基化酶
(2)基因的表达(转录)
(3) AA和Aa 全部正常
(4)正常∶矮小=1∶1
(5) A:a=3:1 AA:Aa:aa=9:6:1 正常:矮小=3:1
【分析】根据题意分析可知:由于表现遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变,说明其基因没有发生突变;根据题干信息,应用基因分离定律分析胚胎中基因的表达情况,推测后代的表现型;根据图示分析DNA复制的半保留特点和DNA甲基化形成过程。
【详解】(1)图2中过程①的模板链都含甲基,过程①的方式是半保留复制,而复制后都只含一个甲基,所以其产物都是半甲基化的,因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)由于RNA聚合酶与启动子结合,催化基因进行转录。研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合,不能合成mRNA,从而抑制基因的表达(转录)。
(3)由于在小鼠胚胎中,来自父本的 A 及其等位基因能够表达,来自母本的A则不能表达,所以杂合矮小雌鼠基因型为Aa,纯合正常雄鼠基因型为AA,杂交后F1基因型有AA(雄鼠A与雌鼠A结合)和Aa(雄鼠A与雌鼠a结合),由于来自父本的A及其等位基因能表达,所以F1表现型全部正常。
(4)杂合矮小雌鼠(Aa)与杂合正常雄鼠(Aa)杂交,雌雄配子及比例为A:a=1:1,雌雄配子随机结合,子代的基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,由于在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的A则不能表达,后代中Aa基因型的个体中的A基因有些来自父亲,有些来自母亲,所以Aa基因型个体一半表现为正常,一半表现为矮小,因此杂交后代的表现型及其比例应为正常:矮小=1:1。
(5)F1的基因型为AA:Aa=1:1,F1雌雄个体间随机交配,产生的雄配子及其比例为A:a=3:1,产生的雌配子及比例为A:a=3:1,所以后代的基因型种类及比例为AA:Aa:aa=9:6:1,由于后代中Aa基因型的个体中的A基因有些来自父亲,有些来自母亲,所以Aa基因型个体一半表现为正常,一半表现为矮小,因此F1雌雄个体间随机自由交配,F2的表现型及比例为正常:矮小=3:1。
19. 蜜蜂 (2n=32)属于真社会性动物,蜂群中的蜂王(雌蜂可育)与工蜂(雌蜂不育)均由受精卵发育而来,雄蜂(可育)由未受精的卵细胞直接发育而来。
(1)由题干信息可知,蜜蜂的性别取决于 。
A.染色体数目 B.性染色体类型
C.染色体类型 D.性染色体上的基因
(2)在工蜂体细胞有丝分裂中,与纺锤体形成密切相关的细胞器是________。
雄蜂产生精子的过程会进行特殊的“假减数分裂”,其过程如图1所示,其中数字代表过程,字母代表细胞。
(3)下列关于雄蜂的叙述正确的是 。
A.雄蜂细胞中最多含 16条染色体
B.雄蜂在减数分裂时不会出现联会现象
C.细胞 a 中染色体和DNA 的比值为 1:1
D.细胞 d 正在发生同源染色体的分开
(4)据图1描述雄蜂产生精子的过程和人体(男性)产生精子过程的两个不同点。__________
蜜蜂是完全变态发育的昆虫,经历受精卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段,蜜蜂在幼虫时期持续食用蜂王浆则发育为蜂王,而以花蜜为食的幼虫则发育成工蜂,幼虫发育成蜂王的机理如图所示:
(5)下列关于蜂王和工蜂的发育机制叙述正确的是 (多选)
A.Dnmt3基因表达的产物是一种 DNA 甲基化酶
B.部分被甲基化的基因的遗传信息不发生改变
C.DNA 甲基化可能干扰了 RNA 聚合酶与启动子的结合
D.敲除Dnmt3基因后幼虫不能育成蜂王
E.工蜂的甲基化水平能遗传给后代
【答案】(1)A
(2)中心体
(3)A
(4)雄峰减数分裂Ⅰ后期,没有同源染色体分离,只产生一个次级精母细胞,人体减数分裂Ⅰ后期,同源染色体发生分离,产生两个次级精母细胞;雄峰次级精母细胞减数分裂Ⅱ时,细胞质不均等分裂,最终只产生一个精细胞,而人体细胞进行减数分裂Ⅱ时,细胞质均等分裂,最终产生4个精细胞
(5)ABC
【分析】表观遗传:生物体基因的碱基序列不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】(1)蜂群中的蜂王(雌蜂可育)与工蜂(雌蜂不育)均由受精卵发育而来,含有32条染色体,二雄蜂(可育)由未受精的卵细胞直接发育而来,含16条染色体,所以蜜蜂的性别由染色体数目决定。
故选A。
(2)在工蜂体细胞有丝分裂中,中心体发出星射线组成纺锤体。
(3)A、雄峰体细胞有16条染色体,当其进行有丝分裂时,在后期含有32条染色体,A错误;
B、雄峰不含同源染色体,所以减数分裂时不会出现联会的现象,B正确;
C、细胞a中的染色体含有姐妹染色单体,所以染色体和DNA的比值为1:2,C错误;
D、细胞d正在发生姐妹染色单体分开,D错误。
故选B。
(4)雄峰减数分裂Ⅰ后期,没有同源染色体分离,只产生一个次级精母细胞,人体减数分裂Ⅰ后期,同源染色体发生分离,产生两个次级精母细胞;雄峰次级精母细胞减数分裂Ⅱ时,细胞质不均等分裂,最终只产生一个精细胞,而人体细胞进行减数分裂Ⅱ时,细胞质均等分裂,最终产生4个精细胞。
(5)A、抑制Dnmt3基因表达后可以显著降低幼虫体内基因的甲基化水平,说明其表达产物可能是一种DNA甲基化酶,A正确;
B、DNA甲基化没有改变碱基序列,属于表观遗传,因此被甲基化的基因的遗传信息不发生改变,B正确;
C、DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶与启动子的结合,阻止转录过程,C正确;
D、NMT3基因使胞嘧啶甲基化,通过一系列作用最终使得幼虫不能发育为蜂王,敲除该基因,幼虫可能发育为蜂王,D错误;
E、工蜂不能产生配子,所以其甲基化水平不能遗传给后代,E错误。
故选ABC。
题型5:减数分裂和遗传规律
20. 阅读材料,回答下列问题:
豌豆用作遗传实验材料的优势
豌豆属于两性花,自花传粉,闭花授粉,自然条件下一般都是纯种,有许多易于区分的性状,且会遗传给后代。用豌豆做人工杂交实验,结果既可靠,又容易分析。
(1)孟德尔用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆作为亲本,分别设计了杂交、自交、测交等多组实验,最后得出了两大遗传定律。孟德尔在验证假设阶段进行的实验是( )
A.F1的测交 B.F1与显性亲本的杂交
C.F1的自交 D.纯合亲本之间的杂交
(2)根据基因的自由组合定律,在正常情况下,基因型为YyRr的豌豆不能产生的配子是( )
A.YR B.Yr C.yR D.YY
(3)下列属于相对性状的是( )
A.豌豆的黄色与圆粒 B.羊的白毛与狗的黑毛
C.狗的卷毛与粗毛 D.水稻的有芒与无芒
(4)用黄色皱缩(YYrr)豌豆和绿色圆粒(yyRR)豌豆杂交(两对基因遗传符合基因的自由组合定律),而后自交,如希望得到100粒绿色皱缩豌豆,那么理论上F2应有( )
A.800粒 B.1000粒 C.1600粒 D.3200粒
(5)豌豆有黄色(Y)和绿色(y),子叶有圆粒(R)和皱粒(r)之分,两对基因独立遗传。YyRr与yyRr杂交后代的基因型和表现型种类数分别是( )
A.4种、2种 B.6种、4种 C.4种、8种 D.2种、4种
(6)两个杂合子(涉及两对独立遗传的基因)杂交,F1只有一种表型,则这两个杂合子的基因型是( )
A.AaBb和AABb B.AaBb和Aabb
C.Aabb和aaBB D.AABb和AaBB
(7)根据下列材料完成相关问题。
下表是有关豌豆种子性状的四组杂交实验结果(相关基因用R、r表示)。据表分析作答。
组合序号
杂交组合类型
后代表现型及植株数
圆粒
皱粒
A
圆粒×圆粒
108
0
B
皱粒×皱粒
0
102
C
圆粒×圆粒
125
40
D
圆粒×皱粒
152
141
①等位基因R和r的遗传遵循______________定律;
②根据组合结果推断出显性性状为_________;
③组合D中圆粒亲本的基因型为___________;
④组合________的杂交方法称之为测交;
⑤组合C中后代圆粒的基因型有两种,一种是RR,另一种是______,这两种基因型中,RR所占的比例是______。
(8)分离定律和自由组合定律的适用范围有所不同,请参照表中内容完成表格:
比较项目
分离定律
自由组合定律
适用的相对性状数
①___
②___
等位基因对数
③___
④___
等位基因与染色体的位置关系
等位基因位于___染色体上
两对及两对以上等位基因位于____染色体上
【答案】(1)A
(2)D
(3)D
(4)C
(5)B
(6)D
(7) 基因的分离 圆粒 Rr D Rr 1/3
(8) 一对 两对及两对以上 一对 两对及两对以上 同源 非同源
【详解】(1)孟德尔采用假说-演绎法研究遗传定律,验证假说阶段完成的是F1的测交实验,A符合题意,BCD不符合题意。
(2)减数分裂产生配子时,等位基因会彼此分离,每个配子中只含有每对等位基因中的一个,因此基因型为YyRr的豌豆不可能产生YY配子,D符合题意,ABC不符合题意。
(3)相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。D符合题意,ABC不符合题意。
(4)YYrr×yyRR得到F1基因型为YyRr,F1自交后,F2中绿色皱缩(yyrr)占比为1/16;若要得到100粒绿色皱缩豌豆,F2总数为100÷1/16=1600粒,C符合题意,ABD不符合题意。
(5)两对基因独立遗传,拆分法计算:Yy×yy后代基因型2种、表现型2种;Rr×Rr后代基因型3种、表现型2种。总基因型数=2×3=6种,总表现型数=2×2=4种,B符合题意,ACD不符合题意。
(6)A、AaBb和AABb杂交后代有A_B_和A_bb2种表型,A不符合题意;
B、AaBb和Aabb杂交后代有A_Bb、aaBb、aabb和A_bb4种表型,B不符合题意;
C、Aabb和aaBB杂交后代有AaBb和aaBb2种表型,C不符合题意;
D、AABb和AaBB杂交后代有A_B_1种表型,D符合题意;
(7)一对等位基因的遗传遵循基因分离定律;组合C中圆粒×圆粒后代出现性状分离,说明圆粒为显性性状;组合D后代圆粒:皱粒≈1:1,说明显性圆粒亲本为杂合子Rr;测交是显性杂合子与隐性纯合子杂交,对应组合D;组合C亲本为Rr×Rr,后代圆粒基因型为RR、Rr,比例为1:2,因此RR占比为1/3。
(8)分离定律适用于一对相对性状的遗传,研究一对位于同源染色体上的等位基因;自由组合定律适用于两对及两对以上相对性状的遗传,研究两对及两对以上位于非同源染色体上的等位基因的遗传。
21. 科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为研究其遗传特点,进行了一系列杂交实验。
实验一:用灰体正常眼与黑檀体粗糙眼杂交,F1全为灰体正常眼,对 F1进行测交,测交后代出现灰体正常眼:黑檀体粗糙眼为1:1.
(1)据此分析,关于果蝇体色和眼型这两对相对性状中属于显性性状的是______。(多选)
A.灰体
B.黑檀体
C.正常眼
D.粗糙眼
(2)控制体色和眼的两对等位基因在染色体上的位置关系为_________。
A.在非同源染色体上能自由组合
B.在非同源染色体上不能自由组合
C.在同一对同源染色体上能交叉互换
D.在同一对同源染色体上不能交叉互换
实验二:果蝇甲、乙、丙为关于眼色的3种不同隐性突变体品系(突变基因位于第2号染色体上)。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下:
亲本组合
甲×乙
乙×丙
甲×丙
F1
野生型
突变型
野生型
(3)在图 4中标注 F1中突变型个体细胞中的眼色相关基因的相对位置_______(甲、乙、丙的隐性突变基因分别用 a1、a2、a3 表示,野生型基因用“+”表示)。
实验三:果蝇的正常刚毛(D)对截刚毛(d)为显性,这对等位基因位于性染色体同源区段上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如图.
(4)据此分析,亲本的基因型分别为________,F1中雌性个体的基因型有___种。
实验四:果蝇(2n=8)的精原细胞要经过精确的四次有丝分裂之后,方能启动减数分裂形成初级精母细胞。科研团队致力于研究有丝分裂向减数分裂转化的调控机制,用EMS诱变筛选,发现一株果蝇tut突变体,其精原细胞不能停止有丝分裂,而出现精原细胞过度增殖的表型。
(5)显微观察野生型果蝇精巢,发现有15%的细胞是16条染色体、55%的细胞是8条染色体、30%的细胞是4条染色体。细胞中____条染色体的出现可能与减数分裂有关。(编号选填)①4 ②8 ③16
为探究tut突变体的遗传特性,研究人员做了杂交实验,结果如图.
(6)根据杂交实验结果可知,过度增殖为隐性性状。推测它们的遗传遵循基因的____定律。若F1与tut突变体杂交后代的性状及其分离比为________,则说明上述推测正确。
(7)研究人员将tut突变体与一系列缺失突变体果蝇做杂交,发现tut突变体与编号为BL7591、BL24400、BL26830、BL8065的果蝇缺失突变体杂交后代表型均有过度增殖,tut突变体的突变基因应该位于这些染色体缺失区域的______区域。
A.交集 B.并集 C.补集 D.以上均可
【答案】(1)AC
(2)D
(3)
(4) TtXdXd、TtXdYD 2
(5)①②
(6) 分离 正常有丝分裂:过度增殖=1:1
(7)A
【分析】1、具有相对性状的两纯合亲本杂交,子一代表现出来的性状为显性性状,子一代未表现出来的性状为隐性性状。
2、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)用灰体正常眼与黑檀体粗糙眼杂交,F1全为灰体正常眼,说明果蝇的灰体对黑檀体为显性,正常眼对粗糙眼为显性,AC正确,BD错误。
故选AC。
(2)用灰体正常眼与黑檀体粗糙眼杂交,F1全为灰体正常眼,说明亲本都是纯合子,F1是双杂合子,F1测交后代出现两种表型且比例为1:1,说明F1产生了两种配子且比例为1:1,因此控制体色和眼的两对等位基因在染色体上的位置关系为:在同一对同源染色体上不能交叉互换,D正确,ABC错误。
故选D。
(3)野生型基因型为++,甲的基因型为a1a1,乙的基因型为a2a2,甲乙杂交,子代全为野生型,说明a1a2是不同位点的突变,丙的基因型为a3a3,乙和丙杂交子代全为突变型,说明a2a3是同一位点的突变。乙的基因型为,丙的基因型为,二者杂交后代突变型的基因型为。
(4)由题干信息可知,果蝇的正常刚毛(D)对截刚毛(d)为显性,这一对等位基因位于性染色体上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。截刚毛♀和正常刚毛♂杂交,截刚毛♀:截刚毛♂(tt引起的XX个体成为不育雄性个体):正常刚毛♂=3:1:4,即不考虑tt影响的情况下,雌性全截毛、雄性全正常刚毛,则D和d基因位于X和Y的同源区段,且亲本基因型为XdXd、XdYD,截毛♀:截毛♂=3:1,说明子代中,T_:tt=3:1,则亲代相关基因型组合为Tt、Tt。综上所述,亲本基因型为TtXdXd、TtXdYD。F1中雌性个体的基因型有2种,TTXdXd:TtXdXd=1:2。
(5)含8条染色体的精原细胞经减数分裂形成含4条染色体的细胞;含16条染色体的细胞应处于有丝分裂的后期。因此,细胞中4条染色体、8条染色体的出现可能与有丝分裂有关,①②正确,③错误。
故选①②。
(6)F1中雌雄果蝇杂交,F2中正常有丝分裂:过度增殖=3:1,表明过度增殖为隐性性状,且符合基因的分离定律。假设显性基因为A,隐性基因为a,若上述推测正确的话,则F1的基因型为Aa,tut突变体的基因型为aa,则F1与tut突变体杂交后代的性状及其分离比为正常有丝分裂:过度增殖=1:1。
(7)tut突变体与一系列缺失突变体果蝇做杂交,发现tut突变体与编号为BL7591、BL24400、BL26830、BL8065的果蝇缺失突变体杂交后代表型均有过度增殖,tut突变体的突变基因应该位于染色体缺失区域的交集区域,A正确,BCD错误。
故选A。
22.家蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW型(雄蚕ZZ;雌蚕ZW),研究其“颜色”(包括体色和茧色)的遗传规律对农业生产有重要意义。体色正常与油质透明由一对等位基因Aa控制,结白色茧与结绿色茧由另一对等位基因B/b控制。现选用纯合体色正常、结白色茧的雄蚕与纯合油质迹明、结绿色茧的雌蚕作为亲本杂交,F1全为体色正常、结白色茧,F1雌雄个体相互交配,F2如表所示。(不考虑交叉互换)
体色正常
结白色茧
体色正常
结绿色茧
油质透明
结白色茧
油质透明
结绿色茧
F2雌蚕
225
74
227
76
F2雄蚕
452
149
0
0
(1)正常情况下家蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中有_______条染色体;其中雌蚕处于减数分裂Ⅱ后期:的细胞中含有______条W染色体。
(2)以下有关该实验基因与性状的分析中,正确的有_______。
A.体色正常为显性性状,油质透明为隐性性状
B.结绿色茧为显性性状,结白色茧为隐性性状
C.等位基因B/b位于性染色体上
D.两对等位基因的遗传符合自由组合定律
(3)请补全假设2
在以上实验结果的基础上进一步分析,等位基因A/a在染色体上的位置有两种假设:
假设1:位于Z染色体上,且在W染色体上有相应的等位基因;
假设2:_______。
(4)为证明该对等位基因在染色体上的位置,选用纯合油质透明雄蚕和纯合体色正常雌蚕杂交,若后代_______,则假设1成立;若后代_______,则假设2成立。【编号选填】
A.全为体色正常
B.全为油质透明
C.雄蚕全为体色正常,雌蚕全为油质透明
D.雄蚕全为油质透明,雌蚕全为体色正常
E.雄蚕全为体色正常,雌蚕既有体色正常,又有油质透明
F.雄蚕既有体色正常,又有油质透明,雌蚕全为体色正常
(5)若假设2成立,则F2中体色正常、结白色茧雌蚕的基因型为_________,其产生的所有配子中,同时具有体色正常基因和结白色茧基因的配子所占比例为______。
科研人员在研究过程中发现二倍体家蚕的野生型体色均为白色,由常染色体上的基因控制。现有体色为黑色的隐性突变体I、Ⅱ若干,两种突变体均为单基因突变引起。让突变体I的雌蚕和雄蚕自由交配,后代体色均为黑色;让突变体Ⅱ的雌蚕和雄蚕自由交配,后代体色也均为黑色。请设计实验判断控制两突变体体色的基因是否互为等位基因,完善实验思路并预测实验结果(不考虑交叉互换)。
(6)实验思路:让_________杂交得到F1,观察并统计F1的表型及比例。
(7)预期结果:【编号选填】
(1)若F1体色_________,则控制两突变体体色的基因互为等位基因;
(2)若F1体色_________,则控制两突变体体色的基因不为等位基因。
A.全为白色 B.全为黑色 C.既有黑色又有白色
【答案】(1) 56 0或2
(2)AD
(3)A/a位于Z染色体 上,但W染色体上没有相应的等位基因
(4) A C
(5) BBZAW或BbZAW 1/3
(6)突变体Ⅰ的雌蚕与突变体Ⅱ的雄蚕
(7) B A
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
【详解】(1)家蚕(2N=56)正常体细胞中有56条染色体,减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开并向细胞两极移动,但未发生着丝粒分裂且未发生细胞分裂,染色体数目为56条;减数分裂Ⅰ结束后细胞中染色体数目减半,变为28条,减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,染色体数目由28条加倍为56条。雌蚕的染色体组成为ZW,在减数分裂Ⅰ结束后,Z染色体与W染色体分离后进入不同的子细胞中,得到的子细胞一半有W染色体,一半没有W染色体,在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,所以雌蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中含有0或2条W染色体。
(2) A、根据题表可知:亲本为纯合体色正常与油质透明杂交,F₁全为体色正常,说明体色正常为显性,油质透明为隐性,A 正确;
B、根据题表可知:亲本为纯合结白色茧与结绿色茧杂交,F1全为结白色茧,说明结白色茧为显性性状,结绿色茧为隐性性状,B 错误;
C、根据题表可知:F₂中茧色的表现与性别无关,说明等位基因 B/b 位于常染色体上,C 错误;
D、根据题表可知:F2中体色正常结白色茧:体色正常结绿色茧:油质透明结白色茧:油质透明结绿色茧的比例约为9:3:3:1,因此两对等位基因的遗传符合自由组合定律,D 正确。
故选AD。
(3)根据题表可知:体色的表现与性别有关,因此A/a位于性染色体上,且已有假设1:A/a位于Z染色体上,且W染色体上有相应的等位基因;因此假设2应考虑另一种可能性,即A/a位于Z染色体 上,但W染色体上没有相应的等位基因。
(4)若假设1:A/a位于Z染色体上,且W染色体上有相应的等位基因成立, 则纯合油质透明雄蚕基因型为ZaZa,纯合体色正常雌蚕基因型为ZAWA ,其杂交后代基因型为ZAZa和ZaWA,因此后代无论雌雄均为体色正常,A正确; 若假设2:A/a位于Z染色体上,且W染色体上没有相应的等位基因成立,则纯合油质透明雄蚕基因型为ZaZa,纯合体色正常雌蚕基因型为ZAW,其杂交后代基因型为ZAZa和ZaW,因此后代雄蚕全为体色正常(ZAZa),雌蚕全为油质透明 (ZaW) ,C正确。
(5)根据题表可知:若假设2成立,则亲本的基因型为BBZAZA、bbZaW,F1的基因型为BbZAZa,BbZAW,因此F2中体色正常、结白色茧雌蚕的基因型为BBZAW或BbZAW且比例为1:2,其产生的所有配子中,同时具有体色正常基因(ZA=1/2)和结白色茧基因的配子(B=1-2/3×1/2=2/3)所占比例为:1/2×2/3=1/3。
(6)欲判断控制两突变体体色的基因是否互为等位基因,可让突变体Ⅰ的雌蚕与突变体Ⅱ的雄蚕杂交得到F1,观察并统计F1的表型及比例。
(7)若控制两突变体体色的基因互为等位基因,则两者的基因型可分别设为a1a1、a2a2,F1的基因型为a1a2,体色都表现为黑色(B正确);若控制两突变体体色的基因不为等位基因,则两者的基因型可分别设为AAbb和aaBB,F1的基因型为AaBb,体色都表现为白色(野生型)(A正确)。
23.科学家们用了十多年时间于2006年完成了人类近3万个基因在染色体上的精准定位,其中发现面部雀斑为显性遗传,基因(E、e)在4号染色体上;ABO血型基因(IA、IB、i)在9号染色体上,还有一种显性基因遗传病“指甲髌骨发育不全综合征”,其基因(M、m)也在9号染色体上。下图为某女性在4号和9号染色体上相关基因组成。已知该女性丈夫4号染色体上的基因是Ee,血型为B型。请据图回答:
血型
A型
B型
O型
AB型
基因型
IAIA
IAi
IBIB
IBi
ii
IAIB
(1)XY型性别决定的生物,群体中的性别比例为1:1,原因之一是______。
A.含X染色体的精子:含Y染色体的精子=1:1
B.雌配子:雄配子=1:1
C.含X染色体的配子:含Y染色体的配子=1:1
D.X染色体上的基因:Y染色体上的基因=1:1
(2)该女性关于雀斑、血型和指甲髌骨发育不全综合征相关的表型是_______。
(3)该对夫妇的孩子中出现无雀斑表型个体的概率是_________。
(4)该夫妇已生育了一个O型血的孩子,其丈夫关于血型的基因型是_______。
(5)该女性9号染色体上N基因和n基因分离的时期是_______。
(6)以下关于该女性4号和9号染色体上三对等位基因遗传特点的分析正确的有_______。(多选)
A.IA基因和n基因之间是非等位基因
B.该女性产生基因型为IAN或IAn的卵细胞的概率相等
C.E、e和IA、i的遗传遵循基因的自由组合定律
D.N、n的遗传遵循基因的分离定律
(7)下列图像中,能表示初级精母细胞的是_______。
A. B.
C. D.
(8)人类男性经减数分裂产生的精子中,染色体数可表示为22+X或22+Y。下列就这23条染色体源自其双亲的说法正确的是_______。
A.常染色体来自母方,X染色体来自父方
B.常染色体来自母方,Y染色体来自父方
C.常染色体随机来自父方或母方,X染色体来自父方
D.常染色体随机来自父方或母方,Y染色体来自父方
(9)如图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是_______。
A.a、b都是减数分裂
B.基因重组主要是通过c来实现的
C.b和a的主要差异之一是同源染色体的联会
D.d和b都是减数分裂
【答案】(1)A
(2)有雀斑、A型血、指甲髌骨发育不全
(3)1/4
(4)IBi
(5)减数第一次分裂后期
(6)ACD
(7)D
(8)D
(9)C
【分析】人类的ABO血型是受IA,IB和i三个复等位基因所控制的,它们在遗传时遵循基因分离定律。IA和IB对i基因均为显性,IA和IB为共显性关系,即两者同时存在时,能表现各自作用。A型血型有两种基因型IAIA和IAi,B型血型有两种基因型IBIB和IBi,AB型为IAIB,O型为ii。
【详解】(1)XY型性别决定的生物,雌性个体的性染色体组成为XX,只产生含有X的雌配子,雄性个体的染色体组成是XY,产生的精子中含X染色体的精子∶含Y染色体的精子=1∶1,雌雄配子随机结合,导致群体中的性别比例为1∶1,A正确。
故选A。
(2)根据图示基因组成,面部雀斑和“指甲髌骨发育不全综合征”均为显性遗传,故该女性的表型为面部有雀斑、A型血、指甲髌骨发育不全。
(3)该对夫妇中女性和男性的基因型都是Ee,根据分离定律可推测,孩子中出现无雀斑ee表型个体的概率是1/4。
(4)O型血的孩子的基因型是ii,一个基因来自父亲,一个基因来自母亲,该女性丈夫是B型血,说明该女性其丈夫关于血型的基因型是IBi。
(5)N和n是等位基因,等位基因随同源染色体分开而分离,发生在减数第一次分裂的后期。
(6)A、IA基因和n基因是控制不同性状的基因,是位于同一对染色体上的非等位基因,A正确;
B、该女性IA基因和n基因在一条染色体上,会随一条染色体遗传给后代,表现出连锁,即使发生互换,由于互换概率低,故产生基因型为IAN卵细胞的概率小于IAn的卵细胞的概率,B错误;
C、E、e和IA、i是位于非同源染色体上的非等位基因,遗传遵循基因的自由组合定律,C正确;
D、N、n是位于同源染色体上的等位基因,遗传遵循基因的分离定律,D正确。
故选ACD。
(7)A、该细胞中没有同源染色体,且表现为细胞质不均等分裂,代表的是次级卵母细胞,不符合题意,A错误;
B、该细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,且表现为均等分裂,因而代表的是次级精母细胞或第一极体,B错误;
C、该细胞中着丝粒分裂,且含有同源染色体,因而处于有丝分裂后期,不能代表初级卵母细胞,C错误;
D、该细胞中含有同源染色体,且同源染色体彼此分离,处于减数第一次分裂后期,可代表初级精母细胞,D正确。
故选D。
(8)在减数分裂过程中,同源染色体分开的同时,非同源染色体自由组合,男性精子中的常染色体随机来自父方或母方,X染色体一定来自母方,Y染色体一定来自父方,D正确。
故选D。
(9)A、图中a是形成原始生殖细胞的过程,属于有丝分裂,b是形成配子的过程,为减数分裂,A错误;
B、基因重组发生在减数分裂形成配子的过程中,即b过程中,而c为受精过程,该过程中没有发生基因重组,B错误;
C、a属于有丝分裂,b是形成配子的过程,属于减数分裂,有丝分裂和减数分裂的主要差别是有无同源染色体的行为,如联会等,C正确;
D、b是形成配子的过程,为减数分裂,d过程是受精卵发育成完整个体的过程,该过程中发生的是有丝分裂和细胞分化,D错误。
故选C。
24. 棉花是我国的重要经济作物。图1为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象。“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子(如图中“☆”标注),该假配子可与正常的雌配子发生“假受精”,并发育为单倍体(染色体数记作n)后代。
(1)棉花花粉母细胞正常减数分裂后期Ⅱ以及末期Ⅱ过程中,保证配子染色体数目是母细胞的一半的结构变化有___________。(多选)
A、同源染色体分离 B、染色体解螺旋成染色质 C、着丝粒分裂,染色体移向细胞两极 D、形成细胞板,细胞一分为二
(2)上图中异常后期Ⅱ的箭头所示为一些分离滞后的染色体,这些染色体最终消减,没有进入配子的核中。由此可推断,该异常后期细胞最终产生的配子中染色体的数目为___________。(单选)
A、n B、0~n C、0~2n D、n~2n
一种二倍体(染色体数目为2n)棉花的12号同源染色体上有两对基因G/g和N/n分别控制有无腺体和有无短绒两对性状,育种者选用有腺体无短绒(ggNN)的父本和无腺体有短绒的母本(GGnn)进行杂交育种。
(3)棉花为两性花,即一朵花中既有雄蕊又有雌蕊。在选取杂交所用的母本时,需要进行的处理是___________。
(4)以该对亲本杂交为例,下列基因的遗传遵循“基因的分离定律”的有___________。(多选)
A、父本的g和N B、母本的G和n C、父本的N和N D、母本的n和n
(5)将上述亲本杂交获得的F1进行自交。已知,经“抑制剂X”的处理,F1产生的雄配子均为假配子,雌配子正常,获得的F2有四种表现型。由此推测___________。(多选)
A、母本12号同源染色体在减数分裂过程中发生交叉互换
B、G/g和N/n两对基因的遗传符合自由组合定律
C、F2四种表现型为:有腺体无短绒、无腺体有短绒、有腺体有短绒、无腺体无短绒
D、F2中染色体数目是正常棉花的一半
棉花的纤维有白色的和紫色的,植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系,现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交,结果见下表。颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示,下图是基因型AaBb植株的体细胞中两对基因与染色体的关系示意图。
组合序列
亲本杂交组合
子代的表现型及其植株数目
紫色不抗虫
白色不抗虫
1
紫色不抗虫×白色抗虫I
211
208
2
紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ
0
279
(6)根据上表和上图的信息判断,关于棉花两对相对性状的说法正确的是___________。(多选)
A、白色对紫色是显性,不抗虫对抗虫是显性
B、杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是Aabb
C、两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBb
D、两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与上图细胞一致
(7)表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中,不会出现下列几种情况中的___________。(编号选填)
【答案】(1)CD
(2)B
(3)去雄(去除雄蕊)
(4)CD
(5)AC
(6)ABD
(7)④
【分析】题图分析:图示为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象,“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子与正常的雌配子发生“假受精”,并发育为单倍体(染色体数记作n)后代,说明假配子含染色体数为0。
【详解】(1)A、同源染色体分离发生在减数第一次分裂过程中,不符合题意,A错误;
B、染色体解螺旋成染色质不能保证配子染色体数目是母细胞的一半,B错误;
CD、棉花花粉母细胞正常减数分裂后期Ⅱ发生了着丝粒分裂、染色体移向细胞两极,以及末期Ⅱ过程中形成细胞板,将细胞一分为二,保证了配子染色体数目是母细胞的一半,C、D正确。
故选CD。
(2)图中异常后期Ⅱ的箭头所示为一些分离滞后的染色体,这些染色体最终消减,但没有进入配子的核中。由此可推断,该异常后期Ⅱ细胞中染色体数目会发生变化,导致数目随机减少,最终产生的配子中染色体的数目为0~n。
故选B。
(3)棉花为两性花,即一朵花中既有雄蕊又有雌蕊,故在选取杂交所用的母本时,需要进行去雄(去除雄蕊)处理,再套袋。
(4)由于基因G/g和N/n都位于棉花的12号同源染色体上,用有腺体无短绒(ggNN)的父本和无腺体有短绒的母本(GGnn)进行杂交育种,符合分离定律,不符合自由组合定律,由于分离定律研究的是成对的基因,不是非等位基因,故父本的N和N、母本的n和n或父本的g和g、母本的G和G在遗传时遵循“基因的分离定律”,CD符合题意。
故选CD。
(5)A、有腺体无短绒(ggNN)的父本和无腺体有短绒的母本(GGnn)进行杂交,获得的F1为GgNn,经“抑制剂X”的处理,F1产生的雄配子均为假配子,雌配子正常,获得的F2有四种表现型,说明雌配子有4种(GN、gn、Gn、gN),故母本12号同源染色体在减数分裂过程中发生交叉互换,A正确;
B、自由组合定律适用于两对以上等位基因的独立遗传,由于基因G/g和N/n位于一对同源染色体上,故G/g和N/n两对基因的遗传不符合自由组合定律,B错误;
C、由于F2四种表现型中与亲本相同的有腺体无短绒和无腺体有短绒的个体占比较多,与亲本不同的2种表现型是交叉互换产生的雌配子与雄性假配子结合形成的,比例较少,C正确;
D、F2中染色体数目与正常棉花一致,D错误。
故选AC。
(6)A、根据组合2亲本为紫色和白色杂交,子代都是白色,可知白色为显性性状,亲本为不抗虫和抗虫杂交,子代都是不抗虫,可知不抗虫为显性性状,A正确;
B、杂交组合1中紫色不抗虫(aaB-)×白色抗虫Ⅰ(A-bb)杂交,子代出现了紫色,因此白色抗虫 I 植株的基因型是 Aabb,B正确;
C、杂交组合1中紫色不抗虫(aaB-)×白色抗虫Ⅰ(A-bb)杂交,子代没有出现抗虫个体,因此亲本紫色不抗虫基因型为aaBB,而杂交组合2中紫色不抗虫(aaB-)×白色抗虫Ⅱ(A-bb)杂交,子代均为白色不抗虫,故亲本紫色不抗虫基因型为aaBB,白色抗虫Ⅱ基因型为AAbb,即两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBB,C错误;
D、杂交组合1亲本为aaBB×Aabb,子代中白色不抗虫植株基因型为AaBb,染色体组成与图2细胞一致,杂交组合2亲本为aaBB×AAbb,子代中白色不抗虫植株基因型为AaBb,染色体组成与图2细胞一致,D正确。
故选ABD。
(7)表中子代白色不抗虫植株基因型为AaBb,由于两对基因独立遗传,故正常情况可产生AB、Ab、aB和ab的配子,①细胞可表示形成Ab配子时的减数第二次分裂前期,②细胞可表示减数第一次分裂前期A和a基因所在的同源染色体发生了互换,在形成AB(或aB)配子时的减数第二次分裂前期,③细胞可表示形成的aB配子,而④细胞中含A和A基因的姐妹染色单体未分离,不属于正常减数分裂,综上分析,④符合题意。
故选④。
25. 阅读材料,回答下列问题:
减数分裂
减数分裂对保证生物前后代染色体数目的恒定有极大的意义。试想一下,如果配子的形成方式与体细胞的增殖一样通过有丝分裂形成,结果会怎样?
(1)观察下列图片写出各图片属于分裂时期
①号细胞属于__________分裂_____期;②号细胞属于____________分裂_____期
③号细胞属于__________分裂_____期;④号细胞属于____________分裂_____期
(2)下列内容中,与减数第一次分裂相对应的变化顺序是( )
①DNA复制②同源染色体分离③着丝点分裂
④同源染色体交叉互换⑤同源染色体联会
A.①⑤④② B.①④②⑤ C.①③② D.③②④⑤
(3)下图1表示某动物卵细胞形成过程,图2、3表示卵细胞形成过程中某阶段的细胞。请据图回答:
①图1中细胞Ⅱ的名称是________,细胞Ⅲ的名称是________,细胞Ⅳ中有________对同源染色体。
②图2表示________分裂________期,此时细胞内有________条染色单体,该细胞的子细胞名称是________。
③图1中有可能观察到图3所示时期的细胞的是________(用①、②、③表示),图3同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生________。此时细胞内DNA为________个。
【答案】(1) 减数第二次 后 减数第一次 前 减数第二次 中 减数第一次 后
(2)A
(3) 次级卵母细胞 (第一)极体 0 减数第二次 后 0 卵细胞和第二极体 ① 交叉互换 8
【详解】(1)①号细胞中染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,且细胞中不含同源染色体,可知①号细胞属于减数第二次分裂后期;②号细胞中同源染色体联会形成四分体,这是减数第一次分裂前期的典型特征,所以②号细胞属于减数第一次分裂前期;③号细胞中染色体的着丝点排列在赤道板上,且细胞中没有同源染色体,符合减数第二次分裂中期的特点,因此③号细胞属于减数第二次分裂中期;④号细胞中同源染色体分离,向两极移动,这是减数第一次分裂后期的表现,故④号细胞属于减数第一次分裂后期。
(2)①DNA复制发生在减数第一次分裂前的间期;②同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期;③着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期;④同源染色体交叉互换发生在减数第一次分裂前期联会之后;⑤同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期。因此与减数第一次分裂相对应的变化顺序是①⑤④②,A正确,BCD错误。
(3)①图1表示卵细胞形成过程,细胞Ⅱ是由卵原细胞经减数第一次分裂产生的,名称是次级卵母细胞;细胞Ⅲ是由初级卵母细胞经减数第一次分裂产生的,名称是(第一)极体;细胞Ⅳ是卵细胞,其中没有同源染色体,即同源染色体对数为0。
②图2中细胞没有同源染色体,且着丝点分裂,染色体移向细胞两极,符合减数第二次分裂后期的特征,所以图2表示减数第二次分裂后期;此时细胞内没有染色单体,且细胞质不均分,是次级卵母细胞,该细胞的子细胞名称是卵细胞和极体。
③图3细胞中染色体发生联会,所示时期为减数第一次分裂前期,同源染色体联会形成四分体,在图1中①(初级卵母细胞)有可能观察到该时期的细胞;图3同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换;此时细胞内DNA为8个。
26. 近些年,研究人员在卵原细胞减数分裂研究中有一些新发现,如图1所示。经过对大量样本的统计研究发现了染色体的分配规律,如图2所示(注:MⅠ表示减数第一次分裂,MⅡ表示减数第二次分裂)。
(1)卵原细胞的增殖方式是( )
A.无丝分裂 B.有丝分裂 C.减数分裂 D.受精作用
(2)要观察减数分裂过程中染色体的行为,通常要将染色体染色,请举出一种能将染色体染色的染色剂:________。
(3)某同学绘制了基因型为AaBb的生物产生ab卵细胞的减数分裂各期示意图,其中应包含( )
(4)一个基因型为AaTt的卵原细胞,在减数分裂过程中,由于染色体分配紊乱,产生了一个AaT的卵细胞,则另外三个第二极体的基因型分别是( )
A.aT,t,t B.T,at,t C.AT,at,t D.AaT,t,t
(5)若图1中卵原细胞的一条染色体的DNA分子已经被15N标记,正常情况下,该细胞形成的4个成熟生殖细胞中含15N标记的情况是_________。
(6)图1的初级卵母细胞在中期I的时候,核DNA数:染色单体数:染色体数=______。
(7)与有丝分裂相比,“逆反”减数分裂的MⅠ的特点是__________;与正常减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体行为变化的特点是________________________。
(8)结合图1和图2写出“逆反”减数分裂提高配子变异的三种途径:_______________。
【答案】(1)B
(2)龙胆紫/醋酸洋红
(3)B
(4)D
(5)2个含15N标记,2个不含(或含15N标记的细胞占1/2)
(6)2:2:1
(7) 同源染色体联会并可能发生交叉互换 姐妹染色单体分开发生在MⅠ,同源染色体分离发生在MⅡ。
(8)MⅠ同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换、MⅡ非同源染色体的自由组合、卵细胞获得重组染色体的概率高。
【分析】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;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒(点)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】(1)原始生殖细胞可通过有丝分裂方式增殖,通过减数分裂方式产生生殖细胞。因此,卵原细胞的增殖方式是有丝分裂,故选B。
(2)碱性染料龙胆紫溶液或醋酸洋红液能将染色体染成紫色或红色。
(3)在产生卵细胞的过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞均为不均等分裂,AaBb产生ab的卵细胞,则对应的初级卵母细胞中细胞质分裂多的一部分是aabb,对应图B,次级卵母细胞移向细胞两极的都是ab,综上只有B正确,故选B。
(4)一个基因型为AaTt的卵原细胞,在减数分裂过程中,由于染色体分配紊乱,产生了一个AaT的卵细胞,卵细胞中含有的等位基因,说明减数第一次分裂后期,A与a基因所在的同源染色体没有分离,则产生的第一极体的基因型是tt,次级卵母细胞的基因型是AAaaTT,因此最终产生的三个极体的基因型是t、t、AaT,故选D。
(5)若图1中卵原细胞的一条染色体的DNA分子已经被15N标记,根据DNA半保留复制特点,正常情况下该细胞形成的4个成熟生殖细胞中2个含15N标记,2个不含(或含15N标记的细胞占1/2)。
(6)初级卵母细胞在中期I的时候每条染色体上有两条染色单体,则核DNA数:染色单体数:染色体数=2:2:1。
(7)与有丝分裂相比,“逆反”减数分裂MⅠ的特点是同源染色体联会并可能发生交叉互换;与正常减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体行为变化的特征是姐妹染色单体分开发生在MⅠ,同源染色体分离发生在MⅡ。
(8)根据图1和图2,“逆反”减数分裂提高配子变异的三种途径:MⅠ同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换、MⅡ非同源染色体的自由组合、卵细胞获得重组染色体的概率高。
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高一生物下学期 期中冲刺必刷26题
(5大题型)
题型1:有丝分裂和细胞周期
1.如图是某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:
(1)图1是___________(植物/动物)细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是___________(用字母和箭头表示)。
(2)图1作为一个细胞周期还缺少处于___________期的细胞简图,该时期细胞主要是进行活跃的物质准备,即进行 ___________和 ___________。
(3)染色体数目加倍发生在图___________(A/B/C/D)所示时期,其原因是___________。
(4)观察染色体的最佳时期是图________________(A/B/C/D),图B所处时期的最明显变化是___________。
(5)细胞中央出现细胞板的图示是___(A/B/C/D)。细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成___。
(6)图1的细胞分裂结束后,子细胞内含___________条染色体。
(7)DNA分子数与染色体数之比为1:1的是图__________(A/B/C/D)。
(8)图2表示细胞周期,一个完整的细胞周期可表示为 。
A.甲→乙 B.乙→甲 C.甲→乙→甲 D.乙→甲→乙
2.下图1中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域,图2是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。请据图回答下列问题:
(1)观察根尖有丝分裂时应选择图7中的______(填字母)区细胞,请按细胞有丝分裂过程排列图2中细胞A、B、C、D的准确顺序(用字母和箭头表示):________________________。
(2)细胞是独立分裂的,但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程,原因是________________________。
(3)某同学在显微镜下观察到了图2中A图像,发现了赤道板,请你评价他的观察结果:__________________。
(4)观察细胞质壁分离时可选择图1中______(填字母)区细胞。③和④过程中细胞核遗传物质______(填“发生”或“不发生”)改变。细胞分化的根本原因是________________________。
(5)图2中C图像细胞核的变化是_______________,解释这种变化具有的意义_________________。
科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。
(6)细胞分裂具有周期性,请在数轴上画出一个细胞周期,并用箭头和文字标出开始和结束的位置。____________。
(7)蚕豆根尖细胞分裂时,细胞周期的时间为______,分裂间期的时间为______。
3.细胞是构成生物体的结构和功能单位,细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。下图1是玉米细胞的结构示意图,图2是玉米细胞生长调控的过程。
(1)图1玉米细胞中具有双层膜结构的细胞器是_____(填序号)。
(2)已知玉米体细胞中含有20条染色体,玉米的体细胞经过两次连续的有丝分裂,形成的子细胞内各有染色体_____。
A.10条 B.20条 C.40条 D.80条
(3)下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是_____。
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
(4)图2中M表示的是_____;DNA的复制发生在_____。
(5)将玉米的一些组织细胞在一定的外界条件下经过诱导后能长成一株完整的植株,这种技术称为_____。
A.组织培养 B.基因工程
C.营养繁殖 D.细胞分化
(6)人体细胞的有丝分裂过程与玉米细胞的不同之处主要有两个,一是前期纺锤丝由_____形成,二是末期在细胞赤道面的位置没有出现_____。
(7)玉米的叶肉细胞与根尖细胞虽然都是由同一颗种子萌发形成,但两者在形态结构以及生理功能上完全不同,这是因为_____。
(8)细胞的死亡可以分为细胞坏死和细胞凋亡,下列现象中属于细胞凋亡的是_____。
A.噬菌体的侵染导致细菌破裂
B.脑细胞因供氧不足而死亡
C.伤口中溃烂的细胞被手术切除
D.发育过程中蝌蚪尾的消失
细胞的有丝分裂被严格监控,图7显示两个关键的监控检查点。研究发现:①蛋白质X含量在G1期达到最大,在S期及以后降为0;②蛋白质X与Y的结合使细胞通过(G1/S检查点;③蛋白质Z含量在G2期达到最大,在M期及以后降为0,④蛋白质Z与Y的结合使细胞通过(G2/M检查点。
(9)小明同学查知某药物能特异性阻止蛋白质Z的合成,他建议将此药物施加于根尖,使观察根尖细胞有丝分裂时,能看到更多的细胞处于分裂期,专家认为此建议不可行。请根据材料说出理由:_____。
4. 肺腺癌的致病机制
正常细胞的分裂增殖遵循着严格的周期性调控机制。细胞周期中每个时期的任务正确完成后,细胞周期蛋白(Cyclin)与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)结合形成Cyclin-CDK复合物,驱动细胞周期通过相应的检查点,进入下一时期,确保细胞分裂的有序进行。相关过程如图所示。
(1)细胞周期中检查点2主要检查的是______。(单选)
A.DNA复制有关的酶是否合成
B.核膜核仁是否消失
C.DNA复制是否正确完成
D.组成纺锤丝的蛋白是否合成
(2)CyclinA/B-CDK1能促进细胞内发生的生理变化有__________。(编号选填)
①染色质螺旋化②中心体复制③纺锤体形成④核仁解体⑤DNA解旋
葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)是一种能量代谢蛋白,负责促进葡萄糖的转运。研究发现,GLUT1会促进细胞中CyclinD基因和CDK6基因的表达,通过调控CyclinD-CDK6信号通路影响肺腺癌细胞的周期进程。同时,GLUT1也在肺腺癌细胞的转移、侵袭过程中具有重要的作用。丁酸盐是肠道菌群的关键代谢产物,其作为组蛋白去乙酰化酶的抑制剂,促进GLUT1基因的表达。
(3)GLUT1基因的基本组成单位是______。
(4)下列叙述正确的是________。(多选)
A.丁酸盐对GLUT1基因表达的调控方式属于转录水平
B.高浓度的葡萄糖为肺腺癌细胞增殖提供能量
C.CyclinD和CDK6的高表达会抑制肺腺癌细胞的周期进程
D.肺腺癌细胞迁移和侵袭能力增强,会促进肿瘤的进展
(5)肺腺癌细胞增殖过程中会发生的染色体行为有______。(多选)
A. B.
C. D.
(6)某种药物可下调GLUT1基因的表达,则G1期细胞数量会______(增多/不变/减少)、G2期细胞数量会______(增多/不变/减少)。
(7)综合以上信息,提出1条可行的措施来治疗肺腺癌。______________。
5. 如图展示了一个动物细胞的生命历程。请回答下列问题。
(1)①和②所示的过程,在生物学上分别称为___________和___________。经过②过程细胞内遗传物质___________(改变/不变),而细胞的形态、结构和功能___________(改变/不变),这是因为___________。
(2)图中D细胞属于正常的细胞死亡过程,称为___________,受___________控制。若A为植物细胞,而D细胞能在体外条件下培养成一个植物体,说明D细胞具有___________性。
(3)动物细胞在过程①中与植物细胞的不同之处是___________。
A.间期有DNA的复制 B.前期中心体周围出现纺锤丝
C.后期着丝粒分裂,染色单体分离 D.末期核膜核仁重新形成
(4)过程①中细胞的行为呈现周期性,下列描述该周期的相关说法,正确的是___________。
A.抑制DNA复制的药物作用于图甲的S期或图丙的A→B段
B.一个完整的细胞周期是指图乙的a+b段或b+c段
C.抑制纺锤体形成可使细胞分裂停留在图丙的B→A段
D.细胞中可能含有染色单体的时间段是图甲的M或图乙的b、d或图丙的A→B段
(5)如图为某植物根尖分生区细胞(正常体细胞中有16条染色体)部分时期的显微照片。下列说法正确的是___________。(多选)
A.A细胞中无纺锤体
B.A细胞中染色体着丝粒排列在赤道面上
C.B细胞中有16条染色体
D.B细胞与A细胞中核DNA数目相等
(6)下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征,其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是___________。(多选)
A. B. C. D.
细胞周期内具有一系列的检查点,细胞必须通过这些特定的检查点才能进入到周期循环中。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点,且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图2)。
(7)据图2分析,细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成___________;
A.CyclinA B.CyclinB C.CyclinD D.CyclinE
(8)若使更多细胞阻滞在G1/S检查点,可采取的措施有___________。(多选)
A.降低CDK的合成 B.抑制CyclinE活性
C.抑制脱氧核苷酸的吸收 D.抑CyclinA活性
(9)根据图2和相关知识推测,如果将S期细胞和G1期细胞诱导融合,可观察到的现象是___________;
A.G1期细胞启动DNA复制 B.G1期细胞进入M期
C.S期细胞停止DNA复制 D.G1期细胞没有任何变化
(10)胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)可抑制细胞DNA复制,在动物细胞培养液中加入TdR细胞分裂就停止在细胞周期___________。
A.G1/S B.S/G2 C.G2/M D.M/G1
题型2:细胞分化
6. 细胞是构成生物体的结构和功能单位,细胞会经历生长、分裂、分化、衰老和死亡等生命进程。图1是人体不同细胞的形成示意图,其中①~⑮表示细胞,I~IV表示过程。(括号中写序号,横线上写文字)
(1)据图1可知,人体内各种细胞虽然功能不同,但它们却有着共同的来源,即【 】________。图中过程Ⅱ表示________,过程Ⅲ表示________。
(2)图1中细胞③、⑬、⑮中分化能力最强的是细胞________。
(3)图1中细胞①-⑧的主要差异表现为________(编号选填)
①形态结构②遗传信息③细胞器的种类及数目④蛋白质的种类⑤磷脂分子的结构
(4)下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征,其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是________(多选)
A. B.
C. D.
(5)图2为细胞周期中每条染色体中DNA含量变化的曲线图,符合曲线bc段含义的细胞是________。(多选)
A. B.
C. D.
(6)下表为细胞衰老发生的变化,根据已有知识推测衰老细胞相应的功能变化,填在表中A和B处。
衰老的细胞
细胞生化指标变化
功能变化
水分减少细胞皱缩
新陈代谢速度减慢
细胞膜通透性改变载体蛋白结构改变
A________
线粒体结构形变线粒体数量减少
B________
多花黄精是一种多年生药用草本植物,药用部分为根茎,其水提物具有一定的抗肿瘤作用。小鼠细胞内Bcl-2和Bax是与凋亡相关的蛋白。研究人员使用不同浓度的多花黄精水提物处理小鼠黑色素瘤细胞一定时间后,测得这两种蛋白的相对表达量(图3)、细胞凋亡率(图4)和各周期细胞百分比(图5)。
(7)根据图3、4推测,Bcl-2、Bax这两种蛋白的功能依次是________(单选)
A.促进细胞凋亡促进细胞凋亡 B.促进细胞凋亡抑制细胞凋亡
C.抑制细胞凋亡促进细胞凋亡 D.抑制细胞凋亡抑制细胞凋亡
(8)研究人员选出小鼠黑色素瘤细胞,用于抗肿瘤药物的研究。为便于观察和测量,需要一批细胞周期同步化的肿瘤细胞。胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化。现测得小鼠黑色素瘤细胞的G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h,经一次阻断,S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处;洗去TdR可恢复正常的细胞周期,若要使所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后________h到________h之间进行。(操作时间限定在一个细胞周期内)
(9)分析图3、4、5所示实验结果,结合所学知识,阐述多花黄精的抗肿瘤机理。________。
7. 细胞是构成生物体的结构和功能单位。图是人体不同细胞的形成示意图,其中①~⑧表示细胞,Ⅰ、Ⅱ表示过程。回答下列有关问题:
(1)图中表示细胞有丝分裂增殖的过程是___________(填图中序号“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)图中①~⑧细胞出现差异的根本原因是___________。
(3)图中①~⑧细胞属于___________细胞(①高度分化/②未分化)(填写序号)。
(4)若细胞分裂失去控制而不断生长和分裂,则会形成癌细胞。科学家研究发现,某种药物可将癌细胞的分裂阻断在分裂间期,从而抑制癌细胞增殖。据此推测,该药物抑制癌细胞增殖的原因可能是___________(答出2点)。
脑缺血会引起局部脑神经缺氧导致轻度受损,甚至造成脑神经细胞死亡而产生不可逆损伤,最终导致患者永久性残疾甚至死亡。骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞及神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对缺血坏死神经结构与功能的修复和重建。请回答下列问题:
(5)脑缺血所致的神经细胞死亡属于___________(填“细胞衰老”、“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。
(6)与心肌细胞相比,骨髓基质细胞的主要特点有___________(编号选填)
①分裂能力强
②分化程度高
③具有全能性
④分化能力强
(7)M可通过___________,增加神经细胞的数量和种类,在脑缺血的治疗中发挥作用。
研究发现,M的线粒体可转移到缺氧损伤脑神经细胞(N)中,实现细胞供能机制的修复。为进一步探究M的线粒体转移对N的影响,进行了表1所示的实验,实验结果如图。
表1实验设计表
分组
第1组
第2组
第3组
处理方法
用含有M线粒体的培养基对N进行培养
用不含线粒体的培养基对N进行培养
用不含线粒体的培养基对___________?___________进行培养
(8)第3组为正常对照组,请将该组的处理方法补充完整:___________。
(9)检测得到各组神经细胞内的ATP水平相对值如图。由图分析比较可知,第1组神经细胞内ATP水平___________正常水平,第2组在实验中起___________作用。
(10)根据上述实验结果,推测M对脑缺血损伤后恢复的可能作用机制___________。
题型3:细胞衰老和死亡
8. 细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程,广泛存在于真核细胞中。图1示意某细胞溶酶体形成及发挥作用的过程,图2表示了溶酶体pH的维持机制。
(1)溶酶体是由单层膜构成的囊泡,组成其膜的主要成分是___________。
(2)用含32P的培养液培养图1细胞一段时间,细胞中可检测到放射性物质有___________(多选)。
A.磷脂 B.脂肪 C.蛋白质 D.mRNA
(3)图一中属于细胞自噬途径的是___________(甲/乙)过程。该过程中,包裹着待降解物质的泡状结构需沿着___________运到溶酶体并与溶酶体融合。
(4)合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为___________。
①高尔基体 ②核糖体 ③内质网 ④质膜
A.③①④ B.②③① C.②③①④ D.②①③
(5)酸性环境的维持对溶酶体功能的发挥具有重要作用。结合图二分析,H+进入溶酶体的运输方式为___________。
A.自由扩散 B.主动运输 C.协助扩散 D.渗透作用
(6)研究表明,溶酶体中的水解酶少量泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,主要原因是___________。
A.水解酶泄漏后立即被分解 B.溶酶体能将水解酶吞噬
C.pH较高导致酶活性降低 D.细胞质基质缺少酶作用的底物
(7)下列关于细胞自噬过程的叙述正确的是___________(多选)。
A.细胞自噬可发生于细胞核中
B.各细胞器在功能上既独立又相互联系
C.自噬过程产生的降解产物可被细胞全部重复利用
D.蛋白质是执行细胞自噬的主要物质
9. 我国研究人员发现,葡萄籽中PCC1,其结构如图甲所示,能加速机体内衰老细胞的凋亡, 以延缓衰老。研究人员为探究PCC1的抗衰老作用开展实验,相关实验数据如图乙所示。
(1)据图甲及已学知识推断,下列物质与PCC1的元素组成相同的是 (多选)
A.蛋白质 B.脂肪 C.磷脂 D.糖类
(2)在探究PCC1抗衰老作用的实验中,衰老细胞应符合的特征是 (多选)
A.细胞内酶的活性降低 B.细胞内代谢速率减缓
C.细胞质膜转变为小泡 D.细胞的内容物被释放
(3)据图乙推断,支持PCC1能抗衰老的实验证据包括 (多选)
A.PCC1处理后,衰老细胞凋亡比例增大
B.PCC1处理后,正常细胞凋亡比例无显著变化
C.未用PCC1处理,衰老细胞凋亡比例比正常细胞高
D.与未处理的正常细胞相比,PCC1处理的衰老细胞凋亡比例高
研究人员进一步研究发现PCC1延缓细胞衰老的机制,PCC1在衰老细胞内的部分调控过程如下图所示。其中, CDK与cyclinE的复合物参与调控细胞周期的正常进程; Bax和Puma皆为促凋亡蛋白,Bax能为细胞色素c提供通道;p21是细胞周期抑制因子。
(4)据图推测,与衰老细胞增殖缓慢可能相关的事件有 (多选)
A.促进p21基因启动子与RNA聚合酶结合
B.p21蛋白促进与纺锤丝相关蛋白质的合成
C.p21蛋白抑制与DNA复制相关的酶的合成
D.促进p53蛋白磷酸化并与p21基因启动子结合
(5)据图推测,PCC1促进衰老细胞凋亡的机制包括 (多选)
A.抑制细胞色素c的释放 B.促进Puma对Bcl-XL的作用
C.抑制Bcl-XL对Bax的作用 D.促进磷酸化的p53对Bax的作用
(6)研究人员利用癌症小鼠进一步探究PCC1的抗癌效果,相关实验数据如下图所示。其中,“+”表示服用药物;“-”表示对照;MIT是一种化疗药物。据下图及题干信息推测,PCC1治疗癌症的优势是______。(编号选填)
①PCC1能有效抑制肿瘤细胞增殖
②PCC1对抑制肿瘤细胞增殖无显著作用
③PCC1与MIT都能抑制肿瘤细胞的增殖
④联合使用PCC1与MIT抑制肿瘤增殖的效果好
10. 铜离子是植物多酚氧化酶等多种酶的辅助因子。在农业生产上,用铜盐作微量元素肥料可使农作物显著增产,但过量的铜会对植物生长产生危害。
(1)据题意推测,铜盐使农作物显著增产的原因可能是铜离子可以___(单选)。
A.作为能源物质 B.参与化学反应
C.传递遗传信息 D.维持细胞温度
(2)若通过测定单位时间内底物的消耗量来表示多酚氧化酶的活性,通常采用的方法是___(层析法/分光分度法/同位素标记法)。
(3)长期缺铜会使叶片出现黑色病斑,导致该现象可能的原因是___(单选)。
A.细胞坏死 B.细胞分化
C.细胞分裂 D.细胞生长
研究人员进行了硫酸铜对蚕豆根尖细胞有丝分裂影响的研究,观察发现有丝分裂过程中部分细胞产生了微核,如图所示。微核是一些丧失着丝粒的染色体片段。
(4)图所示的是细胞有丝分裂的___(前期/中期/后期)。下列①~④为观察到该图像所进行的实验操作,正确的操作顺序是___。
①固定、解离、漂洗、染色②用硫酸铜溶液处理细胞③用高倍镜观察④用低倍镜观察
(5)研究人员还发现硫酸铜会干扰纺锤丝的形成。如果用硫酸铜溶液处理蚕豆的花粉母细胞(相当于动物的初级精母细胞),该干扰可能发生在减数分裂___(前期I/后期I/末期I),会导致细胞分裂时染色体___(形成/分离/解旋)异常。
(6)下图为不同浓度的硫酸铜溶液对蚕豆根尖细胞处理的实验结果。根据实验数据并结合题意,从有丝分裂的角度分析,可否得出“在实验浓度范围内,硫酸铜对植物生长有害”的结论?说明理由___。
11. 胭脂鱼是我国二级水生保护动物。图1显示胭脂鱼细胞内结构的亚显微结构。图2显示了胭脂鱼淋巴细胞的细胞核在一个细胞周期中的变化,I-IV为细胞周期不同阶段,X1-X4为细胞不同状态。
(1)据题中及图1信息,图1中的膜结构X是____________。
A.内质网膜 B.溶酶体膜 C.液泡膜 D.核膜
(2)膜结构X的主要物质组成是________。
(3)据图1所示,核糖体亚单位穿过膜结构X的运输方式属于___________。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.渗透
(4)下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是___________。
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
(5)对图2所示细胞周期各阶段时长关系的推测,正确的是___________(多选)
A.I阶段>Ⅲ阶段
B.GI期+I阶段>II阶段
C.G1期+I阶段>IV阶段
D.G1期+I阶段>II阶段+III阶段+IV阶段
(6)为了清晰观察计数胭脂鱼体细胞中染色体的数目,应该选择___________进行观察。
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
(7)细胞分化在生物界中普遍存在,下列关于胭脂鱼细胞分化的叙述中正确的是___________。
A.细胞分化的过程涉及细胞内遗传物质的改变
B.细胞分化一定是不可逆的,一直保持分化后的状态
C.细胞分化是多细胞生物发育的基础之一
D.分化产生的不同组织细胞内的mRNA完全不同
(8)细胞衰老是一种常见的生物学现象,从细胞学的角度进行分析,这个过程中不会出现的变化是___________。
A.细胞内膜结构流动性减小
B.细胞保持旺盛的分化能力
C.细胞内酶的活性降低
D.细胞内呼吸速率减慢
(9)根据细胞有丝分裂的过程,写出图2中X1和X3两种状态细胞内的核DNA含量差异,据图2描述两种状态细胞核的形态差异;并分别解释这些差异的意义:_________。
题型4:基因的表达和调控
12. 阅读材料,回答下列问题:
基因调控
细胞核DNA中含有成千上万个基因,蕴含着成千上万条与生物学功能相关的“指令”,都要通过基因表达进行“发布”。细胞采用怎样的机制保证“发布”有条不紊且适时进行?当细胞内部或外部环境改变时,“指挥中心”又会作出怎样的响应?
(1)细胞分化过程中,一般不会发生改变的是( )
A.蛋白质合成 B.染色体数目 C.生理功能 D.形态结构
(2)细胞分化的内在原因是( )
A.遗传物质的改变 B.基因重组
C.基因突变 D.基因选择性表达
(3)有科学家培养鼠胚胎干细胞分化出了心肌细胞,一段时间后发育成了直径约1mm的心脏类器官,这一研究成果说明胚胎干细胞( )
A.分化程度高于心肌细胞 B.具有无限增殖的能力
C.经诱导可发生定向分化 D.能形成有功能的器官
(4)下列关于基因选择性表达的叙述,正确的是( )
A.不同的体细胞中表达的基因全不相同
B.细胞分化的过程中细胞中的遗传物质种类发生了变化
C.细胞分化是基因选择性表达的结果
D.细胞分裂过程中不存在基因的选择性表达
(5)下列哪项不属于表观遗传的特点( )
A.对表型的影响可遗传给后代
B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团
C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变
D.可由组蛋白的某些修饰导致
(6)蝴蝶和毛毛虫其实是一个生物处于不同的发育阶段,它们的形态差距很大。处于毛毛虫形态时,蝴蝶形态的基因就处于沉默状态,基因被“锁住”。到了一定的时间,毛毛虫形态开始被锁住,蝴蝶形态开始解锁,最后成功成为蝴蝶。针对该现象,下列叙述不正确的是( )
A.蝴蝶和毛毛虫的基因序列不同
B.蝴蝶和毛毛虫形态的不同是因为表观遗传学
C.蝴蝶和毛毛虫两种形态是基因选择性表达造成的
D.蝴蝶和毛毛虫的基因序列相同
(7)近年来的科学研究发现,个体发育过程中存在着表观遗传现象,即基因碱基序列会在不发生改变的情况下,基因的表达水平与功能发生改变,并产生可遗传表型。DNA甲基化则是产生这种遗传现象的原因之一。下列相关叙述不合理的是( )
A.表观遗传可能与基因转录后的调控有关
B.表观遗传是环境因素引起的,与遗传物质无关
C.DNA甲基化可能影响RNA聚合酶与启动子结合
D.DNA甲基化可能影响到基因的选择性表达
(8)科学研究表明小鼠胶原蛋白COL17A1基因的表达水平的高低可以作为皮肤衰老的一个标志。COL17A1基因表达水平较高的干细胞不容易被淘汰,此机制有利于维持皮肤年轻态。随着年龄的增长,COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增加。以下分析不正确的是( )
A.衰老皮肤出现老年斑的原因是控制色素形成的酪氨酸酶活性降低
B.这种“机制”随着年龄的增长逐渐减弱
C.COL17A1基因表达的胶原蛋白可延缓皮肤衰老
D.COL17A1基因在不同干细胞中表达存在差异的现象属于细胞分化
13. 回答下列有关细胞周期与细胞分裂的问题:
细胞周期蛋白依赖性激酶CDK是调节细胞周期从G期向S期转化的关键酶。在乳腺癌细胞中活跃表达的CDK4/6与细胞周期蛋白D(CyclinD)形成复合物(如图中过程1所示)后,可通过过程2促进E2F转录因子释放,该转录因子经过程3触发大量的G1期细胞向S期细胞转化,从而使细胞无限增殖。
(1)在乳腺肿瘤组织中,除了图所示进入G1期或G0期的细胞外,还有________细胞,其中导致癌组织增大的直接原因是________,而引起肿瘤手术或化疗后复发的则是__________细胞。
(2)由图可知,CDK4/6与CyclinD复合物除了能引起E2F转录因子释放外,还能促进____________反应。
(3)被释放后的E2F转录因子能促进细胞内某些化合物的合成,这些化合物含量升高到一定程度就会直接使大量的G1期细胞进入S期,那么“这些化合物”很可能是__________(多选)
A.DNA聚合酶 B.DNA解旋酶 C.氨基酸 D.DNA
E.染色体组蛋白 F.葡萄糖 G.核苷酸
(4)若使乳腺癌细胞的细胞周期阻滞在G1期,不可采取的措施有_________。
A.抑制CDK4/6与CyclinD复合物的形成 B.使用CDK4/6抑制剂
C.抑制E2F转录因子的释放 D.抑制Rb基因与E2F转录因子的结合
E.使用E2F转录因子抑制剂
(5)CDK4、CDK6、CyclinD、E2F转录因子等物质均为蛋白质,决定它们功能不同的根本原因是____________。
(6)研究发现某药物不仅能抑制CDK4/6与CyclinD结合,还能增强免疫功能使癌细胞裂解死亡,其可能的机理是_________________________。
14. 玉米是我国重要的农作物,籽粒发育是决定玉米产量和品质的关键因素,研究者在田间筛选到一株玉米籽粒发育异常突变体,表现为成熟籽粒干瘪。为探究玉米籽粒发育的遗传调控机制,科学家进行了相关研究。
(1)将突变体与野生型杂交,得到的F1代籽粒均为野生型,F1代自交后得到的F2代籽粒正常与干瘪的比例约为3:1,说明该性状的遗传符合_____(编号选填①分离定律②自由组合定律③连锁交换定律)。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,其中,F2代自交后代会出现性状分离的植株占F2的比例约为____。
研究发现,籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。该突变体籽粒干瘪与Mnl基因突变有关,Mnl基因可以编码胚乳特异的细胞壁蔗糖转化酶,催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖,为胚乳的发育提供营养。
(2)突变体及野生型中Mnl基因编码链的结构如图,据此推测突变体籽粒干瘪的机制____。
注:
AUG:起始密码子
UAA:终止密码子
进一步研究证实,突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。
(3)野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平____(编号选填①低于②高于)突变株。
已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表。
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ(♀)×RRqq(♂)
表达
2
RRqq(♀)×RRQQ(♂)
不表达
3
rrQQ(♀)×RRqq(♂)
不表达
4
RRqq(♀)×rrQQ(♂)
不表达
(4)综合已有研究和表2结果,推测R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制,以下说法合理的是______(多选)。
A.母本R基因编码的DNA去甲基化酶能降低母本Q基因的甲基化水平
B.母本R基因编码的DNA去甲基化酶对父本的Q基因不起激活作用
C.父本R基因编码的DNA去甲基化酶能降低母本Q基因的甲基化水平
D.父本R基因编码的DNA去甲基化酶对父本的Q基因不起激活作用
15. 阅读材料,回答下列问题:
中心法则
生物体从亲代继承的主要不是物质,也不是能量,而是信息—世代相传、通过漫长的进化过程形成的遗传程序。这种信息的传递遵循着一定的规律—中心法则。
(1)DNA分子复制解旋时,下列哪对碱基从氢键连接处断裂( )
A.鸟嘌呤与胸腺嘧啶 B.鸟嘌呤与尿嘧啶
C.鸟嘌呤与胞嘧啶 D.腺嘌呤与尿嘧啶
(2)将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中,让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是( )
A.1:2 B.1:4 C.1:6 D.1:8
(3)下列关于基因指导蛋白质合成的叙述,正确的是( )
A.生物体翻译的场所均在核糖体
B.只有转录的过程遵循碱基互补配对原则
C.每种tRNA均能识别并转运一种或多种氨基酸
D.基因的多样性取决于碱基的种类和数量
(4)密码子存在于( )
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.核糖体
(5)一个转运RNA的一端三个碱基是CGA,此RNA运载的氨基酸是( )
A.酪氨酸(密码子UAC) B.谷氨酸(密码子GAG)
C.精氨酸(密码子CGA) D.丙氨酸(密码子GCU)
(6)下图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律。能在洋葱根尖分生区细胞内发生的过程有( )
A.①②③ B.②③④ C.①②⑤ D.②④⑤
(7)下图是基因控制蛋白质的合成过程示意图,请回答下列问题:
①图中DNA的模板链是_______;
②遗传信息是指______________分子E链上的____________________的排列顺序。
③tRNA的功能是识别____________并转运特定的氨基酸;
④图中细胞核内发生的过程叫作_____________,核糖体上发生的过程叫____________。
⑤遗传物质DNA主要分布在_____________,也有一部分分布在_______。
16.如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质,编号表示过程。
(1)图中结构X是___________,可被碱性染料_______________染成深色。
(2)若A的编码链序列为5' -GGACTGATT-3',则B的序列为__________。
A.5' -CCUGACUAA-3' B.5' -AAUCAGUCC-3'
C.5' -UUAGUCAGG-3' D.5' -GGACUGAUU-3'
(3)过程④的名称是__________,会发生过程④的生物有_____________(举一例)。
(4)真核生物的DNA分子和由其转录出的某一成熟mRNA的长度相比,后者长度往往明显短于前者,可能的原因有_________。
①转录的模板不是整个DNA分子
②基因的启动子和终止子不转录
③基因中内含子转录出的 RNA前体相关片段会被剪切
④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸
⑤起始密码子和终止密码子不是由基因转录出的
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③⑤
烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟还可能会导致后代患多动症(也称“轻微脑功能障碍综合征”)的概率上升。为研究相关分子机制,科学家们利用小鼠开展了下列研究。科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后,检测与多动症密切相关的蛋白分子Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平,结果见图1。蛋白分子 Wnt4的表达通常会被一种RNA分子(microRNA-15b)调控,科研人员对F₀和F₁代小鼠细胞中的microRNA-15b分子的表达水平进行了分析,实验结果见图2。
(5)图1结果为科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后检测多动症密切相关的蛋白分子 Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平(*代表与对照组有显著差异,*的数量越多,差异越显著),此结果说明_______________。
对microRNA-15b基因进一步分析发现,尼古丁导致了F₀代小鼠睾丸中microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到F₁代,并在F₁代脑组织中造成microRNA-15b的异常表达。
(6)结合图1、图2分析可知, microRNA-15b会________(促进/抑制)Wnt4蛋白的表达。请综合上述图1、图2研究结果及题干信息,分析吸烟可能会导致F₁代患多动症的概率上升的分子机制: _________________。
17.研究发现,当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时,tRNA调控基因表达的相关过程,图中的①②③④表示过程,a、b、c、d表示合成的多肽链。利用该图作用的机理分析饥饿疗法治疗癌症的方法和原理(饥饿疗法是指通过微导管向肿瘤供血动脉内注入栓塞剂,阻断肿瘤的血液供应,使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡)。回答相关问题:
(1)癌细胞被称为不死细胞,能够进行无限增殖,增殖过程中DNA的复制方式是______。
A.半保留复制 B.全保留复制
C.先解旋再复制 D.边解旋边复制
(2)根据图中多肽合成的过程,判断核糖体的移动方向为______(A.“从左向右”或B.“从右向左”),多肽链a、b、c、d上的氨基酸序列______(A.“相同”或B.“不同”)。
(3)实验室内模拟图中①过程必需的一组条件是_____。
①酶②游离的核糖核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜温度⑧适宜的酸碱度
A.①②③④⑤⑥ B.②③④⑤⑥⑦
C.②③④⑤⑦⑧ D.①②③④⑦⑧
(4)据图分析,空载tRNA抑制过程①和过程②的调控方式分别属于______、______。(编号选填)
①转录水平 ②转录后水平 ③翻译水平 ④翻译后水平
(5)结合饥饿疗法治疗癌症的方法,利用上图展示的调控过程,说明栓塞剂注射控制癌细胞死亡的作用机理。_______
18. 表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一,某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点,使其全甲基化。
(1)由于图2中过程①的方式是半保留复制,所以其产物都是___________(半/全)甲基化的,因此过程②必须经过___________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制___________过程。
小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(Aa位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。
(3)若杂合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的基因型应有___________,表现型应为___________。
(4)若F1中的杂合个体雌雄交配,则后代中表现型种类及其比例为___________。
(5)F1的所有配子中,配子的类型及比例为___________。若F1雌雄个体间随机自由交配,则F2的基因型种类及比例应为___________;表现型种类及其比例应为___________。
19. 蜜蜂 (2n=32)属于真社会性动物,蜂群中的蜂王(雌蜂可育)与工蜂(雌蜂不育)均由受精卵发育而来,雄蜂(可育)由未受精的卵细胞直接发育而来。
(1)由题干信息可知,蜜蜂的性别取决于 。
A.染色体数目 B.性染色体类型
C.染色体类型 D.性染色体上的基因
(2)在工蜂体细胞有丝分裂中,与纺锤体形成密切相关的细胞器是________。
雄蜂产生精子的过程会进行特殊的“假减数分裂”,其过程如图1所示,其中数字代表过程,字母代表细胞。
(3)下列关于雄蜂的叙述正确的是 。
A.雄蜂细胞中最多含 16条染色体
B.雄蜂在减数分裂时不会出现联会现象
C.细胞 a 中染色体和DNA 的比值为 1:1
D.细胞 d 正在发生同源染色体的分开
(4)据图1描述雄蜂产生精子的过程和人体(男性)产生精子过程的两个不同点。__________
蜜蜂是完全变态发育的昆虫,经历受精卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段,蜜蜂在幼虫时期持续食用蜂王浆则发育为蜂王,而以花蜜为食的幼虫则发育成工蜂,幼虫发育成蜂王的机理如图所示:
(5)下列关于蜂王和工蜂的发育机制叙述正确的是 (多选)
A.Dnmt3基因表达的产物是一种 DNA 甲基化酶
B.部分被甲基化的基因的遗传信息不发生改变
C.DNA 甲基化可能干扰了 RNA 聚合酶与启动子的结合
D.敲除Dnmt3基因后幼虫不能育成蜂王
E.工蜂的甲基化水平能遗传给后代
题型5:减数分裂和遗传规律
20. 阅读材料,回答下列问题:
豌豆用作遗传实验材料的优势
豌豆属于两性花,自花传粉,闭花授粉,自然条件下一般都是纯种,有许多易于区分的性状,且会遗传给后代。用豌豆做人工杂交实验,结果既可靠,又容易分析。
(1)孟德尔用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆作为亲本,分别设计了杂交、自交、测交等多组实验,最后得出了两大遗传定律。孟德尔在验证假设阶段进行的实验是( )
A.F1的测交 B.F1与显性亲本的杂交
C.F1的自交 D.纯合亲本之间的杂交
(2)根据基因的自由组合定律,在正常情况下,基因型为YyRr的豌豆不能产生的配子是( )
A.YR B.Yr C.yR D.YY
(3)下列属于相对性状的是( )
A.豌豆的黄色与圆粒 B.羊的白毛与狗的黑毛
C.狗的卷毛与粗毛 D.水稻的有芒与无芒
(4)用黄色皱缩(YYrr)豌豆和绿色圆粒(yyRR)豌豆杂交(两对基因遗传符合基因的自由组合定律),而后自交,如希望得到100粒绿色皱缩豌豆,那么理论上F2应有( )
A.800粒 B.1000粒 C.1600粒 D.3200粒
(5)豌豆有黄色(Y)和绿色(y),子叶有圆粒(R)和皱粒(r)之分,两对基因独立遗传。YyRr与yyRr杂交后代的基因型和表现型种类数分别是( )
A.4种、2种 B.6种、4种 C.4种、8种 D.2种、4种
(6)两个杂合子(涉及两对独立遗传的基因)杂交,F1只有一种表型,则这两个杂合子的基因型是( )
A.AaBb和AABb B.AaBb和Aabb
C.Aabb和aaBB D.AABb和AaBB
(7)根据下列材料完成相关问题。
下表是有关豌豆种子性状的四组杂交实验结果(相关基因用R、r表示)。据表分析作答。
组合序号
杂交组合类型
后代表现型及植株数
圆粒
皱粒
A
圆粒×圆粒
108
0
B
皱粒×皱粒
0
102
C
圆粒×圆粒
125
40
D
圆粒×皱粒
152
141
①等位基因R和r的遗传遵循______________定律;
②根据组合结果推断出显性性状为_________;
③组合D中圆粒亲本的基因型为___________;
④组合________的杂交方法称之为测交;
⑤组合C中后代圆粒的基因型有两种,一种是RR,另一种是______,这两种基因型中,RR所占的比例是______。
(8)分离定律和自由组合定律的适用范围有所不同,请参照表中内容完成表格:
比较项目
分离定律
自由组合定律
适用的相对性状数
①___
②___
等位基因对数
③___
④___
等位基因与染色体的位置关系
等位基因位于___染色体上
两对及两对以上等位基因位于____染色体上
21. 科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为研究其遗传特点,进行了一系列杂交实验。
实验一:用灰体正常眼与黑檀体粗糙眼杂交,F1全为灰体正常眼,对 F1进行测交,测交后代出现灰体正常眼:黑檀体粗糙眼为1:1.
(1)据此分析,关于果蝇体色和眼型这两对相对性状中属于显性性状的是______。(多选)
A.灰体
B.黑檀体
C.正常眼
D.粗糙眼
(2)控制体色和眼的两对等位基因在染色体上的位置关系为_________。
A.在非同源染色体上能自由组合
B.在非同源染色体上不能自由组合
C.在同一对同源染色体上能交叉互换
D.在同一对同源染色体上不能交叉互换
实验二:果蝇甲、乙、丙为关于眼色的3种不同隐性突变体品系(突变基因位于第2号染色体上)。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下:
亲本组合
甲×乙
乙×丙
甲×丙
F1
野生型
突变型
野生型
(3)在图 4中标注 F1中突变型个体细胞中的眼色相关基因的相对位置_______(甲、乙、丙的隐性突变基因分别用 a1、a2、a3 表示,野生型基因用“+”表示)。
实验三:果蝇的正常刚毛(D)对截刚毛(d)为显性,这对等位基因位于性染色体同源区段上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如图.
(4)据此分析,亲本的基因型分别为________,F1中雌性个体的基因型有___种。
实验四:果蝇(2n=8)的精原细胞要经过精确的四次有丝分裂之后,方能启动减数分裂形成初级精母细胞。科研团队致力于研究有丝分裂向减数分裂转化的调控机制,用EMS诱变筛选,发现一株果蝇tut突变体,其精原细胞不能停止有丝分裂,而出现精原细胞过度增殖的表型。
(5)显微观察野生型果蝇精巢,发现有15%的细胞是16条染色体、55%的细胞是8条染色体、30%的细胞是4条染色体。细胞中____条染色体的出现可能与减数分裂有关。(编号选填)①4 ②8 ③16
为探究tut突变体的遗传特性,研究人员做了杂交实验,结果如图.
(6)根据杂交实验结果可知,过度增殖为隐性性状。推测它们的遗传遵循基因的____定律。若F1与tut突变体杂交后代的性状及其分离比为________,则说明上述推测正确。
(7)研究人员将tut突变体与一系列缺失突变体果蝇做杂交,发现tut突变体与编号为BL7591、BL24400、BL26830、BL8065的果蝇缺失突变体杂交后代表型均有过度增殖,tut突变体的突变基因应该位于这些染色体缺失区域的______区域。
A.交集 B.并集 C.补集 D.以上均可
22.家蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW型(雄蚕ZZ;雌蚕ZW),研究其“颜色”(包括体色和茧色)的遗传规律对农业生产有重要意义。体色正常与油质透明由一对等位基因Aa控制,结白色茧与结绿色茧由另一对等位基因B/b控制。现选用纯合体色正常、结白色茧的雄蚕与纯合油质迹明、结绿色茧的雌蚕作为亲本杂交,F1全为体色正常、结白色茧,F1雌雄个体相互交配,F2如表所示。(不考虑交叉互换)
体色正常
结白色茧
体色正常
结绿色茧
油质透明
结白色茧
油质透明
结绿色茧
F2雌蚕
225
74
227
76
F2雄蚕
452
149
0
0
(1)正常情况下家蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中有_______条染色体;其中雌蚕处于减数分裂Ⅱ后期:的细胞中含有______条W染色体。
(2)以下有关该实验基因与性状的分析中,正确的有_______。
A.体色正常为显性性状,油质透明为隐性性状
B.结绿色茧为显性性状,结白色茧为隐性性状
C.等位基因B/b位于性染色体上
D.两对等位基因的遗传符合自由组合定律
(3)请补全假设2
在以上实验结果的基础上进一步分析,等位基因A/a在染色体上的位置有两种假设:
假设1:位于Z染色体上,且在W染色体上有相应的等位基因;
假设2:_______。
(4)为证明该对等位基因在染色体上的位置,选用纯合油质透明雄蚕和纯合体色正常雌蚕杂交,若后代_______,则假设1成立;若后代_______,则假设2成立。【编号选填】
A.全为体色正常
B.全为油质透明
C.雄蚕全为体色正常,雌蚕全为油质透明
D.雄蚕全为油质透明,雌蚕全为体色正常
E.雄蚕全为体色正常,雌蚕既有体色正常,又有油质透明
F.雄蚕既有体色正常,又有油质透明,雌蚕全为体色正常
(5)若假设2成立,则F2中体色正常、结白色茧雌蚕的基因型为_________,其产生的所有配子中,同时具有体色正常基因和结白色茧基因的配子所占比例为______。
科研人员在研究过程中发现二倍体家蚕的野生型体色均为白色,由常染色体上的基因控制。现有体色为黑色的隐性突变体I、Ⅱ若干,两种突变体均为单基因突变引起。让突变体I的雌蚕和雄蚕自由交配,后代体色均为黑色;让突变体Ⅱ的雌蚕和雄蚕自由交配,后代体色也均为黑色。请设计实验判断控制两突变体体色的基因是否互为等位基因,完善实验思路并预测实验结果(不考虑交叉互换)。
(6)实验思路:让_________杂交得到F1,观察并统计F1的表型及比例。
(7)预期结果:【编号选填】
(1)若F1体色_________,则控制两突变体体色的基因互为等位基因;
(2)若F1体色_________,则控制两突变体体色的基因不为等位基因。
A.全为白色 B.全为黑色 C.既有黑色又有白色
23.科学家们用了十多年时间于2006年完成了人类近3万个基因在染色体上的精准定位,其中发现面部雀斑为显性遗传,基因(E、e)在4号染色体上;ABO血型基因(IA、IB、i)在9号染色体上,还有一种显性基因遗传病“指甲髌骨发育不全综合征”,其基因(M、m)也在9号染色体上。下图为某女性在4号和9号染色体上相关基因组成。已知该女性丈夫4号染色体上的基因是Ee,血型为B型。请据图回答:
血型
A型
B型
O型
AB型
基因型
IAIA
IAi
IBIB
IBi
ii
IAIB
(1)XY型性别决定的生物,群体中的性别比例为1:1,原因之一是______。
A.含X染色体的精子:含Y染色体的精子=1:1
B.雌配子:雄配子=1:1
C.含X染色体的配子:含Y染色体的配子=1:1
D.X染色体上的基因:Y染色体上的基因=1:1
(2)该女性关于雀斑、血型和指甲髌骨发育不全综合征相关的表型是_______。
(3)该对夫妇的孩子中出现无雀斑表型个体的概率是_________。
(4)该夫妇已生育了一个O型血的孩子,其丈夫关于血型的基因型是_______。
(5)该女性9号染色体上N基因和n基因分离的时期是_______。
(6)以下关于该女性4号和9号染色体上三对等位基因遗传特点的分析正确的有_______。(多选)
A.IA基因和n基因之间是非等位基因
B.该女性产生基因型为IAN或IAn的卵细胞的概率相等
C.E、e和IA、i的遗传遵循基因的自由组合定律
D.N、n的遗传遵循基因的分离定律
(7)下列图像中,能表示初级精母细胞的是_______。
A. B.
C. D.
(8)人类男性经减数分裂产生的精子中,染色体数可表示为22+X或22+Y。下列就这23条染色体源自其双亲的说法正确的是_______。
A.常染色体来自母方,X染色体来自父方
B.常染色体来自母方,Y染色体来自父方
C.常染色体随机来自父方或母方,X染色体来自父方
D.常染色体随机来自父方或母方,Y染色体来自父方
(9)如图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是_______。
A.a、b都是减数分裂
B.基因重组主要是通过c来实现的
C.b和a的主要差异之一是同源染色体的联会
D.d和b都是减数分裂
24. 棉花是我国的重要经济作物。图1为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象。“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子(如图中“☆”标注),该假配子可与正常的雌配子发生“假受精”,并发育为单倍体(染色体数记作n)后代。
(1)棉花花粉母细胞正常减数分裂后期Ⅱ以及末期Ⅱ过程中,保证配子染色体数目是母细胞的一半的结构变化有___________。(多选)
A、同源染色体分离 B、染色体解螺旋成染色质 C、着丝粒分裂,染色体移向细胞两极 D、形成细胞板,细胞一分为二
(2)上图中异常后期Ⅱ的箭头所示为一些分离滞后的染色体,这些染色体最终消减,没有进入配子的核中。由此可推断,该异常后期细胞最终产生的配子中染色体的数目为___________。(单选)
A、n B、0~n C、0~2n D、n~2n
一种二倍体(染色体数目为2n)棉花的12号同源染色体上有两对基因G/g和N/n分别控制有无腺体和有无短绒两对性状,育种者选用有腺体无短绒(ggNN)的父本和无腺体有短绒的母本(GGnn)进行杂交育种。
(3)棉花为两性花,即一朵花中既有雄蕊又有雌蕊。在选取杂交所用的母本时,需要进行的处理是___________。
(4)以该对亲本杂交为例,下列基因的遗传遵循“基因的分离定律”的有___________。(多选)
A、父本的g和N B、母本的G和n C、父本的N和N D、母本的n和n
(5)将上述亲本杂交获得的F1进行自交。已知,经“抑制剂X”的处理,F1产生的雄配子均为假配子,雌配子正常,获得的F2有四种表现型。由此推测___________。(多选)
A、母本12号同源染色体在减数分裂过程中发生交叉互换
B、G/g和N/n两对基因的遗传符合自由组合定律
C、F2四种表现型为:有腺体无短绒、无腺体有短绒、有腺体有短绒、无腺体无短绒
D、F2中染色体数目是正常棉花的一半
棉花的纤维有白色的和紫色的,植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系,现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交,结果见下表。颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示,下图是基因型AaBb植株的体细胞中两对基因与染色体的关系示意图。
组合序列
亲本杂交组合
子代的表现型及其植株数目
紫色不抗虫
白色不抗虫
1
紫色不抗虫×白色抗虫I
211
208
2
紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ
0
279
(6)根据上表和上图的信息判断,关于棉花两对相对性状的说法正确的是___________。(多选)
A、白色对紫色是显性,不抗虫对抗虫是显性
B、杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是Aabb
C、两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBb
D、两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与上图细胞一致
(7)表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中,不会出现下列几种情况中的___________。(编号选填)
25. 阅读材料,回答下列问题:
减数分裂
减数分裂对保证生物前后代染色体数目的恒定有极大的意义。试想一下,如果配子的形成方式与体细胞的增殖一样通过有丝分裂形成,结果会怎样?
(1)观察下列图片写出各图片属于分裂时期
①号细胞属于__________分裂_____期;②号细胞属于____________分裂_____期
③号细胞属于__________分裂_____期;④号细胞属于____________分裂_____期
(2)下列内容中,与减数第一次分裂相对应的变化顺序是( )
①DNA复制②同源染色体分离③着丝点分裂
④同源染色体交叉互换⑤同源染色体联会
A.①⑤④② B.①④②⑤ C.①③② D.③②④⑤
(3)下图1表示某动物卵细胞形成过程,图2、3表示卵细胞形成过程中某阶段的细胞。请据图回答:
①图1中细胞Ⅱ的名称是________,细胞Ⅲ的名称是________,细胞Ⅳ中有________对同源染色体。
②图2表示________分裂________期,此时细胞内有________条染色单体,该细胞的子细胞名称是________。
③图1中有可能观察到图3所示时期的细胞的是________(用①、②、③表示),图3同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生________。此时细胞内DNA为________个。
26. 近些年,研究人员在卵原细胞减数分裂研究中有一些新发现,如图1所示。经过对大量样本的统计研究发现了染色体的分配规律,如图2所示(注:MⅠ表示减数第一次分裂,MⅡ表示减数第二次分裂)。
(1)卵原细胞的增殖方式是( )
A.无丝分裂 B.有丝分裂 C.减数分裂 D.受精作用
(2)要观察减数分裂过程中染色体的行为,通常要将染色体染色,请举出一种能将染色体染色的染色剂:________。
(3)某同学绘制了基因型为AaBb的生物产生ab卵细胞的减数分裂各期示意图,其中应包含( )
(4)一个基因型为AaTt的卵原细胞,在减数分裂过程中,由于染色体分配紊乱,产生了一个AaT的卵细胞,则另外三个第二极体的基因型分别是( )
A.aT,t,t B.T,at,t C.AT,at,t D.AaT,t,t
(5)若图1中卵原细胞的一条染色体的DNA分子已经被15N标记,正常情况下,该细胞形成的4个成熟生殖细胞中含15N标记的情况是_________。
(6)图1的初级卵母细胞在中期I的时候,核DNA数:染色单体数:染色体数=______。
(7)与有丝分裂相比,“逆反”减数分裂的MⅠ的特点是__________;与正常减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体行为变化的特点是________________________。
(8)结合图1和图2写出“逆反”减数分裂提高配子变异的三种途径:_______________。
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