第07讲 细胞的生命历程(3大核心+分层专练)(上海专用)2027年高考生物一轮复习讲练测
2026-07-23
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3份
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109页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 细胞的生命历程 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.77 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-30 |
| 作者 | 快乐宝莉 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58943350.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“课标-考情-核心-分层”为逻辑链,构建“概念图谱+情境应用+素养提升”三维训练体系,突出细胞生命历程知识网络与上海等级考命题特色的深度融合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|课标考情|4大考情特征+4类盲区分析|考情归因法/易混对比法|从课标要求(2.3.1-3.3.3)到考情落地,构建“概念-情境-综合”命题逻辑|
|核心速记|3大核心+6大图表|口诀记忆法(如“水少酶降色素积”)/模型建构法(三曲线/分裂模式图)|以细胞周期为基础,分化/衰老/凋亡为进阶,癌变作为异常案例的生命历程主线|
|分层专练|基础31题/情境12题/素养5题|实验流程标准化(解离-漂洗-染色-制片)/情境转化法(CAR-T/端粒学说)|从基础判断(细胞周期阶段)到情境分析(槲皮素抗癌机制)再到素养探究(iPSC伦理)的能力梯度|
内容正文:
第07讲 细胞的生命历程
(上海专用)
第1部分 课标导向·考情分析
第2部分 三大核心·主干速记
核心1 细胞周期与有丝分裂
核心2 细胞分化、全能性与癌变
核心3 细胞衰老、凋亡与坏死
第3部分 分层专练·靶向攻关
基础通关 & 情境应用 & 素养提升
课标导向·考情分析
课标要求
本讲对应《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》必修课程模块1“分子与细胞”中概念2.3(细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程)及概念1.3(细胞的多样性与统一性)下属的多个二级概念,并与选必2模块“遗传与进化”中概念3.1.4(细胞分化的本质是基因选择性表达)、概念3.3.3(基因突变可能导致细胞癌变)相承接:
课标
内容要求
本讲落点
2.3.1
描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性
核心1全部
2.3.2
说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体
核心2之一
2.3.3
描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程
核心3全部
3.1.4
细胞分化的本质是基因选择性表达的结果
核心2之二(与必修2衔接)
3.3.3
某些基因突变能导致细胞分裂失控,甚至发生癌变
核心2之三
1.3.1
细胞形态和功能多样,但都具有相似的基本结构
核心2引入(分化与多样性)
学科核心素养:
生命观念(结构与功能、稳态与平衡、信息观);
科学思维(有丝分裂各期模型、三曲线建模、凋亡vs坏死的批判性思维);
科学探究(观察根尖有丝分裂);
社会责任(肿瘤防治、干细胞治疗、老龄化)。
考情分析
依据《上海市高中生物学学科基本要求》及近三年上海等级考与各区一模、二模试题分析,本讲在上海等级考中的命题表现具有以下显著特征——
特征一 考点高频,多次复现——本讲是上海等级考与合格考的必考模块,年均4–8分,集中在:①有丝分裂各时期染色体行为与图像识别;②细胞周期长短分析;③细胞分化的本质(基因选择性表达)与全能性等级;④细胞癌变的“两类基因”与癌细胞特征;⑤细胞衰老五大特征与凋亡vs坏死的边界。
特征二 情境化命题成为主流——常见情境包括:肿瘤靶向治疗(CDK4/6抑制剂、EGFR、PD-1/PD-L1);干细胞与再生医学(造血干细胞、iPSC、间充质干细胞);植物组织培养;衰老相关疾病(骨关节炎、阿尔茨海默病、帕金森病);程序性死亡的生理意义(蝌蚪尾消失、趾间凋亡)。
特征三 跨章节综合性强——上海命题习惯把本讲与分子组成、细胞结构、代谢、遗传等内容串联综合,如:DNA复制→染色单体→分裂分配;中心体/细胞板→纺锤体/子细胞分隔;线粒体功能↓→ATP↓→酶活性↓→衰老。
特征四 图像识别与曲线分析占比高——常见图表:植物根尖压片显微镜图、动植物有丝分裂示意图、染色体/DNA/染色单体三曲线、凋亡vs坏死电镜对比图。
易混易错
新高三学生在本讲常见的四类典型问题——
盲区一 “有丝分裂各期染色体数与DNA数同步还是错位变化”的混淆
学生在画三曲线时常出错——间期:染色体数不变(2N),DNA数 2C→4C(S期复制),染色单体数 0→4N;前/中期:2N · 4C · 4N;后期着丝粒分裂:染色体数瞬间 2N→4N(与亲代相比加倍),DNA数仍4C,染色单体数 4N→0;末期:子细胞 2N · 2C · 0。
典型陷阱:①把“染色体数加倍”误判为“DNA数加倍”——后期DNA数不变;②把“S期DNA复制”误判为“染色体数加倍”——实际染色体数不变,是染色单体数从0→4N。
盲区二 “全能性等级排序”的误判
全能性 = 单个细胞发育成完整生物体的潜能,等级:受精卵 > 胚胎干细胞 > 成体干细胞 > 已分化细胞。
典型陷阱:①把“分化能力”等同于“全能性”——干细胞有分化能力但只有受精卵和植物体细胞具有真正全能性;②误以为“动物体细胞具有全能性”——动物体细胞在自然状态下不表现全能性,但其细胞核保留全套遗传信息(克隆羊“多莉”证明);③误以为红细胞分裂能力强——哺乳动物成熟红细胞无细胞核,既不能分裂也不能分化。
盲区三 “凋亡 vs 坏死”的本质区别
凋亡是主动、程序性、基因调控、需ATP、膜完整、无炎症、生理过程(蝌蚪尾消失、趾间凋亡);坏死是被动、非程序性、外因损伤、不需ATP、膜破裂、有炎症、病理过程(烧伤冻伤、心梗脑梗、糖尿病坏疽)。
盲区四 “癌变与衰老的区别”——同为细胞异常,方向相反
比较
细胞癌变
细胞衰老
分裂能力
失控增殖,无限分裂
分裂能力降低甚至丧失
代谢特征
代谢旺盛,糖酵解增强(瓦博格效应)
代谢减缓,酶活性下降
根本原因
原癌基因 + 抑癌基因突变
DNA损伤累积、端粒缩短、自由基损伤等
可逆性
早期可治疗,晚期不可逆
不可逆
提示:衰老虽是“自然规律”,癌变是“病理异常”;学生易混淆“衰老”和“凋亡”——衰老的细胞最终往往通过凋亡死亡,但二者不等同。
备考策略
1.图谱化——为有丝分裂“前/中/后/末”四个时期各画一张简笔图(含中心体/细胞板特征),并附“染色体数—DNA数—染色单体数”三曲线。
2.实验仪式化——将“观察根尖有丝分裂”实验五步流程(解离→漂洗→染色→制片→镜检)及关键试剂反复默背直至闭眼能写。
3.情境本土化——主动收集上海/长三角科技新闻(瑞金 CAR-T、中山干细胞临床试验、张江肿瘤靶向药企业),形成情境素材库。
4.对比口诀化——衰老五大特征:“水少、酶降、色素积、核增、膜通透差”;凋亡vs坏死:“凋自坏被、凋有序坏无序、凋无炎坏有炎”;全能性等级:“受精卵>胚胎干>成体干>已分化”;有丝分裂:“间期复制、前期成丝、中期赤排、后期分离、末期重组”。
三大核心·主干速记
核心1 细胞周期和有丝分裂
一、染色质与染色体:同一物质的两种存在形态
1.概念区分
状态
染色质
染色体
形态
细丝状
粗短的棒状/“X”形
出现时期
分裂间期、末期、不分裂时
分裂期(前、中、后)
组成
DNA + 蛋白质(主要为组蛋白)
DNA + 蛋白质(高度螺旋化)
染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的不同存在形式——通过“螺旋化—解旋”的相互转化,既便于分裂时染色体均分(粗短易分),又便于间期 DNA 复制和转录(伸展暴露)。
2.染色体的结构
每条染色体含 1 个着丝粒(centromere)——纺锤丝附着的位点。S期复制前:每条染色体含 1 个 DNA、0 条染色单体(细丝染色质);S期复制后→前/中期:每条染色体含 2 个 DNA、2 条姐妹染色单体(通过 1 个着丝粒相连,呈“X”形);后期着丝粒分裂后:姐妹染色单体分开→每条染色单体独立成为新染色体,染色体数瞬间加倍。
二、细胞周期(cell cycle)
1.定义与划分:细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程。划分为分裂间期(G期)+ 分裂期(M期);间期约占 90%–95%,分裂期约占 5%–10%。
2.间期的三个阶段(重点)
代号
主要事件
G1
大量合成 RNA 与蛋白质,细胞体积显著增大(2N · 2C)
S
DNA半保留复制;组蛋白合成;每条染色体由 1 条 DNA→ 含 2 条姐妹染色单体(2N,2C→4C)
G2
合成与分裂有关的蛋白质(如纺锤丝蛋白、CDK 等);细胞继续生长(2N · 4C · 4N)
间期是分裂期的“物质储备阶段”:复制好两套 DNA、合成好分裂所需酶和蛋白、储备好能量——所有这一切都是为分裂期“染色体的精确分配”做准备。
3. 细胞周期长短的差异
胚胎细胞、酵母数十分钟;洋葱根尖分生区细胞约 24 h;人消化道上皮细胞约 10 h;部分体细胞可达一年至数年。细胞周期长短差异主要来自间期长度的不同;分裂期持续时间相对恒定。
三、有丝分裂的四个时期(重点)
1.动物细胞有丝分裂各期特征
时期
主要事件
关键结构
染色体数·DNA数·染色单体数
前期
染色质螺旋化形成染色体;核膜、核仁逐渐消失;中心体移向两极并发出星射线,形成纺锤体
染色体、纺锤体
2N · 4C · 4N
中期
所有染色体的着丝粒整齐排列在赤道面上;染色体形态最清晰、数目最容易观察
赤道面(无实体结构)
2N · 4C · 4N
后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体在纺锤丝牵引下分别向两极移动;细胞变长
移向两极的子染色体
4N · 4C · 0
末期
染色体到达两极并解旋为染色质;核膜、核仁重新出现;纺锤体消失;细胞质分裂(动物质膜向内凹陷)
重新形成的核膜核仁、收缩环
2N · 2C · 0(每个子细胞)
2.动植物细胞有丝分裂的差异(高频考点)
比较项
动物细胞
植物细胞
前期:纺锤体形成方式
由中心体发出星射线形成
无中心体,由细胞两极直接发出纺锤丝
末期:细胞质分裂方式
细胞质膜向内凹陷(收缩环)
赤道面出现细胞板(由高尔基体小泡融合形成)→ 横向扩展形成新细胞壁
3.有丝分裂全过程的染色体、DNA、染色单体数量变化(以 2N 染色体的亲代为例)
DNA数:S期 2C → 4C(加倍);末期 4C → 2C(减半)
染色体数:只在后期因着丝粒分裂而 2N → 4N(瞬时加倍);末期 4N → 2N(减半) - 染色单体数:S期 0 → 4N(出现);后期 4N → 0(消失)
四、有丝分裂的生物学意义
①保证遗传信息的精确传递——亲代细胞通过 DNA 复制(间期)+ 染色体均分(分裂期)使两个子细胞遗传信息与亲代完全相同;
②保证多细胞生物体的生长——增加细胞数目,维持组织、器官功能;
③保证组织更新与损伤修复——分裂旺盛的细胞(皮肤表皮、肠上皮、骨髓造血干细胞)持续进行有丝分裂补充凋亡细胞。
五、细胞分裂的其他方式(简要了解)
方式
适用对象
主要特征
有丝分裂
真核生物体细胞
染色体行为有序,遗传信息精确均分(主要)
无丝分裂
原生动物(如草履虫)、蛙红细胞、肝细胞等
无染色体出现、无纺锤体形成,细胞核直接拉长一分为二,速度快
减数分裂
进行有性生殖的生物的生殖细胞(精/卵细胞)
染色体复制一次、细胞分裂两次,子细胞染色体数减半。详见必修2
二分裂
原核生物(细菌、蓝细菌等)
拟核 DNA 复制后细胞直接一分为二,无纺锤体,无染色体
原核生物不进行有丝分裂(无染色体、无纺锤体)——细菌通过“二分裂”增殖;草履虫等真核单细胞生物可进行“无丝分裂”。
六、探究·实验 5-1 观察植物根尖细胞有丝分裂
1.材料与试剂:洋葱、大蒜或吊兰根尖(分生区分裂旺盛);15%盐酸+95%酒精(1∶1解离液)、蒸馏水、醋酸洋红或0.2%龙胆紫染液(碱性染料)。
2.实验流程(5步法)
步骤
操作
①解离
室温下浸入解离液 3–5 min(盐酸溶解细胞间质,酒精固定细胞)
②漂洗
蒸馏水漂洗 10 min(去除残留盐酸,避免影响染色)
③染色
滴加染液 1–2 min(碱性染料与DNA结合,使染色体着色)
④制片
加盖玻片→放吸水纸→拇指垂直按压(不可扭转),细胞分散成单层
⑤镜检
先低倍找分生区(细胞紧密近方形)→再换高倍观察
3.易错点强调:
①观察的是死细胞(已固定)——不能看到分裂动态过程,只能看到“被定格”的细胞;
②同视野不同细胞处于不同时期是因为它们不同步;
③染色体数目最容易观察的时期是中期(着丝粒赤道面排列,形态最清晰)。
核心2 细胞分化、细胞全能性与细胞癌变
一、细胞分化(cell differentiation)
1.概念:同一来源的细胞逐渐发生形态结构和生理功能上的差异化,这个过程称为细胞分化。
2.分化的本质——基因的选择性表达
受精卵分化成各种细胞,遗传信息相同(都拥有全套基因组),但基因表达情况不同——红细胞表达血红蛋白基因→合成血红蛋白 - 肌细胞表达肌动蛋白基因→合成肌动蛋白
胰岛β细胞表达胰岛素基因→合成胰岛素
分化的实质是基因的选择性表达——决定了“同源细胞为何走向不同命运”。
3.分化的特点:
①持久性——贯穿生物个体发育全过程;
②稳定性——自然状态下分化稳定、不可逆(分化终端细胞不变回未分化状态);
③普遍性——几乎所有多细胞生物都存在分化;
④不可逆——一般不可逆,但植物细胞和iPSC可在人工条件下逆转(脱分化)。
强调:分化与有丝分裂的关系——有丝分裂使细胞数目增加(量变);分化使细胞种类多样化(质变)。有丝分裂是分化的基础——先分裂产生足够多的细胞,才能通过基因选择性表达走向不同分化方向。
二、细胞全能性(totipotency)
1. 概念 :若单个细胞能够发育形成完整的生物体,我们称这种细胞具有全能性。
2. 全能性的等级(重点)
受精卵(最高,全能) > 胚胎干细胞(多能) > 成体干细胞(专能,如造血干细胞)> 已分化细胞(红细胞、神经细胞、表皮细胞等)
3.全能性的技术及案例:
①植物组织培养(愈伤组织→新植株)——植物体细胞具有全能性,通过脱分化→再分化形成完整植株;
②动物克隆(克隆羊“多莉”)——动物细胞核保留全套遗传信息,但体细胞自身在自然状态下不表现全能性,需核移植技术;
③iPSC诱导多能干细胞——人工诱导(导入4个转录因子)使已分化体细胞逆向恢复多能性。
4. 植物组织培养的应用
农业(快速繁殖优良品种、脱毒苗、转基因育种);工业(次生代谢产物如紫杉醇、人参皂苷);科研(细胞分化机制研究)。
三、干细胞(stem cell)
1.定义:体内一类具有自我更新能力(分裂产生与自己相同的子代)和分化潜能(可分化为多种细胞)的细胞。
2.分类:①胚胎干细胞(ES cell)——多能性,来源于早期胚胎内细胞团;②成体干细胞——专能性,如骨髓造血干细胞→血液系统各类细胞、皮肤干细胞→皮肤表皮;③诱导多能干细胞(iPSC)——多能性,来源于已分化体细胞,导入特定转录因子诱导。
3.干细胞治疗的应用:造血干细胞移植治疗白血病(1968年首例骨髓移植);iPSC用于神经退行性疾病研究;间充质干细胞用于韧带损伤、关节炎修复。
四、细胞癌变(cancer/tumor)
1.概念: 正常细胞在某些致癌因素作用下,基因发生突变,细胞分裂失控,形态结构发生显著变化,转变成不受机体控制的、可无限增殖的细胞——这一过程称为细胞癌变。
2.癌变的根本原因——两类基因突变
基因
功能
异常状态
原癌基因
正常时调控细胞正常增殖与生长
突变后过度活化,促进细胞无限增殖
抑癌基因
正常时抑制细胞过度增殖、促进凋亡
突变后功能丧失,无法刹车
癌变是“油门坏了 + 刹车也坏了”——多基因突变累积导致的失控。这就是为什么癌症往往与年龄、长期暴露于致癌因素相关——基因突变需要时间积累。
3. 致癌因素:
①物理——紫外线、X射线、γ射线(核辐射);
②化学——黄曲霉毒素(霉变花生)、亚硝胺(腌制食品)、3,4-苯并芘(烧烤)、乙醛(饮酒脸红);
③病毒——EB病毒(鼻咽癌)、HPV(宫颈癌)、HBV/HCV(肝癌)。
提示:上海2025静安区试题以“乙醛与DNA鸟嘌呤结合诱发突变”为情境考查癌变机制,答案要点——乙醛导致DNA损伤、修复时碱基配对错误→基因突变→癌变风险升高。
4. 癌细胞的六大特征:
①无限增殖(失去接触抑制,体外可无限传代如HeLa细胞);
②形态结构显著改变;
③质膜糖蛋白减少→贴壁性降低、易转移扩散;
④代谢异常(糖酵解增强,瓦博格效应);
⑤逃避凋亡(p53突变后受损细胞不再启动凋亡);
⑥诱导血管新生(为肿瘤提供血液供应)。
5. 靶向治疗的科学基础(前沿):
EGFR靶向药(吉非替尼,针对肺癌/结直肠癌过表达EGFR);
CDK4/6抑制剂(2015年首个上市,针对乳腺癌过度活化CDK4/6,阻止细胞进入S期);PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂(解除癌细胞“免疫逃逸”);
CAR-T细胞疗法(已用于血液系统肿瘤)。
核心3 细胞衰老、细胞凋亡与细胞坏死
一、细胞衰老(cell aging)
1.概念
在细胞的生命周期里,当其分化成熟后,分裂能力逐步降低甚至丧失,形态结构和功能发生一系列退行性变化——这便是细胞衰老。
2.衰老的五大特征(口诀:“水少、酶降、色素积、核增、膜通透差”)
1 “水少”——细胞内自由水含量减少,新陈代谢减慢(皮肤干燥、皱纹增多)
2 “酶降”——多种酶活性降低(呼吸酶↓→代谢减缓;酪氨酸酶↓→头发变白)
3 “色素积”——细胞内色素沉积(如老年斑/脂褐素),影响正常生理活动
4 “核增”——细胞核体积增大,染色质变深,核仁萎缩,核内DNA转录活性下降
5 “膜通透差”——细胞质膜通透性改变,物质运输功能降低,膜流动性减小
3.衰老的机制学说(了解):DNA损伤累积学说、端粒缩短学说(Hayflick极限)、自由基学说、遗传程序学说(p16/p21等衰老相关基因激活)。
4.细胞衰老与个体衰老的关系——个体衰老主要由组成它的细胞衰老所致,但二者不完全同步;儿童、青少年体内也存在衰老细胞(如皮肤角质层脱落、红细胞每120天更新);衰老是正常的生理过程,不可避免、不可逆转,可通过健康生活方式延缓。
二、细胞凋亡(apoptosis)
1.概念:由基因决定的、细胞主动结束生命的过程——又称程序性死亡(PCD)。
2.凋亡的三大生理意义
①塑造个体形态——蝌蚪发育为成蛙时尾部凋亡消失;胚胎发育中手指/趾间细胞凋亡形成分开的五指;
②清除衰老/损伤/异常细胞——红细胞寿命120天后凋亡;受损或感染病毒的细胞凋亡防止扩散;
③维持组织器官稳态——免疫系统“自身反应性T细胞”在胸腺中凋亡(阴性选择),避免攻击自身。
3.凋亡的形态学特征(电镜下):细胞皱缩、染色质聚集、DNA被特异性核酸内切酶切割为片段;细胞质膜向内凹陷形成多个凋亡小体;凋亡小体被邻近吞噬细胞识别并吞噬——不引起炎症反应。
三、细胞坏死(necrosis)
1.概念:细胞遭受极端外界因素(物理、化学、生物损伤)刺激后被动死亡的现象。
2.典型情境:烧伤、冻伤导致大面积坏死;缺血缺氧(脑梗、心梗);糖尿病坏疽;强毒物质(重金属、有机溶剂)直接破坏。
3.形态学特征:细胞肿胀、破裂;内容物外溢至细胞外;引起周围组织炎症反应——可能造成继发性损伤。
四、凋亡 vs 坏死的本质区别(重点对比)
比较项
细胞凋亡
细胞坏死
触发/性质
内源性、主动、程序性
外源性、被动、非程序性
能量需求
需要ATP
不需要ATP
形态
皱缩、形成凋亡小体(膜完整)
肿胀、膜破裂、内容物外溢
染色质
浓缩、规则片段化
散乱、随机断裂
炎症反应
无
有
对机体
有益(正常生理)
有害(病理)
五、细胞自噬(autophagy,沪科版“广角镜”延伸)
自噬:细胞将自身没有功能或衰老的内部结构(如老化线粒体、错误折叠蛋白)包裹在膜泡(自噬体)中,运送至溶酶体(动物)或液泡(植物)进行降解、回收的过程。
意义:正常情况下清除“垃圾”、循环利用细胞组分;应激条件下(饥饿、感染)为细胞提供原料与能量;异常自噬与癌症、神经退行性疾病(帕金森病、阿尔茨海默病)密切相关。日本科学家大隅良典因发现细胞自噬机制获 2016 年诺贝尔生理学或医学奖。
分层专练·靶向攻关
基础通关
1.(25-26高一下·上海·阶段检测)根据所学知识回答问题。
(1)下图ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A.a阶段DNA发生复制
B.b阶段中发生着丝粒的断裂
C.c阶段中发生染色体的复制
D.d阶段发生中心体的复制
(2)研究人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列有关叙述正确的是_____(单选)。
A.该蛋白质可能是由核仁合成的一种水解酶
B.该蛋白质对细胞周期的进程具有促进作用
C.抑制该蛋白质可促进细胞核核膜的解体
D.衰老的细胞中该蛋白质的合成速率变快
(3)根据细胞DNA含量不同,将一类连续增殖的细胞分成三组,每组的细胞数如图1。从图1中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数增多
B.乙组细胞正进行着丝粒的分裂
C.甲、乙、丙细胞都可能处于分裂间期
D.丙组中的细胞染色体数不一定相同
细胞周期检查点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制,是一类负反馈调节机制:当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。图2所示为细胞周期简图及相应检验点位置(字母表示时期),图3所示为细胞周期中的若干细胞图像。
(4)图2中,检验点5的作用为检验纺锤体是否组装完成,由此可推测B时期为细胞周期中的_____(单选)。
A.G1期 B.S期 C.G2期 D.M期
(5)D时期所发生的主要物质变化是_____(单选)。
A.合成与DNA复制有关的酶 B.DNA的精确复制
C.合成组成纺锤丝的蛋白质 D.DNA的平均分配
(6)图3细胞进行有丝分裂正确的顺序______(编号排序)。
(7)图3细胞中含有染色单体的细胞是______(多选)。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(8)胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA合成,检验点2的作用是检验细胞中未复制的DNA是否受到损伤,用TdR作用于处于细胞周期中的细胞后,该细胞能否通过检验点2:_____(A能/B不能)。
【答案】(1)ABC
(2)B
(3)ACD
(4)D
(5)B
(6)①③⑤④②⑥
(7)BD
(8)B
【详解】(1)A、图中ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期,一个细胞周期包括分裂期和分裂间期,且分裂间期占据的时间长,因而a阶段为分裂间期,此时细胞中发生DNA发生复制和有关蛋白质的合成,A正确;
B、b阶段持续时间较短,为分裂期,其中发生会着丝粒分裂,B正确;
C、c阶段处于分裂间期,此时细胞中发生DNA复制,也叫染色体的复制,C正确;
D、d阶段为分裂期,中心体的复制发生在分裂间期,D错误。
故选ABC。
(2)A、水解酶是由核糖体合成的,A错误;
B、该蛋白质能促使核仁解体,因而其对细胞周期的进程具有促进作用,B正确;
C、核膜、核仁解体发生在分裂前期,若抑制该蛋白质可抑制细胞核核膜的解体,C错误;
D、衰老的细胞中多种酶活性下降,据此推测,该蛋白质的合成速率变慢,D错误。
故选B。
(3)A、将周期阻断在DNA复制前则细胞无法完成DNA复制过程,因而会导致甲组细胞数增多,A正确;
B、乙组细胞正进行DNA复制和有关蛋白质合成,B错误;
C、分裂间期包括G1期(DNA复制前的准备)、S期(DNA复制过程)和G2期(DNA复制后进入分裂期前的准备),其中DNA的数目依次为2C、2C~4C、4C,据此可知甲、乙、丙细胞都可能处于分裂间期,C正确;
D、丙组中的细胞染色体数不一定相同,如处于有丝分裂前、中期的细胞中染色体数目为正常体细胞中染色体数目,而有丝分裂后期的细胞中染色体数目是体细胞中的两倍,D正确。
故选ACD。
(4)纺锤体组装发生在分裂期(M期),检验点5检验纺锤体是否组装完成,说明B时期为M期,D正确。
故选D。
(5)细胞周期间期顺序为G1期→S期→G2期,G1合成DNA复制相关酶,S期进行DNA复制,G2合成纺锤体相关蛋白,分裂期完成DNA平均分配。根据题4可知,B时期为M期,因而D为S期,主要变化是DNA精确复制,B正确。
故选B。
(6)植物有丝分裂顺序:①(间期,染色质状态,细胞核完整)→③(前期,染色质螺旋为染色体)→⑤(中期,染色体排列在赤道板)→④(后期,姐妹染色单体分离移向两极)→②(末期,染色体到达两极,开始形成细胞板)→⑥(末期结束,细胞板形成,两个子细胞核形成),因此顺序为①③⑤④②⑥。
(7)图3细胞中含有染色单体的细胞是③(有丝分裂前期)、⑤有丝分裂中期,这两个时期的细胞中每条染色体含有两个染色单体,BD正确。
故选BD。
(8)TdR抑制DNA合成,DNA复制受阻,存在未复制的异常DNA,检验点2的作用是检验细胞中未复制的DNA是否受到损伤,因此用TdR作用于处于细胞周期中的细胞后,该细胞不能通过检验点2,B符合题意。
故选B。
2.(23-24高一下·上海·期末)用显微镜观察有丝分裂临时装片,错误的是( )
A.大部分细胞处于间期
B.观察到某细胞分裂的整个过程
C.临时装片制备顺序:固定解离漂洗染色压片
D.观察染色体数目选处于分裂中期细胞
【答案】B
【详解】A、用显微镜观察有丝分裂临时装片,发现大部分细胞处于间期,这是因为细胞周期中分裂间期的时长占90~95%,A正确;
B、解离过程导致细胞死亡,所以无法观察到某细胞分裂的整个过程,B错误;
C、临时装片制备顺序为:解离→漂洗→染色→制片,解离过程中也包含固定过程,制片过程中包含压片步骤,C正确;
D、观察染色体数目选处于分裂中期细胞,因为此时细胞中染色体形态固定、数目清晰,便于观察,D正确。
3.(23-24高一下·上海·期末)下图a →d表示连续分裂细胞的两个细胞周期,能正确表示一个细胞周期的是( )
A.a为一个细胞周期 B.b为一个细胞周期
C.a和b为一个细胞周期 D.b和c 为一个细胞周期
【答案】C
【详解】细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂结束开始到下次分裂结束为止,一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。分裂间期在细胞周期中所占比例较大,分裂期所占比例较小。据图可知,a+b或c+d均可表示一个细胞周期,C正确。
4.(2025高一上·上海·专题练习)苦荞麦中含有的槲皮素具有较高的药用价值。下表为处于G1、S和G2+M期细胞数目的比例,其中处理组为槲皮素处理某胃癌细胞系24h,未处理组为对照。
组别
G1细胞的比例
S细胞的比例
G2+M细胞的比例
未处理组
(41.36±1.39)%
(44.07±2.37)%
(14.57±0.93)%
处理组
(32.53±2.23)%
(31.24±1.14)%
(36.22±2.84)%
据表推测,槲皮素可将该胃癌细胞的分裂阻断在_____,从而抑制其增殖。
A.G1期 B.G0期 C.S期 D.G2或M期
【答案】D
【详解】A、G1期比例从(41.36±1.39)%降至(32.53±2.23)%,比例下降,说明细胞未在G1期积累,A不符合题意;
B、G0期为静息期,不在细胞周期活跃阶段,且表中数据未涉及G0期比例变化,无法推断阻断在此期,B不符合题意;
C、S期比例从(44.07±2.37)%降至(31.24±1.14)%,比例下降,说明细胞未在S期积累,C不符合题意;
D、G2+M期比例从(14.57±0.93)%升至(36.22±2.84)%,显著增加,表明细胞在G2期或M期积累,槲皮素阻断细胞从此阶段进入后续分裂,D符合题意。
故选D。
5.(25-26高一上·上海·阶段检测)CDK2与cyclinE为调控细胞周期的蛋白,两者结合后形成的复合物可以促进细胞进入下一时期。科研人员检测了两品系家蚕丝腺细胞内复制阶段时CDK2、cyclinE及其复合物的含量,结果如图1;并用流式细胞术检测了两品系家蚕所有丝腺细胞不同时期的细胞数量百分比,结果如图2.
(1)据图1、图2分析,CDK2-cyclinE复合物应作用于________【编号选填】
A.G1/S检查点 B.S/G2检查点
(2)结合题图及所学知识,阐释BmE2F1基因使家蚕大量吐丝而结茧的生理机制:________
(3)为使上述研究更加严谨,还需培育另一品系的家蚕进行对照实验,该品系家蚕应具有的特点(分子水平)是________。
【答案】(1)B
(2)BmE2F1基因促进CDK2与cyclinE结合形成复合物,推动细胞通过S/G2检查点,加速细胞周期进程,促进丝腺细胞分裂增殖,增加丝蛋白合成,从而使家蚕大量吐丝结茧
(3)不表达BmE2F1基因(或BmE2F1基因敲除)
【分析】细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为间期与分裂期两个阶段。 生命是从一代向下一代传递的连续过程,因此是一个不断更新、不断从头开始的过程。细胞的生命开始于产生它的母细胞的分裂, 结束于它的子细胞的形成,或是细胞的自身死亡。通常将子细胞形成作为一次细胞分裂结束的标志,细胞周期是指从一次细胞分裂形成子细胞开始到下一次细胞分裂形成子细胞为止所经历的过程。在这一过程中,细胞的遗传物质复制并均等地分配给两个子细胞。
【详解】(1)细胞周期中,S期为DNA复制期,S/G2检查点是细胞从S期进入G2期的调控点。结合图 1(CDK2-cyclinE复合物在复制阶段的含量变化)和图 2(细胞周期各时期的分布),该复合物促进细胞从S期进入G2期,因此作用于S/G2检查点。
故选B。
(2)BmE2F1 基因通过促进CDK2与cyclinE的结合,形成CDK2-cyclinE复合物;该复合物推动细胞通过S/G2检查点,加速细胞周期进程,促进丝腺细胞的分裂与增殖,进而增加丝蛋白的合成,最终使家蚕大量吐丝结茧。
(3)为保证实验严谨性,对照品系应在分子水平上不表达 BmE2F1 基因(或BmE2F1基因敲除),以此排除其他基因的干扰,明确BmE2F1的特异性作用。
6.(24-25高一下·上海青浦·期末)为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。
(1)据图可知,一个细胞周期所经历的时期依次是__________(用图中字母和箭头表示)。
(2)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是__________。
(3)下列细胞中,有细胞周期的是__________。(编号选填)①根尖成熟区细胞 ②洋葱表皮细胞 ③神经细胞 ④癌细胞 ⑤干细胞
(4)细胞癌变与细胞周期调控异常有关。为了治疗癌症,常采用的方法主要有两种:DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成,主要激活检验点______,将癌细胞阻滞在S期;后者抑制纺锤体的形成,主要激活检验点________,使癌细胞停滞于中期。
【答案】(1)G1→S→G2→M期
(2)染色体数目不变,核DNA数目加倍
(3)④⑤
(4) 2 4
【分析】细胞周期中的检验点有五个,检验点1主要检验DNA是否损伤,细胞外环境是否适宜,细胞体积是否足够大;检验点2主要检查DNA复制是否完成;检验点3主要是检验DNA是否损伤,细胞体积是否足够大;检验点4主要检验纺锤体组装完成,着丝点是否正确连接到纺锤体上;检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。
【详解】(1)一个细胞周期包括分裂间期和分裂期,依次经过G1→S→G2→M期。
(2)G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成,其每条染色体含有两条染色单体,每个染色单体含有一个DNA,染色体数目不变,DNA加倍。
(3)①根尖成熟区细胞是高度分化的细胞,不再分裂,无细胞周期,①不符合题意;
②洋葱表皮细胞是高度分化的细胞,不再分裂,无细胞周期,②不符合题意;
③神经细胞是高度分化的细胞,不再分裂,无细胞周期,③不符合题意;
④癌细胞可以无限增殖,具有细胞周期,④符合题意;
⑤干细胞可以连续分裂,具有细胞周期,⑤符合题意。
故选④⑤。
(4)DNA合成阻断法是用药物特异性抑制癌细胞的DNA合成,主要激活检验点2,将癌细胞阻断在S期;分裂中期阻断法可用秋水仙素抑制纺锤体的形成,染色体不能移向两极,故主要激活检验点4,使癌细胞停滞于中期。
7.(24-25高一下·上海青浦·期末)如图所示,甲图表示洋葱根尖的结构示意图,乙图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,丙图表示细胞有丝分裂各阶段一个细胞核中DNA含量的变化(a表示分裂间期)。
(1)比较甲图中洋葱根尖的①和③区域,分析造成①和③细胞形态结构不同的根本原因是_____。
(2)为了更好地观察洋葱根尖细胞分裂过程中染色体的形态变化,可选取____(选填“①”“②”或“③”)区域的细胞制作临时装片。
(3)制作上述临时装片的操作步骤具体是解离→__________→染色→制片。
(4)乙图中,⑤→⑥过程中染色质变染色体,请说出染色质和染色体的关系_____。
(5)乙图中⑤→⑥过程发生在丙图b阶段的_____期。
【答案】(1)基因的选择性表达
(2)③
(3)漂洗
(4)同种物质在不同时期的不同存在状态
(5)前
【分析】甲图中①是根毛区细胞,含有大液泡;②是伸长区细胞;③是分生区细胞,分裂能力旺盛;
乙图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,④→⑤表示间期染色体的复制;⑤→⑥表示前期染色体的出现;
丙图表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA的含量变化,其中a表示间期期,b表示有丝分裂的前、中、后期、末期,c表示分裂结束形成的子细胞。
【详解】(1)甲图中①和③区域细胞形态结构不同是细胞分化的结果,其根本原因是基因的选择性表达。
(2)甲图中,只有③分生区细胞分裂旺盛,应该选择该区域观察染色体的数目变化。
(3)制作装片的过程,先用解离液对根尖进行解离处理,再用清水进行漂洗,洗去多余的解离液,然后用醋酸洋红染液对染色体进行染色,制片。
(4)染色体和染色质是同种物质在不同时期的不同存在状态。
(5)⑤→⑥表示前期染色体的出现。
8.(24-25高一上·上海闵行·期中)在一个细胞周期中,最可能发生在同一时期的是( )
A.着丝点的分裂和细胞质的分裂
B.细胞板的出现和纺锤体的出现
C.染色体复制和中心粒复制
D.染色体数加倍和染色单体形成
【答案】C
【分析】有丝分裂过程:
1、间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,出现染色单体;
2、前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
3、中期:染色体形态固定、数目清晰;
4、后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
5、末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、着丝点分裂发生在有丝分裂后期,而细胞质的分裂发生在有丝分裂末期,A错误;
B、细胞板的出现发生在末期,而纺锤体的出现发生在前期,B错误;
C、染色体复制和中心粒复制都发生在间期,C正确;
D、染色体数加倍发生在有丝分裂后期,而染色单体形成发生在间期,D错误。
故选C。
9.(24-25高二上·上海·期中)根据所学知识,完成下列题目:
(1)图为细胞有丝分裂一个细胞周期所用时间,下列说法正确的是( )
①甲→乙的过程表示分裂间期②乙→甲的过程表示分裂期③一个细胞周期是指甲→甲的全过程④一个细胞周期是指乙→乙的全过程
A.①②③ B.①②④ C.③ D.④
在受精卵发育成完整个体的过程中染色体会发生下图中的变化
(2)染色质状态是上图中的_________(写出一个即可)。
下图为植物有丝分裂示意图。据图回答下列问题。
(3)用图中字母和箭头排出植物细胞有丝分裂各时期的先后顺序:_______。
(4)B时期哪些结构发生了什么样的变化( )
A.核膜核仁消失,出现染色体纺锤体
B.核膜核仁出现,染色体和纺锤体消失
C.着丝粒分裂,染色体数目翻倍,染色体被纺锤丝均匀地分向两极
D.染色体形态固定,数目清晰可见,均匀地排布在赤道面上
(5)E时期细胞中有几个染色体( )
A.6 B.12 C.0 D.4
(6)E时期细胞中有几条DNA( )
A.6 B.12 C.0 D.4
(7)E时期细胞中有几个染色单体( )
A.6 B.12 C.0 D.4
(8)动物细胞与植物细胞有丝分裂的主要不同点在于________(写出一个即可)。
(9)有丝分裂过程中是如何保持亲代细胞与子代细胞之间的遗传稳定性_________和________。
【答案】(1)D
(2)①或者⑤
(3)C→A→E→B→D
(4)C
(5)A
(6)B
(7)B
(8)植物细胞由两极发出纺锤丝,动物细胞由中心体发出的纺锤丝;植物细胞分裂末期细胞中央生成细胞板,向两侧延伸,动物细胞末期向内缢成两个子细胞
(9) 染色体正确复制 染色体平均分配
【分析】细胞周期是指一次分裂完成到下一次分裂完成所用的时间,包括持续时间较长的分裂间期和持续时间较短的分裂期。
【详解】(1)①甲→乙的过程表示分裂期,①错误;
②乙→甲的过程表示分裂间期,②错误;
③④一个细胞周期是指乙→乙的全过程,③错误、④正确;
综上所述④正确,即D正确。
故选D。
(2)染色质呈丝状,染色体由染色质丝螺旋缠绕,逐渐缩短变粗形成,故图中①⑤是染色质,②③④是染色体。
(3)分析图A,染色体散乱的分布在细胞中,处于有丝分裂前期;分析图B,着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极,处于有丝分裂后期;分析图C,该细胞处于分裂间期;分析图D,一个细胞形成两个子细胞,处于有丝分裂末期;分析图E,染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,处于有丝分裂中期;故植物细胞有丝分裂各时期的先后顺序C→A→E→B→D。
(4)分析图B,着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,染色体数目翻倍,纺锤丝牵引分别移向两极,处于有丝分裂后期,C正确。
故选C。
(5)分析图E,该细胞含有6条染色体,A正确。
故选A。
(6)分析图E,该细胞含有6条染色体,每条染色体上有2条染色单体,有2个DNA分子,故该细胞含有12个DNA分子,B正确。
故选B。
(7)分析图E,该细胞含有6条染色体,每条染色体上有2条染色单体,故该细胞含有12个染色单体,B正确。
故选B。
(8)动物细胞与植物细胞有丝分裂的主要不同点在于植物细胞由两极发出纺锤丝,动物细胞由中心体发出纺锤丝;植物细胞分裂末期细胞中央生成细胞板,向两侧延伸,动物细胞末期向内缢成两个子细胞。
(9)细胞有丝分裂的重要意义在于通过染色体正确复制和平均分配,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。
10.(24-25高一上·上海闵行·期中)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,某同学观察到的实验结果如图4所示,下列分析正确的是( )
A.在整个分裂过程中,只有①细胞中DNA数目最多
B.图示细胞按有丝分裂过程排序为③→②→①→④
C.①③细胞中染色单体数目不相同
D.③④细胞中的染色体与核DNA数量之比都是1:2
【答案】C
【分析】题图分析:①表示有丝分裂的后期,②表示前期,③表示有丝分裂的中期,④表示有丝分裂的末期。
【详解】AB、题示图形分别为植物有丝分裂①后期,②前期,③中期,④末期,有丝分裂过程顺序为②→③→①→④。①②③细胞中DNA数目一样多,AB错误;
C、①细胞表示有丝分裂后期,其染色单体数目为0,③细胞表示有丝分裂中期,其染色单体数不为0,C正确;
D、③细胞表示有丝分裂中期,其细胞中染色体∶DNA=1∶2,而④细胞表示有丝分裂末期,染色体∶DNA=1∶1,D错误。
故选C。
11.(23-24高一下·上海黄浦·期中)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。
12.(22-23高二上·上海·期末)研究表明,过量的黄嘌呤会导致已分化的少突胶质细胞活化并增殖。根据图中的信息判断,“黄嘌呤诱发少突胶质细胞增殖”的依据是( )
不同时期的少突胶质细胞占比
A.细胞周期缩短 B.分裂间期时间缩短
C.DNA复制期延长 D.G0细胞占比减少
【答案】D
【分析】分析柱形图:与对照组相比,黄嘌呤处理组中 G0-G1期细胞数占比减少,S期细胞数占比增多,G2-M期占比增多。
【详解】A、如图可知,对照组和黄嘌呤处理组的细胞占比没有变化,故细胞周期并没有缩短,A错误;
B、条形柱中白色条为G2-M,虽然黄嘌呤处理组中的G2-M所占比高于对照组,但是白色条里又有分裂间期又有分裂期,故不能判断分裂间期的时间是否缩短,B错误;
C、DNA复制期是S期,在图中可以明显看出黄嘌呤处理组的S期的细胞所占比高于对照组,故DNA复制期延长,但不能据此判断“黄嘌呤诱发少突胶质细胞增殖”,C错误;
D、相比对照组,黄嘌呤处理组的G0-G1的细胞占比减少,G0细胞占比减少,说明部分细胞已经增殖导致其减少,即说明“黄嘌呤诱发少突胶质细胞增殖”,D正确。
故选D。
13.(15-16高一·福建漳州·期中)植物细胞有丝分裂过程中,观察染色体形态的最佳时期是( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
【答案】B
【分析】细胞有丝分裂不同时期具有不同的特点,中期的染色体高度螺旋,易于观察。
【详解】有丝分裂中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,B正确,ACD错误。
故选B。
14.(22-23高一下·上海·期中)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。
【点睛】本题考查有丝分裂物质变化的特点,考查学生根据图片分析有丝分裂周期以及对应物质变化的能力。
15.(22-23高一下·上海·期中)如图表示细胞周期,可以观察到清晰染色体的时期是( )
A.a→b B.b→c C.c→d D.d→a
【答案】D
【分析】有丝分裂各时期的特征:有丝分裂间期:完成DNA复制和有关蛋白质的合成,细胞适度生长,DNA数目加倍,染色体数目不变。有丝分裂前期,有同源染色体,染色体散乱分布;有丝分裂中期,有同源染色体,着丝粒排列在赤道板上;有丝分裂后期,有同源染色体,着丝粒分裂,两条子染色体移向细胞两极;有丝分裂末期,细胞分裂为两个子细胞,子细胞染色体数目与体细胞染色体数目相同。
【详解】有丝分裂中期,着丝粒排列在赤道板上,染色体数目清晰,是观察染色体的最佳时期,a→b是G1期,b→c是S期,c→d是G2期,d→a是分裂期,D符合题意。
故选D。
16.(22-23高一下·上海·期中)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,看到细胞最多的时期是( )
A.分裂间期 B.分裂前期 C.分裂中期 D.分裂末期
【答案】A
【分析】洋葱根尖通过有丝分裂进行细胞增殖,应该选择根尖分生区进行观察。
【详解】在一个细胞周期中,细胞间期的比例较大,故大多细胞处于分裂间期,故看到的最多的时期是分裂间期。综上所述,BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
17.(2022·上海·高考真题)如图为某种细胞的细胞周期示意图,箭头表示细胞周期进行的方向其中b→c为分裂(M)期,则以DNA复制为主的主要时期是( )
A.a→b和c→d B.d→a C.b→c和c→d D.b→c
【答案】B
【分析】1、细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M),其中分裂间期根据细胞生理活动差异分为G1期、S期和G2期。S期主要进行DNA复制,G1期为DNA复制准备,G2期为分裂期做准备。
2、分析题图:图中箭头表示细胞周期进行的方向,其中b→c为分裂(M)期,则c→d为G1期、d→a为S期、a→b为G2期。
【详解】图中箭头表示细胞周期进行的方向,其中b→c为分裂(M)期,则c→d为G1期、d→a为S期、a→b为G2期,ACD错误,B正确;
故选B。
18.(2022·上海松江·二模)图为细胞周期示意图,有关叙述错误的是( )
A.b→a段细胞有适度的生长 B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.a→b→a表示一个细胞周期 D.根尖分生区中处于b→a段的细胞较多
【答案】C
【分析】一个细胞周期=分裂间期(在前,时间长大约占90%~95%,细胞数目多)+分裂期(在后,时间短占5%~10%,细胞数目少),所以图中a→b表示分裂期,b→a表示间期。
【详解】A、b→a段所占比例大,为分裂间期,在分裂间期细胞有适度的生长,A正确;
B、染色体的平均分配发生于分裂期,a→b段所占比例小,为分裂期,B正确;
C、细胞周期是从一次分裂完开始到下一次分裂结束,因此b→a→b表示一个细胞周期,C错误;
D、b→a段属于分裂期,由于分裂间期时间长,所占比例大,因此根尖分生区中间期的细胞数目多,即处于b→a段的细胞较多,D正确。
故选C。
19.(16-17高一上·广东汕头·期末)在细胞有丝分裂的分裂期开始时,如果它的染色体数为N,DNA含量为Q,则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是( )
A.N和Q B.N/2和Q/2 C.N和Q/2 D.N/2和Q
【答案】C
【分析】1、细胞有丝分裂过程中,前后代细胞中的染色体数目和核DNA的含量是保持不变的。在有丝分裂后期,由于着丝粒的分裂使染色体数目暂时加倍,而其他时期的染色体数目同正常情况一样。
2、有丝分裂间期进行了DNA分子的复制,其含量在前、中、后期都比正常情况多一倍,到了末期由于一个细胞分裂成两个子细胞,核DNA的含量又恢复正常。
【详解】有丝分裂的分裂期是从前期开始,由于进入分裂前期时核DNA和染色体已经完成了复制,但染色体的着丝粒没有分开,数目没有加倍。因此前期细胞内核DNA数是体细胞的两倍,染色体数与体细胞相同,故体细胞的染色体数为N,核DNA的含量为Q/2,经有丝分裂产生的子细胞中核DNA数、染色体数与体细胞相同。C正确,ABD错误。
故选C。
20.(22-23高二上·上海松江·期中)如图1和图2表示两种细胞进行有丝分裂的模式图。
(1)下列对细胞有丝分裂的描述中,符合图1所示时期特征的有 _____,符合图2所示时期特征的有 _____。
①染色体着丝粒排列在赤道面位置
②DNA 数目是正常体细胞的2倍
③染色体数目是是正常体细胞的2倍
④染色单体数目为0
(2)某生物兴趣小组对连续进行有丝分裂的洋葱根尖细胞进行研究,对连续进行的分裂过程作图,部分示意图如图3.可以表示一个完整的细胞周期的是 _____。
A.① B.② C.①和② D.②和③
【答案】(1) ② ①②
(2)D
【分析】有丝分裂过程:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】(1)据图可知,图1细胞处于有丝分裂的前期,染色体散乱分布在细胞中,染色体数目与体细胞相同,染色体数目不变,DNA数目是体细胞的2倍,染色体单体数目是8条;图2细胞处于有丝分裂中期,染色体的着丝粒整齐的排列在赤道板上,染色体数目与体细胞相同,染色体数目不变,DNA数目是正常体细胞的二倍,染色体单体数目是8条,因此符合图1所示时期特征的有②,符合图2所示时期特征的有①②。
(2)细胞周期是指一次细胞分裂完成时开始,到一次分裂完成时为止,图中①③表示分裂期,②④表示分裂间期,因此表示一个完整细胞周期的是②和③。
故选D。
21.(22-23高一上·上海奉贤·期末)下图表示与癌细胞增殖相关的代谢过程,图中数字表示过程,字母表示物质,实线表示正常代谢过程,虚线表示癌细胞中会加强的异常代谢过程。
(1)下列健康成人体内的细胞,具有细胞周期的是_____。
A.神经细胞 B.造血干细胞 C.心肌细胞 D.消化道上皮细胞
(2)图中物质A和过程②分别表示_____。
A.①丙酮酸 ②三羧酸循环 B.①丙酮酸 ②卡尔文循环
C.①甘油 ②三羧酸循环 D.①甘油 ②卡尔文循环
(3)根据图中的信息可以推断,GLUT1是_____。
A.转运蛋白 B.受体蛋白 C.酶 D.抗体
(4)结合题图,分析下列关于癌细胞内代谢的叙述正确的是_____。
A.有氧分解增加 B.葡萄糖消耗减少 C.无氧分解增加 D.蛋白质合成减少
【答案】(1)B
(2)A
(3)A
(4)C
【分析】题图分析:图中葡萄糖通过细胞膜上的GLUT1葡萄糖载体进入细胞内,在癌细胞内一部分转化为核糖后,再用于合成核苷酸;在癌细胞内一部分转化为丝氨酸用于合成蛋白质,正常细胞内一部分经过在细胞质中分解为A丙酮酸,进入线粒体内,参与图中的②三羧酸循环过程,在癌细胞中还有一部分丙酮酸进行无氧呼吸过程生成乳酸,排出细胞;正常细胞还可以吸收谷氨酰胺,谷氨酰胺进入细胞内后转化形成核苷酸,还有一部分谷氨酰胺进入线粒体中参与三羧酸循环,三羧酸循环中还有一部分物质形成天冬氨酸,转化为细胞内核苷酸的形成。
【详解】(1)神经细胞、心肌细胞和消化道上皮细胞均是高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,因而也没有细胞周期,而造血干细胞具有分裂能力,因此具有细胞周期,即B正确。
故选B。
(2)图中物质A为丙酮酸,是有氧呼吸第一阶段的产物,过程②发生在线粒体中,表示三羧酸循环,即A正确。
故选A。
(3)结合图示可以看出,图中的GLUT1能协助葡萄糖转运,因而是运输葡萄糖的转运蛋白,即A正确。
故选A。
(4)结合图示信息可知,癌细胞内部分葡萄糖用于核苷酸的合成,还有部分丙酮酸用于无氧呼吸的过程,因此癌细胞内有氧呼吸减弱,葡萄糖的消耗比正常细胞增加,无氧呼吸增强且部分葡萄糖转化为丝氨酸,增强了蛋白质的合成过程,从而满足了癌细胞无限增殖过程中构建新的细胞的需要,即C正确。
故选C。
22.(22-23高二上·上海·期中)细胞是绝大多数生物体的结构单位,具有不同结构,完成特定功能。
(1)若图1细胞表示人的胰腺细胞,为了研究胰蛋白酶的合成、加工和排出细胞的过程,应该向细胞中注射3H标记的________________。
A.葡萄糖 B.氨基酸 C.脂肪酸 D.核苷酸
(2)按上题研究方法,依照放射性标记出现的先后顺序,用编号和“→”对结构③、⑤、⑥进行排序________________。
(3)图1中,细胞通过质膜内陷,将外界异物吞入细胞内。下述物质进出细胞方式与该方式相同的是________________。
A.白细胞吞噬入侵的细菌和病毒 B.水借助质膜上的水通道蛋白进入细胞
C.葡萄糖借助质膜上的转运蛋白进入细胞 D.甘油从磷脂分子间隙直接透过质膜
(4)与图2细胞相比,图1细胞内很多结构由膜包被,他们共同构成了细胞的内膜系统。下列关于内膜系统的叙述,正确的有________________。
A.将细胞质分隔成许多功能化区域 B.为多种酶提供附着点
C.彼此在功能上可相互联系 D.彼此在结构上可相互转化
下图3和图4表示两种细胞进行有丝分裂的模式图。
(5)下列对细胞有丝分裂的描述中,符合图3所示时期特征的有___________________,符合图4所示时期特征的有________________________。
①染色体着丝粒排列在赤道面位置 ②DNA数目是正常体细胞的2倍
③染色体数目是是正常体细胞的2倍 ④染色单体数目为0
某生物兴趣小组对连续进行有丝分裂的洋葱根尖细胞进行研究,对连续进行的分裂过程作图,部分示意图如下图5。
(6)可以表示一个完整的细胞周期的是_________________。
A.① B.② C.①和② D.②和③
【答案】(1)B
(2)③→⑥→⑤
(3)A
(4)ABCD
(5) ② ①②
(6)D
【分析】题图分析:图1细胞表示人的胰腺细胞,其中①是细胞核,②是线粒体,③是内质网,④是细胞膜,⑤是囊泡,⑥是高尔基体。图2表示原核细胞,其中⑦是核糖体,⑧是拟核,⑨是细胞膜,⑩是细胞壁。
【详解】(1)氨基酸是组成蛋白质的结构单位,因此为了研究胰蛋白酶的合成、加工和排出细胞的过程,应该向细胞中注射3H标记的氨基酸。
故选B。
(2)分泌蛋白合成的运输途径为③内质网→⑥高尔基体→⑤囊泡。
(3)图1中,细胞通过质膜内陷,将外界异物吞入细胞内,属于胞吞。
A、白细胞吞入侵的细菌和病毒,属于胞吞,A正确;
B、水借助质膜上的水通道蛋白进入细胞,属于协助扩散,B错误;
C、葡萄糖借助质膜上的转运蛋白进入细胞,属于协助扩散或主动运输,C错误;
D、甘油从磷脂分子间隙直接透过质膜,属于自由扩散,D错误。
故选A。
(4)A、细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个的小区室,保证了细胞的生命活动高效、有序进行,A正确;
B、细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点,为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件,B正确;
C、生物膜的组成成分和结构相似,各种生物膜既各司其职,又相互协作,共同完成细胞的生理功能,C正确;
D、生物膜彼此在结构上可相互转化,如分泌蛋白合成与运输过程中,内质网膜通过囊泡转化为高尔基体膜,然后通过囊泡再转化为细胞膜,D正确。
故选ABCD。
(5)据图可知,图3细胞处于有丝分裂的前期,染色体散乱分布在细胞中,染色体数目与体细胞相同,染色体数目不变,DNA数目是体细胞的2倍,染色体单体数目是8条,因此符合图3所示时期特征的有②;图4细胞处于有丝分裂中期,染色体的着丝粒整齐的排列在赤道板上,染色体数目与体细胞相同,染色体数目不变,DNA数目是正常体细胞的二倍,染色体单体数目是8条,符合图2所示时期特征的有①②。
(6)细胞周期是指一次细胞分裂完成时开始,到一次分裂完成时为止,图中①③表示分裂期,②④表示分裂间期,因此表示一个完整细胞周期的是②和③。
故选D。
23.(2022·上海黄浦·二模)某生物体细胞有20条染色体,在其细胞周期中,仅有20个DNA分子的时期是( )
A.G1期 B.S期结束 C.G2期 D.M期开始
【答案】A
【分析】有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA变化特点 (体细胞染色体为2N):(1)染色体变化:后期加倍(4N),平时不变(2N); (2)DNA变化:间期加倍(2N→4N),末期还原(2N);(3)染色单体变化:间期出现(0→4N),后期消失(4N→0),存在时数目同DNA。
【详解】根据题意分析可知,果蝇体细胞有 20 条染色体,在其细胞周期中,即在有丝分裂过程中,开始细胞在间期的G1期有20个DNA分子,由于间期的S期DNA复制加倍为40,以后在间期的G2期和分裂期的前期、中期、后期一直保持40个,在分裂期的末期由于细胞一分为二每个细胞内恢复为20个DNA分子。综上所述,A正确,B、C、D错误。
故选A。
24.(2022·上海长宁·二模)图a、图b是同种高等植物细胞有丝分裂的显微照片,据图可判断( )
A.a、b分别指有丝分裂间期和有丝分裂后期
B.a、b细胞的DNA数量相同
C.a、b细胞的染色体数量相同
D.从a到b是中心体发出纺锤丝牵引染色体活动的结果
【答案】B
【分析】图a核膜核仁消失,染色体散乱排列,处于有丝分裂前期,图b染色体着丝粒分开,处于有丝分裂后期。
【详解】A、根据分析,图a处于有丝分裂前期,A错误;
B、图a和b都处于分裂期,DNA数目相等,B正确;
C、图b由于着丝粒分开,所以染色体数目是图a的两倍,C错误;
D、高等植物没有中心体,D错误。
故选B。
(22-23高一上·上海奉贤·阶段检测)如图为光学显微镜下观察到的某植物根尖有丝分裂图像。
25.用于有丝分裂观察的材料有一定的要求,表中最适合的生物材料是( )
生物
分裂间期/h
分裂期/h
A
10.6
0.4
B
18
0.5
C
3.5
1
D
10.4
2.3
A.A B.B C.C D.D
26.根据图1,光学显微镜下观察到的数量最多的细胞类型是( )
A.细胞A B.细胞B C.细胞C D.细胞D
27.根据图1,染色体数目加倍的细胞类型是( )
A.细胞A B.细胞B C.细胞C D.细胞D
28.图1中( )内的染色体数、DNA分子数关系对应图2。
A.细胞A B.细胞B C.细胞C D.细胞D
29.A细胞内不可能发生( )
A.中心粒移向两极 B.着丝粒已分裂
C.细胞膜向内凹陷 D.出现纺锤丝
30.图3所示植物有丝分裂过程中核膜解体和重构过程。图中最有可能观察到细胞板的时期是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.均观察不到
31.图3构成一个完整细胞周期。下列关于细胞周期的叙述错误的是( )
A.G1期有蛋白质的合成 B.S期有染色体加倍
C.G2期有蛋白质的合成 D.M期有染色体加倍
现有未贴标签的两个细胞有丝分裂的两个时期的4块装片,编成1~4号,小柴按顺序观察其结构,结果如下:
编号
观察结果
1
中心体发出纺锤丝,染色体散乱排列
2
细胞中部形成了细胞板
3
从细胞的中部向内凹陷
4
细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列
32.其中表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是( )
A.1号、3号 B.4号、3号 C.1号、2号 D.4号、2号
33.有丝分裂所产生的两个子细胞与母细胞在遗传上一致,原因是( )
A.DNA精确复制 B.染色质变染色体
C.染色体均匀分配 D.纺锤丝形成
【答案】25.C 26.A 27.D 28.BC 29.ABCD 30.B 31.B 32.A 33.AC
【分析】分析图1:A分裂间期,B分裂中期,C分裂前期,D分裂后期。
【详解】25.有丝分裂观察的材料选择分裂期占比长的生物材料,故选C生物。
故选C。
26.从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前,是分裂间期。细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占细胞周期的90%~95%。图1中A细胞处于分裂间期,因此观察到的数量最多的细胞类型是图1中的A类型细胞,A正确。
故选A。
27.有丝分裂后期,着丝粒断裂,姐妹染色单体分离,染色体数目与该植物体细胞相比暂时加倍,图1中D细胞处于后期,D正确。
故选D。
28.图2中染色体与核DNA数目之比为1:2。图1中B为中期细胞分裂图,C前期分裂图,这两个时期细胞中染色体与核DNA数目之比为1:2,BC正确。
故选BC。
29.高倍显微镜下观察细胞的有丝分裂,实验材料用盐酸解离变成死细胞,A细胞处于有丝分裂间期,此时细胞内不可能发生中心粒移向两极、 着丝粒已分裂、 细胞膜向内凹陷,和出现纺锤丝,ABCD符合题意。
故选ABCD。
30.分析图3:Ⅰ为前期核仁解体,Ⅱ为末期核仁重建,Ⅲ为间期,植物细胞分裂,细胞板出现在末期,B符合题意。
故选B。
31.AC、G1和G2期都有蛋白质的合成,AC不符合题意;
B、S期进行DNA分子的复制,DNA含量加倍,染色体数目不变,B符合题意;
D、M期的后期着丝粒分裂,染色体加倍,D不符合题意。
故选B。
32.动物细胞有丝分裂前期形成纺锤体的方式:中心体发出星射线,染色体散乱排列。动物细胞的末期细胞质分裂是细胞膜逐渐向内凹陷,缢裂成两个子细胞,A正确。
故选A。
33.有丝分裂所产生的两个子细胞与母细胞在遗传上一致,原因是间期DNA精确复制,后期染色体均匀分配,AC正确。
故选AC。
情境应用
34.(22-23高一下·上海普陀·期中)细胞正常增殖可维持个体稳态,癌变细胞分裂异常,逃过免疫监视,机体稳态会被打破,甚至危及生命。科研人员一直致力于抗癌药物的研发。图1为某动物细胞的细胞周期示意图;图2为其细胞分裂不同时期的示意图(仅示部分染色体);图3表示细胞分裂过程中可能的染色体(质) 数和DNA分子数。请回答下列问题:
(1)图1中,D细胞中存在的结构有 ( )
A.赤道面、染色质、质膜 B.染色体、纺锤体、质膜
C.细胞壁、染色体、核膜 D.细胞壁、纺锤体、细胞板
(2)对图1中细胞进行分析,下列叙述错误的是 ( )
A.从细胞A到细胞F经历了一个细胞周期
B.细胞周期中,分裂期时间较短,分裂间期时间较长
C.C时期细胞中染色体形态清晰,是观察染色体的最佳时期
D.分裂完成后两个正常子细胞的DNA数目相同
(3)请在虚线方框内画出图2中Ⅰ细胞下一时期的细胞图像_______________。
(4)请将图2中G细胞、J细胞的染色体(质)数和DNA分子数与图3中①、②③对应起来,填入下表中:
G细胞
J细胞
图3中编号
_____
____
(5)科学家研究发现檞皮素有潜在的抑制肿瘤细胞增殖的作用。下图为槲皮素处理一定数量的胃癌细胞24h后,统计处于G1、S、G2和M期细胞数目的比例,其中未处理组为对照。据图下推测,槲皮素可将胃癌细胞的分裂阻断在哪个时期,从而抑制其增殖?( )
A.G1期 B.S期 C.G2+M期 D.无法判断
(6)结合已有知识推测檞皮素抑制胃癌细胞增殖的原因可能是?
A.抑制纺锤体形成. B.抑制DNA复制
C.抑制胞质分裂 D.抑制姐妹染色单体分离
【答案】(1)B
(2)A
(3)
(4) ② ①
(5)C
(6)ACD
【分析】图1中,A是间期,B是前期,C是中期,D是后期,E是末期,F是子细胞。图2中,G是前期,H是间期,I是中期。图3中,①时期DNA分子数和染色体(质) 数都为8,②时期DNA分子数为8,染色体(质) 数为4,③时期DNA分子数和染色体(质) 数都为4。
【详解】(1)A、赤道面是一个不存在的结构,A错误;
B、后期含染色体、纺锤体、质膜,B正确;
C、动物细胞不含细胞壁,且核膜在后期不存在,C错误;
D、动物细胞不含细胞壁和细胞板,D错误。
故选B。
(2)A、从细胞F到细胞F经历了一个细胞周期,A错误;
B、间期占细胞周期的90%-95%,所以分裂期时间较短,分裂间期时间较长,B正确;
C、C是中期,此时期染色体形态清晰,是观察染色体的最佳时期,C正确;
D、有丝分裂过程中,DNA通过复制后平均分配到两个子细胞中,因此分裂完成后两个正常子细胞的DNA序列相同,D正确。
故选A。
(3)I是中期,下一时期是后期,画出后期图即可,如图:
(4)G细胞中,染色体(质)数为4,DNA分子数为8,对应图3中的② ;J细胞中,染色体(质)数为8,DNA分子数也为8,对应图3中的 ①。
(5)据图可知,用槲皮素处理组G2+M期细胞的比例显著增多,故可推测槲皮素可将该胃癌细胞的分裂阻断在G2+M期,从而抑制其增殖,故ABD错误,C正确。
故选C。
(6)A、抑制纺锤体形成能使细胞分裂阻断在前期,A正确;
B、抑制DNA复制能使细胞分裂阻断在S期,而不是阻断在G2+M期,B错误;
C、抑制胞质分裂能使细胞分裂阻断在末期,C正确;
D、抑制姐妹染色单体分离能使细胞分裂阻断在后期,D正确。
故选ACD。
35.(23-24高一下·上海·期末)海拉细胞系是源自一位美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯的宫颈癌细胞系。1951年,一位外科医生从她的肿瘤上取下组织样本,并在实验室中进行培养至今,已成为医学研究中非常重要的工具。图1中所示为海拉细胞系的细胞周期示意图,图2为显微镜下观察培养中的海拉细胞所见视野。
(1)图1中,细胞周期的正确表示方法是_____。
A.a→a B.b→b C.c→c D.d→d
(2)图2中A细胞所处的分裂阶段是_____。
A.分裂前期 B.分裂中期
C.分裂后期 D.分裂末期
(3)关于图2中的B细胞,不考虑染色体变异,说法正确的有_____。
A.着丝粒整齐排列在赤道面
B.每条染色体含有2条染色单体
C.染色体形态、数目最清晰
D.细胞中的赤道面结构清晰可见
(4)研究人员将纯化的PHB2蛋白加入海拉细胞培养液,培养24h后,检测处于细胞周期不同时期的细胞数量,结果如图3。由图可推测,PHB2蛋白能够将海拉细胞的细胞周期阻断在_____。
图3
A.G1期 B.S期 C.G2/M期 D.不确定
(5)根据上述资料推测,海拉细胞被PHB2蛋白阻断的环节可能是_____。
A.细胞的缢裂 B.纺锤体的形成
C.着丝粒的分裂 D.DNA的复制
(6)经研究显示,羟基喜树碱能有效抑制癌细胞的增殖,其原理为阻碍DNA复制,若下图对照组为未加入羟基喜树碱的实验结果,请用虚线补充绘制加入羟基喜树碱的实验组的大致结果_____。
在电镜下观察乳腺癌细胞有丝分裂时,母细胞中的姐妹染色单体均须附着于纺锤丝上,这称为双定向作用。一种称为纺锤体装配检查点(SAC)的监控机制能监视纺锤丝附着过程,一旦发现如图4所示的异常现象(当只有一条染色单体附着在纺锤丝上,则3M2B附着在对侧着丝粒上),便暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂的继续进行,直到双定向作用完成才能继续进行分裂。
(7)图4中细胞所处的分裂时期是______,理由是______。(编号选填)
①发生DNA复制
②合成组装纺锤丝的蛋白质
③形成纺锤丝
④每条染色体有两条染色单体
⑤核膜核仁消失
⑥染色体的着丝粒都排在赤道面上
(8)根据题干信息和图4,判断MCC对APC的作用是______(促进/抑制),理由是______。这一监控机制的意义是:______。
【答案】(1)C
(2)C
(3)ABC
(4)C
(5)ABC
(6)
(7) 前期 ③④⑤
(8) 抑制 如果只有一条染色单体附着在纺锤丝上,则3M2B附着在对侧着丝粒上,并激活MCC,影响APC的活性,暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂继续进行,由此确保双定向作用完成。 维持生命活动正常进行。
【分析】据图分析,图1表示一个细胞周期,其中cd为G1期,da为S期,ab为G2期,bc为M期,据此分析作答。
【详解】(1)细胞周期是指从一次细胞分裂完成开始,到下一次分裂完成为止,图 1 中,细胞周期的正确表示方法是c→c,故选C。
(2)据图可知,A细胞中着丝粒(着丝点)分裂,姐妹染色单体分开,细胞处于有丝分裂后期。故选C。
(3)A、据图可知,图B的着丝粒整齐排列在赤道面上,A正确;
B、此时细胞中每条染色体含有 2 条染色单体, B正确;
C、染色体形态、数目最清晰,是观察染色体的最佳时期,C正确;
D、赤道面不是真实存在的结构,不能在显微镜下观察到,D错误。
故选ABC。
(4)比较图3中各时期的细胞可知,G1期和S期细胞减少,而G2期细胞数目明显增多,说明了G1期和S期细胞可以进入G2期,而G2期的细胞没有能够完成分裂进入G1期,因此PHB2蛋白应该作用于G2/M期。
(5)根据题意海拉细胞被 PHB2 蛋白阻断后,处于分裂期的细胞比例较高,所以可推 PHB2 蛋白可将海拉细胞的分裂阻断分裂期,从而抑制其增殖,可能原因是抑制细胞的缢裂、抑制纺锤体的形成、抑制着丝粒的分裂、但不可能是抑制DNA的复制。故选ABC。
(6)羟基喜树碱能有效抑制癌细胞的增殖,其原理为阻碍DNA复制,加入羟基喜树碱的实验组中DNA含量为2的细胞数目增多,而DNA含量为4的细胞数目减少,即图示为:
(7)图4中细胞所处的分裂时期是前期,该时期核仁、核膜消失;染色体出现且每条染色体含有两条姐妹染色单体;纺锤丝出现。故选③④⑤。
(8)根据题干信息和图4,判断MCC对APC的作用是抑制作用,如果只有一条染色单体附着在纺锤丝上,则3M2B附着在对侧着丝粒上,并激活MCC,影响APC的活性,暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂继续进行,由此确保双定向作用完成;该监控机制的意义为维持生命活动正常进行。
36.(22-23高三上·北京大兴·期中)科研人员用某电镀厂排出的工业污水培养洋葱(2n=16)18小时后,再放入清水中恢复培养24小时,取根尖制成临时装片,分生区图像如下。相关说法错误的是( )
A.制作根尖临时装片的步骤依次是解离、漂洗、染色、制片
B.图②箭头所示细胞为有丝分裂中期,是染色体计数的最佳时期
C.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
D.实验表明工业污水能引起细胞发生染色体变异
【答案】C
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,防止解离过度,便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】A、洋葱根尖分生区能发生有丝分裂,制作根尖有丝分裂临时装片的步骤依次是解离、漂洗、染色、制片,A正确;
B、图②箭头所示细胞中,染色体的着丝粒排列在赤道板上,为有丝分裂中期,这时候染色体形态稳定、数目清晰,是染色体计数的最佳时期,B正确;
C、分生区细胞呈正方形,排列紧密,应该先在低倍镜下找到分生区细胞,将目标移到视野中央,再换高倍物镜观察染色体,C错误;
D、在图①细胞中很明显看到没有纺锤丝牵引的断裂的染色体,该实验表明工业污水能引起细胞发生染色体变异,D正确。
故选C。
37.(22-23高二上·上海·阶段检测)若细胞分裂失去控制而不断生长和分裂则形成癌细胞。科学家研究发现槲皮素有潜在的抑制肿瘤细胞增殖的作用。图2为槲皮素处理一定数量的胃癌细胞24h后,统计处于G1、S、G2和M期细胞数目的比例,其中未处理组为对照。
(1)据图2推测,槲皮素可将胃癌细胞的分裂阻断在______期,从而抑制其增殖。
(2)试结合已有知识推测槲皮素抑制胃癌细胞增殖的可能原因是______。
【答案】(1)G2+M
(2)抑制组装纺锤体的蛋白质的合成、抑制中心体的分离抑制纺锤体形成、抑制着丝粒分裂、抑制染色体的分离等
【分析】有丝分裂过程:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】(1)据图可知,用斟皮素处理组,G2+M期细胞的比例显著增多,故可推测梅皮素可将该胃癌细胞的分裂阻断在G2+M期,从而抑制其增殖。
(2)结合题图,梅皮素可将该胃癌细胞的分裂阻断在G2+M期,所以凡是处于该时期的细胞特征都可能被抑制,如抑制组装纺锤体的蛋白质的合成、抑制中心体的分离、抑制纺锤体的形成、抑制着丝粒的分裂、抑制染色体的分离等。
38.(2022·上海普陀·二模)如图表示一动物细胞有丝分裂某时期细胞核中染色体、染色单体和DNA分子的数量,则该时期细胞中可能会出现( )
A.同源染色体联会 B.中心体向细胞两极移动
C.着丝粒的分裂 D.核膜、核仁重新出现
【答案】B
【分析】根据题图分析,细胞中染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2时,可判断为该细胞处于有丝分裂前期或中期。
【详解】A、同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期,不会发生在有丝分裂过程中,A错误;
B、动物细胞中含有中心体,中心体向细胞两极移动发生在有丝分裂前期,该时期染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2,符合题意,B正确;
C、着丝粒分裂发生在有丝分裂后期,染色体数目加倍,着丝粒分裂后两姐妹染色单体分开,细胞内染色体数目加倍,染色单体消失,与图示不符,C错误;
D、核膜、核仁重新出现发生在有丝分裂末期,有丝分裂末期不含染色单体,与图示不符,D错误。
故选B。
39.(2022·上海徐汇·三模)在人体皮肤生发层正在分裂的细胞中,当中心体移向两极时,下列几种酶最活跃的是( )
①RNA聚合酶②解旋酶③ATP水解酶④ATP合成酶
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
【答案】D
【分析】题意分析,细胞有丝分裂过程中中心体移向两极的时期处于有丝分裂前期。
【详解】①RNA聚合酶参与转录,而蛋白质合成主要发生在间期,即该酶起作用的时期是间期,中心体移向细胞两极时,处于有丝分裂前期,此时基本不再进行基因的表达过程,①错误;
②解旋酶参与DNA复制,而DNA复制主要发生在间期,不会在有丝分裂前期起作用,②错误;
③ATP水解酶能催化ATP水解,释放的能量供细胞生命活动,包括中心体向两极移动有丝分裂前期的过程,③正确;
④细胞中ATP与ADP保持动态平衡,所以ATP合成酶在有丝分裂前期也很活跃,④正确。
故选D。
40.(2022·上海虹口·二模)研究发现,p53基因的表达产物能检测DNA损伤点,阻止受损伤的DNA进入复制期。如图为细胞周期示意图,基因表达产物最可能作用的时期是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】A
【分析】有丝分裂间期分为G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期)三个阶段。G1期主要是染色体蛋白质和DNA解旋酶的合成,为进入S期创造条件。
【详解】分析题图:①是分裂间期的G1期(DNA合成前期),②是S期(DNA合成期),③是G2期(DNA合成后期),G1期主要是染色体蛋白质和DNA解旋酶的合成,为进入S期创造条件,又根据题干信息“p53基因的表达产物能检测DNA损伤点,阻止受损伤的DNA进入复制期”,因此p53基因表达产物最可能作用的时期是G1期(DNA合成前期),A正确,BCD错误。
故选A。
41.(23-24高二上·上海·阶段检测)细菌分裂时,其拟核DNA以特定的一个部位特异性地结合在细胞膜的附着点上。拟核DNA复制形成的两个子代DNA随着细胞膜的生长而分离,分别进入两个子细胞中。
(1)细菌属于原核生物。下列生物的细胞结构与细菌有明显差异的是( )
A.酵母菌 B.衣原体 C.立克次氏体 D.蓝细菌
(2)细菌体型微小,必须借助显微镜才能观察其形态和结构。以下关于显微镜的叙述正确的是( )
A.用光学显微镜能观察到细菌只有核糖体一种细胞器
B.显微镜放大倍数越大,视野内能看到的细胞数目越多
C.在显微镜下观察到中间亮、边缘较宽且较黑的一定是气泡
D.若选用目镜15×物镜40×组合观察,则像的面积是实物的600倍
与细菌分裂相比,真核细胞的分裂过程通常更复杂,经历的时间更长。为检测某动物细胞的增殖速度,进行了如下实验:用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养该种细胞13小时,然后转移到普通培养基中培养。在不同间隔时间进行观察计数,并计算标记细胞的比例。
图中A:细胞核开始被标记;B:被标记细胞开始进入分裂期;C:细胞的着丝粒分裂;D:细胞分裂形成子细胞,被标记细胞数目增加;E:被标记细胞第二次进入分裂期;
(3)据此实验判断:①实验开始的13h内,DNA复制发生在阶段_____________(AB/BC/CD/DE)中;
②该种动物细胞分裂一次经历的时间约为_____________h。
(4)实验进行至F时,被标记细胞的放射性强度在减小,并且细胞之间放射性强度不一致,请分析这种现象出现的原因:____________________________________________
【答案】(1)A
(2)C
(3) AB 10
(4)当细胞被转移到普通培养基后,新合成的DNA中含3H标记的DNA比例在减小,并且含3H标记的DNA是随机进入不同子细胞中的
【分析】1、原核细胞和真核细胞的本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。细菌是在生物圈内广泛存在的一种原核生物。此外,原核生物还包括支原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌等。
2、细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。一个细胞 周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。 从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前,是分裂间期 。细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占细胞周期的90%~95%。分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
【详解】(1)真核生物与原核生物的本质区别是有无以核膜为界限的细胞核;细菌是在生物圈内广泛存在的一种原核生物,此外,原核生物还包括支原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌等。酵母菌属于真核生物,可见酵母菌与细菌在结构上具有明显差异,BCD错误,A正确。
故选A。
(2)A、核糖体属于亚显微结构,在光学显微镜下看不到,需要使用电子显微镜观察,A错误;
B、显微镜放大倍数越大,视野内能看到的细胞数目越少,B错误;
C、气泡内是空的,有较亮的黑边;在显微镜下观察到中间亮、边缘较宽且较黑的一定是气泡,C正确;
D、显微镜的放大倍数是物像长度或宽度的放大,显微镜的放大倍数等于所用物镜与目镜放大倍数的乘积;若选用目镜15×物镜40×组合观察,则像的长度或宽度是实物的600倍,D错误。
故选C。
(3)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期在分裂期之前,且分裂间期和分裂期是连续的;分裂间期主要是DNA的复制和相关蛋白质的合成;题干信息:图中A—细胞核开始被标记,B—被标记细胞开始进入分裂期,C—细胞的着丝粒分裂;可知AB段属于分裂间期,C属于细胞分裂后期;实验开始的13h内,DNA复制发生在阶段AB阶段;B—被标记细胞开始进入分裂期,D—细胞分裂形成子细胞,被标记细胞数目增加,说明分裂期的时间为3h(BD段),D为上一次分裂完成时,E为第二次进入分裂期;说明分裂间期的时间为7h(DE段),所以一个细胞周期为10h=分裂间期+分裂期=7+3。
(4)题干信息:13h后,细胞进行第二次复制在普通培养基,新合成的DNA中含3H标记的DNA比例在减小,并且含3H标记的DNA在后期随机进入不同子细胞中的,从而导致实验进行至F时,被标记细胞的放射性强度在减小,并且细胞之间放射性强度不一致。
42.(23-24高三上·上海·阶段检测)I.SD 藻是一种可以生产生物柴油的海洋单细胞生物。SD 藻可利用光能合成糖类进行生长,在SD藻的脂肪酸合成过程 (示意图) 中,乙酰辅酶A羧化酶(ACCase) 是脂肪酸合成关键酶。研究者通过技术手段改变编码 SD藻ACCase 基因的第 1999 位碱基可以提高油脂合成量。在大规模生产中,研究者会挑选颜色较绿且繁殖更快的 SD 藻,这种 SD藻可以生成更多油脂,以获得更多生物柴油。
(1)SD 藻叶绿体具有的功能有________,SD 的内质网具有的功能有_________,(编号选填)
①暂时储存有机物的场所 ②能量转化的场所 ③物质转化的场所
④发生蛋白质加工的场所 ⑤清除衰老细胞结构的场所
(2)根据题中信息,能合成脂肪酸的 SD 藻属于 。(单选)
A、RNA 病毒 B、原核生物 C、DNA 病毒 D、真核生物
(3)改变编码 SD 藻乙酰辅酶A 羧化酶基因的第 1999 位碱基,对该酶产生的影响可能是 (多选)
A、酶的活性发生改变
B、酶的合成场所发生改变
C、酶的结构发生改变
D、酶和底物结合能力发生改变
(4)颜色较绿且繁殖更快的 SD 藻细胞,为什么可以生成更多生物柴油?阐述分析过程。__________________
II.下表列出了在连续的时期I~V 中,SD 藻细胞内发生的事件。
时期
细胞内事件
I
①细胞核位于细胞中央;②遗传物质复制
II
③染色质凝集成团块状;④核膜消失
III
⑤染色质团排在细胞中央;⑥形成桶状纺锤体
IV
⑦染色质团平均厚度是0.5-0.6um;⑧染色质团分成均等的两团
V
⑨核膜重新出现; ⑩染色质团随胞质分而分至两个子细胞
(5)根据题意推测,表中描述的是 SD 藻的哪个过程:__________。 (编号选填)
①有丝分裂 ②细胞分化 ③细胞凋亡 ④细胞衰老 ⑤减数分裂
(6)表①-⑩中,支持你做出第6中判断的遗传物质方面的证据是:_____________; 支持你做出第6题中判断的其他细胞结构方面的证据是: ____________(编号选填)
【答案】(1) ①②③ ①③④
(2)D
(3)ACD
(4)①颜色更绿说明细胞的叶绿素含量更高,可能更有利于吸收和利用光能,提升光合速率;②颜色更绿也可能是单位细胞体积中叶绿体个数较多,这样将光合作用碳反应的中间产物利用乙酰辅酶A羧化酶通过原核途径转化为游离脂肪酸的速率可能更高;
③通过内质网中的真核途径将游离脂肪酸转换为不饱和脂肪酸的速率也可能更高。④繁殖更快则SD藻种群增长速率高,细胞数量多,
⑤繁殖更快也体现出SD藻细胞的酶活性更高,代谢效率更高。
综上具有上述特点的SD藻细胞可使有机物快速积累,产更多生物柴油
(5)①
(6) ②、⑧、⑩ ④、⑥、⑨
【分析】据图分析可知,图中SD藻细胞在叶绿体中通过原核途径,将乙酰辅酶A一步步转化为不饱和脂肪酸,获得生物柴油;另外在叶绿体中乙酰辅酶A还可以通过转化为中间产物3和游离脂肪酸,进而形成酯酰辅酶A合成酶,通过促进内质网中真核途径酯酰辅酶A的转化,形成不饱和脂肪酸,进而获得生物柴油。
【详解】(1)据图分析,SD藻叶绿体中通过原核途径,将乙酰辅酶A一步步转化为不饱和脂肪酸,获得生物柴油,因此SD藻叶绿体具有的功能有:①暂时储存有机物的场所和③物质转化的场所;并且SD藻可利用光能合成糖类进行生长,能够将光能转化为糖类有机物中的化学能,因此SD藻叶绿体还具有能量的功能,即是②能量转化的场所,故选①②③;图中内质网可以通过真核途径酯酰辅酶A的转化,形成不饱和脂肪酸,进而获得生物柴油,因此内质网是①暂时储存有机物的场所和③物质转化的场所,除外内质网可以对来自核糖体的蛋白质进行加工和修饰,即内质网是④发生蛋白质加工的场所,故选①③④。
(2)根据题中信息可知,SD藻细胞具有叶绿体和内质网等细胞器,其具有真核途径合成不饱和脂肪酸,因此SD藻属于真核生物。综上所述,D正确,ABC错误。
故选D。
(3)根据题意,研究者通过技术手段改变编码SD藻ACCase基因的第1999位碱基可以提高油脂合成量。说明改变编码SD藻乙酰辅酶A化基因的第1999位碱基后,使得基因的碱基序列发生改变,进而导致该基因控制合成的乙酰辅酶A的结构发生变化,结构与功能相适应,变化后的乙酰辅酶A活性提高,在催化底物反应过程中酶与底物结合能力增强,从而促进生成更多的不饱和脂肪酸,提高油脂合成量,故改变编码SD藻乙酰辅酶A化基因的第1999位碱基,对该酶产生的影响有A酶的活性、C酶的结构、D酶和底物结合能力等。
故选ACD。
(4)分析题意,①颜色更绿说明细胞的叶绿素含量更高,可能更有利于吸收和利用光能,提升光合速率;②颜色更绿也可能是单位细胞体积中叶绿体个数较多,这样将光合作用碳反应的中间产物利用乙酰辅酶A羧化酶通过原核途径转化为游离脂肪酸的速率可能更高;③通过内质网中的真核途径将游离脂肪酸转换为不饱和脂肪酸的速率也可能更高。④繁殖更快则SD藻种群增长速率高,细胞数量多,⑤繁殖更快也体现出SD藻细胞的酶活性更高,代谢效率更高。综上具有上述特点的SD藻细胞可使有机物快速积累,产更多生物柴油
(5)分析表1可知,表中有②遗传物质复制、④核膜消失、⑥形成桶状纺锤体、⑧染色质团分成均等的两团、⑨核膜重新出现等特征和⑩染色质团随胞质分而分至两个子细胞,即SD藻中发生了遗传物质的复制与均分以及子细胞的形成,说明表1中描述的是SD藻的有丝分裂过程。
故选①。
(6)分析表1可知,表中②遗传物质复制、⑧染色质团分成均等的两团、⑩染色质团随胞质分而分至两个子细胞,说明SD藻细胞内遗传物质进行了复制与均分;表1中④核膜消失和⑥形成桶状纺锤体(有丝分裂的前期)、⑨核膜重新出现(有丝分裂的末期)是SD藻有丝分裂过程中在细胞结构方面的变化。
43.(22-23高二上·上海·阶段检测)植物细胞有丝分裂
图1是某同学实验时拍摄的某植物根尖分生区细胞分裂图,①~④表示不同分裂时期的细胞。图2是硫酸铜对蚕豆和大蒜两种植物有丝分裂指数(有丝分裂指数=分裂细胞数/观察细胞的总数×100%)的影响曲线。
(1)在细胞①~④中,最适合观察染色体形态并计数的是 _____,正在形成细胞板的是 _____,每条染色体(质)上有一个 DNA分子的是 _____。用“→”对①~④所代表的细胞时期排序 _____。
(2)长春藤碱能抑制纺锤丝的形成(纺锤丝蛋白质无法聚合形成长丝),从而阻断有丝分裂的过程,据此分析下列说法正确的是______。
A.常春藤碱的作用始于有丝分裂的前期 B.常春藤碱的作用始于有丝分裂的后期
C.常春藤碱可能使细胞的染色体加倍 D.常春藤碱可能使细胞的染色体加倍或减半
(3)若要将细胞①移至视野中央,装片的移动方向是______。
A. B. C. D.
(4)为了获得图2所需的实验数据,需要观察和统计在蒸馏水和不同浓度硫酸铜溶液中培养的根尖细胞的 _____。为了使统计数据更加科学,计数时应采用的方法是 _____。
(5)据图2的数据分析,在观察植物细胞有丝分裂的实验中,为达到最佳观察效果,下列方案合理的是______。
A.若使用硫酸铜处理,则最好选择蚕豆根尖作为材料,并选择用1mg/L硫酸铜溶液
B.若使用硫酸铜处理,则最好选择大蒜根尖作为材料,并选择用0.5mg/L硫酸铜溶液
C.若缺乏硫酸铜,应选择蚕豆根尖为实验材料
D.若缺乏硫酸铜,应选择大蒜根尖为实验材料
【答案】(1) ① ② ②③ ④→①→③→②
(2)AC
(3)B
(4) 分裂细胞数和细胞总数 每组装片对观察几个视野,取平均值
(5)AD
【分析】图1中①是有丝分裂中期,②是有丝分裂末期,③是有丝分裂后期,④是有丝分裂前期。图2表示硫酸铜对蚕豆和大蒜两种植物有丝分裂指数(有丝分裂指数=分裂细胞数/观察细胞的总数×100%)的影响。
【详解】(1)图中①是有丝分裂中期,染色体着丝点排列在赤道板,形态稳定,数目清晰,最适合观察染色体形态并计数;图中②是有丝分裂末期,此时正在形成细胞板;②是有丝分裂末期,③是有丝分裂后期,此时不含有姐妹染色单体,每条染色体上1个DNA分子;根据分析①是有丝分裂中期,②是有丝分裂末期,③是有丝分裂后期,④是有丝分裂前期,所以排序是④→①→③→②。
(2)春藤碱能抑制纺锤丝的形成,类似于秋水仙素的作用,由于纺锤丝形成于前期,所以该药物发挥作用的时期在有丝分裂前期,发挥作用后,缺少纺锤丝牵引染色体移向细胞两极,所以导致染色体数目加倍。
故选AC。
(3)①细胞位于细胞的右上方,由于在显微镜下观察到的是倒像,实际上位于左下方,所以要想把①移至视野中央,应该将装片向右上方移动,即↗。
故选B。
(4)图2的纵坐标是有丝分裂指数,为了获得该数据需要观察根尖细胞的分裂细胞数和细胞总数;为了减少实验误差,使统计数据更加科学,计数的时候需要每组装片对观察几个视野,取平均值。
(5)AB、从图2中看出,硫酸铜浓度为1mg/L时,蚕豆的有丝分裂指数最高,所以若使用硫酸铜处理,则最好选择蚕豆根尖作为材料,并选择用1mg/L硫酸铜溶液,A正确,B错误;
CD、如果不使用硫酸铜,则选择大蒜为材料,因为此时大蒜的分裂指数最高,C错误,D正确。
故选AD。
44.(22-23高一上·上海·期末)海拉细胞系
海拉细胞系(Hela cells)是源自一位美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的 宫颈癌细胞系。1951 年,一位外科医生从她的肿瘤上取下组织样本,并在实验室中进行培 养至今,已成为医学研究中非常重要的工具。图 12 所示为海拉细胞周期示意图,图 2为显 微镜下观察培养中的海拉细胞所见视野。
(1)图 1 中,细胞周期的正确表示方法是_____
A.a→a B.b→b C.c→c D.d→d
(2)连线匹配图1中细胞周期的不同阶段所发生的事件_____。
DNA 复制
c→d 段
合成组装纺锤丝的蛋白质
d→a 段
合成 RNA 和蛋白质,特别是与 DNA 复制有关的酶
a→b 段
(3)若要将图2中的 A 细胞移到视野中央,移动装片的正确方向是_____
A.左上方 B.右上方 C.左下方 D.右下方
(4)图2中的 A 细胞所处的分裂阶段是_____
A.分裂前期 B.分裂中期 C.分裂后期 D.分裂末期
(5)关于图 2中的 B 细胞,不考虑染色体变异,说法错误的是_____
A.着丝粒整齐排列在赤道面 B.每条染色体含有 2 条染色单体
C.染色体形态、数目最清晰 D.细胞中的赤道面结构清晰可见
(6)以横轴表示细胞周期,纵轴表示一个细胞中染色体数的变化,以下正确的是_____
A. B.
C. D.
(7)在图3中绘制一个细胞周期中一条染色体上 DNA 分子数变化。
_____
(8)研究人员将纯化的 PHB2 蛋白加入海拉细胞培养液,培养 24h 后,检测处于 细胞周期不同时期的细胞数量,结果如图4.可推测,PHB 蛋白能够将海拉细胞的细胞周期阻断在_____(选填“G1期”“S 期”或“G2/M 期”)。
(9)根据上述资料推测,海拉细胞被 PHB2 蛋白阻断的环节不可能是_____
A.细胞的缢裂 B.纺锤体的形成 C.着丝粒的分裂 D.DNA 的复制
【答案】(1)C
(2)
(3)C
(4)C
(5)D
(6)B
(7)
(8)G2/M 期
(9)D
【分析】据图分析,图1表示一个细胞周期,其中cd为G1期,da为S期,ab为G2期,bc为M期,据此分析作答。
【详解】(1)细胞周期是指从一次细胞分裂完成开始,到下一次分裂完成为止,图 1 中,细胞周期的正确表示方法是c→c,故选C。
(2)DNA分子复制发生在S期,对应图中的 d→a 段;合成组装纺锤丝的蛋白质主要发生在G2期,对应图中的 a→b 段;合成 RNA 和蛋白质,特别是与 DNA 复制有关的酶发生在G1期,对应图中的c→d 段,故连线如下:
(3)显微镜下观察到的是物体的倒像,据图可知,图2中的 A 细胞处于左下方,要将图2中的 A 细胞移到视野中央,应将其向左下方移动,故选C。
(4)据图可知,A细胞中着丝粒(着丝点)分裂,姐妹染色单体分开,细胞处于有丝分裂后期。故选C。
(5)ABC、据图可知,图B的着丝粒整齐排列在赤道面上,此时细胞中每条染色体含有 2 条染色单体, 染色体形态、数目最清晰,是观察染色体的最佳时期,ABC正确;
D、赤道面不是真实存在的结构,不能在显微镜下观察到,D错误。
故选D。
(6)有丝分裂结束后染色体数目不变,其染色体数目变化为2N→4N→2N,故图中表示有丝分裂细胞中染色体数目变化的是B。故选B。
(7)在一个细胞周期中,一条染色体上DNA含量的变化:间期染色体复制后,每条染色体上含有两个DNA分子,前期、中期每条染色体上都含有两个DNA分子,后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离,每条染色体上含有一个DNA分子,末期每条染色体上也含有一个DNA分子,如下图所示:
(8)比较图4中各时期的细胞可知,G1期和S期细胞减少,而G2期细胞数目明显增多,说明了G1期和S期细胞可以进入G2期,而G2期的细胞没有能够完成分裂进入G1期,因此PHB2蛋白应该作用于G2/M期。
(9)根据题意海拉细胞被 PHB2 蛋白阻断后,处于分裂期的细胞比例较高,所以可推 PHB2 蛋白可将海拉细胞的分裂阻断分裂期,从而抑制其增殖,可能原因是抑制细胞的缢裂、抑制纺锤体的形成、抑制着丝粒的分裂、但不可能是抑制DNA的复制。故选D。
素养提升
1.(25-26高二上·上海嘉定·阶段检测)温度是影响光合作用的重要因素。研究发现植物的电子传递过程会受高温胁迫的影响发生改变,以增大植物的热耗散对植物起保护作用。部分机制见图。
注:通过①②③途径进行的是线性电子传递(LEF);依赖NDH和PGR途径进行的是环式电子传递(CEF):Fd是铁氧还蛋白;FNR是黄素蛋白铁氧还蛋白-NADP还原酶。
(1)图1中所示的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ具体分布在( )上。
A.细胞质膜 B.叶绿体膜 C.类囊体膜 D.线粒体膜
(2)在能进行光合作用的高等植物细胞中会发生的过程是________。(编号选填)
①染色质螺旋化为染色体 ②同源染色体分离 ③DNA复制 ④RNA合成 ⑤蛋白质合成
(3)据图1分析,①②③在光合作用中的主要作用是( )
A.传递光能 B.传递H+ C.传递光合色素 D.传递电子
已知NPQ是植物进行热耗散的主要机制,依赖于跨膜H+梯度的增加,相比LEF途径,CEF途径能够有效增加跨膜H+梯度。
(4)据图1和资料分析,在高温胁迫的条件下,CEF途径的强度会________(A增大B减小C不变),光反应产生的ATP/NADPH比值会________(A增大B减小C不变)。
(5)过量电子积累会对光系统I产生较为严重的破坏,下列关于高温胁迫与植物光合作用关系的说法正确的是( )
A.高温胁迫时,植物可能会通过关闭气孔以减少O2的进入
B.高温胁迫会导致卡尔文循环的速率上升,消耗更多的NADPH
C.高温胁迫可能会影响膜的流动性从而影响膜上蛋白质的功能
D.在高温胁迫的条件下,LEF途径可能会减弱以避免对光系统I的破坏
(6)高温胁迫还会引发活性氧ROS(如自由基、H2O2等)的积累,进一步抑制光反应的发生。分析其原因可能有( )
A.ROS攻击膜上的磷脂分子,造成膜结构的损伤
B.ROS与光系统中的蛋白质分子结合,使其变性并失去活性
C.ROS造成叶绿体DNA的损伤,导致光反应所需酶的合成受阻
D.ROS会加快光系统Ⅱ的修复过程,进一步限制电子的线性传递过程
(7)高温胁迫下,植物还能通过增加瞬时气孔导度的方式进行保护,该响应方式的生理机制是:________,从而避免受到高温的损害。
盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一、盐分滞留在土壤表层及种植层,会对农作物造成盐胁迫,从而影响其产量。在盐胁迫环境下,植物叶肉细胞的部分调节机制如图2所示。其中,①~⑩表示过程;I~IX表示物质分子。
(8)据图推断,在盐胁迫下植物叶肉细胞排钠所需的能量来源有( )
A.光合作用产生的Ⅸ B.光合作用产生的ⅣV
C.ATP磷酸基团转移 D.光合作用产生的Ⅵ
(9)盐胁迫会破坏生物膜的结构,据此推测,图2中直接受盐胁迫影响的过程有( )
A.①③⑤⑥⑦⑧ B.①③④⑤⑥⑦⑧
C.①③⑤⑥⑦⑧⑨⑩ D.①③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
(10)盐胁迫处理1周后,研究人员检测植物叶肉细胞相关指标,结果如表所示。据表及图2推测,盐胁迫使植物产量降低的原因可能是( )
指标组别
Mg2+(mg⋅g-1)
胞间CO2浓度(μmol⋅mol-1)
气孔导度(mol⋅m-2·-1)
PGK(U⋅g-1)
cyt(nmol⋅g-1⋅h-1)
净光合速率(μmol⋅m-2·-1)
CK
4.7a
356.0a
0.43a
70.1a
166.3a
8.3a
S
2.8b
335.4a
0.12b
36.2b
53.7b
3.5b
注:CK与S分别表示对照组和盐胁迫组;小写字母不同表示盐胁迫组与对照组相比差异显著;小写字母相同表示盐胁迫组与对照组相比差异不显著;PGK为图2过程⑩的关键酶;cyt为线粒体内膜上的电子传递蛋白。
A.气孔导度下降会使过程⑨生成的化合物增加
B.PGK含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降
C.cyt含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低
D.Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少
(11)据图推测,植物叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能是( )
A.SOS1磷酸化激活 B.SOS2和SOS3结合
C.NHX蛋白活性减弱 D.HKT基因表达量增加
【答案】(1)C
(2)④⑤
(3)D
(4) A A
(5)CD
(6)ABC
(7)一方面,CO2是光合作用的原料,可促进光合作用进行,将光能转化为化学能,减少光能以热能的形式过度积累;另一方面,气孔导度增加意味着气孔张开程度增大,这会使植物蒸腾作用增强,而蒸腾作用能够带走植物体内的热量,从而降低植物体温
(8)AC
(9)B
(10)BCD
(11)ABD
【分析】光合作用的过程根据是否需要光能,可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行,这个阶段是在类囊体的薄膜上进行的,叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途:一是将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与NADP+结合生成NADPH,NADPH作为活泼还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;二是在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP,这样光能转化为储存在ATP中的化学能;暗反应阶段有光无光都能进行,这一阶段是在叶绿体的基质中进行的,CO2被利用,经过一系列反应后生成糖类。
【详解】(1)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ指光合色素与各种蛋白质结合形成的复合物,分布在类囊体膜上,C正确。
故选C。
(2)能进行光合作用的高等植物细胞为叶肉细胞,该细胞是高度分化的体细胞,不能进行分裂,染色质螺旋化为染色体,同源染色体分离以及DNA复制都发生在能分裂的细胞中,而RNA合成和蛋白质合成分别对应转录和翻译过程,在高度分化的细胞中会进行,如与光合作用有关酶的合成,④⑤正确,①②③错误。
故选④⑤。
(3)由图1可知,通过①②③途径进行的是电子传递,D正确。
故选D。
(4)已知NPQ依赖跨膜H+梯度增加,且CEF途径能有效增加跨膜H+梯度。高温胁迫时,植物为增大热耗散保护自身,会增强NPQ,所以CEF途径强度会增大(A),以增加跨膜H+梯度,CEF途径增强,会使跨膜H+梯度增大,有利于ATP合成(H+顺浓度梯度通过ATP合成酶时驱动ATP生成),而NADPH的生成主要与线性电子传递(LEF)相关,CEF途径对其生成影响相对小,所以光反应产生的ATP/NADPH比值会增大(A)。
(5)A、高温胁迫时,植物为减少水分散失,可能会通过关闭气孔,但关闭气孔会减少CO2的进入,而不是O2的进入,A错误;
B、高温胁迫会影响酶的活性等,导致卡尔文循环的速率下降,而不是上升,B错误;
C、高温胁迫可能会影响膜的流动性,进而影响膜上蛋白质的功能,因为膜上的蛋白质在光合作用中起重要作用,C正确;
D、在高温胁迫条件下,LEF途径可能会减弱,这样可以避免过量电子积累对光系统I产生严重破坏,D正确。
故选CD。
(6)A、光反应的场所是类囊体膜,ROS攻击膜上的磷脂分子,会造成膜结构的损伤,破坏光反应的场所,从而抑制光反应的发生,A正确;
B、光系统中的蛋白质分子(如与电子传递等相关的蛋白)是光反应正常进行的关键。ROS与这些蛋白质分子结合,会使其变性并失去活性,影响光反应过程,B正确;
C、光反应需要多种酶的参与,这些酶的合成受叶绿体DNA控制。ROS造成叶绿体DNA的损伤,会导致光反应所需酶的合成受阻,进而抑制光反应,C正确;
D、ROS不会加快光系统Ⅱ的修复过程,而是会对光系统Ⅱ等造成破坏,进而限制电子的线性传递过程,从而抑制光反应发生,D错误。
故选ABC。
(7)高温胁迫下,植物增加瞬时气孔导度,能让更多的CO2进入叶片,一方面,CO2是光合作用的原料,可促进光合作用进行,将光能转化为化学能,减少光能以热能形式过度积累;另一方面,气孔导度增加意味着气孔张开程度增大,这会使植物蒸腾作用增强,而蒸腾作用能够带走植物体内的热量,从而降低植物体温,避免植物受到高温的损害。
(8)根据图2可知,在盐胁迫下,番茄叶肉细胞排钠所需的能量为ATP,可以是图2中ATP磷酸基团转移提供能量,也可以是光合作用合成的糖类(Ⅸ),通过呼吸作用产生ATP,为排钠提供能量,AC正确,BD错误。
故选AC。
(9)胁迫会破坏生物膜的结构,因此跨膜运输或与膜相关的生理过程都会受到影响,即过程①③④⑤⑥⑦⑧都会受到影响,B正确,ACD错误。
故选B。
(10)A、根据表格数据,盐胁迫组的气孔导度与对照组相比显著下降,气孔导度下降,会使得进入细胞的CO2减少,因此过程⑨生成的化合物减少,A错误;
B、根据表格数据,盐胁迫组的PGK(C3还原的关键酶)与对照组相比显著下降,会影响暗反应,使过程⑩糖类的合成速率下降,B正确;
C、根据表格数据,盐胁迫组的cyt(线粒体内膜上的电子传递蛋白)与呼吸作用相关,呼吸作用下降,使得物质IX积累,进而使过程⑨、⑩糖类的合成速率下降,C正确;
D、根据表格数据,盐胁迫组的Mg2+与对照组显著下降,而Mg2+与叶绿素合成有关,其含量下降,会影响光反应即过程⑦、⑧的产物减少,D正确。
故选BCD。
(11)A、由图可知,SOS1在ATP作用下,将Na+排出细胞外,此过程需要SOS1磷酸化激活,A正确;
B、图中显示Ca2+促使SOS2和SOS3结合,从而激活SOS途径,所以植物叶肉细胞应对盐胁迫时会出现SOS2和SOS3结合的情况,B正确;
C、NHX蛋白能将Na+运入液泡,若其活性减弱,不利于Na+运入液泡进行储存,不是植物叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”,C错误;
D、HKT基因表达量增加,会使HKT蛋白数量增多,从而将Na+运出细胞,这是植物叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”,D正确。
故选ABD。
2.(23-24高二上·上海崇明·阶段检测)小栗同学要独立完成“植物细胞有丝分裂的观察”实验,希望能在显微镜下观察到一个完整的细胞周期,并拍摄珍贵的视频资料。
他选用了新鲜的洋葱根尖作为实验材料,早自习结束之后,他到实验室用镊子将提前3天培育的洋葱根尖从基部夹断取下,放入卡诺固定液中处理,然后回班级去上快乐的生物课。
午餐后,他把固定好的根尖放入40%盐酸中解离30分钟,然后用镊子夹住根尖,放入0.9%的生理盐水中漂洗2-3下。漂洗之后,将根尖放在载玻片上,为了便于染色,小栗用镊子在根尖处捣了几下,然后向其滴加1滴碘液进行染色。
3分钟后,用吸水纸吸走染液,然后在盖玻片一侧滴加清水,引流,洗掉染液,然后用吸水纸把清水吸干。为了压片充分,小栗用掌根用力按压盖玻片,来回转动使得细胞分散成薄层。
制成装片后进行镜检,发现无法观察到分裂相,失败的小栗痛哭流涕。
(1)请根据小栗同学的实验设计和操作,分析他导致实验失败的原因是什么,错误操作会有什么样的结果,应该怎样操作?_____
小栗同学按照正确的步骤和操作方法重新进行了实验,成功观察到了高等植物有丝分裂的分裂相。
(2)分裂间期细胞中染色质呈细丝状,分裂期染色质高度螺旋成棒状染色体,染色质和染色体的化学本质都是 DNA 和组蛋白,请分析不同时期呈现两种不同形态的意义。_____
(3)有丝分裂是动植物细胞分裂的主要方式,经过有丝分裂会产生两个染色体组成完全相同的子细胞,请结合有丝分裂各时期染色体形态和变化规律说出这种分裂方式如何确保亲代与子代之间遗传性状的稳定性和连续性。提示:每个时期细胞内染色体的行为是什么?_____
【答案】(1)由于解离过度,因而不能观察到各时期的细胞,正确的操作为将固定完成的根尖用95%的酒精洗去固定液,而后进行解离,且剪取根尖2~3mm,然后置于解离液中,解离时间为3~5分钟,而后将解离液漂洗掉(时间为10分钟),漂洗之后将解离后的根尖放到干净的载玻片上并进行染色,染色时间为3~5分钟,而后进行制片操作。
(2)分裂间期细胞中染色质呈细丝状,有利于细胞中进行DNA 复制和有关蛋白质的合成,分裂期染色质高度螺旋成棒状染色体,有利于染色体的移动、分离和平均分配过程
(3)在有丝分裂间期染色体呈丝状,有利于完成分裂期的物质准备阶段,即完成DNA复制和有关蛋白质的合成,而在分裂期染色体质高度螺旋化、缩短变粗成为染色体的形态,进而有利于染色体的分离、移动以及平均分配过程,且经过DNA复制产生的两个子代DNA分子含有的遗传信息是相同的,因而亲代细胞经过遗传物质的复制过程之后经过分裂过程将遗传物质平均分配到两个子代细胞中,这样子代细胞从亲代细胞那里获得了相同的遗传信息,可见经过有丝分裂过程确保了亲代与子代之间遗传性状的稳定性和连续性。
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】(1)该同学的错误表现在剪取根尖太长,且解离之前应该用95%的酒精洗去固定液;解离液应该是95%的酒精和15%的盐酸等体积混合制成且解离的时间过长,漂洗所用的试剂应该是清水,不应该用生理盐水,染色步骤中所用的染色液应该是甲紫溶液或醋酸洋红等碱性染色剂,将染色剂用吸水纸吸走后需要滴上清水便于制片,最后将一个载玻片置于装片上进行压片操作,操作完成后将载玻片取下,将制成的装片放到显微镜下进行观察。该同学应该不能观察到各时期的细胞,因为解离过度,其正确的操作步骤为将固定完成的根尖用95%的酒精洗去固定液,而后进行解离,且剪取根尖2~3mm,然后置于解离液中,解离时间为3~5分钟,而后将解离液漂洗掉(时间为10分钟),漂洗之后将解离后的根尖放到干净的载玻片上并进行染色,染色时间为3~5分钟,而后进行制片操作。
(2)分裂间期细胞中染色质呈细丝状,有利于细胞中进行DNA 复制和有关蛋白质的合成,分裂期染色质高度螺旋成棒状染色体,有利于染色体的移动、分离和平均分配过程,且染色质和染色体的化学本质都是 DNA 和组蛋白,其中的DNA作为遗传物质,且随着有丝分裂过程遗传物质平均分配保证了亲子代细胞之间遗传物质的稳定性和连续性。
(3)有丝分裂是动植物细胞分裂的主要方式,经过有丝分裂会产生两个染色体组成完全相同的子细胞,在有丝分裂间期染色体呈丝状,有利于完成分裂期的物质准备阶段,即完成DNA复制和有关蛋白质的合成,而在分裂期染色体质高度螺旋化、缩短变粗成为染色体的形态,进而有利于染色体的分离、移动以及平均分配过程,且经过DNA复制产生的两个子代DNA分子含有的遗传信息是相同的,因而亲代细胞经过遗传物质的复制过程之后经过分裂过程将遗传物质平均分配到两个子代细胞中,这样子代细胞从亲代细胞那里获得了相同的遗传信息,可见经过有丝分裂过程确保了亲代与子代之间遗传性状的稳定性和连续性。
3.(23-24高一下·上海黄浦·期中)黄连木(2n=30)是城市及风景区的优良绿化树种。科研人员用秋水仙素对黄连木种子诱变获得四倍体植株(4n=60),培育抗性能力更强的黄连木新品种。
(1)科研人员用秋水仙素对黄连木种子诱变获得四倍体植株。已知秋水仙素能抑制纺锤体的形成,因此秋水仙素直接影响的分裂时期是_____。
A.分裂间期 B.分裂前期
C.分裂中期 D.分裂后期
(2)科研人员为了探究秋水仙素诱变黄连木种子的适宜浓度,实验中设置的对照组是_____,实验组是_____,检测的指标是_____。(编号选填)
①经无菌水浸泡处理相同时间的黄连木种子
②处理后的黄连木种子出苗率
③不同浓度秋水仙素溶液处理相同时间的黄连木种子
④不同浓度秋水仙素溶液处理不同时间的黄连木种子
(3)若想观察四倍体黄连木植株的染色体数目和形态,应该选择的时期是_____。
A.分裂间期 B.分裂前期
C.分裂中期 D.分裂后期
(4)上述观察到染色体数目和形态的时期中染色体的行为是_____。
A. B. C. D.
表和图为生长4个月后二倍体和四倍体黄连木植株的生理参数。
表黄连木叶形、色素和叶片渗透调节物质含量比较
类别
叶宽(mm)
叶厚(mm)
叶绿素总量(mg•g-1)
类胡萝卜素(mg•g-1)
游离脯氨酸(μg•g-1)
可溶性糖(mg•g-1)
可溶性蛋白(mg•g-1)
二倍体
14.04
1.22
0.70
0.19
19.11
119.86
2.73
四倍体
21.54
2.11
1.27
0.23
27.96
167.49
5.16
(注:SOD和POD具有清除自由基的功效,过多的自由基对细胞有害)
(5)据表数据分析,快速区分两种黄连木植株的方法是_____。
(6)据表、图和题干信息可知,与二倍体黄连木植株相比较,四倍体黄连木植株的优势是_____。
A.吸水能力强 B.吸光能力强
C.抗自由基能力强 D.抗病虫害能力强
【答案】(1)B
(2) ① ③ ②
(3)C
(4)D
(5)比较两种黄连木植株叶片,四倍体黄连木植株叶片宽厚且深绿色
(6)ABCD
【分析】多倍体是指由受精卵发育而来的、体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。秋水仙素诱导形成多倍体的机理是抑制纺锤体的形成。
【详解】(1)纺锤体的形成在有丝分裂的前期,秋水仙素能抑制纺锤体的形成,所以秋水仙素直接影响的分裂时期为分裂前期,B正确,ACD错误。
故选B。
(2)实验的目的是探究秋水仙素诱变黄连木种子的适宜浓度,所以自变量为不同浓度的秋水仙素溶液,因变量为黄连木种子的出苗率和变异率,在实践操作中,需要设置对照,以排除物理因素对实验造成的影响,所以应经无菌水浸泡处理相同时间的黄连木种子。综上所述,设置的对照组为①经无菌水浸泡处理相同时间的黄连木种子;实验组为③不同浓度秋水仙素溶液处理相同时间的黄连木种子,检测的指标(即因变量)为②处理后的黄连木种子出苗率。
(3)分裂中期染色体形态稳定数目清晰,是观察染色体的最佳时期,若想观察四倍体黄连木植株的染色体数目和形态,应该选择的时期是分裂前期,C正确,ABD错误。
故选C。
(4)分裂中期染色体的行为表现在染色体形态固定、数目清晰,整齐地排列在细胞中央的赤道板上,D正确,ABC错误。
故选D。
(5)依据表中信息可知,四倍体与二倍体相比较,叶更宽、更厚、光合色素含量更多,脯氨酸、可溶性糖,可溶性蛋白质含量更丰富,在植株的水平上,快速区分两种黄连木的方法为叶片更加宽厚且为深绿色为四倍体。
(6)A、由于四倍体植株可溶性糖和蛋白质含量更多,所以其吸收能力更强,A正确;
B、表中信息可知,四倍体黄连木光合色素含量更高,所以其吸光能力更强,B正确;
CD、依据柱形图可知,四倍黄连木中的SOD和POD含量更高,二者具有清除自由基的功效,延缓细胞衰老,植株健壮,所以其抗自由基能力更强,抗病虫害能力强,CD正确。
故选ABCD。
4.(2025上海等级考·第5大题“遗传病的检测与治疗”·改编)
患者甲患有 Di 综合征——一种因肾上腺皮质功能受损导致的疾病,临床检查发现其肾上腺皮质萎缩、皮质细胞大量死亡。除“激素替代疗法”和“免疫抑制治疗”外,再生医学研究者正尝试用自体诱导多能干细胞(iPSC)衍生肾上腺皮质细胞进行细胞移植。方案为:从患者皮肤分离成纤维细胞 → 导入四个特定的转录因子使其逆转为 iPSC → 体外定向诱导分化为肾上腺皮质细胞 → 移植回患者体内。
(1) 从患者皮肤分离的成纤维细胞是已分化的细胞——这种细胞在自然状态下与受精卵相比,其全能性______(填“较高”/“较低”),其原因是______。
(2) 用四个转录因子诱导成纤维细胞重编程为 iPSC 的过程,属于细胞分化的______(填“分化”/“脱分化”/“再分化”)。诱导过程的本质是改变了细胞内的______,使原本沉默的基因被激活,重新获得多能性。
(3) iPSC 在体外被定向诱导分化为肾上腺皮质细胞——这一过程中,细胞内的遗传物质(DNA)______(填“发生改变”/“未发生改变”),但基因的表达情况______(同上),最终细胞合成出 iPSC 中不合成的特异蛋白质(如21-羟化酶)。
(4) 与同种异体的胚胎干细胞相比,使用患者自体iPSC 衍生细胞进行移植的优势是______(多选)。 A.避免免疫排斥反应 B.不涉及人胚胎,伦理争议小 C.iPSC 一旦获得即可无限增殖,材料来源稳定 D.完全无致瘤风险
(5) 在 iPSC 的临床应用中,研究者特别警惕“残留未分化的 iPSC”可能引发的风险——请用所学知识解释这一风险的细胞学基础。
【答案】 (1)较低;已分化的成纤维细胞中多数基因处于沉默状态,只表达成纤维细胞功能相关基因(如胶原蛋白基因),不再具有发育成完整个体的潜能
(2)脱分化;基因的表达情况(基因选择性表达模式)
(3)未发生改变;发生改变
(4)ABC
(5) 残留的未分化 iPSC 具有无限增殖能力和多向分化潜能——一旦移植入体内,可能在未受机体调控的环境下继续无限增殖,形成畸胎瘤(包含多种胚层组织的肿瘤),即致瘤风险。所以临床转化前必须严格筛选、清除未分化 iPSC。
【解析】 (1) 自然状态下,已分化的成纤维细胞不具有全能性——多数基因处于关闭状态;而受精卵保留全套未表达的基因组,具有发育成完整生物体的潜能。
(2)从已分化细胞→未分化的 iPSC,是脱分化过程;本质是改变基因表达模式,而不是改变遗传物质本身。 (3) 分化过程遗传物质不变,基因表达情况发生改变——21-羟化酶基因在 iPSC 中沉默,在肾上腺皮质细胞中表达。
(4)A 自体来源避免免疫排斥✓;B 不需用人胚胎✓;C 体外可长期稳定培养✓;D错误——iPSC残留未分化细胞仍有致瘤风险。
(5) 未分化 iPSC 具有多能性+无限增殖,移植后逃逸调控会形成畸胎瘤。
5.(情境综合题——CDK 抑制剂与乳腺癌靶向治疗)
20世纪80年代,亨特(T. Hunt)等人发现细胞周期蛋白(cyclin)与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)——它们组成不同复合物调控细胞周期。CDK4/6与 cyclin D 结合后催化下游底物磷酸化,推动细胞从 G1 期进入 S 期。在很多乳腺癌细胞中,CDK4/6 活性过度活化,使细胞反复进入 S 期,引发肿瘤恶性增殖。2015年,全球首个CDK4/6 抑制剂药物获批上市。
(1) 在正常细胞周期中,G1 期的主要事件是______;S 期的主要事件是______。CDK4/6 推动细胞从 G1 期进入 S 期,意味着 CDK4/6 在______(填具体时期)发挥关键调控作用。
(2) 与正常乳腺细胞相比,乳腺癌细胞的“无限增殖”特征最根本的细胞学解释是______(单选)。 A.癌细胞代谢异常活跃,所以分裂特别快 B.癌细胞中原癌基因突变后过度活化、抑癌基因突变后功能丧失,使细胞周期失去正常调控 C.癌细胞细胞质膜上糖蛋白减少,所以能不断转移 D.癌细胞的染色体数目加倍,使遗传信息加倍
(3) CDK4/6 抑制剂能“刹住”癌细胞的增殖——其作用机制是______(多选)。 A.抑制 CDK4/6 与 cyclin D 形成复合物 B.使癌细胞停滞在 G1 期,无法进入 S 期 C.直接杀死癌细胞,使其立即裂解 D.间接降低癌细胞的 DNA 复制速率
(4) 长期使用 CDK4/6 抑制剂常见的副作用之一是白细胞减少(中性粒细胞减少症)——请从细胞分化与增殖的角度,解释为何 CDK4/6 抑制剂会同时影响正常造血。
【答案】 (1) 大量合成 RNA 和蛋白质,细胞体积显著增大;DNA 的半保留复制;G1 期向 S 期过渡的关卡(G1/S 检查点)
(2)B
(3) ABD
(4) 骨髓造血干细胞通过有丝分裂分化为白细胞——这一过程需造血干细胞持续进入细胞周期。CDK4/6 抑制剂没有完全的特异性,也会抑制正常造血干细胞从 G1 进入 S 期,导致白细胞增殖减慢、外周血白细胞数量减少。
【解析】 (1) G1 期是细胞生长准备期(RNA + 蛋白合成、体积增大);S 期是 DNA 复制期;CDK4/6-cyclin D 复合物在 G1/S 关卡决定细胞能否进入 S 期。
(2)细胞癌变的根本原因是基因突变——原癌基因(油门)+ 抑癌基因(刹车)双重失控;A 是表象、C 是转移机制、D 不准确。
(3) CDK4/6 抑制剂的机制:A 抑制复合物形成;B 使细胞停滞 G1,无法进入 S;D 间接降低 DNA 复制。C 错误——抑制剂不直接杀死细胞,而是阻止细胞分裂。
(4) 本质是靶向药物特异性有限,也会抑制正常分裂旺盛的细胞(造血干细胞、毛囊干细胞、胃肠上皮干细胞),所以临床常见血液毒性、脱发、消化道反应。
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第07讲 细胞的生命历程(上海专用)
分层专练·靶向攻关
基础通关
1.【答案】(1)ABC
(2)B
(3)ACD
(4)D
(5)B
(6)①③⑤④②⑥
(7)BD
(8)B
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】(1)B
(2)BmE2F1基因促进CDK2与cyclinE结合形成复合物,推动细胞通过S/G2检查点,加速细胞周期进程,促进丝腺细胞分裂增殖,增加丝蛋白合成,从而使家蚕大量吐丝结茧
(3)不表达BmE2F1基因(或BmE2F1基因敲除)
6.【答案】(1)G1→S→G2→M期
(2)染色体数目不变,核DNA数目加倍
(3)④⑤
(4) 2 4
7.【答案】(1)基因的选择性表达
(2)③
(3)漂洗
(4)同种物质在不同时期的不同存在状态
(5)前
8.【答案】C
9.【答案】(1)D
(2)①或者⑤
(3)C→A→E→B→D
(4)C
(5)A
(6)B
(7)B
(8)植物细胞由两极发出纺锤丝,动物细胞由中心体发出的纺锤丝;植物细胞分裂末期细胞中央生成细胞板,向两侧延伸,动物细胞末期向内缢成两个子细胞
(9) 染色体正确复制 染色体平均分配
10.【答案】C
11.【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
12.【答案】D
13.【答案】B
14.【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
15.【答案】D
16.【答案】A
17.【答案】B
18.【答案】C
19.【答案】C
20.【答案】(1) ② ①②
(2)D
21.【答案】(1)B
(2)A
(3)A
(4)C
22.【答案】(1)B
(2)③→⑥→⑤
(3)A
(4)ABCD
(5) ② ①②
(6)D
23.【答案】A
24.【答案】B
25.【答案】C
26.【答案】A
27.【答案】D
28.【答案】BC
29.【答案】ABCD
30.【答案】B
31.【答案】B
32.【答案】A
33.【答案】AC
情境应用
34.【答案】(1)B
(2)A
(3)
(4) ② ①
(5)C
(6)ACD
35.【答案】(1)C
(2)C
(3)ABC
(4)C
(5)ABC
(6)
(7) 前期 ③④⑤
(8) 抑制 如果只有一条染色单体附着在纺锤丝上,则3M2B附着在对侧着丝粒上,并激活MCC,影响APC的活性,暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂继续进行,由此确保双定向作用完成。 维持生命活动正常进行。
36.【答案】C
37.【答案】(1)G2+M
(2)抑制组装纺锤体的蛋白质的合成、抑制中心体的分离抑制纺锤体形成、抑制着丝粒分裂、抑制染色体的分离等
38.【答案】B
39.【答案】D
40.【答案】A
41.【答案】(1)A
(2)C
(3) AB 10
(4)当细胞被转移到普通培养基后,新合成的DNA中含3H标记的DNA比例在减小,并且含3H标记的DNA是随机进入不同子细胞中的
42.【答案】(1) ①②③ ①③④
(2)D
(3)ACD
(4)①颜色更绿说明细胞的叶绿素含量更高,可能更有利于吸收和利用光能,提升光合速率;②颜色更绿也可能是单位细胞体积中叶绿体个数较多,这样将光合作用碳反应的中间产物利用乙酰辅酶A羧化酶通过原核途径转化为游离脂肪酸的速率可能更高;
③通过内质网中的真核途径将游离脂肪酸转换为不饱和脂肪酸的速率也可能更高。④繁殖更快则SD藻种群增长速率高,细胞数量多,
⑤繁殖更快也体现出SD藻细胞的酶活性更高,代谢效率更高。
综上具有上述特点的SD藻细胞可使有机物快速积累,产更多生物柴油
(5)①
(6) ②、⑧、⑩ ④、⑥、⑨
43.【答案】(1) ① ② ②③ ④→①→③→②
(2)AC
(3)B
(4) 分裂细胞数和细胞总数 每组装片对观察几个视野,取平均值
(5)AD
44.【答案】(1)C
(2)
(3)C
(4)C
(5)D
(6)B
(7)
(8)G2/M 期
(9)D
45.【答案】
素养提升
1.【答案】(1)C
(2)④⑤
(3)D
(4) A A
(5)CD
(6)ABC
(7)一方面,CO2是光合作用的原料,可促进光合作用进行,将光能转化为化学能,减少光能以热能的形式过度积累;另一方面,气孔导度增加意味着气孔张开程度增大,这会使植物蒸腾作用增强,而蒸腾作用能够带走植物体内的热量,从而降低植物体温
(8)AC
(9)B
(10)BCD
(11)ABD
2.【答案】(1)由于解离过度,因而不能观察到各时期的细胞,正确的操作为将固定完成的根尖用95%的酒精洗去固定液,而后进行解离,且剪取根尖2~3mm,然后置于解离液中,解离时间为3~5分钟,而后将解离液漂洗掉(时间为10分钟),漂洗之后将解离后的根尖放到干净的载玻片上并进行染色,染色时间为3~5分钟,而后进行制片操作。
(2)分裂间期细胞中染色质呈细丝状,有利于细胞中进行DNA 复制和有关蛋白质的合成,分裂期染色质高度螺旋成棒状染色体,有利于染色体的移动、分离和平均分配过程
(3)在有丝分裂间期染色体呈丝状,有利于完成分裂期的物质准备阶段,即完成DNA复制和有关蛋白质的合成,而在分裂期染色体质高度螺旋化、缩短变粗成为染色体的形态,进而有利于染色体的分离、移动以及平均分配过程,且经过DNA复制产生的两个子代DNA分子含有的遗传信息是相同的,因而亲代细胞经过遗传物质的复制过程之后经过分裂过程将遗传物质平均分配到两个子代细胞中,这样子代细胞从亲代细胞那里获得了相同的遗传信息,可见经过有丝分裂过程确保了亲代与子代之间遗传性状的稳定性和连续性。
3.【答案】(1)B
(2) ① ③ ②
(3)C
(4)D
(5)比较两种黄连木植株叶片,四倍体黄连木植株叶片宽厚且深绿色
(6)ABCD
4.【答案】(1) 较低;已分化的成纤维细胞中多数基因处于沉默状态,只表达成纤维细胞功能相关基因(如胶原蛋白基因),不再具有发育成完整个体的潜能
脱分化;基因的表达情况(基因选择性表达模式)
未发生改变;发生改变
ABC
(5) 残留的未分化 iPSC 具有无限增殖能力和多向分化潜能——一旦移植入体内,可能在未受机体调控的环境下继续无限增殖,形成畸胎瘤(包含多种胚层组织的肿瘤),即致瘤风险。所以临床转化前必须严格筛选、清除未分化 iPSC。
5.【答案】(1) 大量合成 RNA 和蛋白质,细胞体积显著增大;DNA 的半保留复制;G1 期向 S 期过渡的关卡(G1/S 检查点)
(2)B
(3) ABD
(4) 骨髓造血干细胞通过有丝分裂分化为白细胞——这一过程需造血干细胞持续进入细胞周期。CDK4/6 抑制剂没有完全的特异性,也会抑制正常造血干细胞从 G1 进入 S 期,导致白细胞增殖减慢、外周血白细胞数量减少。
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第07讲 细胞的生命历程
(上海专用)
第1部分 课标导向·考情分析
第2部分 三大核心·主干速记
核心1 细胞周期与有丝分裂
核心2 细胞分化、全能性与癌变
核心3 细胞衰老、凋亡与坏死
第3部分 分层专练·靶向攻关
基础通关 & 情境应用 & 素养提升
课标导向·考情分析
课标要求
本讲对应《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》必修课程模块1“分子与细胞”中概念2.3(细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程)及概念1.3(细胞的多样性与统一性)下属的多个二级概念,并与选必2模块“遗传与进化”中概念3.1.4(细胞分化的本质是基因选择性表达)、概念3.3.3(基因突变可能导致细胞癌变)相承接:
课标
内容要求
本讲落点
2.3.1
描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性
核心1全部
2.3.2
说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体
核心2之一
2.3.3
描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程
核心3全部
3.1.4
细胞分化的本质是基因选择性表达的结果
核心2之二(与必修2衔接)
3.3.3
某些基因突变能导致细胞分裂失控,甚至发生癌变
核心2之三
1.3.1
细胞形态和功能多样,但都具有相似的基本结构
核心2引入(分化与多样性)
学科核心素养:
生命观念(结构与功能、稳态与平衡、信息观);
科学思维(有丝分裂各期模型、三曲线建模、凋亡vs坏死的批判性思维);
科学探究(观察根尖有丝分裂);
社会责任(肿瘤防治、干细胞治疗、老龄化)。
考情分析
依据《上海市高中生物学学科基本要求》及近三年上海等级考与各区一模、二模试题分析,本讲在上海等级考中的命题表现具有以下显著特征——
特征一 考点高频,多次复现——本讲是上海等级考与合格考的必考模块,年均4–8分,集中在:①有丝分裂各时期染色体行为与图像识别;②细胞周期长短分析;③细胞分化的本质(基因选择性表达)与全能性等级;④细胞癌变的“两类基因”与癌细胞特征;⑤细胞衰老五大特征与凋亡vs坏死的边界。
特征二 情境化命题成为主流——常见情境包括:肿瘤靶向治疗(CDK4/6抑制剂、EGFR、PD-1/PD-L1);干细胞与再生医学(造血干细胞、iPSC、间充质干细胞);植物组织培养;衰老相关疾病(骨关节炎、阿尔茨海默病、帕金森病);程序性死亡的生理意义(蝌蚪尾消失、趾间凋亡)。
特征三 跨章节综合性强——上海命题习惯把本讲与分子组成、细胞结构、代谢、遗传等内容串联综合,如:DNA复制→染色单体→分裂分配;中心体/细胞板→纺锤体/子细胞分隔;线粒体功能↓→ATP↓→酶活性↓→衰老。
特征四 图像识别与曲线分析占比高——常见图表:植物根尖压片显微镜图、动植物有丝分裂示意图、染色体/DNA/染色单体三曲线、凋亡vs坏死电镜对比图。
易混易错
新高三学生在本讲常见的四类典型问题——
盲区一 “有丝分裂各期染色体数与DNA数同步还是错位变化”的混淆
学生在画三曲线时常出错——间期:染色体数不变(2N),DNA数 2C→4C(S期复制),染色单体数 0→4N;前/中期:2N · 4C · 4N;后期着丝粒分裂:染色体数瞬间 2N→4N(与亲代相比加倍),DNA数仍4C,染色单体数 4N→0;末期:子细胞 2N · 2C · 0。
典型陷阱:①把“染色体数加倍”误判为“DNA数加倍”——后期DNA数不变;②把“S期DNA复制”误判为“染色体数加倍”——实际染色体数不变,是染色单体数从0→4N。
盲区二 “全能性等级排序”的误判
全能性 = 单个细胞发育成完整生物体的潜能,等级:受精卵 > 胚胎干细胞 > 成体干细胞 > 已分化细胞。
典型陷阱:①把“分化能力”等同于“全能性”——干细胞有分化能力但只有受精卵和植物体细胞具有真正全能性;②误以为“动物体细胞具有全能性”——动物体细胞在自然状态下不表现全能性,但其细胞核保留全套遗传信息(克隆羊“多莉”证明);③误以为红细胞分裂能力强——哺乳动物成熟红细胞无细胞核,既不能分裂也不能分化。
盲区三 “凋亡 vs 坏死”的本质区别
凋亡是主动、程序性、基因调控、需ATP、膜完整、无炎症、生理过程(蝌蚪尾消失、趾间凋亡);坏死是被动、非程序性、外因损伤、不需ATP、膜破裂、有炎症、病理过程(烧伤冻伤、心梗脑梗、糖尿病坏疽)。
盲区四 “癌变与衰老的区别”——同为细胞异常,方向相反
比较
细胞癌变
细胞衰老
分裂能力
失控增殖,无限分裂
分裂能力降低甚至丧失
代谢特征
代谢旺盛,糖酵解增强(瓦博格效应)
代谢减缓,酶活性下降
根本原因
原癌基因 + 抑癌基因突变
DNA损伤累积、端粒缩短、自由基损伤等
可逆性
早期可治疗,晚期不可逆
不可逆
提示:衰老虽是“自然规律”,癌变是“病理异常”;学生易混淆“衰老”和“凋亡”——衰老的细胞最终往往通过凋亡死亡,但二者不等同。
备考策略
1.图谱化——为有丝分裂“前/中/后/末”四个时期各画一张简笔图(含中心体/细胞板特征),并附“染色体数—DNA数—染色单体数”三曲线。
2.实验仪式化——将“观察根尖有丝分裂”实验五步流程(解离→漂洗→染色→制片→镜检)及关键试剂反复默背直至闭眼能写。
3.情境本土化——主动收集上海/长三角科技新闻(瑞金 CAR-T、中山干细胞临床试验、张江肿瘤靶向药企业),形成情境素材库。
4.对比口诀化——衰老五大特征:“水少、酶降、色素积、核增、膜通透差”;凋亡vs坏死:“凋自坏被、凋有序坏无序、凋无炎坏有炎”;全能性等级:“受精卵>胚胎干>成体干>已分化”;有丝分裂:“间期复制、前期成丝、中期赤排、后期分离、末期重组”。
三大核心·主干速记
核心1 细胞周期和有丝分裂
一、染色质与染色体:同一物质的两种存在形态
1.概念区分
状态
染色质
染色体
形态
细丝状
粗短的棒状/“X”形
出现时期
分裂间期、末期、不分裂时
分裂期(前、中、后)
组成
DNA + 蛋白质(主要为组蛋白)
DNA + 蛋白质(高度螺旋化)
染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的不同存在形式——通过“螺旋化—解旋”的相互转化,既便于分裂时染色体均分(粗短易分),又便于间期 DNA 复制和转录(伸展暴露)。
2.染色体的结构
每条染色体含 1 个着丝粒(centromere)——纺锤丝附着的位点。S期复制前:每条染色体含 1 个 DNA、0 条染色单体(细丝染色质);S期复制后→前/中期:每条染色体含 2 个 DNA、2 条姐妹染色单体(通过 1 个着丝粒相连,呈“X”形);后期着丝粒分裂后:姐妹染色单体分开→每条染色单体独立成为新染色体,染色体数瞬间加倍。
二、细胞周期(cell cycle)
1.定义与划分:细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程。划分为分裂间期(G期)+ 分裂期(M期);间期约占 90%–95%,分裂期约占 5%–10%。
2.间期的三个阶段(重点)
代号
主要事件
G1
大量合成 RNA 与蛋白质,细胞体积显著增大(2N · 2C)
S
DNA半保留复制;组蛋白合成;每条染色体由 1 条 DNA→ 含 2 条姐妹染色单体(2N,2C→4C)
G2
合成与分裂有关的蛋白质(如纺锤丝蛋白、CDK 等);细胞继续生长(2N · 4C · 4N)
间期是分裂期的“物质储备阶段”:复制好两套 DNA、合成好分裂所需酶和蛋白、储备好能量——所有这一切都是为分裂期“染色体的精确分配”做准备。
3. 细胞周期长短的差异
胚胎细胞、酵母数十分钟;洋葱根尖分生区细胞约 24 h;人消化道上皮细胞约 10 h;部分体细胞可达一年至数年。细胞周期长短差异主要来自间期长度的不同;分裂期持续时间相对恒定。
三、有丝分裂的四个时期(重点)
1.动物细胞有丝分裂各期特征
时期
主要事件
关键结构
染色体数·DNA数·染色单体数
前期
染色质螺旋化形成染色体;核膜、核仁逐渐消失;中心体移向两极并发出星射线,形成纺锤体
染色体、纺锤体
2N · 4C · 4N
中期
所有染色体的着丝粒整齐排列在赤道面上;染色体形态最清晰、数目最容易观察
赤道面(无实体结构)
2N · 4C · 4N
后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体在纺锤丝牵引下分别向两极移动;细胞变长
移向两极的子染色体
4N · 4C · 0
末期
染色体到达两极并解旋为染色质;核膜、核仁重新出现;纺锤体消失;细胞质分裂(动物质膜向内凹陷)
重新形成的核膜核仁、收缩环
2N · 2C · 0(每个子细胞)
2.动植物细胞有丝分裂的差异(高频考点)
比较项
动物细胞
植物细胞
前期:纺锤体形成方式
由中心体发出星射线形成
无中心体,由细胞两极直接发出纺锤丝
末期:细胞质分裂方式
细胞质膜向内凹陷(收缩环)
赤道面出现细胞板(由高尔基体小泡融合形成)→ 横向扩展形成新细胞壁
3.有丝分裂全过程的染色体、DNA、染色单体数量变化(以 2N 染色体的亲代为例)
DNA数:S期 2C → 4C(加倍);末期 4C → 2C(减半)
染色体数:只在后期因着丝粒分裂而 2N → 4N(瞬时加倍);末期 4N → 2N(减半) - 染色单体数:S期 0 → 4N(出现);后期 4N → 0(消失)
四、有丝分裂的生物学意义
①保证遗传信息的精确传递——亲代细胞通过 DNA 复制(间期)+ 染色体均分(分裂期)使两个子细胞遗传信息与亲代完全相同;
②保证多细胞生物体的生长——增加细胞数目,维持组织、器官功能;
③保证组织更新与损伤修复——分裂旺盛的细胞(皮肤表皮、肠上皮、骨髓造血干细胞)持续进行有丝分裂补充凋亡细胞。
五、细胞分裂的其他方式(简要了解)
方式
适用对象
主要特征
有丝分裂
真核生物体细胞
染色体行为有序,遗传信息精确均分(主要)
无丝分裂
原生动物(如草履虫)、蛙红细胞、肝细胞等
无染色体出现、无纺锤体形成,细胞核直接拉长一分为二,速度快
减数分裂
进行有性生殖的生物的生殖细胞(精/卵细胞)
染色体复制一次、细胞分裂两次,子细胞染色体数减半。详见必修2
二分裂
原核生物(细菌、蓝细菌等)
拟核 DNA 复制后细胞直接一分为二,无纺锤体,无染色体
原核生物不进行有丝分裂(无染色体、无纺锤体)——细菌通过“二分裂”增殖;草履虫等真核单细胞生物可进行“无丝分裂”。
六、探究·实验 5-1 观察植物根尖细胞有丝分裂
1.材料与试剂:洋葱、大蒜或吊兰根尖(分生区分裂旺盛);15%盐酸+95%酒精(1∶1解离液)、蒸馏水、醋酸洋红或0.2%龙胆紫染液(碱性染料)。
2.实验流程(5步法)
步骤
操作
①解离
室温下浸入解离液 3–5 min(盐酸溶解细胞间质,酒精固定细胞)
②漂洗
蒸馏水漂洗 10 min(去除残留盐酸,避免影响染色)
③染色
滴加染液 1–2 min(碱性染料与DNA结合,使染色体着色)
④制片
加盖玻片→放吸水纸→拇指垂直按压(不可扭转),细胞分散成单层
⑤镜检
先低倍找分生区(细胞紧密近方形)→再换高倍观察
3.易错点强调:
①观察的是死细胞(已固定)——不能看到分裂动态过程,只能看到“被定格”的细胞;
②同视野不同细胞处于不同时期是因为它们不同步;
③染色体数目最容易观察的时期是中期(着丝粒赤道面排列,形态最清晰)。
核心2 细胞分化、细胞全能性与细胞癌变
一、细胞分化(cell differentiation)
1.概念:同一来源的细胞逐渐发生形态结构和生理功能上的差异化,这个过程称为细胞分化。
2.分化的本质——基因的选择性表达
受精卵分化成各种细胞,遗传信息相同(都拥有全套基因组),但基因表达情况不同——红细胞表达血红蛋白基因→合成血红蛋白 - 肌细胞表达肌动蛋白基因→合成肌动蛋白
胰岛β细胞表达胰岛素基因→合成胰岛素
分化的实质是基因的选择性表达——决定了“同源细胞为何走向不同命运”。
3.分化的特点:
①持久性——贯穿生物个体发育全过程;
②稳定性——自然状态下分化稳定、不可逆(分化终端细胞不变回未分化状态);
③普遍性——几乎所有多细胞生物都存在分化;
④不可逆——一般不可逆,但植物细胞和iPSC可在人工条件下逆转(脱分化)。
强调:分化与有丝分裂的关系——有丝分裂使细胞数目增加(量变);分化使细胞种类多样化(质变)。有丝分裂是分化的基础——先分裂产生足够多的细胞,才能通过基因选择性表达走向不同分化方向。
二、细胞全能性(totipotency)
1. 概念 :若单个细胞能够发育形成完整的生物体,我们称这种细胞具有全能性。
2. 全能性的等级(重点)
受精卵(最高,全能) > 胚胎干细胞(多能) > 成体干细胞(专能,如造血干细胞)> 已分化细胞(红细胞、神经细胞、表皮细胞等)
3.全能性的技术及案例:
①植物组织培养(愈伤组织→新植株)——植物体细胞具有全能性,通过脱分化→再分化形成完整植株;
②动物克隆(克隆羊“多莉”)——动物细胞核保留全套遗传信息,但体细胞自身在自然状态下不表现全能性,需核移植技术;
③iPSC诱导多能干细胞——人工诱导(导入4个转录因子)使已分化体细胞逆向恢复多能性。
4. 植物组织培养的应用
农业(快速繁殖优良品种、脱毒苗、转基因育种);工业(次生代谢产物如紫杉醇、人参皂苷);科研(细胞分化机制研究)。
三、干细胞(stem cell)
1.定义:体内一类具有自我更新能力(分裂产生与自己相同的子代)和分化潜能(可分化为多种细胞)的细胞。
2.分类:①胚胎干细胞(ES cell)——多能性,来源于早期胚胎内细胞团;②成体干细胞——专能性,如骨髓造血干细胞→血液系统各类细胞、皮肤干细胞→皮肤表皮;③诱导多能干细胞(iPSC)——多能性,来源于已分化体细胞,导入特定转录因子诱导。
3.干细胞治疗的应用:造血干细胞移植治疗白血病(1968年首例骨髓移植);iPSC用于神经退行性疾病研究;间充质干细胞用于韧带损伤、关节炎修复。
四、细胞癌变(cancer/tumor)
1.概念: 正常细胞在某些致癌因素作用下,基因发生突变,细胞分裂失控,形态结构发生显著变化,转变成不受机体控制的、可无限增殖的细胞——这一过程称为细胞癌变。
2.癌变的根本原因——两类基因突变
基因
功能
异常状态
原癌基因
正常时调控细胞正常增殖与生长
突变后过度活化,促进细胞无限增殖
抑癌基因
正常时抑制细胞过度增殖、促进凋亡
突变后功能丧失,无法刹车
癌变是“油门坏了 + 刹车也坏了”——多基因突变累积导致的失控。这就是为什么癌症往往与年龄、长期暴露于致癌因素相关——基因突变需要时间积累。
3. 致癌因素:
①物理——紫外线、X射线、γ射线(核辐射);
②化学——黄曲霉毒素(霉变花生)、亚硝胺(腌制食品)、3,4-苯并芘(烧烤)、乙醛(饮酒脸红);
③病毒——EB病毒(鼻咽癌)、HPV(宫颈癌)、HBV/HCV(肝癌)。
提示:上海2025静安区试题以“乙醛与DNA鸟嘌呤结合诱发突变”为情境考查癌变机制,答案要点——乙醛导致DNA损伤、修复时碱基配对错误→基因突变→癌变风险升高。
4. 癌细胞的六大特征:
①无限增殖(失去接触抑制,体外可无限传代如HeLa细胞);
②形态结构显著改变;
③质膜糖蛋白减少→贴壁性降低、易转移扩散;
④代谢异常(糖酵解增强,瓦博格效应);
⑤逃避凋亡(p53突变后受损细胞不再启动凋亡);
⑥诱导血管新生(为肿瘤提供血液供应)。
5. 靶向治疗的科学基础(前沿):
EGFR靶向药(吉非替尼,针对肺癌/结直肠癌过表达EGFR);
CDK4/6抑制剂(2015年首个上市,针对乳腺癌过度活化CDK4/6,阻止细胞进入S期);PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂(解除癌细胞“免疫逃逸”);
CAR-T细胞疗法(已用于血液系统肿瘤)。
核心3 细胞衰老、细胞凋亡与细胞坏死
一、细胞衰老(cell aging)
1.概念
在细胞的生命周期里,当其分化成熟后,分裂能力逐步降低甚至丧失,形态结构和功能发生一系列退行性变化——这便是细胞衰老。
2.衰老的五大特征(口诀:“水少、酶降、色素积、核增、膜通透差”)
1 “水少”——细胞内自由水含量减少,新陈代谢减慢(皮肤干燥、皱纹增多)
2 “酶降”——多种酶活性降低(呼吸酶↓→代谢减缓;酪氨酸酶↓→头发变白)
3 “色素积”——细胞内色素沉积(如老年斑/脂褐素),影响正常生理活动
4 “核增”——细胞核体积增大,染色质变深,核仁萎缩,核内DNA转录活性下降
5 “膜通透差”——细胞质膜通透性改变,物质运输功能降低,膜流动性减小
3.衰老的机制学说(了解):DNA损伤累积学说、端粒缩短学说(Hayflick极限)、自由基学说、遗传程序学说(p16/p21等衰老相关基因激活)。
4.细胞衰老与个体衰老的关系——个体衰老主要由组成它的细胞衰老所致,但二者不完全同步;儿童、青少年体内也存在衰老细胞(如皮肤角质层脱落、红细胞每120天更新);衰老是正常的生理过程,不可避免、不可逆转,可通过健康生活方式延缓。
二、细胞凋亡(apoptosis)
1.概念:由基因决定的、细胞主动结束生命的过程——又称程序性死亡(PCD)。
2.凋亡的三大生理意义
①塑造个体形态——蝌蚪发育为成蛙时尾部凋亡消失;胚胎发育中手指/趾间细胞凋亡形成分开的五指;
②清除衰老/损伤/异常细胞——红细胞寿命120天后凋亡;受损或感染病毒的细胞凋亡防止扩散;
③维持组织器官稳态——免疫系统“自身反应性T细胞”在胸腺中凋亡(阴性选择),避免攻击自身。
3.凋亡的形态学特征(电镜下):细胞皱缩、染色质聚集、DNA被特异性核酸内切酶切割为片段;细胞质膜向内凹陷形成多个凋亡小体;凋亡小体被邻近吞噬细胞识别并吞噬——不引起炎症反应。
三、细胞坏死(necrosis)
1.概念:细胞遭受极端外界因素(物理、化学、生物损伤)刺激后被动死亡的现象。
2.典型情境:烧伤、冻伤导致大面积坏死;缺血缺氧(脑梗、心梗);糖尿病坏疽;强毒物质(重金属、有机溶剂)直接破坏。
3.形态学特征:细胞肿胀、破裂;内容物外溢至细胞外;引起周围组织炎症反应——可能造成继发性损伤。
四、凋亡 vs 坏死的本质区别(重点对比)
比较项
细胞凋亡
细胞坏死
触发/性质
内源性、主动、程序性
外源性、被动、非程序性
能量需求
需要ATP
不需要ATP
形态
皱缩、形成凋亡小体(膜完整)
肿胀、膜破裂、内容物外溢
染色质
浓缩、规则片段化
散乱、随机断裂
炎症反应
无
有
对机体
有益(正常生理)
有害(病理)
五、细胞自噬(autophagy,沪科版“广角镜”延伸)
自噬:细胞将自身没有功能或衰老的内部结构(如老化线粒体、错误折叠蛋白)包裹在膜泡(自噬体)中,运送至溶酶体(动物)或液泡(植物)进行降解、回收的过程。
意义:正常情况下清除“垃圾”、循环利用细胞组分;应激条件下(饥饿、感染)为细胞提供原料与能量;异常自噬与癌症、神经退行性疾病(帕金森病、阿尔茨海默病)密切相关。日本科学家大隅良典因发现细胞自噬机制获 2016 年诺贝尔生理学或医学奖。
分层专练·靶向攻关
基础通关
1.(25-26高一下·上海·阶段检测)根据所学知识回答问题。
(1)下图ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A.a阶段DNA发生复制
B.b阶段中发生着丝粒的断裂
C.c阶段中发生染色体的复制
D.d阶段发生中心体的复制
(2)研究人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列有关叙述正确的是_____(单选)。
A.该蛋白质可能是由核仁合成的一种水解酶
B.该蛋白质对细胞周期的进程具有促进作用
C.抑制该蛋白质可促进细胞核核膜的解体
D.衰老的细胞中该蛋白质的合成速率变快
(3)根据细胞DNA含量不同,将一类连续增殖的细胞分成三组,每组的细胞数如图1。从图1中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数增多
B.乙组细胞正进行着丝粒的分裂
C.甲、乙、丙细胞都可能处于分裂间期
D.丙组中的细胞染色体数不一定相同
细胞周期检查点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制,是一类负反馈调节机制:当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。图2所示为细胞周期简图及相应检验点位置(字母表示时期),图3所示为细胞周期中的若干细胞图像。
(4)图2中,检验点5的作用为检验纺锤体是否组装完成,由此可推测B时期为细胞周期中的_____(单选)。
A.G1期 B.S期 C.G2期 D.M期
(5)D时期所发生的主要物质变化是_____(单选)。
A.合成与DNA复制有关的酶 B.DNA的精确复制
C.合成组成纺锤丝的蛋白质 D.DNA的平均分配
(6)图3细胞进行有丝分裂正确的顺序______(编号排序)。
(7)图3细胞中含有染色单体的细胞是______(多选)。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(8)胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA合成,检验点2的作用是检验细胞中未复制的DNA是否受到损伤,用TdR作用于处于细胞周期中的细胞后,该细胞能否通过检验点2:_____(A能/B不能)。
2.(23-24高一下·上海·期末)用显微镜观察有丝分裂临时装片,错误的是( )
A.大部分细胞处于间期
B.观察到某细胞分裂的整个过程
C.临时装片制备顺序:固定解离漂洗染色压片
D.观察染色体数目选处于分裂中期细胞
3.(23-24高一下·上海·期末)下图a →d表示连续分裂细胞的两个细胞周期,能正确表示一个细胞周期的是( )
A.a为一个细胞周期 B.b为一个细胞周期
C.a和b为一个细胞周期 D.b和c 为一个细胞周期
4.(2025高一上·上海·专题练习)苦荞麦中含有的槲皮素具有较高的药用价值。下表为处于G1、S和G2+M期细胞数目的比例,其中处理组为槲皮素处理某胃癌细胞系24h,未处理组为对照。
组别
G1细胞的比例
S细胞的比例
G2+M细胞的比例
未处理组
(41.36±1.39)%
(44.07±2.37)%
(14.57±0.93)%
处理组
(32.53±2.23)%
(31.24±1.14)%
(36.22±2.84)%
据表推测,槲皮素可将该胃癌细胞的分裂阻断在_____,从而抑制其增殖。
A.G1期 B.G0期 C.S期 D.G2或M期
5.(25-26高一上·上海·阶段检测)CDK2与cyclinE为调控细胞周期的蛋白,两者结合后形成的复合物可以促进细胞进入下一时期。科研人员检测了两品系家蚕丝腺细胞内复制阶段时CDK2、cyclinE及其复合物的含量,结果如图1;并用流式细胞术检测了两品系家蚕所有丝腺细胞不同时期的细胞数量百分比,结果如图2.
(1)据图1、图2分析,CDK2-cyclinE复合物应作用于________【编号选填】
A.G1/S检查点 B.S/G2检查点
(2)结合题图及所学知识,阐释BmE2F1基因使家蚕大量吐丝而结茧的生理机制:________
(3)为使上述研究更加严谨,还需培育另一品系的家蚕进行对照实验,该品系家蚕应具有的特点(分子水平)是________。
6.(24-25高一下·上海青浦·期末)为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。
(1)据图可知,一个细胞周期所经历的时期依次是__________(用图中字母和箭头表示)。
(2)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是__________。
(3)下列细胞中,有细胞周期的是__________。(编号选填)①根尖成熟区细胞 ②洋葱表皮细胞 ③神经细胞 ④癌细胞 ⑤干细胞
(4)细胞癌变与细胞周期调控异常有关。为了治疗癌症,常采用的方法主要有两种:DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成,主要激活检验点______,将癌细胞阻滞在S期;后者抑制纺锤体的形成,主要激活检验点________,使癌细胞停滞于中期。
7.(24-25高一下·上海青浦·期末)如图所示,甲图表示洋葱根尖的结构示意图,乙图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,丙图表示细胞有丝分裂各阶段一个细胞核中DNA含量的变化(a表示分裂间期)。
(1)比较甲图中洋葱根尖的①和③区域,分析造成①和③细胞形态结构不同的根本原因是_____。
(2)为了更好地观察洋葱根尖细胞分裂过程中染色体的形态变化,可选取____(选填“①”“②”或“③”)区域的细胞制作临时装片。
(3)制作上述临时装片的操作步骤具体是解离→__________→染色→制片。
(4)乙图中,⑤→⑥过程中染色质变染色体,请说出染色质和染色体的关系_____。
(5)乙图中⑤→⑥过程发生在丙图b阶段的_____期。
8.(24-25高一上·上海闵行·期中)在一个细胞周期中,最可能发生在同一时期的是( )
A.着丝点的分裂和细胞质的分裂
B.细胞板的出现和纺锤体的出现
C.染色体复制和中心粒复制
D.染色体数加倍和染色单体形成
9.(24-25高二上·上海·期中)根据所学知识,完成下列题目:
(1)图为细胞有丝分裂一个细胞周期所用时间,下列说法正确的是( )
①甲→乙的过程表示分裂间期②乙→甲的过程表示分裂期③一个细胞周期是指甲→甲的全过程④一个细胞周期是指乙→乙的全过程
A.①②③ B.①②④ C.③ D.④
在受精卵发育成完整个体的过程中染色体会发生下图中的变化
(2)染色质状态是上图中的_________(写出一个即可)。
下图为植物有丝分裂示意图。据图回答下列问题。
(3)用图中字母和箭头排出植物细胞有丝分裂各时期的先后顺序:_______。
(4)B时期哪些结构发生了什么样的变化( )
A.核膜核仁消失,出现染色体纺锤体
B.核膜核仁出现,染色体和纺锤体消失
C.着丝粒分裂,染色体数目翻倍,染色体被纺锤丝均匀地分向两极
D.染色体形态固定,数目清晰可见,均匀地排布在赤道面上
(5)E时期细胞中有几个染色体( )
A.6 B.12 C.0 D.4
(6)E时期细胞中有几条DNA( )
A.6 B.12 C.0 D.4
(7)E时期细胞中有几个染色单体( )
A.6 B.12 C.0 D.4
(8)动物细胞与植物细胞有丝分裂的主要不同点在于________(写出一个即可)。
(9)有丝分裂过程中是如何保持亲代细胞与子代细胞之间的遗传稳定性_________和________。
10.(24-25高一上·上海闵行·期中)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,某同学观察到的实验结果如图4所示,下列分析正确的是( )
A.在整个分裂过程中,只有①细胞中DNA数目最多
B.图示细胞按有丝分裂过程排序为③→②→①→④
C.①③细胞中染色单体数目不相同
D.③④细胞中的染色体与核DNA数量之比都是1:2
11.(23-24高一下·上海黄浦·期中)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:_____。
12.(22-23高二上·上海·期末)研究表明,过量的黄嘌呤会导致已分化的少突胶质细胞活化并增殖。根据图中的信息判断,“黄嘌呤诱发少突胶质细胞增殖”的依据是( )
不同时期的少突胶质细胞占比
A.细胞周期缩短 B.分裂间期时间缩短
C.DNA复制期延长 D.G0细胞占比减少
13.(15-16高一·福建漳州·期中)植物细胞有丝分裂过程中,观察染色体形态的最佳时期是( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
14.(22-23高一下·上海·期中)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
15.(22-23高一下·上海·期中)如图表示细胞周期,可以观察到清晰染色体的时期是( )
A.a→b B.b→c C.c→d D.d→a
16.(22-23高一下·上海·期中)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,看到细胞最多的时期是( )
A.分裂间期 B.分裂前期 C.分裂中期 D.分裂末期
17.(2022·上海·高考真题)如图为某种细胞的细胞周期示意图,箭头表示细胞周期进行的方向其中b→c为分裂(M)期,则以DNA复制为主的主要时期是( )
A.a→b和c→d B.d→a C.b→c和c→d D.b→c
18.(2022·上海松江·二模)图为细胞周期示意图,有关叙述错误的是( )
A.b→a段细胞有适度的生长 B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.a→b→a表示一个细胞周期 D.根尖分生区中处于b→a段的细胞较多
19.(16-17高一上·广东汕头·期末)在细胞有丝分裂的分裂期开始时,如果它的染色体数为N,DNA含量为Q,则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是( )
A.N和Q B.N/2和Q/2 C.N和Q/2 D.N/2和Q
20.(22-23高二上·上海松江·期中)如图1和图2表示两种细胞进行有丝分裂的模式图。
(1)下列对细胞有丝分裂的描述中,符合图1所示时期特征的有 _____,符合图2所示时期特征的有 _____。
①染色体着丝粒排列在赤道面位置
②DNA 数目是正常体细胞的2倍
③染色体数目是是正常体细胞的2倍
④染色单体数目为0
(2)某生物兴趣小组对连续进行有丝分裂的洋葱根尖细胞进行研究,对连续进行的分裂过程作图,部分示意图如图3.可以表示一个完整的细胞周期的是 _____。
A.① B.② C.①和② D.②和③
21.(22-23高一上·上海奉贤·期末)下图表示与癌细胞增殖相关的代谢过程,图中数字表示过程,字母表示物质,实线表示正常代谢过程,虚线表示癌细胞中会加强的异常代谢过程。
(1)下列健康成人体内的细胞,具有细胞周期的是_____。
A.神经细胞 B.造血干细胞 C.心肌细胞 D.消化道上皮细胞
(2)图中物质A和过程②分别表示_____。
A.①丙酮酸 ②三羧酸循环 B.①丙酮酸 ②卡尔文循环
C.①甘油 ②三羧酸循环 D.①甘油 ②卡尔文循环
(3)根据图中的信息可以推断,GLUT1是_____。
A.转运蛋白 B.受体蛋白 C.酶 D.抗体
(4)结合题图,分析下列关于癌细胞内代谢的叙述正确的是_____。
A.有氧分解增加 B.葡萄糖消耗减少 C.无氧分解增加 D.蛋白质合成减少
22.(22-23高二上·上海·期中)细胞是绝大多数生物体的结构单位,具有不同结构,完成特定功能。
(1)若图1细胞表示人的胰腺细胞,为了研究胰蛋白酶的合成、加工和排出细胞的过程,应该向细胞中注射3H标记的________________。
A.葡萄糖 B.氨基酸 C.脂肪酸 D.核苷酸
(2)按上题研究方法,依照放射性标记出现的先后顺序,用编号和“→”对结构③、⑤、⑥进行排序________________。
(3)图1中,细胞通过质膜内陷,将外界异物吞入细胞内。下述物质进出细胞方式与该方式相同的是________________。
A.白细胞吞噬入侵的细菌和病毒 B.水借助质膜上的水通道蛋白进入细胞
C.葡萄糖借助质膜上的转运蛋白进入细胞 D.甘油从磷脂分子间隙直接透过质膜
(4)与图2细胞相比,图1细胞内很多结构由膜包被,他们共同构成了细胞的内膜系统。下列关于内膜系统的叙述,正确的有________________。
A.将细胞质分隔成许多功能化区域 B.为多种酶提供附着点
C.彼此在功能上可相互联系 D.彼此在结构上可相互转化
下图3和图4表示两种细胞进行有丝分裂的模式图。
(5)下列对细胞有丝分裂的描述中,符合图3所示时期特征的有___________________,符合图4所示时期特征的有________________________。
①染色体着丝粒排列在赤道面位置 ②DNA数目是正常体细胞的2倍
③染色体数目是是正常体细胞的2倍 ④染色单体数目为0
某生物兴趣小组对连续进行有丝分裂的洋葱根尖细胞进行研究,对连续进行的分裂过程作图,部分示意图如下图5。
(6)可以表示一个完整的细胞周期的是_________________。
A.① B.② C.①和② D.②和③
23.(2022·上海黄浦·二模)某生物体细胞有20条染色体,在其细胞周期中,仅有20个DNA分子的时期是( )
A.G1期 B.S期结束 C.G2期 D.M期开始
24.(2022·上海长宁·二模)图a、图b是同种高等植物细胞有丝分裂的显微照片,据图可判断( )
A.a、b分别指有丝分裂间期和有丝分裂后期
B.a、b细胞的DNA数量相同
C.a、b细胞的染色体数量相同
D.从a到b是中心体发出纺锤丝牵引染色体活动的结果
(22-23高一上·上海奉贤·阶段检测)如图为光学显微镜下观察到的某植物根尖有丝分裂图像。
25.用于有丝分裂观察的材料有一定的要求,表中最适合的生物材料是( )
生物
分裂间期/h
分裂期/h
A
10.6
0.4
B
18
0.5
C
3.5
1
D
10.4
2.3
A.A B.B C.C D.D
26.根据图1,光学显微镜下观察到的数量最多的细胞类型是( )
A.细胞A B.细胞B C.细胞C D.细胞D
27.根据图1,染色体数目加倍的细胞类型是( )
A.细胞A B.细胞B C.细胞C D.细胞D
28.图1中( )内的染色体数、DNA分子数关系对应图2。
A.细胞A B.细胞B C.细胞C D.细胞D
29.A细胞内不可能发生( )
A.中心粒移向两极 B.着丝粒已分裂
C.细胞膜向内凹陷 D.出现纺锤丝
30.图3所示植物有丝分裂过程中核膜解体和重构过程。图中最有可能观察到细胞板的时期是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.均观察不到
31.图3构成一个完整细胞周期。下列关于细胞周期的叙述错误的是( )
A.G1期有蛋白质的合成 B.S期有染色体加倍
C.G2期有蛋白质的合成 D.M期有染色体加倍
现有未贴标签的两个细胞有丝分裂的两个时期的4块装片,编成1~4号,小柴按顺序观察其结构,结果如下:
编号
观察结果
1
中心体发出纺锤丝,染色体散乱排列
2
细胞中部形成了细胞板
3
从细胞的中部向内凹陷
4
细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列
32.其中表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是( )
A.1号、3号 B.4号、3号 C.1号、2号 D.4号、2号
33.有丝分裂所产生的两个子细胞与母细胞在遗传上一致,原因是( )
A.DNA精确复制 B.染色质变染色体
C.染色体均匀分配 D.纺锤丝形成
情境应用
34.(22-23高一下·上海普陀·期中)细胞正常增殖可维持个体稳态,癌变细胞分裂异常,逃过免疫监视,机体稳态会被打破,甚至危及生命。科研人员一直致力于抗癌药物的研发。图1为某动物细胞的细胞周期示意图;图2为其细胞分裂不同时期的示意图(仅示部分染色体);图3表示细胞分裂过程中可能的染色体(质) 数和DNA分子数。请回答下列问题:
(1)图1中,D细胞中存在的结构有 ( )
A.赤道面、染色质、质膜 B.染色体、纺锤体、质膜
C.细胞壁、染色体、核膜 D.细胞壁、纺锤体、细胞板
(2)对图1中细胞进行分析,下列叙述错误的是 ( )
A.从细胞A到细胞F经历了一个细胞周期
B.细胞周期中,分裂期时间较短,分裂间期时间较长
C.C时期细胞中染色体形态清晰,是观察染色体的最佳时期
D.分裂完成后两个正常子细胞的DNA数目相同
(3)请在虚线方框内画出图2中Ⅰ细胞下一时期的细胞图像_______________。
(4)请将图2中G细胞、J细胞的染色体(质)数和DNA分子数与图3中①、②③对应起来,填入下表中:
G细胞
J细胞
图3中编号
_____
____
(5)科学家研究发现檞皮素有潜在的抑制肿瘤细胞增殖的作用。下图为槲皮素处理一定数量的胃癌细胞24h后,统计处于G1、S、G2和M期细胞数目的比例,其中未处理组为对照。据图下推测,槲皮素可将胃癌细胞的分裂阻断在哪个时期,从而抑制其增殖?( )
A.G1期 B.S期 C.G2+M期 D.无法判断
(6)结合已有知识推测檞皮素抑制胃癌细胞增殖的原因可能是?
A.抑制纺锤体形成. B.抑制DNA复制
C.抑制胞质分裂 D.抑制姐妹染色单体分离
35.(23-24高一下·上海·期末)海拉细胞系是源自一位美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯的宫颈癌细胞系。1951年,一位外科医生从她的肿瘤上取下组织样本,并在实验室中进行培养至今,已成为医学研究中非常重要的工具。图1中所示为海拉细胞系的细胞周期示意图,图2为显微镜下观察培养中的海拉细胞所见视野。
(1)图1中,细胞周期的正确表示方法是_____。
A.a→a B.b→b C.c→c D.d→d
(2)图2中A细胞所处的分裂阶段是_____。
A.分裂前期 B.分裂中期
C.分裂后期 D.分裂末期
(3)关于图2中的B细胞,不考虑染色体变异,说法正确的有_____。
A.着丝粒整齐排列在赤道面
B.每条染色体含有2条染色单体
C.染色体形态、数目最清晰
D.细胞中的赤道面结构清晰可见
(4)研究人员将纯化的PHB2蛋白加入海拉细胞培养液,培养24h后,检测处于细胞周期不同时期的细胞数量,结果如图3。由图可推测,PHB2蛋白能够将海拉细胞的细胞周期阻断在_____。
图3
A.G1期 B.S期 C.G2/M期 D.不确定
(5)根据上述资料推测,海拉细胞被PHB2蛋白阻断的环节可能是_____。
A.细胞的缢裂 B.纺锤体的形成
C.着丝粒的分裂 D.DNA的复制
(6)经研究显示,羟基喜树碱能有效抑制癌细胞的增殖,其原理为阻碍DNA复制,若下图对照组为未加入羟基喜树碱的实验结果,请用虚线补充绘制加入羟基喜树碱的实验组的大致结果_____。
在电镜下观察乳腺癌细胞有丝分裂时,母细胞中的姐妹染色单体均须附着于纺锤丝上,这称为双定向作用。一种称为纺锤体装配检查点(SAC)的监控机制能监视纺锤丝附着过程,一旦发现如图4所示的异常现象(当只有一条染色单体附着在纺锤丝上,则3M2B附着在对侧着丝粒上),便暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂的继续进行,直到双定向作用完成才能继续进行分裂。
(7)图4中细胞所处的分裂时期是______,理由是______。(编号选填)
①发生DNA复制
②合成组装纺锤丝的蛋白质
③形成纺锤丝
④每条染色体有两条染色单体
⑤核膜核仁消失
⑥染色体的着丝粒都排在赤道面上
(8)根据题干信息和图4,判断MCC对APC的作用是______(促进/抑制),理由是______。这一监控机制的意义是:______。
36.(22-23高三上·北京大兴·期中)科研人员用某电镀厂排出的工业污水培养洋葱(2n=16)18小时后,再放入清水中恢复培养24小时,取根尖制成临时装片,分生区图像如下。相关说法错误的是( )
A.制作根尖临时装片的步骤依次是解离、漂洗、染色、制片
B.图②箭头所示细胞为有丝分裂中期,是染色体计数的最佳时期
C.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
D.实验表明工业污水能引起细胞发生染色体变异
37.(22-23高二上·上海·阶段检测)若细胞分裂失去控制而不断生长和分裂则形成癌细胞。科学家研究发现槲皮素有潜在的抑制肿瘤细胞增殖的作用。图2为槲皮素处理一定数量的胃癌细胞24h后,统计处于G1、S、G2和M期细胞数目的比例,其中未处理组为对照。
(1)据图2推测,槲皮素可将胃癌细胞的分裂阻断在______期,从而抑制其增殖。
(2)试结合已有知识推测槲皮素抑制胃癌细胞增殖的可能原因是______。
38.(2022·上海普陀·二模)如图表示一动物细胞有丝分裂某时期细胞核中染色体、染色单体和DNA分子的数量,则该时期细胞中可能会出现( )
A.同源染色体联会 B.中心体向细胞两极移动
C.着丝粒的分裂 D.核膜、核仁重新出现
39.(2022·上海徐汇·三模)在人体皮肤生发层正在分裂的细胞中,当中心体移向两极时,下列几种酶最活跃的是( )
①RNA聚合酶②解旋酶③ATP水解酶④ATP合成酶
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
40.(2022·上海虹口·二模)研究发现,p53基因的表达产物能检测DNA损伤点,阻止受损伤的DNA进入复制期。如图为细胞周期示意图,基因表达产物最可能作用的时期是( )
A.① B.② C.③ D.④
41.(23-24高二上·上海·阶段检测)细菌分裂时,其拟核DNA以特定的一个部位特异性地结合在细胞膜的附着点上。拟核DNA复制形成的两个子代DNA随着细胞膜的生长而分离,分别进入两个子细胞中。
(1)细菌属于原核生物。下列生物的细胞结构与细菌有明显差异的是( )
A.酵母菌 B.衣原体 C.立克次氏体 D.蓝细菌
(2)细菌体型微小,必须借助显微镜才能观察其形态和结构。以下关于显微镜的叙述正确的是( )
A.用光学显微镜能观察到细菌只有核糖体一种细胞器
B.显微镜放大倍数越大,视野内能看到的细胞数目越多
C.在显微镜下观察到中间亮、边缘较宽且较黑的一定是气泡
D.若选用目镜15×物镜40×组合观察,则像的面积是实物的600倍
与细菌分裂相比,真核细胞的分裂过程通常更复杂,经历的时间更长。为检测某动物细胞的增殖速度,进行了如下实验:用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养该种细胞13小时,然后转移到普通培养基中培养。在不同间隔时间进行观察计数,并计算标记细胞的比例。
图中A:细胞核开始被标记;B:被标记细胞开始进入分裂期;C:细胞的着丝粒分裂;D:细胞分裂形成子细胞,被标记细胞数目增加;E:被标记细胞第二次进入分裂期;
(3)据此实验判断:①实验开始的13h内,DNA复制发生在阶段_____________(AB/BC/CD/DE)中;
②该种动物细胞分裂一次经历的时间约为_____________h。
(4)实验进行至F时,被标记细胞的放射性强度在减小,并且细胞之间放射性强度不一致,请分析这种现象出现的原因:____________________________________________
42.(23-24高三上·上海·阶段检测)I.SD 藻是一种可以生产生物柴油的海洋单细胞生物。SD 藻可利用光能合成糖类进行生长,在SD藻的脂肪酸合成过程 (示意图) 中,乙酰辅酶A羧化酶(ACCase) 是脂肪酸合成关键酶。研究者通过技术手段改变编码 SD藻ACCase 基因的第 1999 位碱基可以提高油脂合成量。在大规模生产中,研究者会挑选颜色较绿且繁殖更快的 SD 藻,这种 SD藻可以生成更多油脂,以获得更多生物柴油。
(1)SD 藻叶绿体具有的功能有________,SD 的内质网具有的功能有_________,(编号选填)
①暂时储存有机物的场所 ②能量转化的场所 ③物质转化的场所
④发生蛋白质加工的场所 ⑤清除衰老细胞结构的场所
(2)根据题中信息,能合成脂肪酸的 SD 藻属于 。(单选)
A、RNA 病毒 B、原核生物 C、DNA 病毒 D、真核生物
(3)改变编码 SD 藻乙酰辅酶A 羧化酶基因的第 1999 位碱基,对该酶产生的影响可能是 (多选)
A、酶的活性发生改变
B、酶的合成场所发生改变
C、酶的结构发生改变
D、酶和底物结合能力发生改变
(4)颜色较绿且繁殖更快的 SD 藻细胞,为什么可以生成更多生物柴油?阐述分析过程。__________________
II.下表列出了在连续的时期I~V 中,SD 藻细胞内发生的事件。
时期
细胞内事件
I
①细胞核位于细胞中央;②遗传物质复制
II
③染色质凝集成团块状;④核膜消失
III
⑤染色质团排在细胞中央;⑥形成桶状纺锤体
IV
⑦染色质团平均厚度是0.5-0.6um;⑧染色质团分成均等的两团
V
⑨核膜重新出现; ⑩染色质团随胞质分而分至两个子细胞
(5)根据题意推测,表中描述的是 SD 藻的哪个过程:__________。 (编号选填)
①有丝分裂 ②细胞分化 ③细胞凋亡 ④细胞衰老 ⑤减数分裂
(6)表①-⑩中,支持你做出第6中判断的遗传物质方面的证据是:_____________; 支持你做出第6题中判断的其他细胞结构方面的证据是: ____________(编号选填)
43.(22-23高二上·上海·阶段检测)植物细胞有丝分裂
图1是某同学实验时拍摄的某植物根尖分生区细胞分裂图,①~④表示不同分裂时期的细胞。图2是硫酸铜对蚕豆和大蒜两种植物有丝分裂指数(有丝分裂指数=分裂细胞数/观察细胞的总数×100%)的影响曲线。
(1)在细胞①~④中,最适合观察染色体形态并计数的是 _____,正在形成细胞板的是 _____,每条染色体(质)上有一个 DNA分子的是 _____。用“→”对①~④所代表的细胞时期排序 _____。
(2)长春藤碱能抑制纺锤丝的形成(纺锤丝蛋白质无法聚合形成长丝),从而阻断有丝分裂的过程,据此分析下列说法正确的是______。
A.常春藤碱的作用始于有丝分裂的前期 B.常春藤碱的作用始于有丝分裂的后期
C.常春藤碱可能使细胞的染色体加倍 D.常春藤碱可能使细胞的染色体加倍或减半
(3)若要将细胞①移至视野中央,装片的移动方向是______。
A. B. C. D.
(4)为了获得图2所需的实验数据,需要观察和统计在蒸馏水和不同浓度硫酸铜溶液中培养的根尖细胞的 _____。为了使统计数据更加科学,计数时应采用的方法是 _____。
(5)据图2的数据分析,在观察植物细胞有丝分裂的实验中,为达到最佳观察效果,下列方案合理的是______。
A.若使用硫酸铜处理,则最好选择蚕豆根尖作为材料,并选择用1mg/L硫酸铜溶液
B.若使用硫酸铜处理,则最好选择大蒜根尖作为材料,并选择用0.5mg/L硫酸铜溶液
C.若缺乏硫酸铜,应选择蚕豆根尖为实验材料
D.若缺乏硫酸铜,应选择大蒜根尖为实验材料
44.(22-23高一上·上海·期末)海拉细胞系
海拉细胞系(Hela cells)是源自一位美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的 宫颈癌细胞系。1951 年,一位外科医生从她的肿瘤上取下组织样本,并在实验室中进行培 养至今,已成为医学研究中非常重要的工具。图 12 所示为海拉细胞周期示意图,图 2为显 微镜下观察培养中的海拉细胞所见视野。
(1)图 1 中,细胞周期的正确表示方法是_____
A.a→a B.b→b C.c→c D.d→d
(2)连线匹配图1中细胞周期的不同阶段所发生的事件_____。
DNA 复制
c→d 段
合成组装纺锤丝的蛋白质
d→a 段
合成 RNA 和蛋白质,特别是与 DNA 复制有关的酶
a→b 段
(3)若要将图2中的 A 细胞移到视野中央,移动装片的正确方向是_____
A.左上方 B.右上方 C.左下方 D.右下方
(4)图2中的 A 细胞所处的分裂阶段是_____
A.分裂前期 B.分裂中期 C.分裂后期 D.分裂末期
(5)关于图 2中的 B 细胞,不考虑染色体变异,说法错误的是_____
A.着丝粒整齐排列在赤道面 B.每条染色体含有 2 条染色单体
C.染色体形态、数目最清晰 D.细胞中的赤道面结构清晰可见
(6)以横轴表示细胞周期,纵轴表示一个细胞中染色体数的变化,以下正确的是_____
A. B.
C. D.
(7)在图3中绘制一个细胞周期中一条染色体上 DNA 分子数变化。
_____
(8)研究人员将纯化的 PHB2 蛋白加入海拉细胞培养液,培养 24h 后,检测处于 细胞周期不同时期的细胞数量,结果如图4.可推测,PHB 蛋白能够将海拉细胞的细胞周期阻断在_____(选填“G1期”“S 期”或“G2/M 期”)。
(9)根据上述资料推测,海拉细胞被 PHB2 蛋白阻断的环节不可能是_____
A.细胞的缢裂 B.纺锤体的形成 C.着丝粒的分裂 D.DNA 的复制
素养提升
1.(25-26高二上·上海嘉定·阶段检测)温度是影响光合作用的重要因素。研究发现植物的电子传递过程会受高温胁迫的影响发生改变,以增大植物的热耗散对植物起保护作用。部分机制见图。
注:通过①②③途径进行的是线性电子传递(LEF);依赖NDH和PGR途径进行的是环式电子传递(CEF):Fd是铁氧还蛋白;FNR是黄素蛋白铁氧还蛋白-NADP还原酶。
(1)图1中所示的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ具体分布在( )上。
A.细胞质膜 B.叶绿体膜 C.类囊体膜 D.线粒体膜
(2)在能进行光合作用的高等植物细胞中会发生的过程是________。(编号选填)
①染色质螺旋化为染色体 ②同源染色体分离 ③DNA复制 ④RNA合成 ⑤蛋白质合成
(3)据图1分析,①②③在光合作用中的主要作用是( )
A.传递光能 B.传递H+ C.传递光合色素 D.传递电子
已知NPQ是植物进行热耗散的主要机制,依赖于跨膜H+梯度的增加,相比LEF途径,CEF途径能够有效增加跨膜H+梯度。
(4)据图1和资料分析,在高温胁迫的条件下,CEF途径的强度会________(A增大B减小C不变),光反应产生的ATP/NADPH比值会________(A增大B减小C不变)。
(5)过量电子积累会对光系统I产生较为严重的破坏,下列关于高温胁迫与植物光合作用关系的说法正确的是( )
A.高温胁迫时,植物可能会通过关闭气孔以减少O2的进入
B.高温胁迫会导致卡尔文循环的速率上升,消耗更多的NADPH
C.高温胁迫可能会影响膜的流动性从而影响膜上蛋白质的功能
D.在高温胁迫的条件下,LEF途径可能会减弱以避免对光系统I的破坏
(6)高温胁迫还会引发活性氧ROS(如自由基、H2O2等)的积累,进一步抑制光反应的发生。分析其原因可能有( )
A.ROS攻击膜上的磷脂分子,造成膜结构的损伤
B.ROS与光系统中的蛋白质分子结合,使其变性并失去活性
C.ROS造成叶绿体DNA的损伤,导致光反应所需酶的合成受阻
D.ROS会加快光系统Ⅱ的修复过程,进一步限制电子的线性传递过程
(7)高温胁迫下,植物还能通过增加瞬时气孔导度的方式进行保护,该响应方式的生理机制是:________,从而避免受到高温的损害。
盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一、盐分滞留在土壤表层及种植层,会对农作物造成盐胁迫,从而影响其产量。在盐胁迫环境下,植物叶肉细胞的部分调节机制如图2所示。其中,①~⑩表示过程;I~IX表示物质分子。
(8)据图推断,在盐胁迫下植物叶肉细胞排钠所需的能量来源有( )
A.光合作用产生的Ⅸ B.光合作用产生的ⅣV
C.ATP磷酸基团转移 D.光合作用产生的Ⅵ
(9)盐胁迫会破坏生物膜的结构,据此推测,图2中直接受盐胁迫影响的过程有( )
A.①③⑤⑥⑦⑧ B.①③④⑤⑥⑦⑧
C.①③⑤⑥⑦⑧⑨⑩ D.①③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
(10)盐胁迫处理1周后,研究人员检测植物叶肉细胞相关指标,结果如表所示。据表及图2推测,盐胁迫使植物产量降低的原因可能是( )
指标组别
Mg2+(mg⋅g-1)
胞间CO2浓度(μmol⋅mol-1)
气孔导度(mol⋅m-2·-1)
PGK(U⋅g-1)
cyt(nmol⋅g-1⋅h-1)
净光合速率(μmol⋅m-2·-1)
CK
4.7a
356.0a
0.43a
70.1a
166.3a
8.3a
S
2.8b
335.4a
0.12b
36.2b
53.7b
3.5b
注:CK与S分别表示对照组和盐胁迫组;小写字母不同表示盐胁迫组与对照组相比差异显著;小写字母相同表示盐胁迫组与对照组相比差异不显著;PGK为图2过程⑩的关键酶;cyt为线粒体内膜上的电子传递蛋白。
A.气孔导度下降会使过程⑨生成的化合物增加
B.PGK含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降
C.cyt含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低
D.Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少
(11)据图推测,植物叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能是( )
A.SOS1磷酸化激活 B.SOS2和SOS3结合
C.NHX蛋白活性减弱 D.HKT基因表达量增加
2.(23-24高二上·上海崇明·阶段检测)小栗同学要独立完成“植物细胞有丝分裂的观察”实验,希望能在显微镜下观察到一个完整的细胞周期,并拍摄珍贵的视频资料。
他选用了新鲜的洋葱根尖作为实验材料,早自习结束之后,他到实验室用镊子将提前3天培育的洋葱根尖从基部夹断取下,放入卡诺固定液中处理,然后回班级去上快乐的生物课。
午餐后,他把固定好的根尖放入40%盐酸中解离30分钟,然后用镊子夹住根尖,放入0.9%的生理盐水中漂洗2-3下。漂洗之后,将根尖放在载玻片上,为了便于染色,小栗用镊子在根尖处捣了几下,然后向其滴加1滴碘液进行染色。
3分钟后,用吸水纸吸走染液,然后在盖玻片一侧滴加清水,引流,洗掉染液,然后用吸水纸把清水吸干。为了压片充分,小栗用掌根用力按压盖玻片,来回转动使得细胞分散成薄层。
制成装片后进行镜检,发现无法观察到分裂相,失败的小栗痛哭流涕。
(1)请根据小栗同学的实验设计和操作,分析他导致实验失败的原因是什么,错误操作会有什么样的结果,应该怎样操作?_____
小栗同学按照正确的步骤和操作方法重新进行了实验,成功观察到了高等植物有丝分裂的分裂相。
(2)分裂间期细胞中染色质呈细丝状,分裂期染色质高度螺旋成棒状染色体,染色质和染色体的化学本质都是 DNA 和组蛋白,请分析不同时期呈现两种不同形态的意义。_____
(3)有丝分裂是动植物细胞分裂的主要方式,经过有丝分裂会产生两个染色体组成完全相同的子细胞,请结合有丝分裂各时期染色体形态和变化规律说出这种分裂方式如何确保亲代与子代之间遗传性状的稳定性和连续性。提示:每个时期细胞内染色体的行为是什么?_____
3.(23-24高一下·上海黄浦·期中)黄连木(2n=30)是城市及风景区的优良绿化树种。科研人员用秋水仙素对黄连木种子诱变获得四倍体植株(4n=60),培育抗性能力更强的黄连木新品种。
(1)科研人员用秋水仙素对黄连木种子诱变获得四倍体植株。已知秋水仙素能抑制纺锤体的形成,因此秋水仙素直接影响的分裂时期是_____。
A.分裂间期 B.分裂前期
C.分裂中期 D.分裂后期
(2)科研人员为了探究秋水仙素诱变黄连木种子的适宜浓度,实验中设置的对照组是_____,实验组是_____,检测的指标是_____。(编号选填)
①经无菌水浸泡处理相同时间的黄连木种子
②处理后的黄连木种子出苗率
③不同浓度秋水仙素溶液处理相同时间的黄连木种子
④不同浓度秋水仙素溶液处理不同时间的黄连木种子
(3)若想观察四倍体黄连木植株的染色体数目和形态,应该选择的时期是_____。
A.分裂间期 B.分裂前期
C.分裂中期 D.分裂后期
(4)上述观察到染色体数目和形态的时期中染色体的行为是_____。
A. B. C. D.
表和图为生长4个月后二倍体和四倍体黄连木植株的生理参数。
表黄连木叶形、色素和叶片渗透调节物质含量比较
类别
叶宽(mm)
叶厚(mm)
叶绿素总量(mg•g-1)
类胡萝卜素(mg•g-1)
游离脯氨酸(μg•g-1)
可溶性糖(mg•g-1)
可溶性蛋白(mg•g-1)
二倍体
14.04
1.22
0.70
0.19
19.11
119.86
2.73
四倍体
21.54
2.11
1.27
0.23
27.96
167.49
5.16
(注:SOD和POD具有清除自由基的功效,过多的自由基对细胞有害)
(5)据表数据分析,快速区分两种黄连木植株的方法是_____。
(6)据表、图和题干信息可知,与二倍体黄连木植株相比较,四倍体黄连木植株的优势是_____。
A.吸水能力强 B.吸光能力强
C.抗自由基能力强 D.抗病虫害能力强
4.(2025上海等级考·第5大题“遗传病的检测与治疗”·改编)
患者甲患有 Di 综合征——一种因肾上腺皮质功能受损导致的疾病,临床检查发现其肾上腺皮质萎缩、皮质细胞大量死亡。除“激素替代疗法”和“免疫抑制治疗”外,再生医学研究者正尝试用自体诱导多能干细胞(iPSC)衍生肾上腺皮质细胞进行细胞移植。方案为:从患者皮肤分离成纤维细胞 → 导入四个特定的转录因子使其逆转为 iPSC → 体外定向诱导分化为肾上腺皮质细胞 → 移植回患者体内。
(1) 从患者皮肤分离的成纤维细胞是已分化的细胞——这种细胞在自然状态下与受精卵相比,其全能性______(填“较高”/“较低”),其原因是______。
(2) 用四个转录因子诱导成纤维细胞重编程为 iPSC 的过程,属于细胞分化的______(填“分化”/“脱分化”/“再分化”)。诱导过程的本质是改变了细胞内的______,使原本沉默的基因被激活,重新获得多能性。
(3) iPSC 在体外被定向诱导分化为肾上腺皮质细胞——这一过程中,细胞内的遗传物质(DNA)______(填“发生改变”/“未发生改变”),但基因的表达情况______(同上),最终细胞合成出 iPSC 中不合成的特异蛋白质(如21-羟化酶)。
(4) 与同种异体的胚胎干细胞相比,使用患者自体iPSC 衍生细胞进行移植的优势是______(多选)。 A.避免免疫排斥反应 B.不涉及人胚胎,伦理争议小 C.iPSC 一旦获得即可无限增殖,材料来源稳定 D.完全无致瘤风险
(5) 在 iPSC 的临床应用中,研究者特别警惕“残留未分化的 iPSC”可能引发的风险——请用所学知识解释这一风险的细胞学基础。
5.(情境综合题——CDK 抑制剂与乳腺癌靶向治疗)
20世纪80年代,亨特(T. Hunt)等人发现细胞周期蛋白(cyclin)与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)——它们组成不同复合物调控细胞周期。CDK4/6与 cyclin D 结合后催化下游底物磷酸化,推动细胞从 G1 期进入 S 期。在很多乳腺癌细胞中,CDK4/6 活性过度活化,使细胞反复进入 S 期,引发肿瘤恶性增殖。2015年,全球首个CDK4/6 抑制剂药物获批上市。
(1) 在正常细胞周期中,G1 期的主要事件是______;S 期的主要事件是______。CDK4/6 推动细胞从 G1 期进入 S 期,意味着 CDK4/6 在______(填具体时期)发挥关键调控作用。
(2) 与正常乳腺细胞相比,乳腺癌细胞的“无限增殖”特征最根本的细胞学解释是______(单选)。 A.癌细胞代谢异常活跃,所以分裂特别快 B.癌细胞中原癌基因突变后过度活化、抑癌基因突变后功能丧失,使细胞周期失去正常调控 C.癌细胞细胞质膜上糖蛋白减少,所以能不断转移 D.癌细胞的染色体数目加倍,使遗传信息加倍
(3) CDK4/6 抑制剂能“刹住”癌细胞的增殖——其作用机制是______(多选)。 A.抑制 CDK4/6 与 cyclin D 形成复合物 B.使癌细胞停滞在 G1 期,无法进入 S 期 C.直接杀死癌细胞,使其立即裂解 D.间接降低癌细胞的 DNA 复制速率
(4) 长期使用 CDK4/6 抑制剂常见的副作用之一是白细胞减少(中性粒细胞减少症)——请从细胞分化与增殖的角度,解释为何 CDK4/6 抑制剂会同时影响正常造血。
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