第6章 细胞的生命历程(单元分层自测·能力提升卷)生物人教版必修1
2026-08-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第6章 细胞的生命历程 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.01 MB |
| 发布时间 | 2026-08-17 |
| 更新时间 | 2026-08-17 |
| 作者 | 沐子 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59237592.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦细胞生命历程,融合传统文化、科研前沿与生活实践,适配必修一第6章单元复习,全面考查生命观念、科学思维与探究实践等核心素养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择题|15/30|细胞分化、有丝分裂、细胞衰老等|结合“肝胆相照”传统文化(第1题)、复旦大学线粒体自噬研究(第5题)|
|多项选择题|5/15|细胞自噬、细胞周期同步化等|联系“辟谷”养生实际(第16题),考查科学思维|
|非选择题|5/55|干细胞分化、实验设计与分析|如第25题洗甲水对细胞分裂影响实验,强化探究实践与社会责任|
内容正文:
2026-2027学年高中生物必修一单元自测
第6章 细胞的生命历程·综合提升
第7章 (测试时间:75分钟 满分:100分)
参考答案
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
C
A
D
B
B
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
B
B
C
ABC
AB
BD
AC
BC
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(除标注外,每空2分,共12分)
(1)在形态、结构和生理功能
(2) 头发变白:细胞中酪氨酸酶(相关酶)活性降低,黑色素合成减少;老年斑:细胞内色素逐渐积累;皮肤干燥:细胞内水分减少,细胞萎缩(或细胞体积变小) 凋亡
(3) 抑制 CUL2蛋白可促进Ub与T2蛋白的结合形成复合体,从而减少P21蛋白的产生(或衰老细胞没有CUL2,故而Ub与T2结合受到抑制,P21蛋白含量超出正常水平)
(4) 等量培养液+等量心肌细胞+等量药物阿霉素(或除加入阿霉素外,其他与甲组相同) 甲组细胞的存活率(明显)高于乙组细胞的
22.(除标注外,每空1分,共11分)
(1)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
(2) 有丝分裂前期 有丝分裂末期 92和0 空间结构改变
(3) 端粒 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,受到严格的遗传机制决定的程序性调控
(4) 运动时骨骼肌细胞对能量的大量需求
23.(除标注外,每空1分,共13分)
(1) 小 低
(2) C→E→D→A→B→F ab 细胞板
(3) 有丝分裂的后 减数第二次分裂的后
(4)甲紫
(5)间期
(6) 保护黏连蛋白不被水解酶水解,进而调控着丝粒分裂时间 推迟
24.(除标注外,每空1分,共7分)
(1)基因的选择性表达
(2) 不能 诱导间充质干细胞只分化形成了多种细胞,但是不能产生完整有机体或分化成其他各种细胞
(3)诱导间充质干细胞( 定向) 分化
(4)培养液+小鼠肿瘤细胞+等量姜黄素溶液
25.(除标注外,每空1分,共12分)
(1)DNA和蛋白质
(2)使更多发生染色体片段断裂的细胞进入下一个细胞周期的间期
(3) 使组织中的细胞相互分离 甲紫溶液(或醋酸洋红液)
(4) 分生区 间期细胞核保持完整,有利于将细胞核与微核区分开来
(5) 下降 染色体复制 浓度为20%的洗甲水处理可能导致根尖细胞遗传物质损伤严重而死亡,使得统计到的微核细胞数目减少
答案第1页,共2页
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2026-2027学年高中生物必修一单元自测
第6章 细胞的生命历程·综合提升
(测试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
1.(传统文化与生物)在中华文化中,“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明,当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时,机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.肝、胆严重损伤是细胞凋亡所致
B.过程①、②为细胞增殖,有丝分裂的中期染色体数目会加倍
C.过程③产生的细胞,其分化程度比胆管细胞高
D.过程④、⑤中均存在基因的选择性表达
【答案】D
【详解】A、肝、胆严重损伤是由外界因素导致的细胞坏死,A错误;
B、过程①、②为细胞增殖,在细胞分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,B错误;
C、过程③产生的细胞是干细胞特性的细胞,其分化程度比胆管细胞低,C错误;
D、过程④、⑤是细胞分化过程,细胞分化的实质是基因的选择性表达,D正确。
2.(简单推理)秀丽隐杆线虫在发育过程中,受精卵通过细胞分裂和分化形成咽部肌肉细胞、肠道上皮细胞等多种细胞,其中131个体细胞会被精确清除;饥饿条件下,线虫细胞会启动自噬,降解受损细胞器以维持生存。下列叙述错误的是( )
A.肌肉细胞和上皮细胞中蛋白质种类不完全相同,是基因选择性表达的结果
B.线虫不同类型体细胞中遗传信息相同,但遗传信息的执行情况不同
C.线虫细胞分化过程中,细胞的形态、结构和生理功能会发生稳定性差异
D.线虫通过细胞凋亡清除多余细胞,饥饿诱导的细胞自噬则属于细胞坏死
【答案】D
【详解】A、肌肉细胞和上皮细胞都由同一受精卵发育而来,细胞分化过程中基因选择性表达,导致两类细胞的蛋白质种类不完全相同,A正确;
B、线虫不同体细胞都来自受精卵的有丝分裂,遗传信息相同,细胞分化的本质是基因的选择性表达,即遗传信息的执行情况不同,B正确;
C、细胞分化的定义就是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,C正确;
D、线虫清除多余细胞是基因控制的细胞凋亡过程;饥饿诱导的细胞自噬是细胞主动降解受损细胞器维持生存的正常生理机制,不属于不利因素引发的细胞非正常死亡(细胞坏死),D错误。
3.(理解与运用)下图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂的部分细胞图像,图中数字表示相应细胞所处的时期。下列叙述正确的是( )
A.该洋葱细胞的分裂期包括⑤→④→②→①→③
B.⑤时期细胞核内会进行DNA 复制和有关蛋白质的合成
C.①时期为有丝分裂后期,可实现细胞核内遗传物质的平均分配
D.②和③时期均出现的结构是赤道板和细胞板
【答案】C
【详解】A、细胞周期分为分裂间期和分裂期,分裂期包括前期、中期、后期、末期,对应图中④→②→①→③,⑤是分裂间期,不属于分裂期,A错误;
B、⑤为分裂间期,细胞核内可进行DNA复制,但有关蛋白质的合成场所是细胞质中的核糖体,不在细胞核内进行,B错误;
C、①为有丝分裂后期,该时期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离并在纺锤丝牵引下移向细胞两极,可实现细胞核内遗传物质的平均分配,C正确;
D、赤道板是人为假想的平面,不是真实存在的细胞结构;细胞板仅在有丝分裂末期出现,②为中期,不存在细胞板,D错误。
4.(理解与运用)微丝是一种细胞骨架,在动物细胞的增殖末期,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终使细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.抑制收缩环的形成可使细胞中染色体数目加倍
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和收缩环
【答案】C
【详解】A、由题干可知,收缩环由微丝构成,微丝属于细胞骨架,细胞骨架的成分是蛋白质纤维。纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分,不存在于动物细胞中,无法推动动物细胞膜凹陷,A错误;
B、动物细胞中纺锤体的形成与中心体有关,但收缩环是微丝组成的结构,其形成与中心体无关,B错误;
C、若抑制收缩环形成,在增殖末期,动物细胞无法缢裂为两个子细胞,已经完成复制加倍的染色体会留在同一个细胞中,导致细胞中染色体数目加倍,C正确;
D、蛙的红细胞无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化,但最终细胞也需要缢裂形成两个子细胞,因此该过程也存在收缩环发挥作用,D错误。
5.(前沿科研拓展)复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制,首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,其调控线粒体自噬的机制如下图所示,下列分析错误的是( )
A.乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬
B.营养充足时,乙酰辅酶A与NLRX1结合,会抑制线粒体自噬,造成功能失调的线粒体积累
C.若敲除细胞中的NLRX1基因,营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动
D.研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域
【答案】A
【详解】A、题干明确指出,该研究首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,说明其调控线粒体自噬的机制是非经典通路,A错误;
B、从图中可知:营养充足时,高浓度乙酰辅酶A结合NLRX1的LRR结构域,使NLRX1处于休眠状态,掩盖LIR基序,抑制线粒体自噬。线粒体自噬被抑制后,功能失调的线粒体无法被清除,会发生积累 ,B正确;
C、从图中可知:营养匮乏时,乙酰辅酶A浓度下降,与NLRX1的LRR结构域解离,使LIR基序暴露、NLRX1寡聚化,进而招募自噬蛋白LC3,激活线粒体自噬。若敲除NLRX1基因,该信号通路的关键环节缺失,线粒体自噬可能无法正常启动,C正确;
D、“适度饥饿”会使乙酰辅酶A浓度下降,激活线粒体自噬,清除功能失调的线粒体,这对维持细胞稳态、延缓衰老、对抗代谢疾病具有积极意义,D正确。
6.(综合推理)以下两条途径可导致酵母细胞趋向衰老:①S蛋白不足会导致核仁碎裂;②H蛋白不足会导致线粒体衰退。这两条途径相互对抗,细胞会以其中一种途径走向死亡。科研人员对酵母细胞进行重编程(如图),成功延长酵母细胞的寿命。关于重编程酵母细胞的推测不合理的是( )
A.重编程前,酵母细胞S蛋白含量不足会抑制H蛋白数量的下降
B.PCYCi是DNA分子上的特殊序列,能被H蛋白和RNA聚合酶结合
C.重编程后,H蛋白增多时S基因表达增强,而S蛋白减少时H基因表达增强
D.重编程使酵母细胞在S蛋白和H蛋白之间通过正反馈通路延缓细胞衰老
【答案】D
【详解】A、重编程前,S 蛋白会抑制 H 基因的表达。因此,当 S 蛋白含量不足时,对 H 基因表达的抑制作用减弱,会导致 H 蛋白数量增加,而非抑制其下降,A不符合题意;
B、PCYCi是启动子,启动子是DNA分子上的特殊序列,能被RNA聚合酶结合启动转录,从图中可知H蛋白也能与PCYCi结合,B不符合题意;
C、从图中可看出,H蛋白增多促进S基因表达,S蛋白可抑制H基因表达,所以S蛋白减少时H基因表达增强,C不符合题意;
D、据图分析,当S蛋白减少时,对H基因表达的抑制作用解除,导致H蛋白的表达升高,随之激活S蛋白基因的表达;而当S蛋白一旦增长到一定程度,则会抑制H基因的表达,导致S蛋白的自身合成也随之减少,该调节方式不属于正反馈调节,D符合题意。
故选D。
7.(综合推理)科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,以EdU作为细胞DNA复制的标记,揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.对照组中也有衰老的细胞
B.AP2A1基因的表达将抑制细胞的衰老
C.蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累
D.含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛
【答案】B
【详解】A、根据题意可知,SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,从左图看出,对照组中SA-β-Gal含量不为0,所以对照组中也有衰老的细胞,A正确;
B、从最右图看出,AP2A1基因过度表达组中p53蛋白含量明显比对照组多,最左面的图显示AP2A1基因过度表达组SA-β-Gal含量高于对照组,SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,因此说明AP2A1基因的表达将通过促进p53蛋白表达量增加,进而提高SA-β-Gal,即促进细胞的衰老,B错误;
C、由B项分析可知,AP2A1基因过度表达组中p53蛋白含量明显比对照组多,且AP2A1基因过度表达组会促进细胞衰老,因此可推测蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累,进而促进了细胞衰老,C正确;
D、EdU作为细胞DNA复制的标记,细胞增殖过程中会发生DNA复制,所以含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛,D正确。
8.(综合推理)研究发现,细胞生长因子通过Wnt/β-catenin信号通路抑制PPARγ基因的转录,从而抑制间充质干细胞向脂肪细胞分化,促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进造骨和修复。下列叙述错误的是( )
A.PPARγ基因表达可促进间充质干细胞向脂肪细胞分化
B.细胞生长因子诱导间充质干细胞特有的基因进行表达
C.间充质干细胞分化为成骨细胞,使细胞功能趋向专门化
D.Wnt/β-catenin信号通路可作为治疗骨质疏松的干预靶点
【答案】B
【详解】A、细胞生长因子通过Wnt/β-catenin信号通路抑制PPARγ基因的转录,从而抑制间充质干细胞向脂肪细胞分化,说明PPARγ基因表达促进间充质干细胞向脂肪细胞分化,A正确;
B、间充质干细胞分化时表达的基因并非“特有”,而是基因的选择性表达,所有体细胞均含全套遗传信息,B错误;
C、间充质干细胞分化为成骨细胞属于细胞分化,使细胞功能趋向专门化(如成骨细胞参与骨形成),C正确;
D、Wnt/β-catenin信号通路促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进造骨和修复,因此可作为治疗骨质疏松(骨形成不足)的干预靶点,D正确。
故选B。
9.(综合推理)毛喉素对骨骼肌的修复具有重要的调节作用,机制如下图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.细胞分化是由于遗传物质改变,从而使细胞的形态、结构、功能发生稳定性差异
B.毛喉素通过促进Akt基因表达并抑制ERK1/2基因表达,从而促进成肌细胞增殖,增加多核肌管细胞数量
C.成肌细胞通过增殖分化最终得到肌细胞,体现了细胞的全能性
D.多核肌管细胞分化为肌细胞能使细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率
【答案】D
【详解】A、分化是基因选择性表达的结果,遗传物质(DNA)本身不发生改变,A错误;
B、从图中可知,毛喉素是通过促进控制蛋白激酶B(Akt)的基因表达,抑制控制ERK1/2的基因表达,进而促进增殖后的成肌细胞分化为多核肌管细胞,毛喉素抑制成肌细胞增殖,B错误;
C、细胞的全能性是指细胞经分裂分化后,仍具有产生完整有机体或者分化为其他各种细胞的潜能和特性。成肌细胞通过增殖分化最终得到肌细胞,未体现细胞的全能性,C错误;
D、细胞分化使细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异,形成不同类型的细胞,使细胞趋向专门化从而提高生物体各种生理功能效率,D正确。
故选D。
10.裸鼹鼠由受精卵发育而来,其胚胎期细胞中透明质酸(HA,可抑制细胞过度增殖)的合成量很少,但裸鼹鼠皮肤成纤维细胞却可分泌大量的HA。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎期细胞的分化程度低于成纤维细胞
B.细胞分泌HA与基因选择性表达的过程有关
C.HA的合成量很少可以保证胚胎的正常发育
D.裸鼹鼠的受精卵细胞没有分化,所以没有全能性
【答案】D
【详解】A、胚胎期细胞分化程度较低,具有较强分裂能力;成纤维细胞是已分化的体细胞,分化程度较高,A正确;
B、细胞分泌HA是特定基因表达的结果,体现细胞分化中的基因选择性表达,B正确;
C、HA能抑制细胞过度增殖,胚胎发育需要细胞快速分裂和增殖,如果此时合成大量HA,反而会抑制必要的增殖过程,影响胚胎发育。因此,胚胎期低HA合成是保证其正常发育的必要条件,C正确;
D、受精卵是未分化细胞,但具有全能性(能发育成完整个体),D错误。
故选D。
11.研究者用50μmol/LCd2+溶液处理大蒜植株7天后,镜检观察到细胞①~⑥,下列叙述正确的是( )
A.镜检观察前需对材料进行解离→染色→漂洗→压片处理
B.在视野中找到①后持续观察染色体的行为,会依次经历⑤②④③的过程
C.细胞②的核DNA数与④相同,但染色体数仅为④的一半
D.细胞⑥中有1条染色体滞后,可能是由于Cd2+影响了核仁的功能
【答案】C
【详解】A、有丝分裂装片的制作流程为:解离→漂洗→染色→制片→观察,A错误;
B、细胞经解离液作用后已经死亡,不会再分裂,B错误;
C、细胞②着丝粒整齐地排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,细胞④染色体数加倍,染色体数目是细胞②的2倍,两者的核DNA数相同,C正确;
D、细胞⑥发生了1条染色体滞后的现象,说明染色体分离异常,最可能是Cd2+影响了纺锤体功能引起的,D错误。
故选C。
12.下图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂部分细胞图像,图中数字表示相应细胞所处的时期。下列有关叙述正确的是( )
A.有丝分裂全过程包括⑤→④→②→①→③
B.⑤时期细胞核内会进行DNA的复制和蛋白质的合成
C.①时期会实现细胞核内遗传物质的平均分配
D.②和③时期均有的结构是赤道板和细胞板
【答案】C
【详解】A、据图可知,①是有丝分裂后期,②是有丝分裂中期,③是有丝分裂末期,④是有丝分裂前期,⑤是间期。有丝分裂过程不包括间期,所以全过程包括④→②→①→③,A错误;
B、⑤时期是分裂间期,此时期细胞核内可以进行DNA的复制,但蛋白质的合成是在细胞质中(核糖体),而不是在细胞核内,B错误;
C、①时期是有丝分裂后期,染色体着丝粒分开,姐妹染色单体分开形成染色体,在纺锤丝的牵引下移向细胞两极,会实现细胞核内遗传物质的平均分配,C正确;
D、②是有丝分裂中期,不含细胞板,同时赤道板不是真正存在的结构,D错误。
故选C。
13.下图1是细胞周期中不同时期植物细胞内染色体及核DNA数量的变化曲线,图2是细胞分裂至某个时期的示意图。下列叙述正确的是( )
A.图1中实线代表细胞内染色体的数量变化,AF代表一个细胞周期
B.图1中BC段细胞含姐妹染色单体,DE段细胞中的染色体数目是体细胞中的两倍
C.观察染色体形态和数目的最佳时期对应图1的BC段
D.图2所示细胞位于图1的DE段,染色单体数目是体细胞中的两倍
【答案】B
【详解】A、图1中实线加倍时为斜线上升,可表示细胞内核DNA数量变化,AB段表示间期,BD段表示前期和中期,DF表示后期和末期。因此AF可代表一个细胞周期,A错误;
B、实线表示核DNA数量变化,虚线表示染色体数量变化,BC段核DNA数为染色体数的二倍,即细胞含姐妹染色单体,DF段表示有丝分裂后期和末期,由于着丝粒分裂,染色体数加倍,因此细胞染色体数目是体细胞数目的两倍,B正确;
C、观察染色体形态和数目的最佳时期对应图1的CD段(中期),C错误;
D、图2细胞染色体的着丝粒分裂,为有丝分裂后期,位于图1的DE段,此时细胞内不含姐妹染色单体,D错误。
故选B。
14.细胞增殖是生物生长发育和繁殖的基础,同时它也是一个高度严格受控的细胞生命活动过程。细胞周期调控蛋白p21可抑制DNA复制因子的活性。研究人员检测了一个完整细胞周期中的p21 蛋白的含量,发现其在进入DNA 复制期时先下降,完成DNA复制后快速上升,而后在进入分裂期时再次下降。若在DNA复制后p21蛋白含量未能升高,将导致分裂产生的细胞中出现一定比例的DNA 变异的细胞。下列说法错误的是( )
A.推测p21蛋白基因属于抑癌基因
B.当细胞中DNA受到损伤时,细胞内p21蛋白的含量会下降
C.DNA 复制后p21蛋白含量再次升高的意义可能是检测 DNA复制后是否有DNA发生变异的细胞,并阻止其增殖
D.p21蛋白可能会抑制细胞进入分裂期
【答案】B
【详解】A、p21蛋白通过抑制DNA复制因子活性阻止细胞周期进程,防止异常增殖,符合抑癌基因的功能,A正确;
B、DNA损伤时,p21应升高,抑制DNA复制因子的活性,阻止细胞分裂,B错误;
C、DNA复制后p21升高可检测复制错误并阻止异常细胞进入分裂期,符合G2期检查点作用,C正确;
D、分裂期前p21下降,说明其含量高会抑制进入分裂期,D正确;
故选B。
15.细胞周期包括分裂间期(可依次分为G1期、S期、G2期,其中S期为DNA合成期)和分裂期(M期)。H细胞的细胞周期约21 h,其中G1期为10 h、S期为7 h、G2期为3 h、M期为1 h。胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)是一种可逆抑制剂,可将细胞最终阻滞在G1/S期交界处,实现细胞周期同步化。同步化操作为:向H细胞培养液中加入过量TdR,培养t1时长后洗脱TdR,继续培养t2时长,再加入过量TdR培养t3时长。下列叙述错误的是( )
A.TdR可能通过抑制DNA复制实现细胞周期同步化
B.培养t1时长后,细胞应处于S期和G1/S期交界处
C.t1时长应不短于7 h,t2应不短于14 h且不长于21 h
D.洗脱TdR后更换新鲜培养液,细胞周期可继续运转
【答案】C
【详解】A、S期进行DNA复制,需要胸腺嘧啶脱氧核苷作为原料,过量TdR可通过抑制DNA复制,使细胞停在S期或G₁/S期交界处,实现细胞周期同步化,A正确;
B、第一次加入过量TdR培养足够时长后,原本处于G₂、M、G₁期的细胞会运行至G₁/S交界处被阻滞,原本处于S期的细胞被阻滞在S期,因此细胞处于S期和G₁/S交界处,B正确;
C、t₁需要不短于G₂+M+G₁的总时长(3h+1h+10h=14h),才能保证所有非S期细胞都到达G₁/S交界处;t₂需要不短于S期时长7h(保证所有S期细胞离开S期),且不长于14h(避免最早离开S期的细胞再次进入S期),选项中t₁、t₂的时长范围均错误,C错误;
D、TdR是可逆抑制剂,洗脱TdR后抑制作用解除,细胞周期可继续正常运转,D正确。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.(联系生活实际)“辟谷”是道家学者崇尚的一种养生方式,它是指一段时间内不摄取谷类食物,仅以水、果汁等为食,以增强身体健康或减脂为目的。现代医学认为,“辟谷”期间,细胞自噬活动会加强,其原理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.泛素标记受损的线粒体或错误折叠的蛋白质,通过溶酶体降解
B.自噬体与溶酶体融合后,溶酶体内的水解酶将底物降解为氨基酸等小分子
C.细胞自噬异常可能导致受损的线粒体积累,易引发疾病
D.细胞自噬只发生在“辟谷”等营养缺乏条件下,正常生理状态下不发生
【答案】ABC
【详解】A、从图中可以看到,泛素标记了受损的线粒体和错误折叠的蛋白质,然后这些物质被自噬体包裹,最终和溶酶体结合,在溶酶体中被降解,A正确;
B、自噬体与溶酶体融合后,溶酶体内含有多种水解酶,可以将包裹的蛋白质等底物降解为氨基酸等小分子物质,这些小分子可以被细胞重新利用,B正确;
C、细胞自噬可以清除受损的线粒体,当细胞自噬异常时,受损的线粒体无法被及时清除,就会在细胞内积累,影响细胞正常功能,容易引发疾病,C正确;
D、细胞自噬并不是只发生在“辟谷”等营养缺乏条件下,在正常生理状态下也会发生,比如细胞可以通过自噬清除衰老、损伤的细胞器,维持细胞内部环境的稳定,D错误。
17.一个完整的细胞周期依次经历G1期、S期、G2期和M期,其中G1期、S期、期属于分裂间期,M期为分裂期。胸苷(TdR)是合成DNA的原料,在细胞培养液中过量加入会抑制核苷酸代谢,阻断DNA复制,进而使处于S期的细胞停止增殖,其他时期不受影响。利用TdR使细胞周期同步化的具体流程:
第一步:第一次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T1小时;
第二步:洗脱胸苷,正常培养T2小时;
第三步:第二次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T3小时,细胞几乎全部集中在G1与S期的交界处
第四步:洗脱胸苷,细胞周期几乎同步化。
某动物细胞的细胞周期中,G1期、S期、G2期和M期所经历的时间分别为3.5小时、7.8小时、2.2小时、2.5小时,利用上述流程使该动物细胞的细胞周期同步化。下列相关叙述正确的是( )
A.第一步的培养时间小时
B.第二步的培养时间:7.8小时:小时
C.第三步的培养时间与第二步的培养时间无关联
D.第四步洗脱胸苷后,核DNA即完成复制
【答案】AB
【详解】A、第一次加TdR后,需要让所有原本处于非S期的细胞都运转到S期被阻断,其中原本刚进入G2期的细胞,需要经过G2→M→G1共8.2小时才能到达S期入口,因此培养时间T1≥8.2h才能保证所有细胞都被阻断,A正确;
B、洗脱TdR后需要满足两个条件:①所有停在S期的细胞都离开S期:最晚离开S的是停在G1/S交界处的细胞,需要7.8小时才能走完S期出S,因此T2≥7.8h;②最早出S的细胞不能提前回到S期:最早出S的细胞(原本停在S期最后阶段,洗脱后很快出S)出S后,需要经过G2+M+G1共8.2小时才能回到S期入口,因此T2≤8.2h,即7.8≤T2≤8.2,B正确;
C、第二步结束后所有细胞都分布在S期结束到G1/S交界处之间的区间,第三步加入TdR后,只要培养时长足够长,所有细胞最终都会停在G1/S交界处,无论T2在要求范围内取何值,第三步仅需满足最低培养时长即可,和第二步的培养时间无关联,C正确;
D、第三次加TdR结束后,细胞几乎全部集中在G1与S期交界处,还未开始S期DNA复制,洗脱后细胞才开始进入S期复制DNA,因此核DNA并未完成复制,D错误。
18.下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图。下列叙述正确的是( )
注:图中仅显示部分染色体。
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞不同
【答案】BD
【详解】A、②时期眼虫的核膜仍然完整存在,而高等动物细胞进入有丝分裂前期后核膜会解体消失,二者细胞核的变化存在明显差异,A错误;
B、③时期对应有丝分裂中期,该时期的典型特征就是染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上,B正确;
C、非同源染色体自由组合只发生在减数第一次分裂后期,题图为眼虫的有丝分裂增殖过程,不会出现该现象,C错误;
D、⑤时期眼虫通过细胞膜向内凹陷、细胞缢裂的方式完成细胞质分裂,高等植物细胞有丝分裂末期通过形成细胞板、进而形成细胞壁分割细胞质,二者细胞质分裂方式不同,D正确。
19.人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)激活角质形成细胞增殖、分化成新的表皮细胞,使伤口愈合。下列叙述错误的是( )
A.角质形成细胞内染色体两端的端粒会随细胞分裂次数的增加而延长
B.巨噬细胞合成TGF-β是基因选择性表达的结果
C.某些损伤的细胞通过激烈的细胞自噬被清除属于细胞坏死
D.皮肤中衰老的细胞含水量降低,体积变小,细胞核变大
【答案】AC
【详解】A、根据端粒学说,染色体两端的端粒会随细胞分裂次数的增加而缩短,而非延长,A错误;
B、巨噬细胞合成TGF-β是细胞功能特化的表现,细胞分化的实质是基因的选择性表达,B正确;
C、损伤细胞通过细胞自噬被清除是由基因调控的细胞自动结束生命的过程,属于细胞凋亡;细胞坏死是不利因素导致的细胞被动死亡,C错误;
D、衰老细胞的特征包括细胞内含水量降低,细胞整体体积变小,细胞核体积增大,D正确。
20.图1是一个细胞周期内每条染色体上的DNA含量变化曲线图,图2是根据细胞核DNA含量不同,将大量某种连续增殖的细胞分为三组,统计每组的细胞数而绘制的柱形图。下列叙述正确的是( )
A.图1中EF段的染色体数是CD段的一半
B.图2丙组细胞中只有部分细胞的染色体数目加倍
C.图2中乙组细胞所处时期相当于图1中的BC段
D.观察有丝分裂过程中染色体的最佳时期是图2的甲组细胞
【答案】BC
【详解】A、图1表示一个细胞周期内每条染色体上的DNA变化,BC段形成的原因是DNA的复制,AC段处于有丝分裂间期;CD段处于有丝分裂前期和中期;DE段形成的原因是着丝粒的分裂;EF段表示有丝分裂后期和末期,后期细胞中染色体数目是CD段的2倍,A错误;
B、图2丙组细胞中的DNA含量为4C,包括间期DNA复制后、前期、中期和后期的细胞,其中只有后期的细胞染色体数目加倍,B正确;
C、图2中甲组细胞所处时期相当于图1中的AB段(DNA复制以前),乙组细胞所处时期相当于图1中的BC段,C正确;
D、观察有丝分裂过程中染色体的最佳时期是中期,为图2的丙组部分细胞,D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(除标注外,每空2分,共12分)近年来,再生医学领域对人类间充质干细胞(hMSC)的研究备受关注。如图为hMSC自我更新及分化为多种细胞的过程示意图,据图及相关知识回答下列问题:
(1)图中b过程表示细胞分化,细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在_____上发生稳定性差异的过程。
(2)“白发搔更短,浑欲不胜簪”。衰老的个体,会出现头发变白、老年斑沉积、皮肤干燥等现象;请从细胞衰老的角度,分析以上个体衰老现象产生的原因_____。人体内衰老的细胞会启动细胞_____(1分)过程,此过程中,相关基因会表达出一系列蛋白质,这些蛋白质会激活细胞的程序性死亡。
(3)科研人员发现,hMSC中属于酶家族成员之一的CUL2蛋白与细胞衰老相关。目前已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老,若没有CUL2的存在,蛋白质Ub与T2的结合形成复合体会受到抑制,游离的T2数量就会发生变化,进而影响P21的生成,过程如图所示:
据图推测hMSC中CUL2蛋白_____(填“促进”或“抑制”,1分)细胞衰老,其原理是_____。
(4)慢性粒细胞白血病,是一种由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病。阿霉素对治疗白血病有显著的疗效,为探究药物阿霉素对心肌细胞凋亡是否有影响,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水;乙组加入_____(每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算心肌细胞的存活率。若实验结果为_____,则说明使用阿霉素会导致心肌细胞凋亡。
【答案】(1)在形态、结构和生理功能
(2) 头发变白:细胞中酪氨酸酶(相关酶)活性降低,黑色素合成减少;老年斑:细胞内色素逐渐积累;皮肤干燥:细胞内水分减少,细胞萎缩(或细胞体积变小) 凋亡
(3) 抑制 CUL2蛋白可促进Ub与T2蛋白的结合形成复合体,从而减少P21蛋白的产生(或衰老细胞没有CUL2,故而Ub与T2结合受到抑制,P21蛋白含量超出正常水平)
(4) 等量培养液+等量心肌细胞+等量药物阿霉素(或除加入阿霉素外,其他与甲组相同) 甲组细胞的存活率(明显)高于乙组细胞的
【详解】(1)细胞分化是个体发育中,由一个/一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
(2)根据细胞衰老的特点,对应题干现象分析可知头发变白是因为细胞中酪氨酸酶(相关酶)活性降低,黑色素合成减少;老年斑是因为细胞内色素逐渐积累;皮肤干燥是因为细胞内水分减少,细胞萎缩(或细胞体积变小);由基因控制的细胞程序性死亡是细胞凋亡,人体内衰老的细胞会启动细胞凋亡过程被清除。
(3)由图可知:在年轻细胞中有CUL2时,Ub可与T2结合,游离T2少,最终生成的P21少;在衰老细胞中无CUL2时,游离T2增多,P21生成增多,细胞衰老,说明P21促进衰老,因此CUL2通过减少P21生成抑制细胞衰老。
(4)本实验自变量是阿霉素的有无,遵循单一变量原则,乙组只需将甲组的生理盐水替换为等量阿霉素,其余成分不变;若阿霉素会诱导心肌细胞凋亡,则乙组凋亡细胞更多,存活率会显著低于甲组。
22.(除标注外,每空1分,共11分)“生命在于运动”,骨骼肌是运动系统的重要组成部分,运动强度会影响骨骼肌的结构和功能。当剧烈运动引起肌肉纤维损伤时,机体会产生刺激物质来激活卫星细胞,使其开始分裂增殖,形成成肌细胞。成肌细胞会与现有的肌细胞融合,使肌肉增粗或参与修复损伤。在卫星细胞等人体细胞内,核纤层是分布于内核膜与染色质之间,紧贴内核膜的一层蛋白网络结构,其功能主要有:①形成骨架结构支撑于核膜内侧;②核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化可介导核膜的崩解和重建(如下图所示);③某些核纤层蛋白参与修复断裂的双链DNA。回答下列问题:
(1)由核孔复合物构成的核孔的主要功能是__________。
(2)卫星细胞的核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化分别发生在细胞周期的__________和__________,与之对应时期的人体细胞中含有的染色单体数分别是__________(2分),核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化会导致其__________,从而导致核膜崩解和重建。
(3)卫星细胞分裂形成的成肌细胞会逐渐衰老,这可能与染色体上的__________缩短有关。衰老的成肌细胞可发生细胞凋亡,细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是_______________________________(2分)。
(4)适量运动可以提高骨骼肌细胞线粒体的自噬水平,加速细胞内线粒体的更新速度,这种变化可能是为了满足_________________________(2分)。
【答案】(1)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
(2) 有丝分裂前期 有丝分裂末期 92和0 空间结构改变
(3) 端粒 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,受到严格的遗传机制决定的程序性调控
(4) 运动时骨骼肌细胞对能量的大量需求
【详解】(1)核孔的核心功能是实现核质之间的物质交换与信息交流。
(2)根据题干信息:磷酸化介导核膜崩解,核膜崩解发生在有丝分裂前期;去磷酸化介导核膜重建,核膜重建发生在有丝分裂末期。人体体细胞染色体数为46条,有丝分裂前期着丝粒未分裂,共含有92条染色单体;有丝分裂后期着丝粒已经分裂,染色单体消失,因此末期染色单体数为0。核纤层蛋白的磷酸化/去磷酸化会改变蛋白的空间结构,导致核纤层解体/重新组装,最终引发核膜的崩解与重建。
(3)细胞衰老的端粒学说认为,细胞分裂会导致染色体两端的端粒不断缩短,端粒缩短到一定程度后会引发细胞衰老。细胞凋亡的本质是基因调控下的程序性死亡,它由基因决定,受到严格的遗传程序性调控,因此属于程序性死亡。
(4)运动过程中骨骼肌需要消耗大量能量,线粒体是细胞的“动力车间”,提高线粒体自噬更新速度,可以清除功能异常的线粒体,保证能量供应,满足运动时骨骼肌对大量能量的需求。
23.(除标注外,每空1分,共13分)下图1为细胞分裂过程中每条染色体上的DNA分子数变化曲线(部分)。图2为细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关)。图3为某生物细胞在细胞周期各时期的图像(未按顺序排列)。据图回答下列问题:
(1)细胞不能无限长大,这是因为细胞体积越大,细胞的表面积与体积的比值越__________(填“大”或“小”),物质运输的效率越__________(填“高”或“低”)。
(2)请用图3中的字母和箭头表示一个完整的细胞周期:_______________________________________(2分)。图3中的E对应图1中的__________段,图3中的结构1名称为______________。
(3)图1中bc过程发生在__________期和__________期。
(4)在观察有丝分裂的实验中,要用碱性染料如__________(写出1种即可)使染色体着色。
(5)显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞临时装片,其中大部分细胞处于__________。
(6)研究发现,细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒位置的黏连蛋白结合;细胞内水解黏连蛋白的酶在中期已开始发挥作用,但着丝粒却要到后期开始时才几乎同时断裂。据此推测,SGO的作用是__________(2分)。若某个正在分裂的细胞中SGO的表达量显著提高,则其着丝粒的断裂时间将会__________(填“提前”、“推迟”或“几乎不变”)。
【答案】(1) 小 低
(2) C→E→D→A→B→F ab 细胞板
(3) 有丝分裂的后 减数第二次分裂的后
(4)甲紫
(5)间期
(6) 保护黏连蛋白不被水解酶水解,进而调控着丝粒分裂时间 推迟
【详解】(1)细胞不能无限长大,这是因为细胞体积越大,细胞的表面积和细胞体积的比值越小,即细胞的相对表面积越小,物质运输的效率越低。
(2)图3中A-F依次表示有丝分裂后期(着丝粒分裂,染色体数目加倍)、末期(靠前,出现细胞板)、间期、中期(着丝粒整齐地排列在细胞中央的赤道板上)、前期(核膜、核仁消失,出现染色体和纺锤体)、末期(靠后,新细胞壁的形成),所以可用C→E→D→A→B→F表示一个完整的细胞周期。图3中的E处于分裂的前期,该时期每条染色体上含有2个DNA分子,对应图1的ab段,图3中的结构1为细胞板。
(3)图1中bc段会发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,对应有丝分裂的后期和减数第二次分裂的后期。
(4)染色体易被碱性染料染成深色,在观察有丝分裂的实验中,要用碱性染料如甲紫或醋酸洋红溶液使染色体着色。
(5)制作洋葱根尖分生区细胞临时装片的主要步骤是解离→漂洗→染色→制片;由于细胞分裂过程中间期所处时间较长,故显微镜下观察到大部分细胞处于细胞分裂间期。
(6)依据题干信息可知,SGO蛋白可与着丝粒位置的粘连蛋白结合,而细胞内水解粘连蛋白的酶在中期已开始发挥作用,但着丝粒却要到后期开始时才几乎同时断裂,所以SGO蛋白能够保护粘连蛋白不被水解酶水解,进而调控着丝粒分裂时间;若SGO蛋白的表达量提高,会引起粘连蛋白不会被及时水解,进而导致着丝粒的断裂时间推迟。
24.(除标注外,每空1分,共7分)间充质干细胞(MSC)是一种存在于骨髓、骨外膜等的多能干细胞,对于组织损伤的修复有重要作用。在临床上常用于脑和脊髓神经损伤、肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、阿尔茨海默病等疾病的治疗研究。回答下列问题:
(1)诱导间充质干细胞分化为肝细胞、成骨细胞等多种细胞时,这些细胞的遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是____________________。
(2)诱导间充质干细胞分化为肝细胞、成骨细胞等过程___________(填“能”或“不能”)体现细胞的全能性,原因是_____________________(2分)。
(3)科研人员发现,在体外诱导间充质干细胞分化为不同细胞时,需要提供不同的微环境,如利用间充质干细胞治疗肝硬化时,需要提供与肝细胞生长发育相同的微环境,微环境的作用可能是_____________________。
(4)间充质干细胞的应用过程中逐渐暴露了不便之处,潜在的肿瘤细胞污染风险增大。姜黄素是一种中药制剂,对肿瘤细胞的凋亡具有促进作用。为验证姜黄素的作用,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+小鼠肿瘤细胞+生理盐水,乙组加入_______________(2分)(每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算小鼠肿瘤细胞的存活率。
【答案】(1)基因的选择性表达
(2) 不能 诱导间充质干细胞只分化形成了多种细胞,但是不能产生完整有机体或分化成其他各种细胞
(3)诱导间充质干细胞( 定向) 分化
(4)培养液+小鼠肿瘤细胞+等量姜黄素溶液
【详解】(1)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程,分化的细胞仍具有完全相同的遗传信息,但细胞中遗传信息的表达情况不同,即分化的根本原因是基因选择性表达的结果;
(2)细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,而诱导间充质干细胞仅分化为肝细胞、成骨细胞等多种细胞,不能产生完整有机体或分化成其他各种细胞,因此不能体现细胞的全能性。
(3)在体外诱导间充质干细胞分化为不同细胞时,需要提供不同的微环境,微环境可诱导间充质干细胞进行定向分化,从而在不同的微环境中分化为不同类型的细胞。
(4)如要证明姜黄素对畸形分化细胞的凋亡具有促进作用,实验的自变量为姜黄素的有无,因变量为细胞的凋亡率。可将小鼠肿瘤细胞均分为甲、乙两组,甲组加入适量(不含姜黄素)的培养液+小鼠肿瘤细胞+生理盐水,乙组加入培养液+小鼠肿瘤细胞+等量的姜黄素,其他条件相同且适宜,培养一段时间后检测两组肿瘤细胞的存活率。
25.(除标注外,每空1分,共12分)环境中的污染物能使处于分裂期的染色体发生断裂,当子细胞进入下一次分裂间期时,缺失着丝粒的染色体片段便浓缩在细胞核核之外,形成微核(如右图中箭头所示)。洗甲水是由一种或多种有机溶剂加入少量的上光油和抗氧化剂配制而成,用于去除指甲油,为研究市售的某款洗甲水对植物细胞分裂指数(分裂期细胞数与观察细胞总数的比值)及产生微核的影响,生物兴趣小组同学开展了相关实验,主要步骤如下:
①大蒜生根:选取大小相近、鳞茎饱满的紫红色皮的洋葱,底部浸没于蒸馏水中,室温下培养,每天换水2次,待植物根尖长至2~3cmo
②洗甲水处理:选取等量、初生根长势一致的洋葱鳞茎分别放入浓度为0、5%、10%、15%和20%的洗甲水溶液中,室温培养24h后,清洗并放入蒸馏水中恢复培养24h。
③染色制片:切取洋葱根尖顶端1~1.5cm的幼根,经固定、酸解、漂洗和染色后,制成临时装片。
④镜检统计:选取视野清晰、细胞分散均匀的装片进行显微观察,每张装片统计大约500个细胞,记录每张装片中分裂期细胞和产生微核的细胞数目,并计算分裂指数及微核率。结果如图1、图2:
请回答下列问题。
(1)微核的化学成分主要是_____。
(2)步骤②中,初生根经不同浓度洗甲水处理后需在蒸馏水中恢复培养24h,其目的是_____(2分)。
(3)步骤③中,酸解的目的是______,染色所用的染液是_______。
(4)步骤④应先在低倍镜下找到根尖的______(部位)。观察统计微核时应选择间期的细胞,原因是______(2分)。
(5)图1结果表明,有丝分裂指数随处理浓度的增加而______,其主要原因可能是洗甲水通过抑制_____从而使细胞不能进入分裂期;图2结果中,洗甲水浓度为20%时,细胞的微核率发生下降,结合图1分析,其原因可能是_____(2分)。
【答案】(1)DNA和蛋白质
(2)使更多发生染色体片段断裂的细胞进入下一个细胞周期的间期
(3) 使组织中的细胞相互分离 甲紫溶液(或醋酸洋红液)
(4) 分生区 间期细胞核保持完整,有利于将细胞核与微核区分开来
(5) 下降 染色体复制 浓度为20%的洗甲水处理可能导致根尖细胞遗传物质损伤严重而死亡,使得统计到的微核细胞数目减少
【分析】据题意可知,微核是缺失着丝粒的染色体片段浓缩在细胞核核之外的结构。图1,随着洗甲水浓度的升高,细胞有丝分裂指数在下降;图2,洗甲水浓度在0-15%范围内,随着洗甲水浓度的升高细胞微核率升高,15%-20%范围内,微核率下降。
【详解】(1)微核是缺失着丝粒的染色体片段浓缩成的结构,所以微核的化学成分主要是DNA和蛋白质。
(2)根据“环境中的污染物能使处于分裂期的染色体发生断裂,当子细胞进入下一次分裂间期时,缺失着丝粒的染色体片段便浓缩在细胞核核之外,形成微核”可知,微核的形成是在下一次分裂间期,所以步骤②中,初生根经不同浓度洗甲水处理后需在蒸馏水中恢复培养24h,其目的是使更多发生染色体片段断裂的细胞进入下一个细胞周期的间期。
(3)步骤③中,酸解的目的是使组织中的细胞相互分离,染色所用的染液是甲紫溶液或醋酸洋红液。
(4)根尖分生区细胞分裂旺盛,步骤④应先在低倍镜下找到根尖的分生区。微核是细胞核核之外的结构,观察统计微核时应选择间期的细胞,原因是间期细胞核保持完整,有利于将细胞核与微核区分开来。
(5)图1结果表明,有丝分裂指数随处理浓度的增加而下降,其主要原因可能是洗甲水通过抑制染色体复制从而使细胞不能进入分裂期;图1结果表明,有丝分裂指数随处理浓度的增加而下降,说明分裂期的细胞数在逐渐减少,进入下一次分裂间期的细胞随之减少,图2结果中,洗甲水浓度为20%时,细胞的微核率发生下降,其原因可能是浓度为20%的洗甲水处理可能导致根尖细胞遗传物质损伤严重而死亡,使得统计到的微核细胞数目减少。
试卷第1页,共3页
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年高中生物必修一单元自测
第6章 细胞的生命历程·综合提升
(测试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
1.(传统文化与生物)在中华文化中,“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明,当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时,机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.肝、胆严重损伤是细胞凋亡所致
B.过程①、②为细胞增殖,有丝分裂的中期染色体数目会加倍
C.过程③产生的细胞,其分化程度比胆管细胞高
D.过程④、⑤中均存在基因的选择性表达
2.(简单推理)秀丽隐杆线虫在发育过程中,受精卵通过细胞分裂和分化形成咽部肌肉细胞、肠道上皮细胞等多种细胞,其中131个体细胞会被精确清除;饥饿条件下,线虫细胞会启动自噬,降解受损细胞器以维持生存。下列叙述错误的是( )
A.肌肉细胞和上皮细胞中蛋白质种类不完全相同,是基因选择性表达的结果
B.线虫不同类型体细胞中遗传信息相同,但遗传信息的执行情况不同
C.线虫细胞分化过程中,细胞的形态、结构和生理功能会发生稳定性差异
D.线虫通过细胞凋亡清除多余细胞,饥饿诱导的细胞自噬则属于细胞坏死
3.(理解与运用)下图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂的部分细胞图像,图中数字表示相应细胞所处的时期。下列叙述正确的是( )
A.该洋葱细胞的分裂期包括⑤→④→②→①→③
B.⑤时期细胞核内会进行DNA 复制和有关蛋白质的合成
C.①时期为有丝分裂后期,可实现细胞核内遗传物质的平均分配
D.②和③时期均出现的结构是赤道板和细胞板
4.(理解与运用)微丝是一种细胞骨架,在动物细胞的增殖末期,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终使细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.抑制收缩环的形成可使细胞中染色体数目加倍
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和收缩环
5.(前沿科研拓展)复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制,首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,其调控线粒体自噬的机制如下图所示,下列分析错误的是( )
A.乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬
B.营养充足时,乙酰辅酶A与NLRX1结合,会抑制线粒体自噬,造成功能失调的线粒体积累
C.若敲除细胞中的NLRX1基因,营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动
D.研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域
6.(综合推理)以下两条途径可导致酵母细胞趋向衰老:①S蛋白不足会导致核仁碎裂;②H蛋白不足会导致线粒体衰退。这两条途径相互对抗,细胞会以其中一种途径走向死亡。科研人员对酵母细胞进行重编程(如图),成功延长酵母细胞的寿命。关于重编程酵母细胞的推测不合理的是( )
A.重编程前,酵母细胞S蛋白含量不足会抑制H蛋白数量的下降
B.PCYCi是DNA分子上的特殊序列,能被H蛋白和RNA聚合酶结合
C.重编程后,H蛋白增多时S基因表达增强,而S蛋白减少时H基因表达增强
D.重编程使酵母细胞在S蛋白和H蛋白之间通过正反馈通路延缓细胞衰老
7.(综合推理)科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,以EdU作为细胞DNA复制的标记,揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.对照组中也有衰老的细胞
B.AP2A1基因的表达将抑制细胞的衰老
C.蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累
D.含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛
8.(综合推理)研究发现,细胞生长因子通过Wnt/β-catenin信号通路抑制PPARγ基因的转录,从而抑制间充质干细胞向脂肪细胞分化,促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进造骨和修复。下列叙述错误的是( )
A.PPARγ基因表达可促进间充质干细胞向脂肪细胞分化
B.细胞生长因子诱导间充质干细胞特有的基因进行表达
C.间充质干细胞分化为成骨细胞,使细胞功能趋向专门化
D.Wnt/β-catenin信号通路可作为治疗骨质疏松的干预靶点
9.(综合推理)毛喉素对骨骼肌的修复具有重要的调节作用,机制如下图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.细胞分化是由于遗传物质改变,从而使细胞的形态、结构、功能发生稳定性差异
B.毛喉素通过促进Akt基因表达并抑制ERK1/2基因表达,从而促进成肌细胞增殖,增加多核肌管细胞数量
C.成肌细胞通过增殖分化最终得到肌细胞,体现了细胞的全能性
D.多核肌管细胞分化为肌细胞能使细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率
10.裸鼹鼠由受精卵发育而来,其胚胎期细胞中透明质酸(HA,可抑制细胞过度增殖)的合成量很少,但裸鼹鼠皮肤成纤维细胞却可分泌大量的HA。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎期细胞的分化程度低于成纤维细胞
B.细胞分泌HA与基因选择性表达的过程有关
C.HA的合成量很少可以保证胚胎的正常发育
D.裸鼹鼠的受精卵细胞没有分化,所以没有全能性
11.研究者用50μmol/LCd2+溶液处理大蒜植株7天后,镜检观察到细胞①~⑥,下列叙述正确的是( )
A.镜检观察前需对材料进行解离→染色→漂洗→压片处理
B.在视野中找到①后持续观察染色体的行为,会依次经历⑤②④③的过程
C.细胞②的核DNA数与④相同,但染色体数仅为④的一半
D.细胞⑥中有1条染色体滞后,可能是由于Cd2+影响了核仁的功能
12.下图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂部分细胞图像,图中数字表示相应细胞所处的时期。下列有关叙述正确的是( )
A.有丝分裂全过程包括⑤→④→②→①→③
B.⑤时期细胞核内会进行DNA的复制和蛋白质的合成
C.①时期会实现细胞核内遗传物质的平均分配
D.②和③时期均有的结构是赤道板和细胞板
13.下图1是细胞周期中不同时期植物细胞内染色体及核DNA数量的变化曲线,图2是细胞分裂至某个时期的示意图。下列叙述正确的是( )
A.图1中实线代表细胞内染色体的数量变化,AF代表一个细胞周期
B.图1中BC段细胞含姐妹染色单体,DE段细胞中的染色体数目是体细胞中的两倍
C.观察染色体形态和数目的最佳时期对应图1的BC段
D.图2所示细胞位于图1的DE段,染色单体数目是体细胞中的两倍
14.细胞增殖是生物生长发育和繁殖的基础,同时它也是一个高度严格受控的细胞生命活动过程。细胞周期调控蛋白p21可抑制DNA复制因子的活性。研究人员检测了一个完整细胞周期中的p21 蛋白的含量,发现其在进入DNA 复制期时先下降,完成DNA复制后快速上升,而后在进入分裂期时再次下降。若在DNA复制后p21蛋白含量未能升高,将导致分裂产生的细胞中出现一定比例的DNA 变异的细胞。下列说法错误的是( )
A.推测p21蛋白基因属于抑癌基因
B.当细胞中DNA受到损伤时,细胞内p21蛋白的含量会下降
C.DNA 复制后p21蛋白含量再次升高的意义可能是检测 DNA复制后是否有DNA发生变异的细胞,并阻止其增殖
D.p21蛋白可能会抑制细胞进入分裂期
15.细胞周期包括分裂间期(可依次分为G1期、S期、G2期,其中S期为DNA合成期)和分裂期(M期)。H细胞的细胞周期约21 h,其中G1期为10 h、S期为7 h、G2期为3 h、M期为1 h。胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)是一种可逆抑制剂,可将细胞最终阻滞在G1/S期交界处,实现细胞周期同步化。同步化操作为:向H细胞培养液中加入过量TdR,培养t1时长后洗脱TdR,继续培养t2时长,再加入过量TdR培养t3时长。下列叙述错误的是( )
A.TdR可能通过抑制DNA复制实现细胞周期同步化
B.培养t1时长后,细胞应处于S期和G1/S期交界处
C.t1时长应不短于7 h,t2应不短于14 h且不长于21 h
D.洗脱TdR后更换新鲜培养液,细胞周期可继续运转
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.(联系生活实际)“辟谷”是道家学者崇尚的一种养生方式,它是指一段时间内不摄取谷类食物,仅以水、果汁等为食,以增强身体健康或减脂为目的。现代医学认为,“辟谷”期间,细胞自噬活动会加强,其原理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.泛素标记受损的线粒体或错误折叠的蛋白质,通过溶酶体降解
B.自噬体与溶酶体融合后,溶酶体内的水解酶将底物降解为氨基酸等小分子
C.细胞自噬异常可能导致受损的线粒体积累,易引发疾病
D.细胞自噬只发生在“辟谷”等营养缺乏条件下,正常生理状态下不发生
17.一个完整的细胞周期依次经历G1期、S期、G2期和M期,其中G1期、S期、期属于分裂间期,M期为分裂期。胸苷(TdR)是合成DNA的原料,在细胞培养液中过量加入会抑制核苷酸代谢,阻断DNA复制,进而使处于S期的细胞停止增殖,其他时期不受影响。利用TdR使细胞周期同步化的具体流程:
第一步:第一次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T1小时;
第二步:洗脱胸苷,正常培养T2小时;
第三步:第二次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T3小时,细胞几乎全部集中在G1与S期的交界处
第四步:洗脱胸苷,细胞周期几乎同步化。
某动物细胞的细胞周期中,G1期、S期、G2期和M期所经历的时间分别为3.5小时、7.8小时、2.2小时、2.5小时,利用上述流程使该动物细胞的细胞周期同步化。下列相关叙述正确的是( )
A.第一步的培养时间小时
B.第二步的培养时间:7.8小时:小时
C.第三步的培养时间与第二步的培养时间无关联
D.第四步洗脱胸苷后,核DNA即完成复制
18.下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图。下列叙述正确的是( )
注:图中仅显示部分染色体。
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞不同
19.人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)激活角质形成细胞增殖、分化成新的表皮细胞,使伤口愈合。下列叙述错误的是( )
A.角质形成细胞内染色体两端的端粒会随细胞分裂次数的增加而延长
B.巨噬细胞合成TGF-β是基因选择性表达的结果
C.某些损伤的细胞通过激烈的细胞自噬被清除属于细胞坏死
D.皮肤中衰老的细胞含水量降低,体积变小,细胞核变大
20.图1是一个细胞周期内每条染色体上的DNA含量变化曲线图,图2是根据细胞核DNA含量不同,将大量某种连续增殖的细胞分为三组,统计每组的细胞数而绘制的柱形图。下列叙述正确的是( )
A.图1中EF段的染色体数是CD段的一半
B.图2丙组细胞中只有部分细胞的染色体数目加倍
C.图2中乙组细胞所处时期相当于图1中的BC段
D.观察有丝分裂过程中染色体的最佳时期是图2的甲组细胞
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(除标注外,每空2分,共12分)近年来,再生医学领域对人类间充质干细胞(hMSC)的研究备受关注。如图为hMSC自我更新及分化为多种细胞的过程示意图,据图及相关知识回答下列问题:
(1)图中b过程表示细胞分化,细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在_____上发生稳定性差异的过程。
(2)“白发搔更短,浑欲不胜簪”。衰老的个体,会出现头发变白、老年斑沉积、皮肤干燥等现象;请从细胞衰老的角度,分析以上个体衰老现象产生的原因_____。人体内衰老的细胞会启动细胞_____(1分)过程,此过程中,相关基因会表达出一系列蛋白质,这些蛋白质会激活细胞的程序性死亡。
(3)科研人员发现,hMSC中属于酶家族成员之一的CUL2蛋白与细胞衰老相关。目前已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老,若没有CUL2的存在,蛋白质Ub与T2的结合形成复合体会受到抑制,游离的T2数量就会发生变化,进而影响P21的生成,过程如图所示:
据图推测hMSC中CUL2蛋白_____(填“促进”或“抑制”,1分)细胞衰老,其原理是_____。
(4)慢性粒细胞白血病,是一种由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病。阿霉素对治疗白血病有显著的疗效,为探究药物阿霉素对心肌细胞凋亡是否有影响,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水;乙组加入_____(每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算心肌细胞的存活率。若实验结果为_____,则说明使用阿霉素会导致心肌细胞凋亡。
22.(除标注外,每空1分,共11分)“生命在于运动”,骨骼肌是运动系统的重要组成部分,运动强度会影响骨骼肌的结构和功能。当剧烈运动引起肌肉纤维损伤时,机体会产生刺激物质来激活卫星细胞,使其开始分裂增殖,形成成肌细胞。成肌细胞会与现有的肌细胞融合,使肌肉增粗或参与修复损伤。在卫星细胞等人体细胞内,核纤层是分布于内核膜与染色质之间,紧贴内核膜的一层蛋白网络结构,其功能主要有:①形成骨架结构支撑于核膜内侧;②核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化可介导核膜的崩解和重建(如下图所示);③某些核纤层蛋白参与修复断裂的双链DNA。回答下列问题:
(1)由核孔复合物构成的核孔的主要功能是__________。
(2)卫星细胞的核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化分别发生在细胞周期的__________和__________,与之对应时期的人体细胞中含有的染色单体数分别是__________(2分),核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化会导致其__________,从而导致核膜崩解和重建。
(3)卫星细胞分裂形成的成肌细胞会逐渐衰老,这可能与染色体上的__________缩短有关。衰老的成肌细胞可发生细胞凋亡,细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是_______________________________(2分)。
(4)适量运动可以提高骨骼肌细胞线粒体的自噬水平,加速细胞内线粒体的更新速度,这种变化可能是为了满足_________________________(2分)。
23.(除标注外,每空1分,共13分)下图1为细胞分裂过程中每条染色体上的DNA分子数变化曲线(部分)。图2为细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关)。图3为某生物细胞在细胞周期各时期的图像(未按顺序排列)。据图回答下列问题:
(1)细胞不能无限长大,这是因为细胞体积越大,细胞的表面积与体积的比值越__________(填“大”或“小”),物质运输的效率越__________(填“高”或“低”)。
(2)请用图3中的字母和箭头表示一个完整的细胞周期:_______________________________________(2分)。图3中的E对应图1中的__________段,图3中的结构1名称为______________。
(3)图1中bc过程发生在__________期和__________期。
(4)在观察有丝分裂的实验中,要用碱性染料如__________(写出1种即可)使染色体着色。
(5)显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞临时装片,其中大部分细胞处于__________。
(6)研究发现,细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒位置的黏连蛋白结合;细胞内水解黏连蛋白的酶在中期已开始发挥作用,但着丝粒却要到后期开始时才几乎同时断裂。据此推测,SGO的作用是__________(2分)。若某个正在分裂的细胞中SGO的表达量显著提高,则其着丝粒的断裂时间将会__________(填“提前”、“推迟”或“几乎不变”)。
24.(除标注外,每空1分,共7分)间充质干细胞(MSC)是一种存在于骨髓、骨外膜等的多能干细胞,对于组织损伤的修复有重要作用。在临床上常用于脑和脊髓神经损伤、肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、阿尔茨海默病等疾病的治疗研究。回答下列问题:
(1)诱导间充质干细胞分化为肝细胞、成骨细胞等多种细胞时,这些细胞的遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是____________________。
(2)诱导间充质干细胞分化为肝细胞、成骨细胞等过程___________(填“能”或“不能”)体现细胞的全能性,原因是_____________________(2分)。
(3)科研人员发现,在体外诱导间充质干细胞分化为不同细胞时,需要提供不同的微环境,如利用间充质干细胞治疗肝硬化时,需要提供与肝细胞生长发育相同的微环境,微环境的作用可能是_____________________。
(4)间充质干细胞的应用过程中逐渐暴露了不便之处,潜在的肿瘤细胞污染风险增大。姜黄素是一种中药制剂,对肿瘤细胞的凋亡具有促进作用。为验证姜黄素的作用,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+小鼠肿瘤细胞+生理盐水,乙组加入_______________(2分)(每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算小鼠肿瘤细胞的存活率。
25.(除标注外,每空1分,共12分)环境中的污染物能使处于分裂期的染色体发生断裂,当子细胞进入下一次分裂间期时,缺失着丝粒的染色体片段便浓缩在细胞核核之外,形成微核(如右图中箭头所示)。洗甲水是由一种或多种有机溶剂加入少量的上光油和抗氧化剂配制而成,用于去除指甲油,为研究市售的某款洗甲水对植物细胞分裂指数(分裂期细胞数与观察细胞总数的比值)及产生微核的影响,生物兴趣小组同学开展了相关实验,主要步骤如下:
①大蒜生根:选取大小相近、鳞茎饱满的紫红色皮的洋葱,底部浸没于蒸馏水中,室温下培养,每天换水2次,待植物根尖长至2~3cmo
②洗甲水处理:选取等量、初生根长势一致的洋葱鳞茎分别放入浓度为0、5%、10%、15%和20%的洗甲水溶液中,室温培养24h后,清洗并放入蒸馏水中恢复培养24h。
③染色制片:切取洋葱根尖顶端1~1.5cm的幼根,经固定、酸解、漂洗和染色后,制成临时装片。
④镜检统计:选取视野清晰、细胞分散均匀的装片进行显微观察,每张装片统计大约500个细胞,记录每张装片中分裂期细胞和产生微核的细胞数目,并计算分裂指数及微核率。结果如图1、图2:
请回答下列问题。
(1)微核的化学成分主要是_____。
(2)步骤②中,初生根经不同浓度洗甲水处理后需在蒸馏水中恢复培养24h,其目的是_____(2分)。
(3)步骤③中,酸解的目的是______,染色所用的染液是_______。
(4)步骤④应先在低倍镜下找到根尖的______(部位)。观察统计微核时应选择间期的细胞,原因是______(2分)。
(5)图1结果表明,有丝分裂指数随处理浓度的增加而______,其主要原因可能是洗甲水通过抑制_____从而使细胞不能进入分裂期;图2结果中,洗甲水浓度为20%时,细胞的微核率发生下降,结合图1分析,其原因可能是_____(2分)。
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2026-2027学年高中生物必修一单元自测
第6章 细胞的生命历程·综合提升
(测试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
1.(传统文化与生物)在中华文化中,“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明,当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时,机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.肝、胆严重损伤是细胞凋亡所致
B.过程①、②为细胞增殖,有丝分裂的中期染色体数目会加倍
C.过程③产生的细胞,其分化程度比胆管细胞高
D.过程④、⑤中均存在基因的选择性表达
2.(简单推理)秀丽隐杆线虫在发育过程中,受精卵通过细胞分裂和分化形成咽部肌肉细胞、肠道上皮细胞等多种细胞,其中131个体细胞会被精确清除;饥饿条件下,线虫细胞会启动自噬,降解受损细胞器以维持生存。下列叙述错误的是( )
A.肌肉细胞和上皮细胞中蛋白质种类不完全相同,是基因选择性表达的结果
B.线虫不同类型体细胞中遗传信息相同,但遗传信息的执行情况不同
C.线虫细胞分化过程中,细胞的形态、结构和生理功能会发生稳定性差异
D.线虫通过细胞凋亡清除多余细胞,饥饿诱导的细胞自噬则属于细胞坏死
3.(理解与运用)下图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂的部分细胞图像,图中数字表示相应细胞所处的时期。下列叙述正确的是( )
A.该洋葱细胞的分裂期包括⑤→④→②→①→③
B.⑤时期细胞核内会进行DNA 复制和有关蛋白质的合成
C.①时期为有丝分裂后期,可实现细胞核内遗传物质的平均分配
D.②和③时期均出现的结构是赤道板和细胞板
4.(理解与运用)微丝是一种细胞骨架,在动物细胞的增殖末期,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终使细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.抑制收缩环的形成可使细胞中染色体数目加倍
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和收缩环
5.(前沿科研拓展)复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制,首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,其调控线粒体自噬的机制如下图所示,下列分析错误的是( )
A.乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬
B.营养充足时,乙酰辅酶A与NLRX1结合,会抑制线粒体自噬,造成功能失调的线粒体积累
C.若敲除细胞中的NLRX1基因,营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动
D.研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域
6.(综合推理)以下两条途径可导致酵母细胞趋向衰老:①S蛋白不足会导致核仁碎裂;②H蛋白不足会导致线粒体衰退。这两条途径相互对抗,细胞会以其中一种途径走向死亡。科研人员对酵母细胞进行重编程(如图),成功延长酵母细胞的寿命。关于重编程酵母细胞的推测不合理的是( )
A.重编程前,酵母细胞S蛋白含量不足会抑制H蛋白数量的下降
B.PCYCi是DNA分子上的特殊序列,能被H蛋白和RNA聚合酶结合
C.重编程后,H蛋白增多时S基因表达增强,而S蛋白减少时H基因表达增强
D.重编程使酵母细胞在S蛋白和H蛋白之间通过正反馈通路延缓细胞衰老
7.(综合推理)科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,以EdU作为细胞DNA复制的标记,揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.对照组中也有衰老的细胞
B.AP2A1基因的表达将抑制细胞的衰老
C.蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累
D.含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛
8.(综合推理)研究发现,细胞生长因子通过Wnt/β-catenin信号通路抑制PPARγ基因的转录,从而抑制间充质干细胞向脂肪细胞分化,促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进造骨和修复。下列叙述错误的是( )
A.PPARγ基因表达可促进间充质干细胞向脂肪细胞分化
B.细胞生长因子诱导间充质干细胞特有的基因进行表达
C.间充质干细胞分化为成骨细胞,使细胞功能趋向专门化
D.Wnt/β-catenin信号通路可作为治疗骨质疏松的干预靶点
9.(综合推理)毛喉素对骨骼肌的修复具有重要的调节作用,机制如下图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.细胞分化是由于遗传物质改变,从而使细胞的形态、结构、功能发生稳定性差异
B.毛喉素通过促进Akt基因表达并抑制ERK1/2基因表达,从而促进成肌细胞增殖,增加多核肌管细胞数量
C.成肌细胞通过增殖分化最终得到肌细胞,体现了细胞的全能性
D.多核肌管细胞分化为肌细胞能使细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率
10.裸鼹鼠由受精卵发育而来,其胚胎期细胞中透明质酸(HA,可抑制细胞过度增殖)的合成量很少,但裸鼹鼠皮肤成纤维细胞却可分泌大量的HA。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎期细胞的分化程度低于成纤维细胞
B.细胞分泌HA与基因选择性表达的过程有关
C.HA的合成量很少可以保证胚胎的正常发育
D.裸鼹鼠的受精卵细胞没有分化,所以没有全能性
11.研究者用50μmol/LCd2+溶液处理大蒜植株7天后,镜检观察到细胞①~⑥,下列叙述正确的是( )
A.镜检观察前需对材料进行解离→染色→漂洗→压片处理
B.在视野中找到①后持续观察染色体的行为,会依次经历⑤②④③的过程
C.细胞②的核DNA数与④相同,但染色体数仅为④的一半
D.细胞⑥中有1条染色体滞后,可能是由于Cd2+影响了核仁的功能
12.下图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂部分细胞图像,图中数字表示相应细胞所处的时期。下列有关叙述正确的是( )
A.有丝分裂全过程包括⑤→④→②→①→③
B.⑤时期细胞核内会进行DNA的复制和蛋白质的合成
C.①时期会实现细胞核内遗传物质的平均分配
D.②和③时期均有的结构是赤道板和细胞板
13.下图1是细胞周期中不同时期植物细胞内染色体及核DNA数量的变化曲线,图2是细胞分裂至某个时期的示意图。下列叙述正确的是( )
A.图1中实线代表细胞内染色体的数量变化,AF代表一个细胞周期
B.图1中BC段细胞含姐妹染色单体,DE段细胞中的染色体数目是体细胞中的两倍
C.观察染色体形态和数目的最佳时期对应图1的BC段
D.图2所示细胞位于图1的DE段,染色单体数目是体细胞中的两倍
14.细胞增殖是生物生长发育和繁殖的基础,同时它也是一个高度严格受控的细胞生命活动过程。细胞周期调控蛋白p21可抑制DNA复制因子的活性。研究人员检测了一个完整细胞周期中的p21 蛋白的含量,发现其在进入DNA 复制期时先下降,完成DNA复制后快速上升,而后在进入分裂期时再次下降。若在DNA复制后p21蛋白含量未能升高,将导致分裂产生的细胞中出现一定比例的DNA 变异的细胞。下列说法错误的是( )
A.推测p21蛋白基因属于抑癌基因
B.当细胞中DNA受到损伤时,细胞内p21蛋白的含量会下降
C.DNA 复制后p21蛋白含量再次升高的意义可能是检测 DNA复制后是否有DNA发生变异的细胞,并阻止其增殖
D.p21蛋白可能会抑制细胞进入分裂期
15.细胞周期包括分裂间期(可依次分为G1期、S期、G2期,其中S期为DNA合成期)和分裂期(M期)。H细胞的细胞周期约21 h,其中G1期为10 h、S期为7 h、G2期为3 h、M期为1 h。胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)是一种可逆抑制剂,可将细胞最终阻滞在G1/S期交界处,实现细胞周期同步化。同步化操作为:向H细胞培养液中加入过量TdR,培养t1时长后洗脱TdR,继续培养t2时长,再加入过量TdR培养t3时长。下列叙述错误的是( )
A.TdR可能通过抑制DNA复制实现细胞周期同步化
B.培养t1时长后,细胞应处于S期和G1/S期交界处
C.t1时长应不短于7 h,t2应不短于14 h且不长于21 h
D.洗脱TdR后更换新鲜培养液,细胞周期可继续运转
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.(联系生活实际)“辟谷”是道家学者崇尚的一种养生方式,它是指一段时间内不摄取谷类食物,仅以水、果汁等为食,以增强身体健康或减脂为目的。现代医学认为,“辟谷”期间,细胞自噬活动会加强,其原理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.泛素标记受损的线粒体或错误折叠的蛋白质,通过溶酶体降解
B.自噬体与溶酶体融合后,溶酶体内的水解酶将底物降解为氨基酸等小分子
C.细胞自噬异常可能导致受损的线粒体积累,易引发疾病
D.细胞自噬只发生在“辟谷”等营养缺乏条件下,正常生理状态下不发生
17.一个完整的细胞周期依次经历G1期、S期、G2期和M期,其中G1期、S期、期属于分裂间期,M期为分裂期。胸苷(TdR)是合成DNA的原料,在细胞培养液中过量加入会抑制核苷酸代谢,阻断DNA复制,进而使处于S期的细胞停止增殖,其他时期不受影响。利用TdR使细胞周期同步化的具体流程:
第一步:第一次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T1小时;
第二步:洗脱胸苷,正常培养T2小时;
第三步:第二次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T3小时,细胞几乎全部集中在G1与S期的交界处
第四步:洗脱胸苷,细胞周期几乎同步化。
某动物细胞的细胞周期中,G1期、S期、G2期和M期所经历的时间分别为3.5小时、7.8小时、2.2小时、2.5小时,利用上述流程使该动物细胞的细胞周期同步化。下列相关叙述正确的是( )
A.第一步的培养时间小时
B.第二步的培养时间:7.8小时:小时
C.第三步的培养时间与第二步的培养时间无关联
D.第四步洗脱胸苷后,核DNA即完成复制
18.下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图。下列叙述正确的是( )
注:图中仅显示部分染色体。
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞不同
19.人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)激活角质形成细胞增殖、分化成新的表皮细胞,使伤口愈合。下列叙述错误的是( )
A.角质形成细胞内染色体两端的端粒会随细胞分裂次数的增加而延长
B.巨噬细胞合成TGF-β是基因选择性表达的结果
C.某些损伤的细胞通过激烈的细胞自噬被清除属于细胞坏死
D.皮肤中衰老的细胞含水量降低,体积变小,细胞核变大
20.图1是一个细胞周期内每条染色体上的DNA含量变化曲线图,图2是根据细胞核DNA含量不同,将大量某种连续增殖的细胞分为三组,统计每组的细胞数而绘制的柱形图。下列叙述正确的是( )
A.图1中EF段的染色体数是CD段的一半
B.图2丙组细胞中只有部分细胞的染色体数目加倍
C.图2中乙组细胞所处时期相当于图1中的BC段
D.观察有丝分裂过程中染色体的最佳时期是图2的甲组细胞
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(除标注外,每空2分,共12分)近年来,再生医学领域对人类间充质干细胞(hMSC)的研究备受关注。如图为hMSC自我更新及分化为多种细胞的过程示意图,据图及相关知识回答下列问题:
(1)图中b过程表示细胞分化,细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在_____上发生稳定性差异的过程。
(2)“白发搔更短,浑欲不胜簪”。衰老的个体,会出现头发变白、老年斑沉积、皮肤干燥等现象;请从细胞衰老的角度,分析以上个体衰老现象产生的原因_____。人体内衰老的细胞会启动细胞_____(1分)过程,此过程中,相关基因会表达出一系列蛋白质,这些蛋白质会激活细胞的程序性死亡。
(3)科研人员发现,hMSC中属于酶家族成员之一的CUL2蛋白与细胞衰老相关。目前已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老,若没有CUL2的存在,蛋白质Ub与T2的结合形成复合体会受到抑制,游离的T2数量就会发生变化,进而影响P21的生成,过程如图所示:
据图推测hMSC中CUL2蛋白_____(填“促进”或“抑制”,1分)细胞衰老,其原理是_____。
(4)慢性粒细胞白血病,是一种由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病。阿霉素对治疗白血病有显著的疗效,为探究药物阿霉素对心肌细胞凋亡是否有影响,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水;乙组加入_____(每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算心肌细胞的存活率。若实验结果为_____,则说明使用阿霉素会导致心肌细胞凋亡。
22.(除标注外,每空1分,共11分)“生命在于运动”,骨骼肌是运动系统的重要组成部分,运动强度会影响骨骼肌的结构和功能。当剧烈运动引起肌肉纤维损伤时,机体会产生刺激物质来激活卫星细胞,使其开始分裂增殖,形成成肌细胞。成肌细胞会与现有的肌细胞融合,使肌肉增粗或参与修复损伤。在卫星细胞等人体细胞内,核纤层是分布于内核膜与染色质之间,紧贴内核膜的一层蛋白网络结构,其功能主要有:①形成骨架结构支撑于核膜内侧;②核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化可介导核膜的崩解和重建(如下图所示);③某些核纤层蛋白参与修复断裂的双链DNA。回答下列问题:
(1)由核孔复合物构成的核孔的主要功能是__________。
(2)卫星细胞的核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化分别发生在细胞周期的__________和__________,与之对应时期的人体细胞中含有的染色单体数分别是__________(2分),核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化会导致其__________,从而导致核膜崩解和重建。
(3)卫星细胞分裂形成的成肌细胞会逐渐衰老,这可能与染色体上的__________缩短有关。衰老的成肌细胞可发生细胞凋亡,细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是_______________________________(2分)。
(4)适量运动可以提高骨骼肌细胞线粒体的自噬水平,加速细胞内线粒体的更新速度,这种变化可能是为了满足_________________________(2分)。
23.(除标注外,每空1分,共13分)下图1为细胞分裂过程中每条染色体上的DNA分子数变化曲线(部分)。图2为细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关)。图3为某生物细胞在细胞周期各时期的图像(未按顺序排列)。据图回答下列问题:
(1)细胞不能无限长大,这是因为细胞体积越大,细胞的表面积与体积的比值越__________(填“大”或“小”),物质运输的效率越__________(填“高”或“低”)。
(2)请用图3中的字母和箭头表示一个完整的细胞周期:_______________________________________(2分)。图3中的E对应图1中的__________段,图3中的结构1名称为______________。
(3)图1中bc过程发生在__________期和__________期。
(4)在观察有丝分裂的实验中,要用碱性染料如__________(写出1种即可)使染色体着色。
(5)显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞临时装片,其中大部分细胞处于__________。
(6)研究发现,细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒位置的黏连蛋白结合;细胞内水解黏连蛋白的酶在中期已开始发挥作用,但着丝粒却要到后期开始时才几乎同时断裂。据此推测,SGO的作用是__________(2分)。若某个正在分裂的细胞中SGO的表达量显著提高,则其着丝粒的断裂时间将会__________(填“提前”、“推迟”或“几乎不变”)。
24.(除标注外,每空1分,共7分)间充质干细胞(MSC)是一种存在于骨髓、骨外膜等的多能干细胞,对于组织损伤的修复有重要作用。在临床上常用于脑和脊髓神经损伤、肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、阿尔茨海默病等疾病的治疗研究。回答下列问题:
(1)诱导间充质干细胞分化为肝细胞、成骨细胞等多种细胞时,这些细胞的遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是____________________。
(2)诱导间充质干细胞分化为肝细胞、成骨细胞等过程___________(填“能”或“不能”)体现细胞的全能性,原因是_____________________(2分)。
(3)科研人员发现,在体外诱导间充质干细胞分化为不同细胞时,需要提供不同的微环境,如利用间充质干细胞治疗肝硬化时,需要提供与肝细胞生长发育相同的微环境,微环境的作用可能是_____________________。
(4)间充质干细胞的应用过程中逐渐暴露了不便之处,潜在的肿瘤细胞污染风险增大。姜黄素是一种中药制剂,对肿瘤细胞的凋亡具有促进作用。为验证姜黄素的作用,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+小鼠肿瘤细胞+生理盐水,乙组加入_______________(2分)(每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算小鼠肿瘤细胞的存活率。
25.(除标注外,每空1分,共12分)环境中的污染物能使处于分裂期的染色体发生断裂,当子细胞进入下一次分裂间期时,缺失着丝粒的染色体片段便浓缩在细胞核核之外,形成微核(如右图中箭头所示)。洗甲水是由一种或多种有机溶剂加入少量的上光油和抗氧化剂配制而成,用于去除指甲油,为研究市售的某款洗甲水对植物细胞分裂指数(分裂期细胞数与观察细胞总数的比值)及产生微核的影响,生物兴趣小组同学开展了相关实验,主要步骤如下:
①大蒜生根:选取大小相近、鳞茎饱满的紫红色皮的洋葱,底部浸没于蒸馏水中,室温下培养,每天换水2次,待植物根尖长至2~3cmo
②洗甲水处理:选取等量、初生根长势一致的洋葱鳞茎分别放入浓度为0、5%、10%、15%和20%的洗甲水溶液中,室温培养24h后,清洗并放入蒸馏水中恢复培养24h。
③染色制片:切取洋葱根尖顶端1~1.5cm的幼根,经固定、酸解、漂洗和染色后,制成临时装片。
④镜检统计:选取视野清晰、细胞分散均匀的装片进行显微观察,每张装片统计大约500个细胞,记录每张装片中分裂期细胞和产生微核的细胞数目,并计算分裂指数及微核率。结果如图1、图2:
请回答下列问题。
(1)微核的化学成分主要是_____。
(2)步骤②中,初生根经不同浓度洗甲水处理后需在蒸馏水中恢复培养24h,其目的是_____(2分)。
(3)步骤③中,酸解的目的是______,染色所用的染液是_______。
(4)步骤④应先在低倍镜下找到根尖的______(部位)。观察统计微核时应选择间期的细胞,原因是______(2分)。
(5)图1结果表明,有丝分裂指数随处理浓度的增加而______,其主要原因可能是洗甲水通过抑制_____从而使细胞不能进入分裂期;图2结果中,洗甲水浓度为20%时,细胞的微核率发生下降,结合图1分析,其原因可能是_____(2分)。
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