专题03 细胞的生命历程(2大考向)(专项训练)(江苏专用)2026年高考生物真题题源解密
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内容正文:
专题03 细胞生命历程
考向一 细胞分化、衰老、死亡
1.【答案】B
考向二 细胞增殖
2.【答案】BC
考向1 细胞分化、衰老和死亡
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】C
考向2细胞周期和有丝分裂
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
考向3 减数分裂和受精作用
1.【答案】ABC
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】A
10.【答案】CD
1.【答案】A
2. 【答案】C
3. 【答案】C
4.【答案】D
5. 【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】A
8.【答案】C
9.【答案】B
10.【答案】C
11.【答案】B
12.【答案】D
13.【答案】A
14.【答案】D
15.【答案】B
16. 【答案】ABD
17.【答案】ACD
18.【答案】(1)后期I (2)40→80→40
(3) ①. ①②③ ②. 相同
(4)2 (5) ①. 等量混有台盼蓝的无关RNA ②. 抑制
(6)促进 (7)信号分子作用于细胞膜上受体,通过G蛋白激活酶A,酶A促进ATP转化生成cAMP;cAMP调控S蛋白,抑制S蛋白的功能,进而促进卵母细胞进入核网期,使卵母细胞减数分裂停滞在核网期
19.【答案】(1) ①. A→C→E ②. D
(2) ①. 花蕾期 ②. 19
(3)减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体互换和非同源染色体自由组合产生多种多样的配子;受精过程中雌雄配子随机结合,使有性生殖的后代呈现多样性
(4) ①. b ②. a ③. 无法启动染色体片段断裂,没有断裂就不会产生染色体片段 ④. spo11-1rec8双突变体 ⑤. 花药离体培养
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专题03 细胞生命历程
内容导览
考情概览:解读近年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
2026年真题研析:探寻常考要点,真题分类精讲,归纳串联解题必备知识。
近3年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
名校模拟探源:精选适量名校模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
题目
1.高频考点:
细胞的分化、衰老及死亡
2.素养考向
生命观念:聚焦细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌变等细胞生命历程,依托消化道上皮细胞更新、小鼠个体发育的真实生命现象,引导学生建立结构与功能相适应、细胞生命活动有序调控、细胞稳态维持个体正常生命活动的生命观念;区分细胞凋亡与细胞坏死的本质差异,理解细胞分化遗传物质不变、基因选择性表达的核心内涵,认识细胞异常增殖会引发癌变,体现细胞生命活动有序调控对机体稳态的重要意义。
科学思维:以细胞生命现象文字情境、小鼠生活史图示为证据载体,要求整合细胞衰老特征、细胞凋亡、细胞癌变、减数分裂、受精作用、有丝分裂、细胞分化等知识,对选项开展概念辨析、逻辑推理与正误判断。重点考查辨析易混概念(凋亡 / 坏死、细胞分化基因是否改变),结合个体发育过程分析细胞核基因组合的变化规律,训练从分子、细胞层面解释个体发育现象的逻辑思维。
社会责任:以消化道上皮、高温饮食诱发细胞损伤、结肠癌发生等人体健康相关素材为背景,引导学生认识不良饮食习惯会损伤上皮细胞、诱发细胞病变,树立健康的生活方式;理解细胞异常增殖与疾病的关联,认识细胞生命历程相关研究在肿瘤预防、疾病诊疗中的现实价值,形成健康管理意识。
科学探究:依托细胞生命历程相关经典生物学事实与个体发育模型,以概念辨析、图示信息解读类设问为载体,考查对细胞生命现象的观察、归纳与推理能力。要求学生依托所学生物学基本证据区分生理性细胞更新与细胞损伤死亡,结合个体发育模型推理细胞分裂、分化过程中遗传物质的传递特点,训练基于生物学事实进行分析判断的探究思维。
考向1细胞分化、衰老、死亡
①2026江苏 T2,T18
考向2细胞增殖
2026 年江苏高考中细胞的生命历程专题,试题涵盖单项选择题与多项选择题,整体难度层次分明,选择题侧重核心概念辨析,部分多选题综合性较强,以细胞增殖(有丝分裂、减数分裂)、细胞分化、细胞衰老、凋亡、癌变等内容考查为主,命题常结合人体组织细胞、动物个体发育图示等真实情境设问,突出细胞生命历程在个体生长发育中的意义,重视图示信息解读,无偏题怪题,是高考生物兼顾基础与区分度的重要专题。着重考查学生对细胞生命变化相关主干知识的理解,不仅要求学生准确辨析易混概念(细胞凋亡与细胞坏死、细胞分化的遗传物质变化等),还需要结合图像信息进行逻辑判断,能力要求中等,既需要扎实识记基础概念,又要具备辨析生命现象本质的科学思维。
预测 2027 年高考,该专题仍是高频考查内容,减数分裂与细胞分化综合考查比例较高,需要学生在熟记各生命历程特点的基础上,强化图像情境类题型训练,重视区分细胞不同生命阶段遗传物质的变化特点。
考向一 细胞分化、衰老、死亡
1.(2026•江苏T2) 下列关于消化道上皮细胞的叙述错误的是( )
A. 衰老的小肠上皮细胞新陈代谢速率减慢 B. 小肠上皮细胞的自然更新属于细胞坏死
C. 喜食高温食物会影响食道上皮细胞的寿命 D. 结肠癌的发生与上皮细胞的异常增殖有关
考向二 细胞增殖
2.(2026•江苏T18)(多选) 图示小鼠的生活史,关于各时期细胞核中所有基因的组合,下列叙述正确的有( )
A. 减数分裂形成的配子中染色体组合相同,基因组合不同
B. 配子随机结合形成的不同受精卵基因组合不同
C. 有丝分裂有序调控,使胚胎细胞的基因组合相同
D. 小鼠的上皮细胞和神经细胞功能不同、基因组合不同
一、细胞的增殖
1.细胞增殖概念:细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
2.细胞的增殖分裂方式:真核细胞:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。原核细胞:二分裂。
3.细胞的增殖意义:重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
4.细胞周期: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为一个细胞周期。包括分裂间期和分裂期两个阶段:分裂间期在前,用时长;分裂期在后,用时短。
5.有丝分裂过程中有关数目的计算
(1)染色体的数目=着丝点的数目。
(2)DNA 数目的计算分两种情况。①当染色体不含姐妹染色单体时,一条染色体上含有一个 DNA 分子,如间期染色体复制前、后期、末期。②当染色体含有姐妹染色单体时,一条染色体上含有两个 DNA 分子,如间期染色体复制后、前期、中期。
6. 有丝分裂各时期的主要特点:
①间期:完成 DNA 复制和有关蛋白质的合成。
②前期:核膜逐渐消失、核仁逐渐解体;出现纺锤体和染色体,染色体散乱分布。
③中期:染色体着丝点整齐排列在细胞中央的赤道
板上。染色体形态稳定、数目清晰,便于观察。
④后期:染色体着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体;染色体随机均匀分配到细胞两极。
⑤末期:纺锤体和染色体消失,核膜和核仁出现。
注:细胞类型判断:
动物细胞:有中心体,无细胞壁。高等植物细胞:有细胞壁,无中心体。低等植物细胞:有细胞壁和中心体。
7.动植物细胞有丝分裂的不同点:(1)间期(是否进行中心体的复制)①动物、低等植物细胞:有中心体的复制。②高等植物细胞:无中心体的复制。(2)前期(纺锤体的形成方式不同)①植物细胞:由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。②动物细胞:由两组中心粒发出星射线形成纺锤体。(3)末期(细胞质的分裂方式不同)①植物细胞:在赤道板(不是结构)位置出现细胞板,由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。最后,一个细胞分裂成两个子细胞。②动物细胞:细胞膜从中部向内凹陷将细胞缢裂为两部分,每部分都含有一个细胞核。
8.参与有丝分裂的细胞器及其功能
(1)核糖体:动植物细胞,整个时期(主要是间期)合成蛋白质。(2)中心体:动物和低等植物细胞,与前期纺锤体形成有关。(3)高尔基体:植物细胞,与末期细胞壁形成有关。(4)线粒体:提供能量。
9. 知识点归纳
(1)核 DNA 加倍时期:间期。(2)染色体加倍时期:后期,着丝点断裂。(3)染色单体形成、出现、
消失时期:间期、前期、后期。(4)中心体复制倍增时期:间期。(5)核膜、核仁解体时期:前期。
(6)核膜、核仁重现时期:末期。(7)始终看不见核膜、核仁时期:中期、后期。
10.有丝分裂产生的子细胞的三种去向:继续分裂、暂不分裂、永不分裂。
11.有丝分裂曲线分析
ab 段、lm 段:进行 DNA 的复制。
fg 段、no 段:着丝点断裂,姐妹染色单体分开。
cd 段、hi 段:平均分配到两个子细胞中。
12. 无丝分裂特点:分裂过程中不出现纺锤丝和染色体,核膜、核仁不消失,进行 DNA 的复制和均分。
如蛙的红细胞(两栖动物)。
13.有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制(实际上是 DNA 的复制)之后,精确地平均分配到两个
子细胞中。由于染色体上有遗传物质 DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。可见,细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。
14.细胞不能无限长大的原因:(1)表面积与体积的关系限制了细胞的长大。细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率越低。(2)细胞核与细胞质之间的比例关系限制了细胞的长大。一般来说,细胞核中的 DNA 不会随着细胞体积的扩大而增加。
15.【实验】观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(1)装片制作流程:解离→漂洗→染色→制片。
①解离:解离液由质量分数 15%的 HCl 和体积分数 95%的酒精 1:1 混合组成。剪取根尖 2~3mm,解离3~5min,目的是使组织细胞分离开来。②漂洗:用清水漂洗约 10min,目的是洗去药液,防止解离过度,有利于染色。③染色:用龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色 3~5min,目的是使染色体着色,便于观察。④ 制片:用镊子将根尖取出放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一块载玻片,用手指轻轻按压。目的是使细胞分散开来,有利于观察。
(2)分生区细胞特点:细胞呈正方形,排列紧密。
(3)视野中大多数细胞处于间期,因为间期用时长。
(4)视野中不能看到染色体的动态连续变化,因为解离过程中细胞被杀死。
二、减数分裂
1.减数分裂的概念:减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生 成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
2.减数分裂各个时期的特点:(设染色体数为 2N)
(1)减数第一次分裂(细胞中有同源染色体)
①间期:染色体复制(完成 DNA 复制和蛋白质合成)。②前期(四分体时期):同源染色体联会,形成四分体,同源染色体的非姐妹染色单体间可发生交义互换,四分体散乱分布。 ③中期:四分体排列在赤道板两侧。(赤道板只是一个位置,不是细胞的结构)④后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。⑤末期:细胞溢裂为两个子细胞,子细胞中染色体数目减半,不含同源染色体。
(2)减数第二次分裂(细胞中无同源染色体)
①间期:无或时间短,不进行染色体复制。②前期:染色体散乱分布。③中期:染色体着丝点排列在赤道板上。④后期:染色体着丝点断裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,子染色体移向细胞两极。⑤末期:细胞溢裂为两个子细胞。
3.减数分裂的几组重要概念:
(1)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体:减数分裂中配对的两条染色体,形态、 大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方。如图 中的 1 和 2、3 和 4。②非同源染色
体:形态、大小不相同.且在减数分裂 过程中不配对的染色体。如图中的 1 和 3、1 和 4、2 和 4、2 和 3。 ③注意:5 和 6(7 和 8)不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是一对姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。
(2)联会和四分体
①联会:减数笫一次分裂前期同源染色体两两配对的现象。②四分体:联会后的每对同源染色体含有 4 条染色单体,叫做四分体。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。如图中的 1 和 2、3 和 4联会后形成四分体。③数量关系:1 个四分体=1 对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体(含 4 个 DNA 分子)。
(1)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体:同一着丝点连着的两条染色单体, 如图中的 a 和 a'、b 和 b'、c 和 c'、d 和 d'
②非姐妹染色単体:不同着丝点连着的两条染色单体。包括:同源染色体上的非姐妹染色单体。
(2)交叉互换图示:
①发生的时期:减数第一次分裂前期(四分体时期)。
②范围:同源染色体中非姐妹染色单体间交换片段。
③交换对象:等位基因(B-b)交换。
④结果及意义:导致非等位基因基因重组,产生多种配子,若不交
换只产生 AB、ab 两种配子,若交换则可产生 ab 和 Ab、aB、AB 四种配子。
4.精子和卵细胞的形成过程比较
(1)场所不同:人和其他哺乳动物的精子是在 睾丸 中的曲细精管内形成的。卵细胞是在卵巢形成的。
(2)过程:
①1个精原细胞经减数分裂形成 4 个精细胞,变形形成 4 个精子,1 个卵原细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞和3个极体(最终退化消失),卵细胞不变形。
②初级精母和次级精母细胞质均等分裂,初级卵母和次级卵母细胞细胞质不均等分裂,极体细胞质均等分裂。(注:卵原细胞和精原细胞还能进行有丝分裂产生新的卵原细胞和精原细胞)
5.有丝分裂和减数分裂过程的比较
(1)有丝分裂:染色体复制 1 次,细胞分裂 1 次,形成 2 个子细胞.染色体数不变,细胞中有同源染色体,但不发生联会。
(2)减数分裂:染色体复制 1 次,细胞分裂 2 次,形成 4 个子细胞,染色体数减半。减 I 有同源染色体,前期发生联会,可发生交叉互换,减 II 无同源染色体。
6.减数分裂中染色体、核 DNA 数变化图像
(1)细胞中染色体数、核 DNA 含量变化曲线
①BC 段:进行 DNA 复制。
②DE(de)段:同源染色体分离,进入两个子细胞。
③ff'段:着丝点分裂,姐妹染色单体分开。
④H(h)点:姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到两个子细胞。
⑤间期染色体复制前(AB段和ab段)和减 II 后、末期(FH段和fh段),染色体数:核 DNA 数=1:1
⑥间期染色体复制后、减Ⅰ、减Ⅱ前中期(CF 段和 cf 段),染色体数 : 核 DNA 数=1:2 。
(2)一条染色体上 DNA 含量变化曲线
①AB 段:间期,进行 DNA 复制。
②BC 段:1 条染色体上有 2 个 DNA 分子,可对应有丝分裂前期和中期,也可对应减 I 和减 II 前、中期。
③CD 段:着丝点断裂,姐妹染色体单体分开,可对应有丝分裂后期和减 II 后期。
④DE 段:1 条染色体上有 1 个 DNA 分子,可对应有丝分裂后、末期,也可对应减 II 后、末期。(3)数量变化柱状图
三种图例中,数目可以为 0 的是染色单体;只要有染色单体存在,其数目与 DNA 数目是一致的,且此时染色体数:染色单体数:DNA 数=1:2:2;没有染色单体时,染色体数:DNA数=1:1。
7.细胞分裂图像辩别(理解,熟练运用)为有丝分裂的细胞是:图 1、4、7。为减 I 分裂的细胞是图 2、5、8、9。
为减 II 分裂的细胞是图 3、6、10、11。
图 8 的细胞名称为初级精母细胞。图 9 的细胞名称为初级卵母细胞。
图 10 的细胞名称为次级精母细胞或极体。
图 9 的细胞名称为次级卵母细胞
8.【实验】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片材料:雄性生物的生殖器官。
雄性生物的生殖器官中精原细胞既能进行有丝分裂又能进行减数分裂,所以观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片染色体数目有 4N(有丝分裂后期,最多)、2N、N(减 II 前、中期)几种情况。
9.配子中染色体组合多样性的原因
(1 )减 I 前期:同源染色体中非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。1 个精原细胞若不发生交又互换, 产生 4 个 2
种精子(两两相同):若发生交叉互换,产 生 4 个 4 种精子。(2)减 I 后期:同源杂色体分离,非同源杂色体自由 组合。
一个基因型为 AaBb 的个体,能产生 AB、Ab、 aB、ab 四种配子。(2n 种,n 表示等位基因对数)
(3)基因型为 AaBb 的雄性个体产生的精子有 4 种,精子类型为 AB、Ab、 aB、ab,它的一个精原细胞经减数分裂形成 2 种精子,精子类型为 Ab、 aB 或 AB、ab。
基因型为 AaBb 雌性个体产生的卵细胞有 1 种,卵细胞类型为 AB、Ab、 aB、ab,它的一个卵原细胞经减数分裂形成 1 种卵细胞,卵细胞类型为 Ab 或 aB 或 AB 或 ab。
11.减数分裂、受精作用与有丝分裂中染色体数、核 DNA 含量的变化曲线(会分析理解)
(1)有“斜线”的是核 DNA 含量变化,无“斜线”的是染色体数变化。(2)起点与终点相同的是有丝分裂分裂,终点减半
的是减数分裂。(3)染色体增倍原因是有丝分裂后期或减Ⅱ
后期着丝点断裂,姐妹染色单体分开;但受精作用也会使染色体恢复倍增。染色体减半是由于同源染色体均分到两个子细胞中。
三、 受精作用
1.受精作用概念:精子和卵细胞 相互识别、融合成为受精卵的过程。识别依赖于膜上的糖蛋白(糖被),融合体现 了膜的流动性。
2.过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。与此同时,卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子进入。精子的头部进入卵细胞不久,精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
3.结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,保证了物种染色体数目的稳定,其中一半的染色体来自父方,另一半来自母方。而细胞质(质 DNA)几乎全部来自母方 。
4.意义:保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传特性稳定性。
同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
5.有性生殖后代多样性原因
(1)配子的多样性:减数分裂Ⅰ前期非姐妹染色单体之间的交叉互换;减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间的自由组合。
(2)受精时精子和卵细胞的结合具有随机性。
三、 细胞的分化与全能性
1. 细胞分化的实质:细胞中的基因选择性表达,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同,遗传物质并未改变。
2. 细胞分化的特点:持久性、普遍性、不可逆性和遗传物质不变性。
3. 细胞分化的意义
(1)是生物个体发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
4. 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。一般来说,细胞的分化程度越高,细胞全能性越低。
5. 植物组织培养实验证明了植物细胞具有全能性;克隆动物的实现说明了动物细胞核具有全能性。
四、 细胞的衰老
1. 对于单细胞生物来说,细胞衰老和个体衰老同步,但对多细胞生物来说,细胞衰老与个体衰老不同步。(均填“同步”或“不同步”)
2. 衰老细胞的主要特征
(1)一大一小:细胞核增大,细胞体积变小。
(2)一多一少:色素增多,水分减少。
(3)两慢两低:代谢速率减慢,呼吸速率减慢;酶活性降低,物质运输功能降低。
3. 细胞衰老的原因
(1)自由基学说——各种生化反应产生的自由基会损伤细胞膜,攻击DNA、蛋白质等,致使细胞衰老。
(2)端粒学说——染色体两端的DNA—蛋白质复合体(端粒)会随细胞分裂次数增加而被“截短”,进而损伤正常基因的DNA序列,使细胞趋向异常。
五、 细胞的死亡
1. 细胞凋亡受细胞自身基因的调控,是由遗传机制调控的程序性死亡。
2. 成熟个体中,细胞的自然更新、某些被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。在个体发育过程中,该过程也具有重要意义。
3. 细胞坏死:在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
4. 通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
考向1 细胞分化、衰老和死亡
1.(2026•安徽T3)东方蝾螈附肢切除后,伤口处部分细胞死亡,多数细胞如骨骼肌细胞和软骨细胞等重新进入细胞周期,成为有特定分化潜能的前体细胞团——芽基,芽基继续发育成完整附肢。下列叙述错误的是( )
A. 从附肢切除到再生的过程中存在细胞凋亡和细胞坏死
B. 芽基形成和继续发育的过程中都有基因的选择性表达
C. 前体细胞比骨骼肌细胞和软骨细胞的分化程度高
D. 再生附肢细胞中的染色体数目与原附肢细胞相同
2.(2026•陕晋青宁•T2) 蛋白复合物E参与细胞内的膜系统修复、细胞自噬等过程,如图。下列关于该复合物功能的叙述错误的是( )
A. 可避免溶酶体水解酶渗漏,保护细胞内组分
B. 参与的核膜重建过程常发生在有丝分裂末期
C. 介导细胞自噬,参与维持细胞内部环境的稳定
D. 介导细胞内部膜融合的基础是膜的选择透过性
3.(2026•广东T7)研究表明,运动可促进骨骼肌细胞释放肌因子(一类蛋白质),进而诱导黑色素瘤细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A. 肌因子可通过胞吐方式释放到内环境 B. 肌因子随体液定向运输至黑色素瘤细胞
C. 诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态 D. 该过程说明骨骼肌细胞具有内分泌功能
4.(2026•湖南•T1)关于细胞的生命历程,下列叙述错误的是( )
A. 人的受精卵、早期胚胎细胞和神经元都处于细胞周期中
B. 人的肝细胞中RNA聚合酶基因表达,胰岛素基因不表达
C. 毛囊细胞合成黑色素的功能下降是老年人白发产生的直接原因
D. 蝌蚪变态发育过程中,尾的消失是通过细胞凋亡实现的
5.(2026•重庆•T4)人的健康和衰老进程与肌肉密切相关。下图为两类人群随着年龄增长,肌肉质量和力量的变化曲线。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. t2时,①与②个体衰老程度不同是由于②肌肉细胞衰老的时间晚于①
B. ①与②相比,肌肉细胞凋亡比例的不同受运动影响
C. t1后,适当运动能延缓肌肉质量和力量的下降
D. 实施“学生饮用奶计划”有利于学生肌肉质量的增加
6.(2026•湖北•T11)我国科学家对人胚胎干细胞的FOXO3基因进行改造,提高FOXO3蛋白稳定性。将改造的该细胞制备成一种成体细胞SRCs,然后将SRCs输入老年食蟹猴体内,开展抗衰老研究,结果显示SRCs能显著降低老年食蟹猴体内衰老标志物水平,实现系统性抗衰老。下列叙述错误的是( )
A. SRCs抗衰老原因是FOXO3基因表达水平提高
B. SRCs是由基因改造后的人胚胎干细胞分化而成
C. 可以从细胞核体积、染色质状态等情况判断食蟹猴细胞衰老状况
D. 由于食蟹猴与人类亲缘关系较近,实验结果对人类抗衰老研究具有重要参考价值
7.(2026•贵州T4)呼吸上皮中的杯状细胞分泌黏液,纤毛细胞的纤毛摆动将携带灰尘和污物的黏液清除,基底细胞增殖分化补充凋亡的杯状细胞和纤毛细胞。下列叙述正确的是( )
A. 杯状细胞和纤毛细胞中mRNA的种类相同 B. 衰老的杯状细胞部分酶活性下降、水分增多
C. 基底细胞的增殖、分化与其自身细胞骨架有关 D. 杯状细胞衰老和凋亡不利于机体实现自我更新
8.(2026•黑吉辽蒙•T8)成纤维细胞经适当剂量X射线处理后进入衰老状态,细胞内自由基水平上升,衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高,染色质形成致密团块。下列叙述错误的是( )
A. 高剂量X射线可引起细胞坏死 B. 清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程
C. β-半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强 D. 染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因
考向2细胞周期和有丝分裂
1.(2025.江苏卷.12)用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是( )
A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂相
B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相
D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
2.(2026年6月.浙江卷.10) 洋葱(2n=16)根尖细胞的细胞周期约12h。将根尖培养在含有3H-胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中,12h后制成临时装片,观察结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 甲细胞所处的时期,发生核DNA分子和中心体的复制
B. 乙细胞所处的时期,同源染色体两两配对形成四分体
C. 丙细胞中,每条染色体的DNA分子两条链均含3H
D. 丁细胞中,染色体组数:染色体数:染色单体数为1∶8∶16
3.(2026•河北T2) 某种动物的体细胞增殖过程中不同阶段的示意图如下,其中错误的是( )
A. B. C. D.
4.(2026•河南•T5)M是细胞周期的关键调节因子,参与调控染色质凝集、纺锤体组装及核膜破裂。细胞周期中染色体和DNA的数量变化如图所示。M发挥上述作用的阶段是( )
A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ
5.(2026•四川•T9)在观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,某同学观察到5个不同视野,每个视野中用箭头标示1个细胞,分别用①~⑤表示。下列叙述正确的是( )
A. 制片需取2~3 cm的洋葱根尖,依次进行解离、染色和漂洗处理
B. 在低倍镜下找到分生区细胞后,用手指推转物镜切换到高倍镜
C. 将图中的细胞按照分裂顺序排序,依次是④→②→⑤→③→①
D. 若将洋葱冷藏培养48∼72 h,视野中大多数细胞染色体数目加倍
6.(2026•黑吉辽蒙•T15)从二倍体和四倍体西瓜植株中随机选取一株,观察其花药中的细胞。细胞分裂示意图如下(仅显示部分染色体)。不考虑突变,四倍体减数分裂仅考虑同源染色体两两配对、彼此分离。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞不可能处于有丝分裂后期
B. 该细胞不可能处于减数第二次分裂后期
C. 图示区域可能含有6个染色体组
D. ①和②染色体上的遗传信息可能不同
考向3 减数分裂和受精作用
1.(2024.江苏卷.17)(多选)图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的有( )
A. 有丝分裂或减数分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B. 有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C. 有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D. 减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞
2.(2025.江苏卷.14)图示二倍体植物形成2n异常配子的过程,下列相关叙述错误的是( )
A.甲细胞中发生过染色体交叉互换 B.乙细胞中不含有同源染色体
C.丙细胞含有两个染色体组 D.2n配子是由于减数第一次分裂异常产生的
3.(2026•山东T7)某动物基因型为MmNn,其处于分裂期的甲、乙细胞如图所示,其中乙为甲的子细胞,位点①代表某基因。甲所处时刻之后未发生突变,下列判断正确的是( )
A. 甲所处时期为减数分裂Ⅱ后期
B. 甲中2对同源染色体均发生了互换
C. 乙中位点①代表的基因可能为m或M
D. 甲减数分裂形成的4个细胞的基因型有3种
4.(2026•北京T4)某西瓜品种为二倍体(),研究者获得了不育但染色体数目正常的突变体。野生型和突变体花粉母细胞减数分裂I前期的显微照片如图。下列描述正确的是( )
A. 图1有11条染色体
B. 图1染色体不含姐妹染色单体
C. 图2染色体正在复制
D. 图2同源染色体没有正常联会
5.(2026•湖北•T14) 如图所示,某二倍体细胞中的一条2号染色体的B区段与6号染色体的D区段发生移接。①②③表示该细胞分裂不同时期的染色体状态。
下列叙述错误的是( )
A. 染色体移接是生物变异的来源之一
B. 染色体移接可产生基因缺失的生殖细胞
C. ①代表该细胞有丝分裂时2号和6号染色体状态
D. 该细胞减数分裂后可产生含有②或③所示染色体的配子
6.(2026•福建T9)某基因型为AaBb的卵原细胞形成的初级卵母细胞中,一条姐妹染色单体的基因A突变成基因a。在下列细胞示意图中,最可能出现在该卵原细胞减数分裂过程的是( )
A. B. C. D.
7.(2026•广东T4)被子植物花粉发育过程中,小孢子会发生一次有丝分裂,形成一个营养细胞(未来发育成花粉管)和一个生殖细胞(未来发育成精子),这两个细胞( )
A. 基因组序列不同 B. 来源不同 C. 染色体数目相同 D. 表达的基因相同
8.(2026•广西T13)减数分裂过程中,某初级精母细胞有2个四分体分别发生了染色体互换。不考虑其他变异,下列精细胞中,最不可能与其他3个同时由该初级精母细胞产生的是( )
A. B. C. D.
9.(2026•云南•T6)用某试剂处理体外培养的小鼠卵母细胞后,发现部分初级卵母细胞的纺锤体形态出现异常。纺锤体异常会导致减数分裂Ⅰ( )
A. 中期染色体排列异常
B. 后期着丝粒异常分裂
C. 末期细胞板无法形成
D. 产生的次级卵母细胞数目异常增多
10.(2026•湖南•T14)(多选)某黑腹果蝇的体细胞和一个配子的染色体组成见示意图。下列叙述错误的是( )
A. 该配子在形成过程中会发生细胞质的不均等分裂
B. 该配子在形成过程中发生了基因重组和染色体变异
C. 该配子异常的原因是减数分裂Ⅱ中染色体未正常分离
D. 果蝇卵原细胞染色体在间期复制后数目为16条
1.(2026•南京盐城•一模) NK细胞(自然杀伤细胞)接近癌细胞后,与癌细胞之间形成特定连接结构,释放储存在囊泡中的细胞毒性蛋白,诱导癌细胞凋亡。下列相关叙述正确的是( )
A. NK细胞转运细胞毒性蛋白的过程与细胞骨架密切相关
B. 癌细胞凋亡过程中,破碎的细胞器和染色质片段释放,引起炎症
C. 癌细胞凋亡过程中,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质染色加深
D. NK细胞识别癌细胞并形成特定连接结构仅依赖于磷脂的互溶和流动
2. (2026•南京盐城•一模) 下图所示某二倍体雄性动物的一个细胞中同源染色体配对时,部分基因在染色体上的分布情况。下列相关叙述错误的是( )
A. 该细胞为初级精母细胞,所处时期为减数第一次分裂前期
B. 该细胞等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期
C. 该细胞最终分裂产生的生殖细胞基因型为ABD、abd、ABd、abD
D. 该细胞发生了基因突变,该生物的基因型可能为AaBBDd或AaBbDd
3. (2026•南京•期初) 控制蝗虫复眼正常基因(B)和异常基因(b)位于X染色体上,且含基因b的精子致死。蝗虫的性别决定方式为XO型(雌性∶22+XX;雄性∶22+XO)。图1是蝗虫减数分裂某一时期的显微照片,图2是该细胞的染色体图谱。下列叙述错误的是( )
A. 图1是减数分裂I后期的初级精母细胞
B. 该蝗虫减数分裂I前期会出现11个四分体
C. 该蝗虫体内细胞的染色体数目共有46、23、12、11四种
D. 雌、雄蝗虫有关复眼性状的基因型均只有两种
4.(2026•南京•二模) 下列关于细胞生命历程和癌变叙述错误的是( )
A. 细胞有丝分裂过程中纺锤体、核膜等结构会规律性变化
B. 端粒学说认为细胞衰老时染色体部分结构会发生变化
C. 细胞分化和细胞凋亡过程中均存在基因的选择性表达
D. 癌细胞能无限增殖,其基因组DNA序列都发生了改变
5. (2026•南京•二模)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是( )
A. 解离的时间越长越有利于获得图甲所示的分裂相
B. 图乙中发生非同源染色体上非等位基因的自由组合
C. 图甲乙丙中核DNA数目都是染色体数目的两倍
D. 染色后的实验材料需用50%的酒精漂洗再制片
6.(2026•南京•期末)某基因型为AaBb的体细胞,有丝分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了如图所示的互换。下列叙述正确的是( )
A. 图示互换使基因B和b发生了基因重组
B. 图示互换一定发生在有丝分裂前期
C. 图示同源染色体会发生分离
D. 该细胞分裂后产生子细胞基因型种类是1种或2种
7.(2027•南京•期初)某种二倍体动物细胞减数分裂四分体时期染色体的行为与两种黏连复合蛋白REC8和RAD21L有关,REC8黏连的对象是姐妹染色单体,RAD21L黏连的对象是非姐妹染色单体,如下图1所示。图2表示该动物减数分裂过程中不同时期的染色体、染色单体和核DNA数量的关系图,下列叙述正确的是( )
A. RAD21L参与减数第一次分裂前期的联会,有利于基因重组
B. 图1所示等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂的后期
C. 图2中Ⅲ表示图1所示时期染色体、染色单体和核DNA的数量关系
D. REC8在减数第二次分裂后期被降解导致图2中Ⅱ→Ⅲ数量的变化
8.(2027•镇江•期初)REC8黏连姐妹染色单体,其在减数第二次分裂后期降解会导致着丝粒分裂、姐妹染色单体分开,对应图2中Ⅲ→Ⅰ的变化;Ⅱ→Ⅲ是减数第一次分裂结束、同源染色体分离进入次级性母细胞的过程,此时REC8未降解,姐妹染色单体仍相连,D错误。
5. 关于人体细胞的生命历程,下列叙述正确的是( )
A. 有丝分裂和减数分裂都具有细胞周期 B. 老年斑的形成是由于黑色素的积累
C. 细胞自噬可以清除某些病原体 D. 癌细胞能够表现出细胞全能性
9.(2027•扬州高邮•10月月考)关于真核细胞的生命历程,下列叙述错误的是( )
A. 抑制端粒酶的活性可以加速细胞衰老的进程
B. 细胞发生分化后提高了该细胞各种生理功能的效率
C. 营养缺乏时,细胞可通过自噬获得所需的物质和能量
D. 细胞衰老过程中有新蛋白质合成,也有蛋白质的水解
10.(2027•扬州高邮•10月月考)长期久坐会加快骨骼肌细胞的衰老,而剧烈运动可能导致骨骼肌细胞膜破裂,进而引起细胞死亡。骨骼肌细胞受损后,肌卫星细胞会增殖分化形成肌细胞。相关叙述错误的是( )
A. 骨骼肌细胞衰老过程中细胞膜的通透性会发生改变
B. 细胞膜破裂导致的细胞死亡会引发局部炎症反应
C. 肌卫星细胞分裂的前期中心体开始复制并移向细胞的两极
D. 肌卫星细胞分化为肌细胞的过程中RNA和蛋白质的种类均发生改变
11.(2027•扬州高邮•10月月考)果蝇(2n=8)的精原细胞减数分裂过程中,染色体或核DNA数量不可能发生的变化为( )
A. 染色体:4→8 B. 核DNA:4→8 C. 染色体:8→4 D. 核DNA:8→4
12.(2027•南通•10月月考)下列关于人体细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A. 胚胎干细胞为未分化细胞,不进行基因选择性表达
B. 成人脑神经元衰老后,代谢速率和增殖速率都变慢
C. 凋亡的细胞会产生凋亡小体引发炎症反应导致机体损伤
D. DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变
13.(2027•南通•10月月考)下图①~④为某二倍体植物(2n=24)花粉母细胞减数分裂Ⅰ不同时期的显微图像,相关叙述正确的是( )
A. 图①细胞中可能发生基因重组 B. 图②细胞中含有24个四分体
C. 图③细胞中染色体的数目加倍 D. 图④细胞中染色体∶核DNA=1∶1
14.(2027•南通•10月月考)某校兴趣小组按下列步骤对一种红花油茶(2n=30)染色体核型进行分析,核型分析的染色体照片如下图所示,相关叙述错误的是( )
①取幼苗根尖用秋水仙素处理2h→②对根尖进行固定、保存→③解离、漂洗、品红染色→④取根尖分生区制成临时装片→⑤镜检、拍照、分析
A. 步骤①的目的是抑制纺锤体的形成,使细胞停滞于有丝分裂中期
B. 步骤②用卡诺氏液固定后,用体积分数为95%的酒精冲洗2次
C. 图中应包括30条染色体、60个核DNA分子、2个染色体组
D. 除图示细胞外,视野中还应观察到含60条染色体的中期细胞
15.(2027•南通海安•期初)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又发生有丝分裂。相关叙述错误的是( )
A. 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B. 基因重组发生在减数分裂Ⅱ
C. 有丝分裂前的间期进行DNA复制 D. 有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
16. (2027•南京名校•10月联考)(多选)下图为某研究小组观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂不同时期的显微照片。下列叙述错误的有( )
A. 甲细胞所处的时期,发生核DNA分子和中心体的复制
B. 乙细胞所处的时期,同源染色体两两配对形成四分体
C. 乙、丙、丁细胞中染色体组数分别为2、4、2
D. 高倍镜下观察丁细胞的染色体形态可判断其是否发生基因突变
17.(2027•南通海安•期初)某动物基因型为AaBb,其处于分裂期的甲、乙细胞如图所示,其中乙为甲的子细胞,位点①、②代表基因。甲所处时刻之后未发生突变,且甲减数分裂可以形成4个子细胞。相关叙述正确的是( )
A. 甲所处时期为减数分裂Ⅰ后期
B. 甲中2对同源染色体均发生了互换
C. 乙中位点①和②代表的基因分别为A和B
D. 甲减数分裂形成的4个细胞的基因型有3种
18.(2027•扬州高邮•10月月考)Ⅰ、减数分裂的精准调控对于确保染色体正确分离、维持遗传稳定性至关重要。为了解小鼠减数分裂过程中的调控机制,研究人员展开了系列实验。
Ⅱ、小鼠卵原细胞在胚胎期即启动减数第一次分裂,出生前后阻滞在双线期之后、浓缩期之前的静止阶段(核网期)。该阶段细胞内环腺苷酸(cAMP)含量升高并维持在较高水平,雌性小鼠性成熟后,卵母细胞才分批继续完成减数分裂。cAMP调控减数分裂的靶蛋白为S蛋白(如图2)。请据图回答下列问题:
(1)据图1分析,基因的分离定律实质体现在______期(填分裂时期)。
(2)小鼠卵原细胞染色体数为40,一个卵原细胞由减数第一次分裂间期到减数第二次分裂中期,细胞内核DNA的数量变化为______。
(3)不考虑基因突变和染色体变异,与减数分裂相比,小鼠卵原细胞的有丝分裂过程中不会发生的现象有______(填序号)。①同源染色体分离 ②基因重组 ③细胞质不均等分裂
有丝分裂产生的子细胞基因型______(填“相同”或“不同”)。
(4)ATP转化生成cAMP的过程中脱去______个磷酸基团。
(5)科研人员向胚胎卵巢注射混有台盼蓝的、干扰S蛋白基因表达的RNA,对照组应注射______。实验结果显示实验组67.0%卵母细胞进入核网期,对照组仅31.7%卵母细胞进入核网期,据此推测S蛋白可______(填“促进”或“抑制”)卵母细胞进入核网期。
(6)在不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞,实验结果如图3所示。据图判断,cAMP______(选填“促进”或“抑制”)了小鼠卵母细胞进入核网期。
(7)综合图2和上述实验结果分析,信号分子调控减数分裂进程的过程为______。
19.(2027•南通海安•期初)甘蓝型油菜(2n=38)是全球重要的油料作物,其含油量多且产量稳定。下图为野生甘蓝型油菜花粉母细胞的部分减数分裂图像,请回答下列问题。
(1)将以上图像按照减数分裂顺序进行排序F→______→B→______。
(2)为观察减数分裂的过程,应选取______(填“盛开期”或“花蕾期”)的花朵进行操作。图E每个细胞中染色体数目为______个。
(3)结合减数分裂和受精作用过程分析,有性生殖的后代呈现多样性的原因是______。
(4)为了保持亲本优良的性状,科学家构建了spo11-1突变体、rec8突变体和spo11-1rec8双突变体,观察了三种突变体花粉母细胞减数分裂不同时期的相关现象,如下表。
植株类型
时期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
spo11-1
突变体
无联会
染色体的着丝粒排列在赤道板上
染色体随机移向细胞两极
形成的两个子细胞中染色体数目不固定
存在
rec8
突变体
无联会
以染色体片段为主
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
染色体数目无法统计
存在
spo11-1rec8双突变体
无联会
染色体的着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
形成的两个子细胞中染色体数目均为38
无
①据表分析spo11-1基因表达产物和rec8基因表达产物的功能分别是______、______。(填“a”或“b”)
a.参与联会以及染色体片段断裂后的修复,同时还是姐妹染色单体之间重要的粘连蛋白(确保减数第一次分裂姐妹染色单体不分离)
b.参与联会以及互换过程中染色体片段断裂
②spo11-1rec8双突变体减数分裂过程中,未观察到染色体片段,其原因是______。
③结合上述分析,可选择______(突变体植株类型)产生的配子并采用______(填方法)来获得与亲本染色体组成完全一致的植株。
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专题03 细胞生命历程
内容导览
考情概览:解读近年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
2026年真题研析:探寻常考要点,真题分类精讲,归纳串联解题必备知识。
近3年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
名校模拟探源:精选适量名校模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
题目
1.高频考点:
细胞的分化、衰老及死亡
2.素养考向
生命观念:聚焦细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌变等细胞生命历程,依托消化道上皮细胞更新、小鼠个体发育的真实生命现象,引导学生建立结构与功能相适应、细胞生命活动有序调控、细胞稳态维持个体正常生命活动的生命观念;区分细胞凋亡与细胞坏死的本质差异,理解细胞分化遗传物质不变、基因选择性表达的核心内涵,认识细胞异常增殖会引发癌变,体现细胞生命活动有序调控对机体稳态的重要意义。
科学思维:以细胞生命现象文字情境、小鼠生活史图示为证据载体,要求整合细胞衰老特征、细胞凋亡、细胞癌变、减数分裂、受精作用、有丝分裂、细胞分化等知识,对选项开展概念辨析、逻辑推理与正误判断。重点考查辨析易混概念(凋亡 / 坏死、细胞分化基因是否改变),结合个体发育过程分析细胞核基因组合的变化规律,训练从分子、细胞层面解释个体发育现象的逻辑思维。
社会责任:以消化道上皮、高温饮食诱发细胞损伤、结肠癌发生等人体健康相关素材为背景,引导学生认识不良饮食习惯会损伤上皮细胞、诱发细胞病变,树立健康的生活方式;理解细胞异常增殖与疾病的关联,认识细胞生命历程相关研究在肿瘤预防、疾病诊疗中的现实价值,形成健康管理意识。
科学探究:依托细胞生命历程相关经典生物学事实与个体发育模型,以概念辨析、图示信息解读类设问为载体,考查对细胞生命现象的观察、归纳与推理能力。要求学生依托所学生物学基本证据区分生理性细胞更新与细胞损伤死亡,结合个体发育模型推理细胞分裂、分化过程中遗传物质的传递特点,训练基于生物学事实进行分析判断的探究思维。
考向1细胞分化、衰老、死亡
①2026江苏 T2,T18
考向2细胞增殖
2026 年江苏高考中细胞的生命历程专题,试题涵盖单项选择题与多项选择题,整体难度层次分明,选择题侧重核心概念辨析,部分多选题综合性较强,以细胞增殖(有丝分裂、减数分裂)、细胞分化、细胞衰老、凋亡、癌变等内容考查为主,命题常结合人体组织细胞、动物个体发育图示等真实情境设问,突出细胞生命历程在个体生长发育中的意义,重视图示信息解读,无偏题怪题,是高考生物兼顾基础与区分度的重要专题。着重考查学生对细胞生命变化相关主干知识的理解,不仅要求学生准确辨析易混概念(细胞凋亡与细胞坏死、细胞分化的遗传物质变化等),还需要结合图像信息进行逻辑判断,能力要求中等,既需要扎实识记基础概念,又要具备辨析生命现象本质的科学思维。
预测 2027 年高考,该专题仍是高频考查内容,减数分裂与细胞分化综合考查比例较高,需要学生在熟记各生命历程特点的基础上,强化图像情境类题型训练,重视区分细胞不同生命阶段遗传物质的变化特点。
考向一 细胞分化、衰老、死亡
1.(2026•江苏T2) 下列关于消化道上皮细胞的叙述错误的是( )
A. 衰老的小肠上皮细胞新陈代谢速率减慢 B. 小肠上皮细胞的自然更新属于细胞坏死
C. 喜食高温食物会影响食道上皮细胞的寿命 D. 结肠癌的发生与上皮细胞的异常增殖有关
【答案】B
命题立意
本题以消化道上皮细胞这一人体真实细胞为情境,依托细胞衰老、细胞凋亡、细胞癌变的核心概念,考查学生运用细胞的生命历程相关基础知识辨析细胞生命现象的能力,引导学生树立细胞稳态、健康生活的生命观念,培养基于基础概念区分细胞凋亡与细胞坏死、分析细胞异常增殖的科学思维。
A
细胞衰老的特征包括细胞内多种酶活性降低,细胞新陈代谢速率减慢
B
小肠上皮细胞自然更新,是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,属于细胞凋亡;细胞坏死是外界不利因素造成的细胞被动损伤死亡
C
高温会损伤食道上皮细胞,加速细胞衰老、损伤死亡,缩短细胞寿命
D
癌细胞具有无限增殖的特点,结肠癌是结肠上皮细胞发生癌变,细胞出现不受控制的异常增殖
考向二 细胞增殖
2.(2026•江苏T18)(多选) 图示小鼠的生活史,关于各时期细胞核中所有基因的组合,下列叙述正确的有( )
A. 减数分裂形成的配子中染色体组合相同,基因组合不同
B. 配子随机结合形成的不同受精卵基因组合不同
C. 有丝分裂有序调控,使胚胎细胞的基因组合相同
D. 小鼠的上皮细胞和神经细胞功能不同、基因组合不同
【答案】BC
命题立意
本题以小鼠生活史图示为情境,依托减数分裂、受精作用、有丝分裂及细胞分化等核心知识,考查学生运用细胞增殖与细胞分化原理分析个体发育过程中细胞核基因组合变化的能力,引导学生树立遗传物质在细胞增殖、个体发育过程中传递与保持稳定的生命观念,培养结合图像证据辨析基因重组、细胞分化本质的科学思维。
A
减数分裂存在非同源染色体自由组合,还可发生同源染色体交叉互换,同一个体产生的配子,染色体组合本身就不相同,基因组合也不同
B
减数分裂产生种类丰富的雌雄配子,受精时雌雄配子随机结合,不同受精卵获得的基因组合一般不同
C
有丝分裂中染色体复制后平均分配,子细胞的核基因和亲代细胞完全一致。胚胎细胞都来自受精卵的有丝分裂,因此胚胎细胞核基因组合相同
D
上皮细胞、神经细胞属于细胞分化,细胞分化的本质是基因选择性表达,细胞核内的全套基因完全相同,只是表达的基因不一样。二者核基因组合是相同的
一、细胞的增殖
1.细胞增殖概念:细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
2.细胞的增殖分裂方式:真核细胞:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。原核细胞:二分裂。
3.细胞的增殖意义:重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
4.细胞周期: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为一个细胞周期。包括分裂间期和分裂期两个阶段:分裂间期在前,用时长;分裂期在后,用时短。
5.有丝分裂过程中有关数目的计算
(1)染色体的数目=着丝点的数目。
(2)DNA 数目的计算分两种情况。①当染色体不含姐妹染色单体时,一条染色体上含有一个 DNA 分子,如间期染色体复制前、后期、末期。②当染色体含有姐妹染色单体时,一条染色体上含有两个 DNA 分子,如间期染色体复制后、前期、中期。
6. 有丝分裂各时期的主要特点:
①间期:完成 DNA 复制和有关蛋白质的合成。
②前期:核膜逐渐消失、核仁逐渐解体;出现纺锤体和染色体,染色体散乱分布。
③中期:染色体着丝点整齐排列在细胞中央的赤道
板上。染色体形态稳定、数目清晰,便于观察。
④后期:染色体着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体;染色体随机均匀分配到细胞两极。
⑤末期:纺锤体和染色体消失,核膜和核仁出现。
注:细胞类型判断:
动物细胞:有中心体,无细胞壁。高等植物细胞:有细胞壁,无中心体。低等植物细胞:有细胞壁和中心体。
7.动植物细胞有丝分裂的不同点:(1)间期(是否进行中心体的复制)①动物、低等植物细胞:有中心体的复制。②高等植物细胞:无中心体的复制。(2)前期(纺锤体的形成方式不同)①植物细胞:由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。②动物细胞:由两组中心粒发出星射线形成纺锤体。(3)末期(细胞质的分裂方式不同)①植物细胞:在赤道板(不是结构)位置出现细胞板,由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。最后,一个细胞分裂成两个子细胞。②动物细胞:细胞膜从中部向内凹陷将细胞缢裂为两部分,每部分都含有一个细胞核。
8.参与有丝分裂的细胞器及其功能
(1)核糖体:动植物细胞,整个时期(主要是间期)合成蛋白质。(2)中心体:动物和低等植物细胞,与前期纺锤体形成有关。(3)高尔基体:植物细胞,与末期细胞壁形成有关。(4)线粒体:提供能量。
9. 知识点归纳
(1)核 DNA 加倍时期:间期。(2)染色体加倍时期:后期,着丝点断裂。(3)染色单体形成、出现、
消失时期:间期、前期、后期。(4)中心体复制倍增时期:间期。(5)核膜、核仁解体时期:前期。
(6)核膜、核仁重现时期:末期。(7)始终看不见核膜、核仁时期:中期、后期。
10.有丝分裂产生的子细胞的三种去向:继续分裂、暂不分裂、永不分裂。
11.有丝分裂曲线分析
ab 段、lm 段:进行 DNA 的复制。
fg 段、no 段:着丝点断裂,姐妹染色单体分开。
cd 段、hi 段:平均分配到两个子细胞中。
12. 无丝分裂特点:分裂过程中不出现纺锤丝和染色体,核膜、核仁不消失,进行 DNA 的复制和均分。
如蛙的红细胞(两栖动物)。
13.有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制(实际上是 DNA 的复制)之后,精确地平均分配到两个
子细胞中。由于染色体上有遗传物质 DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。可见,细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。
14.细胞不能无限长大的原因:(1)表面积与体积的关系限制了细胞的长大。细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率越低。(2)细胞核与细胞质之间的比例关系限制了细胞的长大。一般来说,细胞核中的 DNA 不会随着细胞体积的扩大而增加。
15.【实验】观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(1)装片制作流程:解离→漂洗→染色→制片。
①解离:解离液由质量分数 15%的 HCl 和体积分数 95%的酒精 1:1 混合组成。剪取根尖 2~3mm,解离3~5min,目的是使组织细胞分离开来。②漂洗:用清水漂洗约 10min,目的是洗去药液,防止解离过度,有利于染色。③染色:用龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色 3~5min,目的是使染色体着色,便于观察。④ 制片:用镊子将根尖取出放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一块载玻片,用手指轻轻按压。目的是使细胞分散开来,有利于观察。
(2)分生区细胞特点:细胞呈正方形,排列紧密。
(3)视野中大多数细胞处于间期,因为间期用时长。
(4)视野中不能看到染色体的动态连续变化,因为解离过程中细胞被杀死。
二、减数分裂
1.减数分裂的概念:减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生 成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
2.减数分裂各个时期的特点:(设染色体数为 2N)
(1)减数第一次分裂(细胞中有同源染色体)
①间期:染色体复制(完成 DNA 复制和蛋白质合成)。②前期(四分体时期):同源染色体联会,形成四分体,同源染色体的非姐妹染色单体间可发生交义互换,四分体散乱分布。 ③中期:四分体排列在赤道板两侧。(赤道板只是一个位置,不是细胞的结构)④后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。⑤末期:细胞溢裂为两个子细胞,子细胞中染色体数目减半,不含同源染色体。
(2)减数第二次分裂(细胞中无同源染色体)
①间期:无或时间短,不进行染色体复制。②前期:染色体散乱分布。③中期:染色体着丝点排列在赤道板上。④后期:染色体着丝点断裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,子染色体移向细胞两极。⑤末期:细胞溢裂为两个子细胞。
3.减数分裂的几组重要概念:
(1)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体:减数分裂中配对的两条染色体,形态、 大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方。如图 中的 1 和 2、3 和 4。②非同源染色
体:形态、大小不相同.且在减数分裂 过程中不配对的染色体。如图中的 1 和 3、1 和 4、2 和 4、2 和 3。 ③注意:5 和 6(7 和 8)不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是一对姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。
(2)联会和四分体
①联会:减数笫一次分裂前期同源染色体两两配对的现象。②四分体:联会后的每对同源染色体含有 4 条染色单体,叫做四分体。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。如图中的 1 和 2、3 和 4联会后形成四分体。③数量关系:1 个四分体=1 对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体(含 4 个 DNA 分子)。
(1)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体:同一着丝点连着的两条染色单体, 如图中的 a 和 a'、b 和 b'、c 和 c'、d 和 d'
②非姐妹染色単体:不同着丝点连着的两条染色单体。包括:同源染色体上的非姐妹染色单体。
(2)交叉互换图示:
①发生的时期:减数第一次分裂前期(四分体时期)。
②范围:同源染色体中非姐妹染色单体间交换片段。
③交换对象:等位基因(B-b)交换。
④结果及意义:导致非等位基因基因重组,产生多种配子,若不交
换只产生 AB、ab 两种配子,若交换则可产生 ab 和 Ab、aB、AB 四种配子。
4.精子和卵细胞的形成过程比较
(1)场所不同:人和其他哺乳动物的精子是在 睾丸 中的曲细精管内形成的。卵细胞是在卵巢形成的。
(2)过程:
①1个精原细胞经减数分裂形成 4 个精细胞,变形形成 4 个精子,1 个卵原细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞和3个极体(最终退化消失),卵细胞不变形。
②初级精母和次级精母细胞质均等分裂,初级卵母和次级卵母细胞细胞质不均等分裂,极体细胞质均等分裂。(注:卵原细胞和精原细胞还能进行有丝分裂产生新的卵原细胞和精原细胞)
5.有丝分裂和减数分裂过程的比较
(1)有丝分裂:染色体复制 1 次,细胞分裂 1 次,形成 2 个子细胞.染色体数不变,细胞中有同源染色体,但不发生联会。
(2)减数分裂:染色体复制 1 次,细胞分裂 2 次,形成 4 个子细胞,染色体数减半。减 I 有同源染色体,前期发生联会,可发生交叉互换,减 II 无同源染色体。
6.减数分裂中染色体、核 DNA 数变化图像
(1)细胞中染色体数、核 DNA 含量变化曲线
①BC 段:进行 DNA 复制。
②DE(de)段:同源染色体分离,进入两个子细胞。
③ff'段:着丝点分裂,姐妹染色单体分开。
④H(h)点:姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到两个子细胞。
⑤间期染色体复制前(AB段和ab段)和减 II 后、末期(FH段和fh段),染色体数:核 DNA 数=1:1
⑥间期染色体复制后、减Ⅰ、减Ⅱ前中期(CF 段和 cf 段),染色体数 : 核 DNA 数=1:2 。
(2)一条染色体上 DNA 含量变化曲线
①AB 段:间期,进行 DNA 复制。
②BC 段:1 条染色体上有 2 个 DNA 分子,可对应有丝分裂前期和中期,也可对应减 I 和减 II 前、中期。
③CD 段:着丝点断裂,姐妹染色体单体分开,可对应有丝分裂后期和减 II 后期。
④DE 段:1 条染色体上有 1 个 DNA 分子,可对应有丝分裂后、末期,也可对应减 II 后、末期。(3)数量变化柱状图
三种图例中,数目可以为 0 的是染色单体;只要有染色单体存在,其数目与 DNA 数目是一致的,且此时染色体数:染色单体数:DNA 数=1:2:2;没有染色单体时,染色体数:DNA数=1:1。
7.细胞分裂图像辩别(理解,熟练运用)为有丝分裂的细胞是:图 1、4、7。为减 I 分裂的细胞是图 2、5、8、9。
为减 II 分裂的细胞是图 3、6、10、11。
图 8 的细胞名称为初级精母细胞。图 9 的细胞名称为初级卵母细胞。
图 10 的细胞名称为次级精母细胞或极体。
图 9 的细胞名称为次级卵母细胞
8.【实验】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片材料:雄性生物的生殖器官。
雄性生物的生殖器官中精原细胞既能进行有丝分裂又能进行减数分裂,所以观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片染色体数目有 4N(有丝分裂后期,最多)、2N、N(减 II 前、中期)几种情况。
9.配子中染色体组合多样性的原因
(1 )减 I 前期:同源染色体中非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。1 个精原细胞若不发生交又互换, 产生 4 个 2
种精子(两两相同):若发生交叉互换,产 生 4 个 4 种精子。(2)减 I 后期:同源杂色体分离,非同源杂色体自由 组合。
一个基因型为 AaBb 的个体,能产生 AB、Ab、 aB、ab 四种配子。(2n 种,n 表示等位基因对数)
(3)基因型为 AaBb 的雄性个体产生的精子有 4 种,精子类型为 AB、Ab、 aB、ab,它的一个精原细胞经减数分裂形成 2 种精子,精子类型为 Ab、 aB 或 AB、ab。
基因型为 AaBb 雌性个体产生的卵细胞有 1 种,卵细胞类型为 AB、Ab、 aB、ab,它的一个卵原细胞经减数分裂形成 1 种卵细胞,卵细胞类型为 Ab 或 aB 或 AB 或 ab。
11.减数分裂、受精作用与有丝分裂中染色体数、核 DNA 含量的变化曲线(会分析理解)
(1)有“斜线”的是核 DNA 含量变化,无“斜线”的是染色体数变化。(2)起点与终点相同的是有丝分裂分裂,终点减半
的是减数分裂。(3)染色体增倍原因是有丝分裂后期或减Ⅱ
后期着丝点断裂,姐妹染色单体分开;但受精作用也会使染色体恢复倍增。染色体减半是由于同源染色体均分到两个子细胞中。
三、 受精作用
1.受精作用概念:精子和卵细胞 相互识别、融合成为受精卵的过程。识别依赖于膜上的糖蛋白(糖被),融合体现 了膜的流动性。
2.过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。与此同时,卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子进入。精子的头部进入卵细胞不久,精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
3.结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,保证了物种染色体数目的稳定,其中一半的染色体来自父方,另一半来自母方。而细胞质(质 DNA)几乎全部来自母方 。
4.意义:保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传特性稳定性。
同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
5.有性生殖后代多样性原因
(1)配子的多样性:减数分裂Ⅰ前期非姐妹染色单体之间的交叉互换;减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间的自由组合。
(2)受精时精子和卵细胞的结合具有随机性。
三、 细胞的分化与全能性
1. 细胞分化的实质:细胞中的基因选择性表达,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同,遗传物质并未改变。
2. 细胞分化的特点:持久性、普遍性、不可逆性和遗传物质不变性。
3. 细胞分化的意义
(1)是生物个体发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
4. 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。一般来说,细胞的分化程度越高,细胞全能性越低。
5. 植物组织培养实验证明了植物细胞具有全能性;克隆动物的实现说明了动物细胞核具有全能性。
四、 细胞的衰老
1. 对于单细胞生物来说,细胞衰老和个体衰老同步,但对多细胞生物来说,细胞衰老与个体衰老不同步。(均填“同步”或“不同步”)
2. 衰老细胞的主要特征
(1)一大一小:细胞核增大,细胞体积变小。
(2)一多一少:色素增多,水分减少。
(3)两慢两低:代谢速率减慢,呼吸速率减慢;酶活性降低,物质运输功能降低。
3. 细胞衰老的原因
(1)自由基学说——各种生化反应产生的自由基会损伤细胞膜,攻击DNA、蛋白质等,致使细胞衰老。
(2)端粒学说——染色体两端的DNA—蛋白质复合体(端粒)会随细胞分裂次数增加而被“截短”,进而损伤正常基因的DNA序列,使细胞趋向异常。
五、 细胞的死亡
1. 细胞凋亡受细胞自身基因的调控,是由遗传机制调控的程序性死亡。
2. 成熟个体中,细胞的自然更新、某些被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。在个体发育过程中,该过程也具有重要意义。
3. 细胞坏死:在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
4. 通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
考向1 细胞分化、衰老和死亡
1.(2026•安徽T3)东方蝾螈附肢切除后,伤口处部分细胞死亡,多数细胞如骨骼肌细胞和软骨细胞等重新进入细胞周期,成为有特定分化潜能的前体细胞团——芽基,芽基继续发育成完整附肢。下列叙述错误的是( )
A. 从附肢切除到再生的过程中存在细胞凋亡和细胞坏死
B. 芽基形成和继续发育的过程中都有基因的选择性表达
C. 前体细胞比骨骼肌细胞和软骨细胞的分化程度高
D. 再生附肢细胞中的染色体数目与原附肢细胞相同
【答案】C
【详解】A、附肢切除造成的损伤会引发细胞坏死,同时伤口处也存在机体基因调控下的程序性细胞凋亡,因此从附肢切除到再生的过程中两种细胞死亡方式都存在,A正确;
B、芽基形成是高度分化的骨骼肌、软骨细胞去分化为前体细胞的过程,芽基发育为完整附肢是细胞再分化的过程,细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此两个过程都存在基因的选择性表达,B正确;
C、骨骼肌细胞和软骨细胞是高度分化的终末分化细胞,前体细胞是二者去分化后形成的、仍具有分化潜能的细胞,分化程度低于骨骼肌细胞和软骨细胞,C错误;
D、再生附肢的细胞由原附肢的体细胞经有丝分裂、分化形成,有丝分裂会保持亲子代细胞染色体数目一致,因此再生附肢细胞中的染色体数目与原附肢细胞相同,D正确。
2.(2026•陕晋青宁•T2) 蛋白复合物E参与细胞内的膜系统修复、细胞自噬等过程,如图。下列关于该复合物功能的叙述错误的是( )
A. 可避免溶酶体水解酶渗漏,保护细胞内组分
B. 参与的核膜重建过程常发生在有丝分裂末期
C. 介导细胞自噬,参与维持细胞内部环境的稳定
D. 介导细胞内部膜融合的基础是膜的选择透过性
【答案】D
【详解】A、蛋白复合物E可修复溶酶体膜,能避免溶酶体内的水解酶渗漏到细胞质基质中,避免水解酶破坏细胞内正常组分,A正确;
B、有丝分裂的特点是前期核膜解体、核仁消失,末期核膜、核仁重新构建,因此核膜重建过程常发生在有丝分裂末期,B正确;
C、蛋白复合物E介导细胞自噬,可将细胞内衰老、损伤的细胞器分解,清除细胞内无用或有害的组分,参与维持细胞内部环境的稳定,C正确;
D、细胞内部膜融合的基础是生物膜具有一定的流动性,选择透过性是生物膜的功能特性,不是膜融合的结构基础,D错误。
3.(2026•广东T7)研究表明,运动可促进骨骼肌细胞释放肌因子(一类蛋白质),进而诱导黑色素瘤细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A. 肌因子可通过胞吐方式释放到内环境 B. 肌因子随体液定向运输至黑色素瘤细胞
C. 诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态 D. 该过程说明骨骼肌细胞具有内分泌功能
【答案】B
【详解】A、肌因子属于蛋白质类大分子,大分子物质排出细胞的方式为胞吐,因此肌因子可通过胞吐方式释放到内环境,A正确;
B、肌因子随体液运输的过程是不定向的,可运输到全身各处,仅因为黑色素瘤细胞存在对应受体才会作用于该细胞,B错误;
C、细胞凋亡可清除体内癌变的异常细胞,维护内环境的稳定,因此诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态,C正确;
D、骨骼肌细胞可分泌肌因子这类信号分子,通过体液运输作用于靶细胞发挥调节作用,说明骨骼肌细胞具有内分泌功能,D正确。
4.(2026•湖南•T1)关于细胞的生命历程,下列叙述错误的是( )
A. 人的受精卵、早期胚胎细胞和神经元都处于细胞周期中
B. 人的肝细胞中RNA聚合酶基因表达,胰岛素基因不表达
C. 毛囊细胞合成黑色素的功能下降是老年人白发产生的直接原因
D. 蝌蚪变态发育过程中,尾的消失是通过细胞凋亡实现的
【答案】A
【详解】A、细胞周期是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的全过程,仅连续分裂的细胞具有细胞周期。人的神经元是高度分化的细胞,失去分裂能力,不处于细胞周期中,A错误;
B、RNA聚合酶是基因转录必需的酶,所有活细胞都需要进行基因表达合成蛋白质,因此肝细胞中RNA聚合酶基因会表达;胰岛素基因仅在胰岛B细胞中选择性表达,肝细胞中该基因不表达,B正确;
C、老年人白发的直接原因是毛囊处的黑色素细胞衰老,酪氨酸酶活性降低,合成黑色素的功能下降,黑色素合成量减少,C正确;
D、细胞凋亡是基因控制的细胞编程性死亡,蝌蚪变态发育时尾的消失是细胞凋亡的典型实例,D正确。
5.(2026•重庆•T4)人的健康和衰老进程与肌肉密切相关。下图为两类人群随着年龄增长,肌肉质量和力量的变化曲线。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. t2时,①与②个体衰老程度不同是由于②肌肉细胞衰老的时间晚于①
B. ①与②相比,肌肉细胞凋亡比例的不同受运动影响
C. t1后,适当运动能延缓肌肉质量和力量的下降
D. 实施“学生饮用奶计划”有利于学生肌肉质量的增加
【答案】A
【详解】A、t2时二者年龄相同,衰老程度不同是因为运动延缓了②肌肉细胞的衰老进程,A错误;
B、运动可以降低肌肉细胞的凋亡比例,因此不运动的①和运动的②肌肉细胞凋亡比例的差异受运动影响,B正确;
C、据图可知t1后运动个体的肌肉质量和力量下降速度明显慢于不运动个体,说明适当运动能延缓肌肉质量和力量的下降,C正确;
D、肌肉的主要组成成分是蛋白质,牛奶中富含蛋白质,实施“学生饮用奶计划”可补充蛋白质,有利于学生肌肉质量的增加,D正确。
6.(2026•湖北•T11)我国科学家对人胚胎干细胞的FOXO3基因进行改造,提高FOXO3蛋白稳定性。将改造的该细胞制备成一种成体细胞SRCs,然后将SRCs输入老年食蟹猴体内,开展抗衰老研究,结果显示SRCs能显著降低老年食蟹猴体内衰老标志物水平,实现系统性抗衰老。下列叙述错误的是( )
A. SRCs抗衰老原因是FOXO3基因表达水平提高
B. SRCs是由基因改造后的人胚胎干细胞分化而成
C. 可以从细胞核体积、染色质状态等情况判断食蟹猴细胞衰老状况
D. 由于食蟹猴与人类亲缘关系较近,实验结果对人类抗衰老研究具有重要参考价值
【答案】A
【详解】A、题干明确说明改造FOXO3基因的作用是提高FOXO3蛋白的稳定性,即降低蛋白的降解速率,并未提高该基因的表达水平(基因表达水平指基因转录、翻译产生对应产物的效率),A错误;
B、成体细胞SRCs由经基因改造的人胚胎干细胞分化形成,胚胎干细胞具有分化为多种成体细胞的能力,B正确;
C、衰老细胞的特征包括细胞核体积增大、染色质收缩、染色加深,因此可通过细胞核体积、染色质状态判断细胞衰老状况,C正确;
D、食蟹猴属于灵长类动物,与人类亲缘关系较近,实验结果对人类抗衰老研究有 较高参考价值,D正确。
7.(2026•贵州T4)呼吸上皮中的杯状细胞分泌黏液,纤毛细胞的纤毛摆动将携带灰尘和污物的黏液清除,基底细胞增殖分化补充凋亡的杯状细胞和纤毛细胞。下列叙述正确的是( )
A. 杯状细胞和纤毛细胞中mRNA的种类相同 B. 衰老的杯状细胞部分酶活性下降、水分增多
C. 基底细胞的增殖、分化与其自身细胞骨架有关 D. 杯状细胞衰老和凋亡不利于机体实现自我更新
【答案】C
【详解】A、杯状细胞和纤毛细胞是细胞分化形成的,细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此两种细胞中mRNA的种类不完全相同,A错误;
B、衰老细胞的特征包括细胞内水分减少、多种酶的活性降低,B错误;
C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞的增殖、分化、运动等生命活动密切相关,因此基底细胞的增殖、分化与其自身细胞骨架有关,C正确;
D、细胞衰老和凋亡是细胞正常的生命历程,对机体维持内部环境稳定、实现自我更新有积极意义,是有利的,D错误。
8.(2026•黑吉辽蒙•T8)成纤维细胞经适当剂量X射线处理后进入衰老状态,细胞内自由基水平上升,衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高,染色质形成致密团块。下列叙述错误的是( )
A. 高剂量X射线可引起细胞坏死 B. 清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程
C. β-半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强 D. 染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因
【答案】C
【详解】A、高剂量X射线会严重破坏细胞结构,导致细胞正常代谢活动受损中断,可引发细胞坏死,A正确;
B、根据细胞衰老的自由基学说,自由基会攻击细胞内的DNA、蛋白质等生物分子,加速细胞衰老,因此清除过量自由基有助于延缓细胞衰老进程,B正确;
C、β-半乳糖苷酶是衰老相关标志酶,其活性升高表明细胞进入衰老状态,衰老细胞的整体代谢活动减弱,C错误;
D、细胞衰老的典型特征之一是染色质收缩、染色加深,因此染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因,D正确。
考向2细胞周期和有丝分裂
1.(2025.江苏卷.12)用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是( )
A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂相
B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相
D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
【答案】C
【分析】1、低温或秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
2、该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
【详解】A、解离时间过长,会使细胞过于酥软,导致细胞结构被破坏,不利于观察到如图甲所示的清晰分裂相,A错误;
B、解离后的根尖,应先进行漂洗,洗去解离液,然后置于载玻片上,滴加清水并压片,B错误;
C、图乙中细胞的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,分别向细胞两极移动,符合有丝分裂后期的特征,C正确;
D、图甲细胞不处于有丝分裂后期,且明显看出染色体数目多于16条,是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果,而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期,着丝粒分裂导致其染色体数目加倍,并不是秋水仙素诱导的结果,D错误。
故选C。
2.(2026年6月.浙江卷.10) 洋葱(2n=16)根尖细胞的细胞周期约12h。将根尖培养在含有3H-胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中,12h后制成临时装片,观察结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 甲细胞所处的时期,发生核DNA分子和中心体的复制
B. 乙细胞所处的时期,同源染色体两两配对形成四分体
C. 丙细胞中,每条染色体的DNA分子两条链均含3H
D. 丁细胞中,染色体组数:染色体数:染色单体数为1∶8∶16
【答案】D
【详解】A、洋葱是高等植物,细胞中无中心体,A错误;
B、根尖细胞进行有丝分裂,同源染色体两两配对形成四分体是减数第一次分裂前期的特征,有丝分裂不发生该过程,B错误;
C、DNA为半保留复制,初始DNA不含3H,在含3H的培养液中完成一次复制后,每个子代DNA分子均为一条链含3H、一条链不含3H,因此每条染色体的DNA分子只有一条链含3H,C错误;
D、丁细胞处于有丝分裂中期,洋葱为二倍体(2n=16),中期细胞中染色体组数为2,染色体数为16,染色单体数为32,三者比值为2:16:32=1:8:16,D正确。
3.(2026•河北T2) 某种动物的体细胞增殖过程中不同阶段的示意图如下,其中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A、该图核膜完整,染色质呈细丝状,中心体已完成复制,符合动物细胞有丝分裂间期的特征,A正确;
B、该图核膜消失,染色体散乱分布,中心体移向细胞两极并发出星射线形成纺锤体,符合有丝分裂前期的特征,B正确;
C、该图中所有染色体的着丝粒整齐排列在赤道板位置,纺锤体结构清晰,符合有丝分裂中期的特征,C正确;
D、图中是同源染色体分离,属于减数第一次分裂后期,体细胞增殖只进行有丝分裂,不会发生同源染色体分离,D错误。
4.(2026•河南•T5)M是细胞周期的关键调节因子,参与调控染色质凝集、纺锤体组装及核膜破裂。细胞周期中染色体和DNA的数量变化如图所示。M发挥上述作用的阶段是( )
A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ
【答案】C
【详解】A、阶段Ⅰ中DNA和染色体数量均为2n,对应间期的G1期,尚未进行DNA复制,不会发生染色质凝集等分裂期相关事件,A错误;
B、阶段Ⅱ中DNA数量由2n上升至4n,对应间期的S期,该阶段进行DNA复制,不存在染色质凝集、纺锤体组装等过程,B错误;
C、阶段Ⅲ中DNA数量为4n,染色体数量为2n,对应间期G2期和有丝分裂前期、中期,题干所述染色质凝集、纺锤体组装、核膜破裂均发生在有丝分裂前期,属于该阶段,C正确;
D、阶段Ⅳ中染色体数量加倍为4n,对应有丝分裂后期、末期,此时已经完成染色质凝集、核膜破裂和纺锤体组装,M不在此阶段发挥题干所述作用,D错误。
5.(2026•四川•T9)在观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,某同学观察到5个不同视野,每个视野中用箭头标示1个细胞,分别用①~⑤表示。下列叙述正确的是( )
A. 制片需取2~3 cm的洋葱根尖,依次进行解离、染色和漂洗处理
B. 在低倍镜下找到分生区细胞后,用手指推转物镜切换到高倍镜
C. 将图中的细胞按照分裂顺序排序,依次是④→②→⑤→③→①
D. 若将洋葱冷藏培养48∼72 h,视野中大多数细胞染色体数目加倍
【答案】C
【详解】A、制片需取2~3 mm的洋葱根尖,且正确的操作流程为解离、漂洗、染色、制片,选项中取材长度和操作顺序均错误,A错误;
B、低倍镜下找到分生区细胞后,应转动转换器切换高倍镜,不可直接推转物镜,避免损坏物镜镜头,B错误;
C、结合有丝分裂各时期特征判断:④细胞具有完整细胞核,为分裂间期;②细胞染色体散乱分布,为分裂前期;⑤细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上,为分裂中期;③细胞着丝粒分裂,染色体移向细胞两极,为分裂后期;①细胞染色体到达两极,细胞板形成,为分裂末期,因此分裂顺序为④→②→⑤→③→①,C正确;
D、低温抑制纺锤体形成,仅会使少数正在分裂的细胞染色体数目加倍;细胞周期中间期时长占比远大于分裂期,视野中大多数细胞都处于间期,染色体数目不会加倍,D错误。
6.(2026•黑吉辽蒙•T15)从二倍体和四倍体西瓜植株中随机选取一株,观察其花药中的细胞。细胞分裂示意图如下(仅显示部分染色体)。不考虑突变,四倍体减数分裂仅考虑同源染色体两两配对、彼此分离。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞不可能处于有丝分裂后期
B. 该细胞不可能处于减数第二次分裂后期
C. 图示区域可能含有6个染色体组
D. ①和②染色体上的遗传信息可能不同
【答案】D
【详解】A、花药中的细胞可进行有丝分裂(产生花粉母细胞),无论二倍体还是四倍体的花药体细胞都可进行有丝分裂,后期着丝粒分裂符合该图特征,因此该细胞可能处于有丝分裂后期,A错误;
B、四倍体西瓜含4个染色体组,减数第一次分裂同源染色体两两分离后,次级精母细胞仍含有2个染色体组,减数第二次分裂后期着丝粒分裂,可出现图中特征,因此该细胞可能处于减数第二次分裂后期,B错误;
C、二倍体植株有丝分裂后期整个细胞最多含4个染色体组,四倍体植株有丝分裂后期整个细胞最多含8个染色体组,染色体组数目为整倍加倍,不可能出现整个细胞含6个染色体组的情况;且图示区域同形态染色体有4条,对应最多4个染色体组,不可能含有6个染色体组,C错误;
D、①和②是着丝粒分裂后形成的姐妹染色单体分开的染色体,题目仅规定不考虑突变,减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体可发生交叉互换(基因重组),会导致姐妹染色单体的遗传信息不同,因此①和②的遗传信息可能不同,D正确。
考向3 减数分裂和受精作用
1.(2024.江苏卷.17)(多选)图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的有( )
A. 有丝分裂或减数分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B. 有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C. 有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D. 减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞
【答案】ABC
【分析】在细胞分裂过程中,染色质会在特定时期螺旋化形成染色体。有丝分裂和减数分裂是细胞分裂的重要方式,涉及染色体的行为和基因的遗传规律。
【详解】A、在有丝分裂或减数分裂前的间期,染色质进行复制,但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见,A错误;
B、纺锤体的作用是牵引染色体运动,而不是使丝状染色质螺旋化成染色体,染色质螺旋化是自身的变化,B错误;
C、有丝分裂后期着丝粒分开,姐妹染色单体分离,导致染色体数目加倍,但基因数量不变,C错误;
D、在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换,增加了配子基因组合的多样性,所以减数分裂Ⅰ完成时能形成能形成基因型为MmNnTt的细胞,D正确。
故选ABC。
2.(2025.江苏卷.14)图示二倍体植物形成2n异常配子的过程,下列相关叙述错误的是( )
A.甲细胞中发生过染色体交叉互换 B.乙细胞中不含有同源染色体
C.丙细胞含有两个染色体组 D.2n配子是由于减数第一次分裂异常产生的
【答案】D
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板两侧;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(2)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③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;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、观察,从甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知,发生过染色体交叉互换,A正确;
B、乙细胞是减数第一次分裂后的子细胞,此时同源染色体已经分离,所以乙细胞中不含有同源染色体,B正确;
C、丙细胞中的染色体可以分为形态、大小相同的两组,所以丙细胞含有两个染色体组,C正确;
D、从图中看到,2n 配子是由于减数第二次分裂后期姐妹染色体单体没有分开导致,D错误。
3.(2026•山东T7)某动物基因型为MmNn,其处于分裂期的甲、乙细胞如图所示,其中乙为甲的子细胞,位点①代表某基因。甲所处时刻之后未发生突变,下列判断正确的是( )
A. 甲所处时期为减数分裂Ⅱ后期
B. 甲中2对同源染色体均发生了互换
C. 乙中位点①代表的基因可能为m或M
D. 甲减数分裂形成的4个细胞的基因型有3种
【答案】D
【详解】A、甲细胞中存在同源染色体,且同源染色体正在分离,细胞质不均等分裂,因此甲处于减数分裂Ⅰ后期(初级卵母细胞),A错误;
B、某动物基因型为MmNn,所以甲中只有N和n所在的同源染色体发生了互换,另一对同源染色体发生了基因突变,B错误;
C、乙的细胞质均等分裂,属于极体,是甲中分裂结束后,上面小一点细胞的子细胞,根据图甲中染色体上的基因情况可知,乙中位点①代表的基因为m,C错误;
D、甲的基因型为MMMmNNnn,乙图分裂结束后是2个极体,基因型为mN和Mn,与乙图同时产生的次级卵母细胞的基因型为MMNn,分裂结束后产生的极体基因型为MN或Mn,产生的卵细胞的基因型为Mn或MN,所以甲减数分裂形成的4个细胞的基因型有3种,分别为mN、Mn、MN,D正确。
4.(2026•北京T4)某西瓜品种为二倍体(),研究者获得了不育但染色体数目正常的突变体。野生型和突变体花粉母细胞减数分裂I前期的显微照片如图。下列描述正确的是( )
A. 图1有11条染色体
B. 图1染色体不含姐妹染色单体
C. 图2染色体正在复制
D. 图2同源染色体没有正常联会
【答案】D
【详解】A、图1中1个四分体对应2条染色体,11个四分体共22条染色体,A错误;
B、减数分裂I前期染色体已经完成间期复制,每条染色体都含有2条姐妹染色单体,B错误;
C、染色体复制发生在减数分裂前的间期,图2为减数分裂I前期,此时复制已经结束,C错误;
D、图1野生型中同源染色体正常联会形成四分体,图2突变体无四分体结构,说明同源染色体没有正常联会,联会紊乱无法产生正常配子,也与突变体不育的特点相符,D正确。
5.(2026•湖北•T14) 如图所示,某二倍体细胞中的一条2号染色体的B区段与6号染色体的D区段发生移接。①②③表示该细胞分裂不同时期的染色体状态。
下列叙述错误的是( )
A. 染色体移接是生物变异的来源之一
B. 染色体移接可产生基因缺失的生殖细胞
C. ①代表该细胞有丝分裂时2号和6号染色体状态
D. 该细胞减数分裂后可产生含有②或③所示染色体的配子
【答案】C
【详解】A、染色体移接属于染色体结构变异中的易位,属于可遗传变异,是生物变异的来源之一,A正确;
B、染色体移接后,减数分裂过程中非同源染色体自由组合,可能产生缺失部分基因的生殖细胞,B正确;
C、①中染色体出现联会配对的十字形结构,联会是减数第一次分裂前期特有的行为,有丝分裂过程不发生联会,因此①不能代表有丝分裂时的染色体状态,C错误;
D、减数分裂时,发生易位的两对染色体自由组合,可产生含正常染色体和易位染色体、含正常染色体的
配子,如②或③,D正确。
6.(2026•福建T9)某基因型为AaBb的卵原细胞形成的初级卵母细胞中,一条姐妹染色单体的基因A突变成基因a。在下列细胞示意图中,最可能出现在该卵原细胞减数分裂过程的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A、细胞为不均等分裂,同源染色体正在分离,属于初级卵母细胞的减数第一次分裂后期。该细胞中A/a所在的同源染色体,一条单体携带A、一条携带a,另一条同源染色体的两条单体也为A、a,该结果最可能是由于减数第一次分裂前期发生交叉互换导致的,A错误;
B、细胞为减数第二次分裂后期均等分裂细胞,在本题卵原细胞减数分裂过程中只能是第一极体的分裂,由图可知,其很可能发生了基因突变,B正确;
C、据图可知,细胞均等分裂,细胞中含同源染色体,为初级精母细胞的分裂过程,C错误;
D、细胞为减数第二次分裂后期,细胞质不均等分裂,姐妹染色单体分离后得到的两个子染色体基因均为A,很可能是减数第一次分裂正常进行的结果,D错误。
7.(2026•广东T4)被子植物花粉发育过程中,小孢子会发生一次有丝分裂,形成一个营养细胞(未来发育成花粉管)和一个生殖细胞(未来发育成精子),这两个细胞( )
A. 基因组序列不同 B. 来源不同 C. 染色体数目相同 D. 表达的基因相同
【答案】C
【详解】A、营养细胞和生殖细胞是同一个小孢子经有丝分裂产生的,有丝分裂会将亲代细胞的核遗传物质精确复制后平均分配到子细胞中,因此二者核基因组序列完全相同,A错误;
B、两个细胞均来源于同一个小孢子的有丝分裂,来源相同,B错误;
C、有丝分裂的特征是子细胞的染色体数目与亲代细胞完全一致,因此两个细胞的染色体数目都和小孢子相同,二者染色体数目一致,C正确;
D、两个细胞的功能不同,分别发育为花粉管和精子,这是细胞分化的结果,实质是基因的选择性表达,因此二者表达的基因存在明显差异,D错误。
8.(2026•广西T13)减数分裂过程中,某初级精母细胞有2个四分体分别发生了染色体互换。不考虑其他变异,下列精细胞中,最不可能与其他3个同时由该初级精母细胞产生的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】该初级精母细胞有2个四分体分别发生了染色体互换,只考虑这两对同源染色体,长的黑色染色体称为长黑,短的黑色染色体称为短黑,白色的命名方法同理。根据减数分裂来看,非同源染色体会自由组合,四个选项中我们可以看出BCD三个选项中,BC是长黑和短白,D是长白和短黑,符合自由组合的一种情况,而 A 是长白与短白,该种自由组合的方式不可能和其他三个精细胞来自同一个初级精母细胞;再看染色体互换情况,互换一般只互换一个四分体的两条染色单体,2 个四分体均发生互换,BD选项可以表示4 条重组染色单体,且互换位置符合减数分裂要求,C选项表示两条亲本染色单体也符合要求。综合上述分析,本题选A。
9.(2026•云南•T6)用某试剂处理体外培养的小鼠卵母细胞后,发现部分初级卵母细胞的纺锤体形态出现异常。纺锤体异常会导致减数分裂Ⅰ( )
A. 中期染色体排列异常
B. 后期着丝粒异常分裂
C. 末期细胞板无法形成
D. 产生的次级卵母细胞数目异常增多
【答案】A
【详解】A、减数分裂Ⅰ中期需要纺锤丝牵引同源染色体整齐排列在赤道板两侧,若纺锤体形态异常,会导致染色体无法被正常牵引,出现排列异常,A正确;
B、首先减数分裂Ⅰ后期不会发生着丝粒分裂,着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期;其次着丝粒分裂是细胞自主的调控过程,与纺锤体无关,B错误;
C、细胞板是植物细胞分裂末期特有的结构,小鼠是动物,其细胞分裂过程中不会形成细胞板,C错误;
D、正常情况下减数分裂Ⅰ结束后,1个初级卵母细胞只能产生1个次级卵母细胞和1个极体,纺锤体异常只会导致染色体分离异常,不会使次级卵母细胞数目增多,D错误。
10.(2026•湖南•T14)(多选)某黑腹果蝇的体细胞和一个配子的染色体组成见示意图。下列叙述错误的是( )
A. 该配子在形成过程中会发生细胞质的不均等分裂
B. 该配子在形成过程中发生了基因重组和染色体变异
C. 该配子异常的原因是减数分裂Ⅱ中染色体未正常分离
D. 果蝇卵原细胞染色体在间期复制后数目为16条
【答案】CD
【详解】A、由题图可知,该果蝇含有两条相同的性染色体,所以为雌性,产生配子时,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ会出现细胞质不均等分裂的情况,A正确;
B、果蝇有8条染色体,正常配子中有4条染色体,由图可知,该配子中含有5条染色体,发生了染色体数目变异,同时发生了互换型的基因重组,B正确;
C、由题图可知,配子中含有两条X染色体的原因是减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,C错误;
D、果蝇卵原细胞中染色体有8条,细胞在间期进行DNA复制,此时染色体数目并未改变,仍为8条,在有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目才会暂时加倍为16条,D错误。
1.(2026•南京盐城•一模) NK细胞(自然杀伤细胞)接近癌细胞后,与癌细胞之间形成特定连接结构,释放储存在囊泡中的细胞毒性蛋白,诱导癌细胞凋亡。下列相关叙述正确的是( )
A. NK细胞转运细胞毒性蛋白的过程与细胞骨架密切相关
B. 癌细胞凋亡过程中,破碎的细胞器和染色质片段释放,引起炎症
C. 癌细胞凋亡过程中,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质染色加深
D. NK细胞识别癌细胞并形成特定连接结构仅依赖于磷脂的互溶和流动
【答案】A
【详解】A、NK细胞转运细胞毒性蛋白的过程与细胞骨架密切相关,因为细胞骨架与物质运输、能量转化和信息传递有关,A正确;
B、细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,即癌细胞凋亡过程中,破碎的细胞器和染色质片段释放不会引起炎症,B错误;
C、细胞衰老过程中细胞核的体积增大,核膜内折,染色质染色加深,癌细胞凋亡过程中不会发生上述现象,C错误;
D、NK细胞识别癌细胞并形成特定连接结构依赖细胞间的信息交流,不只依赖于磷脂的互溶和流动,D错误。
2. (2026•南京盐城•一模) 下图所示某二倍体雄性动物的一个细胞中同源染色体配对时,部分基因在染色体上的分布情况。下列相关叙述错误的是( )
A. 该细胞为初级精母细胞,所处时期为减数第一次分裂前期
B. 该细胞等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期
C. 该细胞最终分裂产生的生殖细胞基因型为ABD、abd、ABd、abD
D. 该细胞发生了基因突变,该生物的基因型可能为AaBBDd或AaBbDd
【答案】C
【详解】A、图示为某二倍体雄性动物的一个细胞中同源染色体配对时,即发生联会,该细胞为初级精母细胞,所处时期为减数第一次分裂前期,A正确;
B、等位基因的分离主要发生在减数分裂 Ⅰ 后期(如D与d、A和a),由于发生了基因突变,减数分裂 Ⅱ 后期也会有等位基因的分离(如B和b),B正确;
C、图中细胞处于减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,减数分裂最终可产生ABD、aBd、abd或ABd、aBD、abD的精子,C错误;
D、图中细胞发生了基因突变,a基因所在的染色体的姐妹染色单体上有等位基因B、b,该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd,D正确。
3. (2026•南京•期初) 控制蝗虫复眼正常基因(B)和异常基因(b)位于X染色体上,且含基因b的精子致死。蝗虫的性别决定方式为XO型(雌性∶22+XX;雄性∶22+XO)。图1是蝗虫减数分裂某一时期的显微照片,图2是该细胞的染色体图谱。下列叙述错误的是( )
A. 图1是减数分裂I后期的初级精母细胞
B. 该蝗虫减数分裂I前期会出现11个四分体
C. 该蝗虫体内细胞的染色体数目共有46、23、12、11四种
D. 雌、雄蝗虫有关复眼性状的基因型均只有两种
【答案】C
【详解】A、图片细胞中同源染色体分离,处于减数分裂Ⅰ后期,右侧所示图示中该蝗虫的染色体组成为22+X,故该细胞应为雄性蝗虫的细胞,细胞名称为初级精母细胞,A正确;
B、由右侧图片可知,该蝗虫只含有一个X,为雄性,其减数分裂I前期会出现11个四分体(全为常染色体),B正确;
C、该蝗虫体细胞染色体数为23条,进行分裂时,可能出现的染色体数目共有46(有丝分裂后期期)、23(细胞分裂的间期,体细胞或减数分裂Ⅰ)、12(减数分裂ⅠⅠ前期、中期)、11(减数分裂ⅠⅠ前期、中期)、24(减数分裂ⅠⅠ后期、末期)、22(减数第分裂ⅠⅠ后期、末期)六种可能情况, C 错误;
D、雌(复眼正常XBXb、XBXB)、雄(复眼正常XBO、复眼异常XbO)蝗虫有关复眼性状的基因型均只有两种,D正确。
4.(2026•南京•二模) 下列关于细胞生命历程和癌变叙述错误的是( )
A. 细胞有丝分裂过程中纺锤体、核膜等结构会规律性变化
B. 端粒学说认为细胞衰老时染色体部分结构会发生变化
C. 细胞分化和细胞凋亡过程中均存在基因的选择性表达
D. 癌细胞能无限增殖,其基因组DNA序列都发生了改变
【答案】D
【详解】A、细胞有丝分裂过程中,前期核膜消失、纺锤体形成,末期纺锤体消失、核膜重建,二者会发生规律性的周期变化,A正确;
B、端粒学说认为端粒是染色体两端的特殊DNA序列,细胞衰老时端粒会随分裂次数增加不断缩短,即染色体的端粒结构发生变化,B正确;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,过程中存在凋亡相关基因的选择性表达,因此二者均存在基因的选择性表达,C正确;
D、癌细胞能无限增殖的原因是细胞内原癌基因和抑癌基因发生突变,仅部分与癌变相关的基因DNA序列发生改变,并非整个基因组的DNA序列都改变,D错误。
5. (2026•南京•二模)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是( )
A. 解离的时间越长越有利于获得图甲所示的分裂相
B. 图乙中发生非同源染色体上非等位基因的自由组合
C. 图甲乙丙中核DNA数目都是染色体数目的两倍
D. 染色后的实验材料需用50%的酒精漂洗再制片
【答案】B
【详解】A、解离时间过长会导致解离过度,细胞结构被破坏,反而不利于观察分裂图像,解离需要控制适宜时间,并非越长越好,A错误;
B、非同源染色体上非等位基因的自由组合,发生在减数第一次分裂后期,图乙恰好处于该时期,因此会发生该过程,B正确;
C、丙是减数第二次分裂后期,着丝粒已经分裂,姐妹染色单体消失,每条染色体上只含有1个核DNA,核DNA数目和染色体数目相等,不存在"核DNA是染色体数两倍"的关系,C错误;
D、观察减数分裂装片时,漂洗步骤是解离后、染色前用清水洗去解离液,染色后不需要用50%酒精漂洗,D错误。
6.(2026•南京•期末)某基因型为AaBb的体细胞,有丝分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了如图所示的互换。下列叙述正确的是( )
A. 图示互换使基因B和b发生了基因重组
B. 图示互换一定发生在有丝分裂前期
C. 图示同源染色体会发生分离
D. 该细胞分裂后产生子细胞基因型种类是1种或2种
【答案】D
【详解】A、基因重组(交叉互换型)仅发生在减数第一次分裂前期,而该过程为有丝分裂,因此该互换不属于基因重组,A错误;
B、有丝分裂过程中,染色单体的形成在间期,交叉互换若发生,也可在间期染色单体形成后的G2期,并非一定发生在前期,B错误;
C、同源染色体的分离是减数第一次分裂后期的特征,有丝分裂过程中同源染色体不会发生分离,C错误;
D、若交换后的两条染色单体(如含A与a的染色单体)进入同一个子细胞,另一个子细胞得到未交换的另外两条单体,则两个子细胞基因型不同;若交换后的单体分别进入不同子细胞,且每个子细胞同时获得A与a(即重组型与未重组型各一),则子细胞基因型相同(仍为AaBb),故分裂产生的子细胞基因型可能是2种或1种,D正确。
7.(2027•南京•期初)某种二倍体动物细胞减数分裂四分体时期染色体的行为与两种黏连复合蛋白REC8和RAD21L有关,REC8黏连的对象是姐妹染色单体,RAD21L黏连的对象是非姐妹染色单体,如下图1所示。图2表示该动物减数分裂过程中不同时期的染色体、染色单体和核DNA数量的关系图,下列叙述正确的是( )
A. RAD21L参与减数第一次分裂前期的联会,有利于基因重组
B. 图1所示等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂的后期
C. 图2中Ⅲ表示图1所示时期染色体、染色单体和核DNA的数量关系
D. REC8在减数第二次分裂后期被降解导致图2中Ⅱ→Ⅲ数量的变化
【答案】A
【详解】A、RAD21L黏连同源染色体的非姐妹染色单体,参与减数第一次分裂前期的联会过程,联会时同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换属于基因重组,因此该过程有利于基因重组,A正确;
B、图1中同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换,姐妹染色单体上也存在等位基因,因此等位基因的分离既可以发生在减数第一次分裂后期(同源染色体分离),也可以发生在减数第二次分裂后期(姐妹染色单体分离),B错误;
C、图1为四分体时期,属于减数第一次分裂前期,对应图2的Ⅱ时期,Ⅲ为减数第二次分裂前、中期,C错误;
D、REC8黏连姐妹染色单体,其在减数第二次分裂后期降解会导致着丝粒分裂、姐妹染色单体分开,对应图2中Ⅲ→Ⅰ的变化;Ⅱ→Ⅲ是减数第一次分裂结束、同源染色体分离进入次级性母细胞的过程,此时REC8未降解,姐妹染色单体仍相连,D错误。
8.(2027•镇江•期初)REC8黏连姐妹染色单体,其在减数第二次分裂后期降解会导致着丝粒分裂、姐妹染色单体分开,对应图2中Ⅲ→Ⅰ的变化;Ⅱ→Ⅲ是减数第一次分裂结束、同源染色体分离进入次级性母细胞的过程,此时REC8未降解,姐妹染色单体仍相连,D错误。
5. 关于人体细胞的生命历程,下列叙述正确的是( )
A. 有丝分裂和减数分裂都具有细胞周期 B. 老年斑的形成是由于黑色素的积累
C. 细胞自噬可以清除某些病原体 D. 癌细胞能够表现出细胞全能性
【答案】C
【详解】A、细胞周期是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的全过程,减数分裂产生的配子无法继续分裂,因此减数分裂不具有细胞周期,A错误;
B、老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累形成的,这些色素主要是脂褐素,而不是黑色素,B错误;
C.细胞自噬可将侵入细胞的病原体包裹进自噬结构,再与溶酶体融合后将其降解,因此可以清除某些病原体,C正确;
D、细胞全能性指已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,癌细胞是畸形分化的细胞,仅能无限增殖,无法发育为完整个体,不表现细胞全能性,D错误。
9.(2027•扬州高邮•10月月考)关于真核细胞的生命历程,下列叙述错误的是( )
A. 抑制端粒酶的活性可以加速细胞衰老的进程
B. 细胞发生分化后提高了该细胞各种生理功能的效率
C. 营养缺乏时,细胞可通过自噬获得所需的物质和能量
D. 细胞衰老过程中有新蛋白质合成,也有蛋白质的水解
【答案】B
【详解】A、根据细胞衰老的端粒学说,端粒随细胞分裂次数增加不断缩短会引发细胞衰老,端粒酶能够修复延长端粒,抑制端粒酶活性会加快端粒缩短的速度,进而加速细胞衰老进程,A正确;
B、细胞分化使细胞功能趋向专门化,仅能提高该细胞特定生理功能的效率,而非各种生理功能的效率,B错误;
C、营养缺乏时,细胞可通过自噬作用分解自身受损、非必需的结构或物质,获得维持生存所需的物质和能量,C正确;
D、细胞衰老是基因程序性调控的生命过程,该过程中存在衰老相关基因的表达,因此有新蛋白质的合成,同时也会水解细胞内损伤、变性的无用蛋白质,D正确。
10.(2027•扬州高邮•10月月考)长期久坐会加快骨骼肌细胞的衰老,而剧烈运动可能导致骨骼肌细胞膜破裂,进而引起细胞死亡。骨骼肌细胞受损后,肌卫星细胞会增殖分化形成肌细胞。相关叙述错误的是( )
A. 骨骼肌细胞衰老过程中细胞膜的通透性会发生改变
B. 细胞膜破裂导致的细胞死亡会引发局部炎症反应
C. 肌卫星细胞分裂的前期中心体开始复制并移向细胞的两极
D. 肌卫星细胞分化为肌细胞的过程中RNA和蛋白质的种类均发生改变
【答案】C
【详解】A、细胞衰老时,细胞膜的通透性改变,物质运输功能降低,A正确;
B、细胞膜破裂导致内容物释放到内环境,属于细胞坏死,会引发炎症反应,B正确;
C、中心体的复制发生在有丝分裂的间期,而非前期。分裂前期中心体移向细胞两极并形成纺锤体,C错误;
D、细胞分化的本质是基因的选择性表达,导致RNA和蛋白质种类发生改变,D正确。
故选C。
11.(2027•扬州高邮•10月月考)果蝇(2n=8)的精原细胞减数分裂过程中,染色体或核DNA数量不可能发生的变化为( )
A. 染色体:4→8 B. 核DNA:4→8 C. 染色体:8→4 D. 核DNA:8→4
【答案】B
【详解】A、减数第二次分裂后期,次级精母细胞中着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目由4暂时加倍为8,该变化可能发生,A不符合题意;
B、核DNA数目加倍仅发生在减数分裂前的间期,复制后核DNA由8变为16,整个减数分裂过程核DNA的变化为8→16→8→4,不存在核DNA由4变为8的变化,B符合题意;
C、减数第一次分裂结束时,同源染色体分离分别进入两个子细胞,初级精母细胞中染色体数由8变为4(次级精母细胞的染色体数),该变化可能发生,C不符合题意;
D、减数第二次分裂结束时,次级精母细胞分裂形成精细胞,核DNA数由8变为4,该变化可能发生,D不符合题意。
12.(2027•南通•10月月考)下列关于人体细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A. 胚胎干细胞为未分化细胞,不进行基因选择性表达
B. 成人脑神经元衰老后,代谢速率和增殖速率都变慢
C. 凋亡的细胞会产生凋亡小体引发炎症反应导致机体损伤
D. DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变
【答案】D
【详解】A、胚胎干细胞属于未分化细胞,但活细胞均会进行基因的选择性表达,例如表达呼吸酶基因、维持干细胞自我更新特性的相关基因等,A错误;
B、成人脑神经元是高度分化的细胞,正常情况下没有增殖能力,不存在“增殖速率变慢”的特点,仅衰老后代谢速率会减慢,B错误;
C、细胞凋亡是基因调控的程序性死亡过程,凋亡产生的凋亡小体会被吞噬细胞吞噬消化,不会引发炎症反应造成机体损伤,炎症反应是细胞坏死的特点,C错误;
D、DNA甲基化属于表观遗传修饰,会抑制基因的表达,若抑癌基因发生甲基化导致表达被抑制,其抑制细胞异常增殖的功能丧失,可诱发细胞癌变,D正确。
13.(2027•南通•10月月考)下图①~④为某二倍体植物(2n=24)花粉母细胞减数分裂Ⅰ不同时期的显微图像,相关叙述正确的是( )
A. 图①细胞中可能发生基因重组 B. 图②细胞中含有24个四分体
C. 图③细胞中染色体的数目加倍 D. 图④细胞中染色体∶核DNA=1∶1
【答案】A
【详解】A、图①为减数分裂Ⅰ前期,可发生同源染色体非姐妹染色单体的互换型基因重组,A正确;
B、1个四分体由1对同源染色体联会形成,该细胞共有12对同源染色体,含12个四分体,B错误;
C、图③为减数分裂Ⅰ后期,过程中着丝粒不分裂,染色体数目不会加倍,C错误;
D、图④为减数分裂Ⅰ末期,每条染色体含2个核DNA分子,因此染色体∶核DNA=1∶2,D错误。
14.(2027•南通•10月月考)某校兴趣小组按下列步骤对一种红花油茶(2n=30)染色体核型进行分析,核型分析的染色体照片如下图所示,相关叙述错误的是( )
①取幼苗根尖用秋水仙素处理2h→②对根尖进行固定、保存→③解离、漂洗、品红染色→④取根尖分生区制成临时装片→⑤镜检、拍照、分析
A. 步骤①的目的是抑制纺锤体的形成,使细胞停滞于有丝分裂中期
B. 步骤②用卡诺氏液固定后,用体积分数为95%的酒精冲洗2次
C. 图中应包括30条染色体、60个核DNA分子、2个染色体组
D. 除图示细胞外,视野中还应观察到含60条染色体的中期细胞
【答案】D
【详解】A、秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,细胞无法通过纺锤体装配检验点进入后期,因此停滞在染色体形态稳定、数目清晰的有丝分裂中期,便于核型分析,A正确;
B、卡诺氏液用于固定细胞形态,固定后需用体积分数为95%的酒精冲洗2次,洗去残留的卡诺氏液,B正确;
C、红花油茶为二倍体,2n=30,核型分析选用有丝分裂中期细胞,此时细胞中染色体数为30条,每条染色体含2个核DNA分子,共60个核DNA分子,染色体组数目为2个,C正确;
D、秋水仙素处理仅2h,短时间内只会使细胞停滞在当前分裂周期的中期,不会产生染色体加倍后再进入下一个细胞周期的中期细胞;若观察到60条染色体,应为着丝点分裂后的后期细胞,D错误。
15.(2027•南通海安•期初)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又发生有丝分裂。相关叙述错误的是( )
A. 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B. 基因重组发生在减数分裂Ⅱ
C. 有丝分裂前的间期进行DNA复制 D. 有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
【答案】B
【详解】A、减数分裂Ⅰ后期同源染色体发生分离,分别进入两个子细胞,导致子细胞中染色体数目减半,A正确;
B、基因重组包括两类,分别是减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体互换、减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合,两类都发生在减数分裂Ⅰ,B错误;
C、有丝分裂前的间期会完成DNA复制和相关蛋白质的合成,为分裂期做物质准备,C正确;
D、有丝分裂将亲代细胞的染色体经复制后精确地平均分配到两个子细胞中,保证了细胞亲代和子代间遗传的稳定性,D正确。
16. (2027•南京名校•10月联考)(多选)下图为某研究小组观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂不同时期的显微照片。下列叙述错误的有( )
A. 甲细胞所处的时期,发生核DNA分子和中心体的复制
B. 乙细胞所处的时期,同源染色体两两配对形成四分体
C. 乙、丙、丁细胞中染色体组数分别为2、4、2
D. 高倍镜下观察丁细胞的染色体形态可判断其是否发生基因突变
【答案】ABD
【详解】A、甲为有丝分裂间期,洋葱是高等植物,根尖分生区细胞无中心体,间期只会发生核DNA复制和相关蛋白质合成,不会发生中心体复制,A错误;
B、乙为有丝分裂前期,同源染色体两两配对形成四分体是减数第一次分裂前期特有的行为,有丝分裂过程中不存在该现象,B错误;
C、洋葱是二倍体生物,体细胞含2个染色体组:有丝分裂前期(乙)、中期(丁)着丝粒未分裂,染色体组数均为2;有丝分裂后期(丙)着丝粒分裂,染色体数目加倍,染色体组数为4,C正确;
D、基因突变是指DNA分子中发生碱基对增添、缺失或替换,而引起基因碱基序列的改变,光学显微镜下无法通过观察染色体形态判断是否发生基因突变,D错误。
17.(2027•南通海安•期初)某动物基因型为AaBb,其处于分裂期的甲、乙细胞如图所示,其中乙为甲的子细胞,位点①、②代表基因。甲所处时刻之后未发生突变,且甲减数分裂可以形成4个子细胞。相关叙述正确的是( )
A. 甲所处时期为减数分裂Ⅰ后期
B. 甲中2对同源染色体均发生了互换
C. 乙中位点①和②代表的基因分别为A和B
D. 甲减数分裂形成的4个细胞的基因型有3种
【答案】ACD
【详解】A、甲细胞中正发生同源染色体分离,且细胞质不均等分裂,为初级卵母细胞,所处时期为减数分裂Ⅰ后期,A正确;
B、某动物基因型为AaBb,所以甲中只有A和a所在的同源染色体发生了互换,另一对同源染色体发生了基因突变,B错误;
C、而乙细胞是减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,细胞质不均等分裂,说明是次级卵母细胞,则基因型为AaBB,所以位点①是A,位点②是B,C正确;
D、根据图甲中的基因型可知,第一极体基因型为AaBb,次级卵母细胞,则基因型为AaBB。第一极体减数第二次分裂随机分配,基因型为AB、ab或Ab、aB,次级卵母细胞经过减数第二次分裂产生的子细胞的基因型为AB或aB,所以甲减数分裂可以形成4个子细胞,基因型为3种,D正确。
18.(2027•扬州高邮•10月月考)Ⅰ、减数分裂的精准调控对于确保染色体正确分离、维持遗传稳定性至关重要。为了解小鼠减数分裂过程中的调控机制,研究人员展开了系列实验。
Ⅱ、小鼠卵原细胞在胚胎期即启动减数第一次分裂,出生前后阻滞在双线期之后、浓缩期之前的静止阶段(核网期)。该阶段细胞内环腺苷酸(cAMP)含量升高并维持在较高水平,雌性小鼠性成熟后,卵母细胞才分批继续完成减数分裂。cAMP调控减数分裂的靶蛋白为S蛋白(如图2)。请据图回答下列问题:
(1)据图1分析,基因的分离定律实质体现在______期(填分裂时期)。
(2)小鼠卵原细胞染色体数为40,一个卵原细胞由减数第一次分裂间期到减数第二次分裂中期,细胞内核DNA的数量变化为______。
(3)不考虑基因突变和染色体变异,与减数分裂相比,小鼠卵原细胞的有丝分裂过程中不会发生的现象有______(填序号)。①同源染色体分离 ②基因重组 ③细胞质不均等分裂
有丝分裂产生的子细胞基因型______(填“相同”或“不同”)。
(4)ATP转化生成cAMP的过程中脱去______个磷酸基团。
(5)科研人员向胚胎卵巢注射混有台盼蓝的、干扰S蛋白基因表达的RNA,对照组应注射______。实验结果显示实验组67.0%卵母细胞进入核网期,对照组仅31.7%卵母细胞进入核网期,据此推测S蛋白可______(填“促进”或“抑制”)卵母细胞进入核网期。
(6)在不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞,实验结果如图3所示。据图判断,cAMP______(选填“促进”或“抑制”)了小鼠卵母细胞进入核网期。
(7)综合图2和上述实验结果分析,信号分子调控减数分裂进程的过程为______。
【答案】(1)后期I (2)40→80→40
(3) ①. ①②③ ②. 相同
(4)2 (5) ①. 等量混有台盼蓝的无关RNA ②. 抑制
(6)促进 (7)信号分子作用于细胞膜上受体,通过G蛋白激活酶A,酶A促进ATP转化生成cAMP;cAMP调控S蛋白,抑制S蛋白的功能,进而促进卵母细胞进入核网期,使卵母细胞减数分裂停滞在核网期
【解析】
【小问1详解】
“分离定律”实质是在减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时,等位基因发生分离,体现在图1的后期I。
【小问2详解】
减数分裂过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,小鼠的一个卵原细胞(染色体数目为40)从间期I到中期Ⅱ过程中,核DNA先在减数第一次分裂间期复制加倍为80,减数第一次分裂结束后随细胞分裂减半为40,因此核DNA数量变化是40→80→40。
【小问3详解】
①同源染色体分离是减数分裂特有现象,有丝分裂不会出现,②基因重组包括减数分裂I前期的互换、减数I后期的自由组合,有丝分裂不会出现,③细胞质不均等分裂只发生在卵原细胞的减数分裂过程中,不能发生在有丝分裂过程中,因此小鼠卵原细胞的有丝分裂过程中不会发生的现象有①②③;有丝分裂染色体经过复制再平均分配,产生的子细胞基因型相同。
【小问4详解】
ATP的结构简式是A-P~P~P,生成cAMP(环腺苷酸)时,脱去2个磷酸基团。
【小问5详解】
分析题意,选取特定时期的胚胎卵巢,实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA,根据对照原则,则对照组应注射等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA;经处理后分别进行细胞培养,3d后,实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期,对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期,证明干扰S基因的表达会促进小鼠卵母细胞提前进入核网期,即S蛋白会抑制小鼠卵母细胞进入核网期。
【小问6详解】
根据图3中的柱形图可知,2组(酶A抑制剂)处于核网期的细胞比例低于1组(对照组)和3组(酶A抑制剂+cAMP类似物),且第3组的核网期的细胞比例高于2组,说明cAMP促进了小鼠卵母细胞进入核网期。
【小问7详解】
信号分子能够调节细胞生理活动,综合图2和上述实验结果分析,信号分子调控减数分裂进程的过程为:信号分子与受体结合后,通过G蛋白激活酶A催化ATP生成cAMP,cAMP与S蛋白结合后抑制了S蛋白的作用,减弱了S蛋白对卵母细胞进入核网期的抑制作用,进而促进卵母细胞进入核网期,使卵母细胞减数分裂停滞在核网期。
19.(2027•南通海安•期初)甘蓝型油菜(2n=38)是全球重要的油料作物,其含油量多且产量稳定。下图为野生甘蓝型油菜花粉母细胞的部分减数分裂图像,请回答下列问题。
(1)将以上图像按照减数分裂顺序进行排序F→______→B→______。
(2)为观察减数分裂的过程,应选取______(填“盛开期”或“花蕾期”)的花朵进行操作。图E每个细胞中染色体数目为______个。
(3)结合减数分裂和受精作用过程分析,有性生殖的后代呈现多样性的原因是______。
(4)为了保持亲本优良的性状,科学家构建了spo11-1突变体、rec8突变体和spo11-1rec8双突变体,观察了三种突变体花粉母细胞减数分裂不同时期的相关现象,如下表。
植株类型
时期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
spo11-1
突变体
无联会
染色体的着丝粒排列在赤道板上
染色体随机移向细胞两极
形成的两个子细胞中染色体数目不固定
存在
rec8
突变体
无联会
以染色体片段为主
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
染色体数目无法统计
存在
spo11-1rec8双突变体
无联会
染色体的着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
形成的两个子细胞中染色体数目均为38
无
①据表分析spo11-1基因表达产物和rec8基因表达产物的功能分别是______、______。(填“a”或“b”)
a.参与联会以及染色体片段断裂后的修复,同时还是姐妹染色单体之间重要的粘连蛋白(确保减数第一次分裂姐妹染色单体不分离)
b.参与联会以及互换过程中染色体片段断裂
②spo11-1rec8双突变体减数分裂过程中,未观察到染色体片段,其原因是______。
③结合上述分析,可选择______(突变体植株类型)产生的配子并采用______(填方法)来获得与亲本染色体组成完全一致的植株。
【答案】(1) ①. A→C→E ②. D
(2) ①. 花蕾期 ②. 19
(3)减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体互换和非同源染色体自由组合产生多种多样的配子;受精过程中雌雄配子随机结合,使有性生殖的后代呈现多样性
(4) ①. b ②. a ③. 无法启动染色体片段断裂,没有断裂就不会产生染色体片段 ④. spo11-1rec8双突变体 ⑤. 花药离体培养
【解析】
【小问1详解】
A是减数第一次分裂中期,因为成对的同源染色体排列在赤道板两侧,呈现较为集中的块状结构,位于细胞中间区域;C是减数第一次分裂后期,细胞还是一个细胞,但染色体分成两大团,且向两极移动,即同源染色体分离,分别移向两极;E是减数第二次分裂中期;B是减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目暂时加倍,与体细胞染色体数目相同;D是减数第二次分裂末期,已经形成4个独立、被细胞壁分开的子细胞,F是减数第一次分裂前期,同源染色体正在联会,所以正确的顺序是F→A→C→E→B→D。
【小问2详解】
盛开期花粉已经成熟,减数分裂已经完成;花蕾期花药内花粉母细胞正在进行减数分裂,适合取材观察。E是减数第二次分裂中期,由于减数第一次分裂时同源色体分离,细胞一分为二,染色体数目减半,根据2n=38可知,该时期细胞中的染色体数为19。
【小问3详解】
减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体互换和非同源染色体自由组合产生多种多样的配子;受精过程中雌雄配子随机结合,使有性生殖的后代呈现多样性。
【小问4详解】
①不管是双突变体,还是单突变体都不出现联会现象,而突变体就是缺乏相应的基因表达产物,缺乏就不出现,说明它们本身是负责联会的产物,因此spo11-1基因表达产物和rec8基因表达产物都有负责联会的作用;由于前期互换时,需要先断裂染色单体片段,然后需要进行修复,形成新的染色体,spo11-1突变体无spo11-1基因表达产物,但有rec8基因表达产物,其中期没有出现染色体片段,说明染色体片段被修复,rec8基因表达产物具有染色体片段断裂后的修复的作用,rec8突变体无rec8基因表达产物,但有spo11-1基因表达产物,其中期以染色体片段为主,说明有spo11-1基因表达产物有启动互换过程中染色体片段断裂的作用;后期spo11-1突变体,着丝粒不分裂,姐妹染色单体不分开,而rec8突变体会,且双突变体也会,这说明rec8基因表达产物是粘连蛋白,rec8突变体和双突变体由于缺乏粘连蛋白,说明着丝粒会分裂,姐妹染色单体分开。所以spo11-1基因表达产物参与联会以及互换过程中染色体片段断裂,选b,rec8基因表达产物参与联会以及染色体片段断裂后的修复,同时还是姐妹染色单体之间重要的粘连蛋白,选a。
②spo11-1rec8双突变体既没有spo11-1基因表达产物,也没有rec8基因表达产物,因缺乏spo11-1基因表达产物无法启动染色体片段断裂,没有断裂就不会产生染色体片段。
③spo11-1rec8双突变体减Ⅰ末期子细胞染色体数都是38,无减数第二次分裂,产生的配子的染色体数目与亲本完全相同。配子是花粉,需要采用花药离体培养,由花粉直接发育成植株,与亲本染色体组成完全一致。
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