专题突破练5 细胞的生命历程一、单项选择题1.(2021山东青岛一模)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制,当细胞周期中某一节点出现“异常事件”时,调节机制就被激活,以排除“故障”或使细胞周期中断。如G2期末检验点主要检测复制后的DNA是否损伤,细胞中合成的物质是否足够多,细胞的体积是否足够大;纺锤体组装检验点(SAC)能够检查纺锤体是否正确组装,纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关叙述错误的是( )A.G2期末检验通过后,说明细胞具备分裂条件,将进入分裂期B.SAC检验未通过,细胞将停留在染色体数目暂时加倍的状态C.细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用D.有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期,不进行增殖2.(2021全国乙卷)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是( )A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子B.在前期,每条染色体由2条姐妹染色单体组成,含2个DNA分子C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体3.(2021山东日照联考)染色体数目不稳定是肿瘤标志性特征之一。为探究KLF14基因在肿瘤形成中的作用,科学家检测了正常小鼠和KLF14基因被敲除的小鼠体内不同染色体数的细胞所占的比例,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )A.小鼠正常体细胞染色体的数目可能是40条B.KLF14基因可以促进肿瘤细胞的形成C.KLF14基因缺失可能会引起染色体不均等进入子细胞D.KLF14基因表达蛋白可能参与检测和纠正细胞中的DNA损伤4.某二倍体植物的基因型为AaBb,相关基因的位置如下图所示。已知基因A/a、B/b分别控制两对相对性状,且基因A对基因a为完全显性,基因B对基因b为完全显性。不考虑突变与互换,下列相关分析正确的是( )A.该植物自交和测交,F1表型比例分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1B.该植物细胞的减数分裂Ⅰ后期,细胞两极均含A、a、B、b4种基因C.该植物细胞的有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ后期,细胞中均含2个染色体组D.该植物细胞的有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期,均发生同源染色体的分离5.(2021北京房山模拟)研究人员发现爪蟾处于分裂期的卵提取物能促使卵母细胞立即进入分裂期,如下图所示。下列相关说法错误的是( )
A.图甲发生了细胞核的破裂和纺锤体的形成B.卵母细胞进入减数分裂Ⅰ的分裂期之前已完成DNA的复制C.减数分裂过程中,分裂期完成与分裂相关的物质准备D.来自分裂间期细胞的细胞质中不含可以促进卵母细胞继续进行分裂的物质6.(2021山东烟台测试)科学家针对衰老细胞普遍具有的最典型特征——溶酶体β-半乳糖苷酶(β-gal)的活性增强,设计并合成了被称为SSK1的化合物。当SSK1进入小鼠的衰老细胞后,SSK1的β-半乳糖苷键会迅速被衰老细胞的β-gal切割,释放具有杀伤性的毒性分子,诱导衰老细胞死亡;当SSK1进入非衰老细胞时,由于细胞中β-gal的活性较低,SSK1不会被代谢激活,不会产生杀伤作用。下列相关叙述正确的是( )A.SSK1能加快小鼠组织器官中细胞的衰老死亡B.小鼠细胞的衰老是由机体衰老导致的C.SSK1本身不能直接引起衰老细胞的死亡D.衰老细胞中的水分会减少,酶的活性均降低7.(2021山东日照三模)在肿瘤发生早期,细胞自噬作用促进癌细胞发生凋亡以抑制肿瘤发生;而在肿瘤发生晚期,肿瘤细胞要借助细胞自噬作用对抗营养缺乏、缺氧以及放射造成的损伤。肿瘤细胞抑癌基因DNA甲基化可能具有调节细胞自噬的作用,例如,NOR1是一种抑癌基因,鼻咽癌细胞中NOR1的启动子呈高度甲基化状态,导致NOR1蛋白含量很低,此时,鼻咽癌细胞借助较高水平的细胞自噬作用来维持能量代谢和细胞活性。下列推断不合理的是( )A.肿瘤发生早期,细胞自噬对机体有利;肿瘤发生晚期,细胞自噬对癌细胞有利B.高度甲基化会阻碍DNA聚合酶与NOR1的启动子结合而影响NOR1基因的转录C.抑制NOR1基因的表达会促进癌细胞的自噬作用从而维持其能量代谢和细胞活性D.用DNA甲基化抑制剂处理鼻咽癌细胞后,癌细胞的增殖和生存能力可能会降低8.(2021山东青岛一模)某大学的实验小组为验证药物P的抗癌作用,以体外培养的宫颈癌细胞为实验材料进行实验,研究发现在一定浓度范围内随药物P浓度的升高,癌细胞凋亡率升高。下列相关叙述错误的是( )A.药物P可能诱导了癌细胞中凋亡基因的表达B.细胞癌变和细胞凋亡都受相应基因的控制C.可用显微镜观察癌细胞的形态变化初步了解药物P对癌细胞的影响D.mRNA和tRNA种类的变化,都可作为判断癌细胞是否凋亡的依据二、不定项选择题9.(2021山东菏泽适应性练习)图甲表示某二倍体生物卵原细胞中的4条染色体,若此细胞中的一条1号染色体与一条X染色体连接在一起,形成如图乙所示的变异。已知染色体的同源区段发生联会后彼此分离进入不同的配子中。下列说法错误的是( )甲
乙A.图乙所示变异类型是基因重组,属于可遗传的变异B.图乙所示细胞在减数分裂Ⅰ过程中不能发生等位基因的分离C.若图乙所示细胞进行减数分裂,则染色体数正常的子细胞的概率为1/2D.若图乙所示细胞进行有丝分裂,则染色体数正常的子细胞的概率为1/210.(2021山东济宁统考)在有丝分裂中期,若出现单附着染色体(染色体的着丝粒只与一侧的纺锤丝相连,如下图所示),细胞将延缓后期的起始,直至该染色体与另一极的纺锤丝相连,并正确排列在赤道板上。此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的MAD2蛋白的监控,正确排列的中期染色体上没有MAD2蛋白。用玻璃微针勾住单附着染色体,模拟施加来自对极的正常拉力时,细胞会进入分裂后期。下列说法错误的是( )A.细胞分裂能否进入后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关B.当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后细胞才能进入分裂后期C.MAD2蛋白功能异常时,细胞将在染色体错误排列时停止在分裂中期D.癌细胞的染色体排布异常时仍然能继续分裂可能与监控缺失有关11.(2021山东淄博模拟)正常情况下,内质网膜上的PERK蛋白与Bip结合后处于失活状态。但当内质网腔内积累大量异常蛋白时,Bip便与PERK蛋白分离使PERK蛋白恢复活性,最终引发细胞凋亡,其机理如下图所示。下列分析正确的是( )注Bax基因、BCL-2基因为细胞凋亡相关基因,(+)表示促进,(-)表示抑制。A.与PERK蛋白相比,Bip更容易与异常蛋白结合B.异常蛋白增多后可从转录和翻译水平调控细胞凋亡C.BCL-2基因与Bax基因的表达产物都可以促使细胞凋亡D.通过药物降低PERK活性可以促进细胞凋亡进而抑制肿瘤发生三、非选择题12.(2021辽宁大连模拟)下图是基因型为AaBb的雌性高等动物细胞分裂图像及细胞分裂过程中染色体数目变化曲线图。请回答下列相关问题。
(1)甲细胞内有 个核DNA分子,分裂产生的子细胞的基因型是 。不具有同源染色体的细胞有 。 (2)丙细胞名称为 ,其染色体变化对应图丁的 段。 (3)若用光学显微镜观察到图中细胞所示的染色体,需用 染色;若鉴定染色体的主要成分时,需用到二苯胺试剂和 试剂。 (4)若乙细胞分裂完成后形成了基因组成为AaB的子细胞,其原因最可能是 。 (5)若丙细胞中一条染色体上的B基因变为b基因,则产生这种情况的原因可能是 。 13.松毛虫是我国最主要的森林害虫,性别决定方式为ZW型(2N=60)。赤眼蜂是可用于针对松毛虫等害虫的卵期寄生蜂,用赤眼蜂可进行生物防治。赤眼蜂的性别由染色体数目决定,二倍体为雌性,单倍体为雄性。请回答下列相关问题。图1图2(1)雄性松毛虫的染色体组成为 。自然界雌、雄松毛虫的比例接近1∶1,其原因是雌性个体产生两种比例为 的卵细胞,而精子只产生1种,且两种卵细胞和精子结合形成的受精卵都能发育为正常个体。 (2)赤眼蜂可以进行有性生殖,也可以进行无性生殖。在有性生殖过程中,已交配的雌蜂可产生受精卵和未受精的卵细胞,其中受精卵发育成雌性后代。孤雌生殖过程中,经减数分裂后未受精的卵细胞直接发育成 (性别)后代。 (3)如图1为赤眼蜂体内的某一细胞图(N=5,只画出了部分染色体,英文字母表示基因),请判断它
可能是 。 (4)Wolbachia(一种细菌)广泛寄生在赤眼蜂体内,可诱导其发生孤雌产雌生殖现象,即未受精的卵细胞恢复二倍体发育成雌蜂。科研人员认为,Wolbachia使宿主细胞第一次有丝分裂失败,促使染色体数目 ,导致未受精的卵细胞发育成雌性。为了探究四环素处理对赤眼蜂孤雌产雌生殖的影响,随机选取生长一致的多只赤眼蜂分为4组,1组为对照组,喂食 ;其余3组分别喂食含有质量浓度为5mg/mL、15mg/mL、25mg/mL四环素的蜂蜜水。连续饲喂4个世代,观察统计各世代赤眼蜂的子代雄蜂比,结果如图2所示。由图可知,用 可以获得最高程度赤眼蜂子代雄蜂比。请说明四环素通过作用于Wolbachia使赤眼蜂后代产生雄性个体的原因。 。 (5)请结合(4)研究成果,提出繁殖大量赤眼蜂用于防治害虫的措施。14.细胞的分裂、分化和衰老是生物体的重大生命活动。癌症是21世纪威胁人类健康的三大疾病之一。请根据所学的生物学知识回答下列有关问题。(1)与正常细胞相比,癌细胞内明显增多的细胞器有 (答出两点即可)。 (2)光学显微镜下判断细胞发生癌变的主要依据是 。 (3)开发出能治疗癌症的药物无疑是患者的福音,某生物兴趣小组从资料上获知:物质A能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测,物质A能抑制癌细胞的增殖,能作为一种癌症的化疗药物,并就此问题设计实验进行了探究。实验材料:小鼠肝肿瘤细胞悬液、物质A溶液、生理盐水、含有全部营养物质的细胞培养液、显微镜、试管、吸管等。①请写出简单的实验设计思路。 。 ②在该实验中,含有“全部营养物质的细胞培养液”属于 变量。 ③一名同学按照正确的方法进行实验,得到的结果如下图所示。根据实验结果,你能得出的结论是
。 ④若开始培养时取一滴培养液观察,发现有100个肿瘤细胞,培养24h后,取一滴培养液稀释100倍后再取一滴(设三次的“一滴”等量)观察,发现有32个肿瘤细胞,则此肿瘤细胞的细胞周期约为 h。 专题突破练5 细胞的生命历程1.B 解析:细胞周期的顺序是G1期→S期→G2期→M期,G2期末检验通过后,细胞将进入分裂期,A项正确。纺锤体的形成是在有丝分裂前期,若SAC检验未通过,细胞将停留在分裂前期,此时染色体数还未加倍,染色体数目加倍是在有丝分裂的后期,B项错误。由题干可知,细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用,C项正确。有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期,处于G0期,如B细胞,当受到抗原刺激时,继续进行细胞增殖,D项正确。2.D 解析:在有丝分裂前的间期,DNA进行半保留复制,数目由8个变为16个,A项正确。在有丝分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体,此时染色体已经完成复制,每条染色体包括2条姐妹染色单体,含2个DNA分子,B项正确。在有丝分裂中期,染色体已经完成复制,但数量不变,仍为8条,此时着丝粒排列在赤道板上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期,C项正确。在有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目由8条变为16条,同源染色体一般在减数分裂Ⅰ后期分开,有丝分裂不涉及同源染色体的变化,D项错误。3.B 解析:由题图可知,正常小鼠体内绝大多数细胞中染色体数目为39~41条,说明小鼠正常体细胞染色体的数目可能是40条,A项正确。由题图可知,KLF14基因能维持染色体数目稳定,因此其可以抑制肿瘤细胞的形成,B项错误。KLF14基因能维持染色体数目稳定,因此KLF14基因缺失可能会引起染色体不均等进入子细胞,C项正确。KLF14基因表达蛋白可能参与检测和纠正细胞中的DNA损伤,维持染色体数目稳定,D项正确。4.C 解析:该植物自交时产生的雌、雄配子均为Ab∶aB=1∶1,F1表型比例为2∶1∶1;该植物测交,F1表型比例为1∶1,A项错误。该植物细胞的减数分裂Ⅰ后期,由于同源染色体分离,不考虑突变与互换,细胞两极不存在等位基因,B项错误。该植物细胞有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ后期的染色体数目与正常体细胞一致,染色体组数也均为2个,C项正确。该植物细胞的有丝分裂后期不发生同源染色体的分离,D项错误。5.C 解析:由题图可知,在卵母细胞中注射来自分裂期细胞的细胞质后,能检测到纺锤体,卵母细胞能进入减数分裂Ⅰ的分裂期,说明图甲发生了细胞核的破裂和纺锤体的形成,A项正确。DNA的复制发生在分裂间期,所以卵母细胞进入减数分裂Ⅰ的分裂期之前已完成DNA的复制,B项正确。减数分裂过程中,间期完成与分裂相关的物质准备,C项错误。由于在卵母细胞中注射来自间期细胞的细胞质后,卵母细胞不能进入减数分裂Ⅰ的分裂期,说明来自分裂间期细胞的细胞质中不含可以促进卵母细胞继续进行分裂的物质,D项正确。6.C 解析:当SSK1进入小鼠的衰老细胞后,SSK1的β-半乳糖苷键会迅速被衰老细胞的β-gal切割,释放具有杀伤性的毒性分子,诱导衰老细胞死亡,A项错误。小鼠机体的衰老是由细胞的普遍衰老导致的,B项错误。由题意可知,SSK1本身不能直接引起衰老细胞的死亡,需借助衰老细胞内的β-gal,C项正确。衰老细胞中的水分会
减少,部分酶的活性会降低,D项错误。7.B 解析:在肿瘤发生早期,细胞自噬能促进癌细胞发生凋亡以抑制肿瘤发生;肿瘤发生晚期,肿瘤细胞会借助细胞自噬对抗营养缺乏、缺氧以及放射造成的损伤,A项不符合题意。高度甲基化会阻碍RNA聚合酶与NOR1的启动子结合而影响NOR1基因的转录,B项符合题意。由题意可知,NOR1基因的启动子由于呈高度甲基化状态而被抑制表达,此时,癌细胞借助高水平的自噬作用维持能量代谢和细胞活性,C项不符合题意。用DNA甲基化抑制剂处理鼻咽癌细胞后,抑癌基因得以表达,癌细胞的增殖和生存能力可能会降低,D项不符合题意。8.D 解析:药物P会引起癌细胞凋亡,凋亡受基因控制,故药物P可能诱导了癌细胞中凋亡基因的表达,A项正确。细胞癌变是基因突变的结果,细胞凋亡是受基因控制的细胞自动结束生命的过程,B项正确。癌细胞相对于正常细胞形态结构发生了显著变化,故可以通过观察细胞形态变化初步了解药物P的作用效果,C项正确。tRNA在各种细胞中都一样,不能作为判断癌细胞是否凋亡的依据,D项错误。9.ABD 解析:图乙所示变异类型是染色体结构变异,数目减少,属于可遗传的变异,A项错误。图乙所示卵原细胞在减数分裂Ⅰ过程中有同源染色体分离,所以能发生等位基因的分离,B项错误。若图乙所示细胞进行减数分裂,任意配对的两条染色体移向细胞一极,另一条染色体随即移向细胞另一极,可能产生含1号和X染色体与含异常染色体2种,或含1号和异常染色体与含X染色体2种,或含1号染色体与含异常染色体和X染色体2种子细胞,即子细胞中含2条染色体的概率为1/2,C项正确。若图乙所示细胞进行有丝分裂,则产生正常子细胞的概率为0,因为子细胞中染色体都是3条,D项错误。10.C 解析:由题干可知,细胞分裂能否进入后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关,A项正确。由题干可知,当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后细胞才能进入分裂后期,B项正确。MAD2蛋白功能异常时,细胞分裂监控缺失,但不一定停止在分裂中期,C项错误。癌细胞的染色体排布异常时仍然能继续分裂,可能与监控缺失有关,D项正确。11.AB 解析:由题图可知,当异常蛋白达到一定数量后,异常蛋白更容易与Bip结合,A项正确。异常蛋白增多后,PERK蛋白恢复活性,会抑制BCL-2基因表达,促进Bax基因表达,从而通过转录与翻译过程控制相关蛋白质的合成,调控细胞凋亡,B项正确。Bax基因、BCL-2基因为细胞凋亡相关基因,由题图可知,BCL-2基因会抑制细胞凋亡,Bax基因会促进细胞凋亡,C项错误。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用,故提高PERK活性可以促进细胞凋亡进而抑制肿瘤发生,D项错误。12.答案(1)8 AaBb 丙(2)第一极体 DE(3)甲紫溶液(或醋酸洋红液) 双缩脲(4)减数分裂Ⅰ后期同源染色体1号与2号没有分开(5)基因突变或同源染色体中非姐妹染色单体间发生互换解析:(1)甲细胞处于有丝分裂后期,含有8个核DNA分子,分裂产生的子细胞与体细胞基因型相同,为AaBb。乙细胞中同源染色体联会,处于减数分裂Ⅰ前期。丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,无同源染色体。(2)图丁表示染色体数目变化,AB表示有丝分裂后期和末期,DE表示减数分裂Ⅱ后期和末期。丙细胞细胞质均等分裂,且为雌性动物,因此属于第一极体,且处于后期,对应图丁的DE段。
(3)需用碱性染料染色才能观察到染色体,如甲紫溶液或醋酸洋红液。染色体的主要成分是DNA和蛋白质,因此可用二苯胺试剂和双缩脲试剂检测,分别呈蓝色和紫色。(4)A、a是位于同源染色体上的等位基因,乙细胞中,同源染色体在联会,发生减数分裂时,A、a出现在同一子细胞,可能的原因是A、a所处的同源染色体1和2在减数分裂Ⅰ后期没有分开,进入同一细胞中。(5)因该个体的基因型为AaBb,复制来的两条染色单体基因应相同,若其中一条染色体上的B基因变为b基因,可能是发生了基因突变或B基因和b基因所处的两条同源染色体中的非姐妹染色单体间发生了互换。13.答案(1)58+ZZ 1∶1(2)雄性(3)次级卵母细胞、第一极体、雄蜂体细胞(4)加倍 不含四环素的蜂蜜水 含质量浓度为25mg/mL四环素的蜂蜜水连续饲喂4个世代 四环素杀死了Wolbachia,Wolbachia不会影响赤眼蜂的第一次有丝分裂,未受精的卵细胞仍然发育成单倍体,为雄性(5)使用适宜浓度的四环素处理赤眼蜂,使其恢复正常的有性生殖,产生大量后代;寻找Wolbachia的繁殖方法和感染途径,让更多的赤眼蜂感染Wolbachia,通过孤雌产雌生殖产生大量后代。解析:(1)雄性松毛虫的染色体组成为58+ZZ。自然界雌、雄松毛虫的比例接近1∶1,其原因是雌性个体产生两种比例为1∶1的卵细胞,且两种卵细胞和精子结合都能正常发育。(2)赤眼蜂的性别由染色体数目决定,二倍体为雌性,单倍体为雄性。孤雌生殖过程中,经减数分裂后未受精的卵细胞直接发育成雄性后代。(3)图1为赤眼蜂体内的某一细胞图,N=5,染色体数为奇数,细胞内无同源染色体,它可能是次级卵母细胞、第一极体、雄蜂体细胞。(4)由题意和题图可知,用含质量浓度为25mg/mL四环素的蜂蜜水连续饲喂4个世代可以获得最高程度赤眼蜂子代雄蜂比。四环素杀死了Wolbachia,Wolbachia不会影响赤眼蜂的第一次有丝分裂,未受精的卵细胞仍然发育成单倍体,为雄性。(5)措施参见答案。14.答案(1)核糖体、线粒体(2)细胞的形态结构发生显著改变(或大量细胞处于分裂状态) (3)先将小鼠肝肿瘤细胞悬液均分成两组,一组在含物质A的培养液中培养,另一组在含等量生理盐水的培养液中培养,然后将两组细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间后检测癌细胞数目(答案合理即可) 无关 物质A能抑制癌细胞的增殖,在一定范围内,随物质A质量浓度的增大,抑制作用逐渐增强 4.8解析:(1)癌细胞能无限增殖,分裂能力强,新陈代谢能力强,分裂过程中有蛋白质的合成且消耗能量,因此核糖体和线粒体含量明显增多。(2)癌细胞具有无限增殖、细胞形态发生改变等特点,可通过光学显微镜观察细胞的形态是否发生改变,进而判断细胞是否发生癌变,或者通过显微镜观察是否有大量细胞处于分裂状态,进而判断细胞是否发生癌变。(3)本实验的目的是探究物质A是否能抑制癌细胞的增殖,因此实验的自变量为是否添加物质A。据此将小鼠的肝肿瘤细胞悬液均分为两组,一组在含物质A的培养液中进行培养作为实验组,一组在含等量的生理盐水的培养液中进行培养作为对照组,放在相同且适宜的环境中培养一段时间,检测癌细胞的数目。“全部营养物质的细胞培养液”属于本实验的无关变量。由题图可知,在一定的范围内,物质A能抑制细胞增殖且随着质量浓度的增大,抑制作用增强。若开始培养时取一滴培养液观察,发现有100个肿瘤细胞,培养24h后,取一滴培养液稀释100
倍后再取一滴观察,发现有32个肿瘤细胞,则细胞总数为32×100=3200(个)。设此肿瘤细胞经过N次分裂,则100×2N=3200,N=5,因此,细胞周期约为24÷5=4.8(h)。
