江苏专版2021届高考生物二轮复习专题4细胞的生命历程课件

这是一份江苏专版2021届高考生物二轮复习专题4细胞的生命历程课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·三步夯实，①③⑤⑦，①⑤⑥⑦，关键能力·多维提升，2判断方法，专题能力提升练等内容，欢迎下载使用。
1【主干知识 体系构建】
2【易错易混 分点排查】1.下列关于有丝分裂的说法,正确的有_____。①伴随着细胞的生长,细胞与外界物质交换效率逐渐提高。②细胞的核质比是限制细胞长大的因素之一。③在一个细胞周期中,DNA的复制和中心粒的倍增发生在同一时期。④有丝分裂、减数分裂的细胞都有细胞周期。⑤有丝分裂后期纺锤丝的牵引使着丝点分裂,姐妹染色单体分开。⑥有丝分裂中期,发生联会的同源染色体整齐地排列在赤道板上。⑦植物细胞有丝分裂末期形成赤道板,进而扩展形成细胞壁。
2.下列关于减数分裂和受精作用的说法,正确的是_________。①减数分裂过程中染色体数减半发生在减数第一次分裂。②减数第一次分裂中期着丝点整齐地排列在赤道板上。③处于减数第二次分裂的细胞内染色体数目可能和进行减数第一次分裂的细胞相同。④减数第二次分裂中期与有丝分裂中期的主要不同是同源染色体分居赤道板两侧。⑤基因突变或交叉互换可导致同一次级精母细胞的两个子细胞遗传信息不同。⑥卵原细胞经减数分裂只产生一个子细胞。
⑦同一生物体不同时刻产生的精子或卵细胞染色体数一般相同,染色体组成一般不同。⑧一个精原细胞(含n对同源染色体)经减数分裂形成的精子有2n种,而一个卵原细胞只能形成一种卵细胞。⑨等位基因分离是由于减数第二次分裂后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离。⑩非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期。
3.下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的说法,正确的有_________。①一个细胞中能产生血红蛋白说明该细胞已经分化。②种子萌发过程中存在细胞的增殖、分化,体现了细胞的全能性。③造血干细胞是未分化的细胞,具有全能性。④胚胎发育过程中不存在细胞的衰老和凋亡。⑤细胞的凋亡、癌变都受基因控制。⑥细胞内磷脂、DNA、蛋白质等物质受自由基攻击,可能导致细胞衰老。⑦衰老细胞的细胞膜通透性发生改变,因此物质的跨膜运输能力减弱。⑧被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死。⑨抑癌基因突变为原癌基因导致细胞癌变。
3【高考真题 拆项诊断】根据细胞的增殖、分化、衰老和凋亡的相关知识,判断下列说法正误:1.玉米根纵切片经碱性染料染色,光学显微镜下可观察到细胞壁和细胞核中的染色体平均移向两极(2019·北京高考·T1改编) ( )分析:染色体平均移向两极是有丝分裂后期的特点,此时无细胞核。2.观察植物细胞有丝分裂实验中解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离(2019·江苏高考·T3A) ( )分析:解离时间不宜过长或过短,解离时间过长会使根尖过分软化,且细胞内染色体结构被破坏。
3.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离(2018·全国卷Ⅲ·T4A) ( )4. 哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆(2018·全国卷Ⅲ·T2D) ( )5.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片(2020·山东等级考·T3B) ( )6.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖(2020·江苏高考·T4A) ( )分析:高度分化的细胞能执行特定的功能,但也可能继续分裂增殖,如性原细胞能进行有丝分裂和减数分裂。
7.胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞通过有丝分裂形成了植株(2020·浙江7月选考·T6C) ( )分析:胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,体现了植物细胞的全能性。植物细胞具有全能性的根本原因在于体细胞中含有该物种的全套基因。8.细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动(2019·江苏高考·T2C)( )9.洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G2期通过转录和翻译合成(2020·浙江7月选考·T21D) ( )分析:洋葱根尖细胞进行有丝分裂,催化DNA复制的DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成。
考点一 有丝分裂和减数分裂的比较(理解能力) 【典型考题 精讲研析】典例1(2020·山东等级考) CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
【名师点拨】【解析】选C。本题主要考查细胞增殖的过程。正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1发生磷酸化,即去磷酸化过程受到抑制,A项正确;正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,使细胞进入分裂期,染色质螺旋化形成染色体,B项正确;
由曲线图可知,在细胞周期的后期,感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平较正常细胞高,说明磷酸化的CDK1发生去磷酸化过程受到抑制,M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期,C项错误;磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,才能使细胞进入分裂期。M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期,D项正确。
【母题延伸】——长句专项突破减数分裂过程中染色体数目减半发生在什么时期?为什么?___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂完成时,因为减数第一次分裂后期发生了同源染色体的分离,末期细胞一分为二,导致染色体数目减半
【答题策略】　结合不同分裂时期特点“图析”细胞分裂方式及时期
【核心知识 精准解读】1.掌握一个完整细胞周期的表示方法:(1)甲:A→B→C→A。(2)乙:a+b或c+d。(3)丙:a+b+c+d+e
2.提醒细胞周期的四个易错点:(1)高度分化的细胞不分裂,没有细胞周期,如洋葱表皮细胞、浆细胞、效应T细胞等。(2)若细胞进行减数分裂,则没有细胞周期,若细胞进行有丝分裂,则有细胞周期。(3)秋水仙素(或低温)作用于细胞分裂前期,抑制纺锤体的形成;抗癌药物一般抑制癌细胞的DNA复制,即作用于细胞分裂的间期。(4)在受到抗原刺激后,B淋巴细胞和记忆细胞迅速增殖,细胞周期变短。
3.厘清细胞周期中的“三种”变化:(1)纺锤体的变化:前期形成,末期解体。(2)核膜、核仁的变化:前期解体,末期重建。(3)染色体行为变化:
4.判断细胞分裂方式:
5.分析减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化:(1)曲线模型:
【热点预测 精练题组】【考向一】细胞周期与有丝分裂的考查1.(2020·滁州一模)研究表明,细胞周期依赖性蛋白激酶(CDK)是细胞周期调控的核心物质,各种CDK在细胞周期内特定的时间被激活,驱使细胞完成细胞周期。其中CDK1(CDK的一种)在分裂间期活性高,分裂期活性迅速下降,以顺利完成分裂。下列说法正确的是 (　　)A.幼年个体体内 CDK 含量较高,成年后体内无 CDKB.温度的变化不会影响一个细胞周期持续时间的长短C.CDK1 可能与细胞分裂过程中纺锤丝的形成有关D.CDK1 可干扰细胞周期,在癌症治疗方面有一定的积极作用
【解析】选C。由题干信息可知,细胞周期依赖性蛋白激酶是细胞周期调控的核心物质,不管是幼年个体还是老年个体,体内都会进行细胞的分裂,A错误;酶的活性是受温度影响的,所以温度的变化会影响一个细胞周期持续时间的长短,B错误;CDK1的存在能使细胞分裂顺利完成,故可能与细胞分裂过程中纺锤丝的形成有关,C正确;各种CDK1在细胞周期内特定的时间被激活,驱使细胞完成细胞周期,故能促进癌细胞分裂间期的某些活动,促进癌细胞的增殖,D错误。
2.(2020·潍坊一模)细胞在进行有丝分裂时,细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上,这称为双定向作用。一种称为纺锤体装配检查点(SAC)的监控机制能监视纺锤丝附着过程,一旦该过程出现异常,便暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂的继续进行。下列叙述错误的是(　　)A.双定向作用是细胞内染色体向两极移动的前提B.染色体数目的加倍与双定向作用存在因果关系C.不是所有细胞都存在双定向作用,如根尖成熟区细胞D.限制有丝分裂的双定向作用会影响细胞周期的完整性
【解析】选B。双定向作用出现异常,便暂停姐妹染色单体的分离,染色体无法向两极移动,A正确;双定向作用的顺利完成,才能使染色单体分离,染色体数目的加倍,B错误;双定向作用发生在连续分裂的细胞中,不是所有的细胞都具有分裂能力,如根尖成熟区细胞,C正确;双定向作用出现异常,会暂停姐妹染色单体的分离和有丝分裂的继续进行,影响细胞周期的完整性,D正确。
【考向二】借助模式图、柱形图和曲线图综合考查细胞分裂3.(2020·江苏高考改编)有研究者采用荧光染色法制片,在显微镜下观察拟南芥(2n=10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目,以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是 (　　)A.图甲、丙中细胞处于减数第一次分裂时期B.图甲细胞中同源染色体已彼此分离C.图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近D.图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丁→丙
【解析】选C。本题主要考查减数分裂的图像识别。由染色体位置、形态及数量分析可知,图丙已经完成减数第一次分裂,形成两个子细胞,处于减数第二次分裂时期,A错误;图甲细胞中染色体处于联会状态,B错误;图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近,C正确;由染色体位置、形态及数量分析可知,题图中细胞的分裂顺序为甲→乙→丙→丁,D错误。
4.(2019·江苏高考)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图,图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下,下列叙述正确的是(　　)A.1与2、3、4互为等位基因,与6、7、8互为非等位基因B.同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8C.1与3都在减数第一次分裂分离,1与2都在减数第二次分裂分离D.1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
【解析】选B。题图中1与2是相同基因,1与3或4是等位基因,1与6、7、8互为非等位基因,A项错误;精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同,均含有基因1～8,B项正确;若不考虑交叉互换,1与3会在减数第一次分裂的后期随同源染色体的分离而分离,1与2会在减数第二次分裂的后期随姐妹染色单体的分离而分离,若考虑交叉互换,则1与2可能会在减数第一次分裂的后期分离,1与3可能在减数第二次分裂的后期分离,C项错误;正常情况下,减数第一次分裂同源染色体分离,减数第二次分裂姐妹染色单体分离,所以1与6、7、8分离进入不同配子中,不能形成重组型的配子,D项错误。
5.(多选)如图Ⅰ～Ⅳ表示某动物体内某器官中处于不同分裂阶段的四个细胞,①～③指其中染色体、染色单体、核DNA分子的数量。下列叙述正确的是(　　)A.四个细胞不一定都在进行减数分裂B.只有两个细胞内的染色体具有染色单体C.不能由图判断该动物体细胞的染色体数D.不能由图判断该动物体细胞内的DNA数【解析】选A、B、D。四个细胞不一定都在进行减数分裂,也可能进行有丝分裂,A正确;只有Ⅱ和Ⅲ细胞内的染色体具有染色单体,B正确;由题图可判断该动物体细胞中的染色体数是8条,C错误;由题图可判断该动物细胞核中的DNA数为8个,但无法判断细胞质中的DNA数,因此不能由题图判断该动物体细胞内的DNA数,D正确。
【考向三】细胞分裂中标记染色体的去向分析6.(2020·江苏冲刺卷)将人体某细胞中双链DNA均用32P标记,然后置于含未标记P的普通培养基中进行培养,下列叙述正确的是(　　)A.若进行一次有丝分裂,分裂中期有46个核DNA分子被标记B.减数第一次分裂完成后,子细胞有23个核DNA分子被标记C.若进行两次有丝分裂,子细胞中被标记的核DNA可能为零D.减数第二次分裂完成后,子细胞被标记的核DNA可能有0～23个
【解析】选C。进行一次有丝分裂,DNA复制一次,被标记的DNA分子为92个,A错误;减数第一次分裂完成后有46个DNA分子被标记,B错误;若进行两次有丝分裂,DNA复制了两次,有可能子代细胞中全部不被标记,C正确;减数第二次分裂完成后,子细胞被标记的核DNA为23个,D错误。
考点二 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变(解决问题能力) 【典型考题 精讲研析】典例2　(2018•全国卷Ⅱ·改编)在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述正确的是 (　　)A.细胞中可能发生单一基因突变,细胞的形态发生变化B.细胞中可能发生多个基因突变,细胞间黏着性增加C.细胞中的染色体可能受到损伤,细胞表面的糖蛋白减少D.细胞中遗传物质不会受到损伤,细胞的增殖正常进行
【名师点拨】【解析】选C。正常细胞转化为癌细胞并不是单一基因突变的结果,至少在一个细胞中发生5～6个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征。细胞膜上的糖蛋白减少,从而使癌细胞之间的黏着性降低,A、B错误;环境中的致癌因子会损伤细胞中的染色体,细胞表面的糖蛋白减少,C正确;细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生突变,即细胞中的遗传物质可能受到损伤,使细胞成为不受机体控制的恶性增殖细胞,D错误。
　【母题延伸】——长句专项突破细胞癌变后失去接触抑制,易扩散、转移的原因是___________________________________________。
癌细胞表面的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低
【答题策略】(1)明确单一基因突变不能引发细胞癌变;细胞癌变是一系列的原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。(2)联系基因和染色体的关系,明确染色体损伤可能导致基因缺失。(3)细胞癌变后形态结构和生理功能会发生一系列变化。
【核心知识 精准解读】1.明确细胞分化的机理和结果:(1)细胞分化的机理。(2)细胞分化的“变”与“不变”。
2.厘清细胞全能性的两个易混点:(1)区分“具有”全能性和“实现”全能性的不同:凡具有发育成某物种个体所需全套基因的细胞都具有全能性,而只有已发育成完整个体才能说实现全能性。(2)判断是否实现全能性的两个标准:①起点——是否是离体的器官、组织或细胞。②终点——是否发育成完整个体。
3.巧记衰老细胞的特征:4.区别细胞凋亡和细胞坏死的方式和结果:
5.把握细胞癌变的“五个”常考点:(1)实质:基因突变。(2)特征:①无限增殖;②形态、结构改变;③膜表面糖蛋白减少,黏着性降低,易分散和转移。(3)原癌基因:调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。(4)抑癌基因:阻止细胞不正常地增殖。(5)遗传物质:发生变化,而细胞分裂、分化、衰老、凋亡时一般不发生变化。
【热点预测 精练题组】【考向一】细胞分化与全能性 1.(2020·苏锡常镇二模)如图表示人体造血干细胞分裂分化形成多种血细胞的示意图,下列有关叙述正确的是(　　)A.图示说明造血干细胞能够表现出全能性B.过程①②中核膜、核仁和中心体会周期性消失和重建C.细胞d、e、f、g中的核DNA相同,RNA完全不同D.过程③产生的不同细胞中,细胞器的种类和数量不完全相同
【解析】选D。细胞全能性指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,图示不能说明造血干细胞能够表现出全能性,A错误;过程①表示有丝分裂过程,过程②表示干细胞a分裂形成的细胞b仍为干细胞。在有丝分裂过程中核膜、核仁周期性消失和重建,中心体一直存在于细胞中,间期会进行复制,B错误;细胞d、e、f、g均是由细胞c分化而来,故核DNA相同,RNA也有相同的,如呼吸酶基因对应的RNA就相同,C错误; 过程③产生的不同细胞中,基因选择性表达,细胞器的种类和数量不完全相同,因而细胞的结构、形态、功能出现差异,细胞分化成不同类型的细胞,D正确。
2.“细胞核重编程”是指将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,它们就有再分化形成多种类型细胞的可能,可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是 (　　)A.细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关B.干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性C.干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞D.细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡
【解析】选B。通过题干分析细胞核重编程涉及细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,A正确;干细胞分化成多种类型的细胞,而不是所有细胞,所以不能体现细胞的全能性,B错误;干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞,C正确;细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡,D正确。
3.2020年4月22日前瞻网报道,加拿大科学家成功延缓渐冻症发作,有望实现治愈。有研究表明该病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动。最新研究发现,利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关叙述错误的是 (　　)A.诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同,蛋白质却不完全相同B.诱导多功能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多C.将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换,可以起到良好的治疗作用D.植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以一定程度上改善“渐冻症”
【解析】选A。核酸包括DNA和RNA,细胞分化过程中,核DNA一般不变,由于基因的选择性表达,mRNA有所差异,蛋白质也不完全相同,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化的结果是细胞种类增多,B正确;将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换,细胞内表达的毒蛋白减少,可以起到一定的治疗作用,C正确;由信息“利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命”可知,植入神经干细胞,能使受损的运动功能得到恢复,可以一定程度上改善“渐冻症”,D正确。
【考向二】细胞的衰老、凋亡和癌变4.(2020·德州一模)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,会使PERK蛋白恢复活性,最终引发细胞凋亡,其机理如图所示。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.与异常蛋白相比,Bip更容易与PERK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
【解析】选B。当内质网腔内积累大量错误折叠的蛋白质后,异常蛋白与Bip结合,使PERK发生磷酸化被激活。磷酸化PERK阻止新生蛋白质的合成(即翻译过程),促进Bax基因的表达,抑制BCL-2基因的表达,降低BCL-2的含量,提高Bax的含量,诱导受损细胞凋亡。在异常蛋白出现后,Bip就与PERK蛋白分离,与异常蛋白结合,说明Bip更容易与异常蛋白结合,A错误;从图中看出,异常蛋白增多后抑制了翻译过程、促进Bax基因的表达、抑制BCL-2基因的表达,所以可从转录和翻译水平调控细胞凋亡,B正确;细胞的凋亡是通过降低BCL-2的含量,提高Bax的含量,所以Bax基因的表达产物可以促使细胞凋亡,而BCL-2基因的表达产物抑制细胞凋亡,C错误;提高PERK活性可以促进细胞凋亡,从而抑制细胞不正常的分裂,抑制肿瘤发生,D错误。
5.(多选)(2020·青岛三模)二甲双胍(Met)是广泛应用于临床的降血糖药物,近年来发现它可降低肿瘤发生的风险,为癌症患者带来福音。为探究Met对肝癌细胞增殖的影响,用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞,结果如图1所示。用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量,结果如图2所示。研究人员用含1 mml/L Met的培养液培养肝癌细胞12 h后,结果发现呼吸链复合物Ⅰ的活性下降,呼吸链复合物Ⅰ位于线粒体内膜上。
下列说法正确的是 (　　)A.图1实验的自变量是二甲双胍(Met)的浓度B.细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变C.由图2结果可推测二甲双胍(Met)可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期D.由实验结果推测Met可通过减少ATP供应,抑制肝癌细胞的有丝分裂
【解析】选B、C、D。由图1可知,不同二甲双胍(Met)的浓度和不同的处理时间是该实验的自变量,A错误;细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变造成的,B正确;据图2分析,与对照组相比,两种Met浓度处理后的G1期的细胞都增多了,而S期、G2期的细胞都减少了,说明Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期,C正确;研究人员用含1 mml/L Met的培养液培养肝癌细胞12 h后,结果发现呼吸链复合物Ⅰ的活性下降,说明有氧呼吸第三阶段产生的ATP减少了,即Met通过减少能量供应,抑制肝癌细胞的增殖,D正确。
6.(2021·扬州模拟)结肠癌是常见的发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤,慢性结肠炎患者、结肠息肉患者、男性肥胖者等为易感人群。请分析回答:(1)结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌,由于癌细胞膜表面　　　　　　　　　　　　的减少而易扩散和转移。 (2)下列关于结肠癌细胞的叙述错误的是　　　　。 ①遗传物质发生改变②细胞内酶的活性降低③体外培养具有接触抑制现象④较正常细胞分裂周期长
(3)结肠干细胞增殖的机理如图所示。
①据图分析,W蛋白作为一种　　　　　　　　　可与结肠干细胞表面的受体特异性结合。无W蛋白时,β-cat蛋白与　　　　　　　　　　结合,在______的催化下导致β-cat蛋白磷酸化,进而被降解,最终抑制结肠干细胞的增殖。 ②W蛋白存在时,可促使β-cat蛋白进入细胞核激活T基因的__________过程最终导致结肠干细胞增殖失控,形成癌细胞。 (4)研究发现过度肥胖与W蛋白的过度表达有关,为有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生,请你对过度肥胖者在饮食上给出建议:　　　　　　　　　　　。 
【解析】(1)结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌,癌细胞的主要特征是能够无限增殖;形态结构发生了显著的变化;细胞表面发生了变化,细胞膜上的糖蛋白减少,导致细胞间的黏着性降低,细胞易扩散转移。(2)①结肠癌细胞基因发生突变,遗传物质发生改变,①正确;②细胞内酶的活性降低是细胞衰老的特征,②错误;③结肠癌细胞体外培养不具有接触抑制现象,③错误;④结肠癌细胞代谢旺盛,较正常细胞分裂周期短,④错误。(3)①据图分析,W蛋白作为一种信号分子,可与结肠干细胞表面的受体特异性结合。无W蛋白时,β-cat蛋白与A蛋白结合,在蛋白激酶的催化下导致β-cat蛋白被降解,T基因无法转录,最终抑制结肠干细胞的增殖。②W蛋白存在时,与细胞膜上的受体结合后,抑制蛋白激酶对β-cat蛋白的降解作用,导致β-cat蛋白在细胞质中积累,并通过核孔进入细胞核,激活
T基因的转录过程,最终导致结肠干细胞增殖失控,形成癌细胞。(4)研究发现过度肥胖与W蛋白的过度表达有关,维生素D可以抑制β-cat蛋白进入细胞核,饮食上建议过度肥胖者在饮食上应清淡少油,多食用富含维生素D的食物。答案:(1)糖蛋白　 (2)②③④　(3)①信号分子　A蛋白　蛋白激酶　②转录　 (4) 饮食清淡少油,多食用富含维生素D的食物
专题4　细胞的生命历程(30分钟　100分)一、单项选择题(共6小题,每小题5分,共30分)1.(2020·盐城三模)如图表示二倍体生物细胞周期以及一个细胞周期结束后可能出现的几种状态。下列有关叙述错误的是(　　)
A.G1期和G2期都属于分裂间期B.图示所有时期的细胞中都会发生蛋白质的合成C.由M期直接进入死亡状态的细胞可能是细胞坏死D.精子或卵细胞处于G0期,受精后再进入细胞周期
【解析】选D。一个完整细胞周期指从上一次分裂完成开始,到下一次分裂完成结束,用图中所示字母与箭头表示一个完整的细胞周期为G1→S→G2→M,其中G1期和G2期都属于分裂间期,A正确;图示所有时期的细胞中都会发生蛋白质的合成,B正确;由M期直接进入死亡状态的细胞可能是细胞坏死,C正确;精子或卵细胞是不能分裂的细胞,不处于G0期,D错误。
2.如图是基因型为AaBb的某生物体内两个不同时期的细胞分裂模式图,其中染色体上标注的是相应位置上的基因(不考虑基因突变)。相关叙述正确的是(　　)A.图①中两个细胞的中央将出现赤道板B.图①中细胞2 的基因型是AaBBC.图②所示的细胞和有丝分裂该时期的特点相同D.图②所示的细胞中有2个染色体组、2条同源染色体
【解析】选B。图①中两个细胞的中央将出现细胞板,细胞中央没有赤道板结构,赤道板是人们假想的平面,A错误;据图①可知,细胞1与细胞2处于减数第二次分裂后期,由于细胞1的基因型是Aabb,说明在减数第一次分裂的四分体时期,A、a基因所在的同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换,因此图①中细胞2 的基因型是AaBB,B正确;图②是减数第一次分裂的中期,每对染色体整齐地排列在赤道板上,而有丝分裂中期,每条染色体的着丝点都整齐地排列在赤道板上,C错误;图②是减数第一次分裂中期,细胞中含有2个染色体组、2对同源染色体,D错误。
3.将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞(2n=8)置于不含32P标记的培养基里培养,先经过一次有丝分裂,再经过一次减数分裂,产生了8个精细胞。下列说法错误的是(　　)A.有丝分裂中期和1个减Ⅰ中期细胞内染色体数相同,标记的染色单体数不同B.有丝分裂后期和1个减Ⅰ后期细胞内染色体数不同,标记的染色体数也不同C.1个减Ⅰ后期和1个减Ⅱ后期细胞内染色体数相同,标记的染色体数不同D.产生的8个精细胞,每个细胞内含有4条染色体,均有2条被标记
【解析】选D。果蝇的精原细胞含有8条染色体,进行有丝分裂,由于DNA的半保留复制,每个DNA均有一条链带有标记、一条链不带标记,中期带标记的染色体为8条、带标记的染色单体为16条,后期带标记的染色体为16条。子细胞进行减数分裂,染色体再次复制,每条染色体上只有一条染色单体有标记,故减Ⅰ时期细胞中含有8条有标记的染色体、8条有标记的染色单体,由于减Ⅰ后期同源染色体分离,故减Ⅱ前期、中期细胞中含有4条有标记的染色体、4条有标记的染色单体,减Ⅱ后期姐妹染色单体分离,细胞中含有标记的染色体数仍为4条,由于姐妹染色单体分向两个细胞是随机的,所以形成的精细胞中含有标记的染色体数不确定,D项错误。
4.姜黄素抗癌有多位点、广谱性、毒副作用较小等优点。体外培养人的乳腺癌细胞,检测发现施加适量的姜黄素能引起细胞中 Bax 蛋白的表达上调,Bcl-2蛋白的表达受到抑制,癌细胞凋亡率升高。同时,研究证明 p53基因能够通过“判断”DNA的变异程度来促使DNA修复或诱导细胞凋亡。下列说法不正确的是(　　)A.可研发能抑制Bcl—2基因表达或促进Bax基因表达的药物用于癌症治疗B.编码p53蛋白合成的基因可能属于抑癌基因C.凋亡癌细胞的清除与吞噬细胞的溶酶体有关D.姜黄素能特异性作用于癌细胞,促进癌细胞凋亡
【解析】选D。细胞中Bax蛋白的表达上调,Bcl-2 蛋白的表达受到抑制,癌细胞凋亡率升高,A正确。p53基因能够通过“判断”DNA的变异程度来促使DNA修复或诱导细胞凋亡,从而抑制细胞的异常分裂,属于抑癌基因,B正确。凋亡癌细胞要被吞噬细胞吞噬,在溶酶体的作用下被水解,C正确。姜黄素不仅对癌细胞起作用,对正常细胞也起作用,D错误。
5.(2020·山东模拟考)癌症是威胁人类健康的疾病之一,目前某些防癌疫苗已经投入临床使用。下列相关说法错误的是(　　)A.癌细胞表面出现异常的抗原B.在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位C.同种癌症的癌细胞基因组一定产生相同的突变D.防癌疫苗可以预防病毒致癌因子引起的细胞癌变
【解析】选C。细胞癌变后,细胞内特定基因表达产生异常抗原,A正确;癌细胞可以扩散和转移,B正确;癌细胞的产生是多个基因突变累加的结果,C错误;防癌疫苗可以预防病毒致癌因子对人体的影响,如宫颈癌疫苗等,D正确。
6.(能力挑战题)干细胞中c-Myc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sx2和Oct-3/4等基因处于活跃表达状态,Oct-3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒,将Oct-3/4、Sx2、c-Myc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内,让其重新变成一个多功能iPS细胞(如图所示)。下列说法不正确的是(　　)
A.生物体内细胞的生命历程是基因选择性表达的结果B.高度分化的体细胞不分裂是由于Oct-3/4基因未表达C.细胞凋亡是c-Myc、Klf4和Fas基因活跃表达的结果D.体细胞诱导分化成iPS细胞体现了细胞的全能性
【解析】选D。细胞的生命历程中会发生细胞的分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,故生物体内细胞的生命历程是基因选择性表达的结果,A正确;从题图中看出,Oct-3/4基因能使高度分化的体细胞变成类似胚胎干细胞,恢复了细胞的分裂能力,因此Oct-3/4基因在高度分化的细胞中处于未表达(或沉默)状态,B正确;当c-Myc和Klf4基因使高度分化的体细胞的染色体打开后,Fas基因的表达导致细胞凋亡,因此细胞凋亡是细胞在c-Myc、Klf4和Fas等基因控制下的程序性死亡过程,C正确;体细胞诱导分化成iPS细胞,类似于植物组织培养中的脱分化和再分化过程,未发育成一个完整的生物体,不能体现细胞的全能性,D错误。
【易错警示】细胞生命历程的五个易失分点(1)细胞凋亡与细胞增殖共同维持生物体内细胞的数目动态平衡。(2)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中,而癌细胞中两种基因已发生突变。(3)细胞的癌变是细胞的畸形分化,对机体有害。(4)细胞衰老和凋亡对机体有利,而细胞坏死对机体有害。(5)细胞凋亡与基因的选择性表达有关,不属于细胞分化。
二、多项选择题(共3小题,每小题6分,共18分)7.(2020·临沂二模)研究人员猜测,细胞分裂间期线粒体增多,是通过线粒体分裂增殖实现的,并设计放射性同位素标记实验进行验证。先将一种胆碱缺陷型链孢霉突变株置入含有3H标记胆碱(磷脂的前体物)的培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样检测细胞中线粒体的放射性。下列分析正确的是(　　)A.采用链孢霉胆碱缺陷型突变株目的是排除自身合成胆碱对实验的干扰B.新合成的线粒体随着分裂次数增加,相对放射性逐代降低直至消失C.“另一种培养基”在配制成分上与前者相同,只是胆碱没有3H标记D.随着分裂次数的增加,放射性均匀分布到新线粒体的内膜和外膜中
【解析】选A、C、D。链孢霉胆碱缺陷型突变株自身不能合成胆碱,因此必须利用环境中的胆碱来合成自身需要的物质,利用该突变株可以排除自身合成胆碱对实验的影响,A正确;新合成的线粒体利用胆碱合成新的膜,但是新合成的线粒体仍然需要从原来的线粒体中分裂出来,因此随着分裂次数的增加,线粒体的放射性会均匀分布到新的线粒体中,逐渐减少但不会消失,B错误;“另一种培养基”是指没有3H标记的胆碱培养基,以便观察线粒体的放射性分布情况,C正确;因为线粒体膜具有流动性,因此随着分裂次数的增加,放射性会均匀分布在线粒体的内外膜中,D正确。
8.(2018·江苏高考)如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述正确的是(　　)A.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因B.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上C.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极D.在减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
【解析】选B、C、D。本题重点考查基因与染色体的关系及染色体在有丝分裂与减数分裂过程中的复制及分离的相关知识。朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl是位于一条染色体上的两个基因,不能作为一对等位基因,A项错误;在有丝分裂中期,细胞中所有染色体的着丝点都排列在赤道板上,B项正确;有丝分裂的特点是细胞中的染色体复制后,平均分配到两个子细胞中,有丝分裂后期,图示中的基因会移向细胞同一极,C项正确;减数第一次分裂后期,移向同一极的为非同源染色体,图示常染色体和X染色体为非同源染色体,所以,在减数第一次分裂后期会移向同一极到达同一个细胞中,到减数第二次分裂后期可能出现在同一极,D项正确。
9.(2020·济南二模)早期人们推测细胞分化的本质是基因发生了选择性的丢失。为了研究该问题,科学家设计了如下实验:将鸡的核糖体蛋白基因、卵清蛋白基因、β珠蛋白基因、胰岛素基因制备成探针,分别去检测鸡的输卵管细胞、红细胞、胰岛B细胞中的DNA和RNA,检测结果如表。细胞中可表达的基因一种是管家基因,在所有细胞中都表达,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的;另一种是奢侈基因,只在某类细胞中特异性表达,其表达产物赋予细胞特异的形态、结构和功能。下列叙述正确的是(　　)
说明:“+”表示出现杂交带,“-”表示未出现杂交带A.表中DNA分子杂交和分子杂交均遵循碱基互补配对原则B.据表可知核糖体蛋白基因属于管家基因,胰岛素基因属于奢侈基因C.鸡红细胞成熟以后将检测不到卵清蛋白基因、胰岛素基因D.输卵管细胞中β珠蛋白基因和胰岛素基因未表达也并未发生丢失,说明细胞分化的本质是基因选择性表达
【解析】选A、B、D。DNA分子杂交与分子杂交的原理均是碱基互补配对,A正确;核糖体蛋白基因在三种细胞中均可表达,为管家基因,胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,为奢侈基因,B正确;鸡非哺乳动物,其红细胞成熟后依然可检测到卵清蛋白基因和胰岛素基因,C错误;输卵管细胞中β珠蛋白基因和胰岛素基因未表达,但依然可检测到基因存在,说明未丢失,细胞分化的实质是基因的选择性表达,D正确。
三、非选择题(共3小题,共52分)10.(15分)以下是基因型为AaBb的高等雌性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,请回答下列相关问题:
(1)图甲所示细胞内有　　　　对同源染色体,该细胞的基因型是　　　　。图丙所示细胞名称为　　　　,其染色体变化对应图丁的　　　　段。 (2)图丁中具有同源染色体的区段是　　　　。 (3)若图乙细胞分裂完成后形成了基因型为AaB的子细胞,其原因最可能是　　　　。若图丙中一条染色体上的B基因变为b基因,则产生这种情况的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　。 
【解析】(1)分析可知,甲细胞处于有丝分裂的后期,细胞内含有4对同源染色体,由于进行的是有丝分裂,此时染色体数目加倍,故基因型为AAaaBBbb。图丙细胞为减数第二次分裂后期,细胞质均等分裂,由于该生物为雌性动物,故丙细胞名称为第一极体,其染色体变化对应图丁的de段。(2)分析图丁可知,ab表示有丝分裂后期和末期,c点时减数第一次分裂结束,de表示减数第二次分裂后期和末期,因此具有同源染色体的区段是Oc段。
(3)若图乙细胞分裂完成后形成了染色体组成为AaB的子细胞,其原因最可能是减数第一次分裂过程中,A、a基因所在的同源染色体1、2没有分离,移向了同一极。若图丙中一条染色体上的B基因变为b基因,由于原来细胞中存在b基因,因此可能是发生了同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换,也有可能是基因突变的结果。
答案:(1)4　AAaaBBbb　 第一极体(极体)　de　(2)Oc　(3)减数第一次分裂后期同源染色体1号与2号没有分开　　基因突变或同源染色体中非姐妹染色单体间交叉互换(基因突变或基因重组)
11.(17分)(2020·潍坊二模)Ⅱ型糖尿病的主要病因是胰岛B细胞功能障碍。经大鼠胰岛B细胞体外培养实验发现,高糖能诱使细胞体积变大,细胞容积改变,表现为氧化应激和凋亡。该研究为糖尿病的治疗提供了新思路,下表为部分实验结果。各组培养胰岛B细胞凋亡率及bcl-2mRNA表达水平
β-actin:一种重要的细胞骨架蛋白,在各种组织细胞中的表达相对恒定,在检测蛋白的表达水平变化时常用它来做参照物。(1)胰岛素能促进组织细胞　　　　　　　　,从而使血糖水平降低。从作用效果看,胰岛素与胰高血糖素相互　　　　,共同维持血糖含量的稳定。 (2)在体外进行胰岛B细胞培养,应将其置于含　　　　的混合气体的培养箱中。细胞存活与否可通过　　　　染色鉴定。 (3)NO是细胞凋亡的一种重要介质,可　　　　(填“促进”或“抑制”)bcl-2基因的表达。氨基胍能　　　　(填“促进”或“抑制”)胰岛B细胞的凋亡。 
(4)进一步实验发现,在高糖刺激下胰岛B细胞的细胞膜上L-型Ca2+通道开放。请设计实验证明胰岛B细胞的细胞膜上L-型Ca2+通道开放会促进胰岛素的分泌,请写出简要的实验思路并预期结果。
【解析】(1)胰岛素具有降低血糖的作用,能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖。从作用效果看,胰高血糖素具有升高血糖的作用,胰岛素与胰高血糖素相互拮抗,共同维持血糖含量的稳定。(2)在体外进行胰岛B细胞培养,应将其置于含95%空气(提供氧气)和5%CO2(维持一定的pH和渗透压)的混合气体的培养箱中。细胞存活与否可通过台盼蓝染色鉴定。(3)NO是细胞凋亡的一种重要介质,从表格中可知,NO含量越高,bcl-2含量越低,可抑制bcl-2基因的表达。高糖+氨基胍组与高糖组相比,细胞凋亡率下降,说明氨基胍能抑制胰岛B细胞的凋亡。(4)设计实验证明胰岛B细胞的细胞膜上L-型Ca2+通道开放会促进胰岛素的分泌,自变量是胰岛B细胞的细胞膜上L-型Ca2+通道是否开放,因变
量是胰岛素分泌量。实验设计思路为:比较细胞培养液中加入L-型Ca2+通道阻断剂(抑制剂,或单克隆抗体)与正常条件培养下的胰岛B细胞在高糖刺激下的胰岛素分泌量。预期结果:加入L-型Ca2+通道阻断剂的一组胰岛素分泌量明显低于正常培养的。
答案:(1)加速摄取、利用和储存葡萄糖　拮抗(2) 95%空气和5%CO2　　台盼蓝　　(3)抑制　　抑制　　(4)实验思路:比较细胞培养液中加入L-型Ca2+通道阻断剂(抑制剂,或单克隆抗体)与正常条件培养下的胰岛B细胞在高糖刺激下的胰岛素分泌量。预期结果:加入L-型Ca2+通道阻断剂的一组胰岛素分泌量明显低于正常培养的。
12.(20分)(新题预测)为了研究K+通道开放剂在缺血、缺氧条件下对脑细胞凋亡的保护作用机制,研究人员进行了实验。请回答。(1)有研究发现,脑细胞代谢非常旺盛,耗氧量大,因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于　　　　　　　　过程产生ATP,不仅ATP生成量少,而且也会造成　　　　　　在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些信号分子,在这些分子的调控下,细胞将出现一系列变化,最终凋亡。 
(2)科研人员利用离体培养的神经元进行实验,处理及结果如图所示。由实验结果可知,正常培养条件下,细胞凋亡率　　　　　。乙组结果与甲组结果比较,说明缺血、缺氧条件能够　　　　　　　　　。由实验结果判断,K+通道开放剂能　　　　　缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。 
(3)已知A蛋白是细胞凋亡调控过程中的一种重要蛋白。科研人员提取上述各组细胞的mRNA,用逆转录酶合成cDNA,以cDNA为模板扩增各组细胞的A基因。由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同,在结果分析时,可以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的　　　　水平。结果显示丙组比值高于乙组,推测K+通道开放剂可以　 　 　 　。 
【解析】(1)人体细胞在缺氧时,进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物是乳酸。(2)由柱形图可知,甲组是正常培养条件,细胞凋亡率低,且随着时间变化无明显增长现象;与甲组对照,乙组凋亡率高,且随着培养时间延长,凋亡率增大,说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡,且凋亡率随培养时间延长而提高;与乙组对照,丙组钾离子通道开放,细胞凋亡率下降,说明K+通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
(3)逆转录的模板是RNA,因此可以用该细胞的mRNA为模板逆转录形成相应的基因;由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同,在结果分析时,以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因转录水平,如果丙组比值高于乙组,则K+通道开放剂可以通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡。