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高考生物二轮复习专题三细胞的生命历程含减数分裂课件
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这是一份高考生物二轮复习专题三细胞的生命历程含减数分裂课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，专项模块素能培优，染色质，染色体，着丝点，初级卵母，次级卵母，初级精母，次级精母，有丝分裂等内容，欢迎下载使用。
考点一细胞的有丝分裂和减数分裂
考点二 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
【网络构建 知识串联】
①DNA ②分裂期 ③纺锤体④漂洗 ⑤染色
⑥同源染色体 ⑦着丝点
⑪形成不同组织、器官 ⑫稳定 ⑬含有本物种的全套遗传信息
⑮原癌基因和抑癌基因发生突变 ⑯无限增殖 ⑰降低
⑱基因控制的细胞编程性死亡
【教材深挖 表达训练】
1.[教材必修1P114“技能训练”]有些个体较大的原生动物的细胞中会出现两个甚至多个细胞核,而有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡,如何解释这些现象?2.[教材必修1P111“批判性思维”]细胞越小,细胞的相对表面积就越大,物质运输效率就会越高,细胞体积是不是越小越好?请分析原因。
提示 个体较大的单细胞动物,细胞出现多核,有利于控制细胞;细胞内出现伸缩泡,有利于增大细胞膜表面积,便于物质交换。
提示 不是。细胞容纳进行生命活动必需的酶和核糖体等结构需要一定的空间。
3.[教材必修1P114“技能训练”]草履虫是单细胞原生动物,其体内有两个细胞核,一个核与营养代谢有关,一个核与生殖有关,请从结构与功能观角度分析这一现象。4.[教材必修1P115“练习”拓展题1]卵细胞为什么体积比较大?
提示 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,草履虫细胞较大,一个核不能有效地控制草履虫的生命活动。
提示 卵细胞的卵黄中储存了大量营养物质,卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供,不是靠细胞外物质的输入;细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输,而卵细胞内部储存了大量的营养物质,可以长得比较大。
5.[教材必修1P118“图6-9”]细胞分化形成的不同细胞的核遗传物质相同吗?为什么?6.[教材必修1P119“相关信息”]在转基因动物的培育中,为什么必须选用受精卵或早期胚胎细胞作为目的基因导入的受体细胞?
提示 相同。因为这些不同的细胞是由一个受精卵通过有丝分裂后分化形成的。
提示 因为受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞。
7.[教材必修1P122“正文内容”]举例说出自由基对细胞的危害。8.细胞有丝分裂的重要意义是什么?
提示 攻击生物膜造成生物膜损伤;攻击DNA可能引起基因突变;攻击蛋白质使蛋白质活性下降。
提示 有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,因而在细胞的亲代与子代之间保持了遗传性状的稳定性。
1.细胞周期中的12个关注点
特别提醒若抑制植物细胞高尔基体活动,则分裂末期无法形成细胞板,从而形成多核细胞,进而发育为多倍体。
2.抓住关键点,快速判断二倍体生物细胞分裂方式
3.减数分裂中根据细胞质分裂情况判断细胞的名称
4.“三看”染色体、核DNA数目变化曲线速判细胞分裂方式
5.细胞分裂与可遗传的变异
特别提醒XXY与XYY异常个体成因分析(1)XXY成因(2)XYY成因:父方减数第二次分裂异常,即减数第二次分裂后期Y染色体着丝点分裂后,两条Y染色体共同进入同一精细胞。
题组一 精典对练——拿高分▶角度1 考查有丝分裂、减数分裂过程及其比较1.(2021全国卷乙,1)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条染色单体组成,含2个DNA分子C.在中期,8条染色体的着丝点排列在赤道板上,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
答案 D解析 在有丝分裂间期,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,此时着丝点排列在赤道板上,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,着丝点分裂,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第一次分裂后期分开,有丝分裂不涉及同源染色体的变化,D项错误。
2.(不定项选择)(2021湖南五市十校教研教改共同体月考)图1表示某二倍体哺乳动物细胞分裂过程中细胞内每条染色体上DNA含量变化,图2为该动物体内不同分裂时期的细胞模式图。综合图1和图2分析,下列有关说法错误的是( )
A.处于图1中CD段的细胞中含有2个或4个染色体组B.图2所示的细胞中含同源染色体的是乙和丙C.图1所示细胞分裂完成后产生的子细胞为卵细胞或体细胞D.图2甲细胞有丝分裂产生的子细胞遗传组成有差异
答案 ABC解析 处于图1中CD段的细胞中含有2个或1个染色体组,A项错误;图2所示的细胞中含同源染色体的是甲、乙和丙,B项错误;图1所示细胞分裂既可以是有丝分裂,也可以是减数分裂,所以完成后产生的子细胞为卵细胞、极体或体细胞,C项错误;图2甲细胞发生了突变,有丝分裂产生的子细胞遗传组成有差异,D项正确。
技巧点拨“两看法”判断二倍体生物细胞分裂方式
▶角度2 结合细胞分裂与可遗传变异考查科学思维能力3.(2021浙江温州模拟)右图为某哺乳动物细胞分裂某个时期的模式图,下列叙述错误的是( )A.该细胞一定发生了基因突变B.该细胞一定发生了等位基因的互换C.该细胞最多产生4种类型的配子D.该细胞有4套遗传信息
答案 B解析 图示细胞中一条染色体的两条姐妹染色单体基因分别为A、a,而其同源染色体两条姐妹染色单体基因均为a,故图示细胞不是发生了等位基因的互换,而一定是发生了基因突变(A→a),A项正确,B项错误;该细胞右侧同源染色体形态、大小不同,故该哺乳动物个体为雄性,产生的配子基因型可能为AX、aX、AY、aY,共4种,C项正确;该细胞能产生4种配子,故该细胞有4套遗传信息,D项正确。
技巧点拨流程图阐释姐妹染色单体上的“等位基因”的来源
4.一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列有关叙述错误的是( )A.若某细胞中无染色单体,基因型为AAXBXB,则该细胞可能处于减数第二次分裂后期B.处于减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期的细胞中染色体组数相同,但核DNA分子数不同C.若产生的精子中AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则这只是减数第一次分裂后期基因自由组合的结果D.若产生的精子中AXB∶aY=1∶1,说明该精原细胞进行了正常的减数分裂
答案 C解析 基因型为AaXBY的精原细胞经DNA复制后,在减数第一次分裂过程中非同源染色体自由组合,若携带有A、B基因的染色体进入同一个次级精母细胞,则在减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂,会形成无染色单体且基因型为AAXBXB的细胞,A项正确;在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期,细胞中染色体组数都与体细胞中的相同,但减数第二次分裂后期细胞中核DNA分子数是减数第一次分裂后期细胞中的一半,B项正确;一个精原细胞经减数分裂应该产生2种比例相等的精子,若产生的精子中AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了交叉互换,C项错误;正常情况下,一个基因型为AaXBY的精原细胞产生的精子的基因型及比例为AXB∶aY=1∶1或aXB∶AY=1∶1,D项正确。
题后归纳 根据配子类型判断变异原因
▶角度3 细胞分裂中染色体与核DNA的同位素追踪5.(2021湖南永州一模)若某动物(2n=8)的一个精原细胞内所有核DNA的脱氧核苷酸链均被32P标记,经过两次分裂,下列有关其所产生的4个子细胞中含有被32P标记的核DNA条数的分析(原料不含放射性),正确的是( )A.若精原细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中均有2条被32P标记B.若精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞中均有2条被32P标记C.若精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞中均有4条被32P标记D.若精原细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中均有4条被32P标记
答案 C解析 若精原细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中被32P标记的核DNA可能是0~8条,A、D两项错误;若精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞中均有4条核DNA被32P标记,B项错误,C项正确。
6.(不定项选择)(2021湖南长沙月考)某二倍体高等动物的基因型为DdEe,其1个精原细胞(核DNA全部被32P标记)置于普通培养液中培养一段时间,分裂过程中形成的其中1个细胞如右图所示,该细胞只有2条染色体的DNA含有32P。不考虑基因突变,下列叙述正确的是( )A.分裂形成该细胞的减数分裂过程中一定发生了交叉互换B.该精原细胞通过分裂最终形成4个不同基因型的精细胞C.该细胞中含有2个染色体组,2对同源染色体D.该精原细胞形成该细胞的过程中至少经历了2次核DNA复制
答案 ABD解析 不考虑基因突变,根据染色体形态和颜色判断分裂形成该细胞的减数分裂过程中一定发生了交叉互换,A项正确;该精原细胞减数分裂最终能产生De、de、DE、dE 4种基因型的精细胞,B项正确;图中细胞不含同源染色体,着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期,C项错误;根据DNA半保留复制的特点,该精原细胞经过一次DNA复制产生的子细胞的DNA都含有32P(双链中只有1条链含有32P),再经过一次复制,每条染色体上只有1条姐妹染色单体含有32P,图中细胞处于减数第二次分裂后期,细胞中只有2条染色体的DNA含有32P,则DNA至少复制了2次,因此该精原细胞形成该细胞的过程中至少经历了2次核DNA复制,D项正确。
▶角度4 衍生点——结合新情境信息考查细胞周期中物质或结构变化及分析7.(不定项选择)(2021河北衡水模拟)细胞周期同步化是指自然发生或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。胸腺嘧啶核苷(TdR)是一种DNA合成可逆抑制剂(阻断S期,去除后S期可继续进行)。某同学设计了以下实验来获得全部处于G1/S期交界处的同步化细胞:①加入过量TdR,处理时间为T1;②移去TdR,加入新鲜培养液,处理时间为T2;③再次加入过量TdR,处理时间为T3;④移去TdR,加入新鲜培养液,将阻断的细胞全部释放,得到较高同步化的S期细胞。若用TG1、TS、TG2和TM分别表示细胞周期G1、S、G2和M所用时长,下列叙述正确的是( ) A.T1≥TG1+TG2+TMB.TS
为了获得上述实验数据,研究人员需要对蚕豆根尖 区细胞进行观察、统计。图1显示,对照组细胞分裂指数仅约为24‰,其原因是 。随着铬离子浓度的增加,处于有丝分裂的细胞数量 。 (2)研究者在实验中观察到图2所示的图像,其中箭头所示为染色体断裂后形成的染色体断片,是细胞重度毒害的指标之一。①图中含有染色体断片的细胞正处于有丝分裂的 期。 ②研究发现铬离子对细胞增殖的影响还与其处理时长相关,如需验证,请完善下表。
(3)为了避免铬对生物体细胞增殖等生命活动产生影响,应该 。
答案 (1)分生 分裂期在细胞周期中所占比例小(或分裂间期在细胞周期中所占比例大) 减少 (2)①中 ②每隔24 h(或间隔固定时间) 与对照组相比,随着培养时间的延长,细胞分裂指数越低,染色体断片越多 (3)勿随意丢弃含铬的废弃物(或对含铬废弃物进行适当处理后丢弃)
解析 (1)要观察细胞有丝分裂过程,应选择细胞分裂旺盛的分生区细胞进行观察、统计;由于一个细胞周期中分裂期所占比例小(或分裂间期在细胞周期中所占比例大),故对照组细胞分裂指数仅约为24‰;据图分析可知,随着铬离子浓度的提高,细胞的分裂指数越来越低,即处于有丝分裂的细胞数量减少。(2)①据图可知,图示细胞染色体的着丝点整齐排列,且染色体形态稳定,故处于有丝分裂中期。②本实验目的为探究铬离子处理时长对细胞增殖的影响,故实验的自变量为铬离子处理时间,因变量为细胞增殖情况,实验设计应遵循对照原则和单一变量原则。故据此分析,步骤3应为每隔24 h(或间隔固定时间),进行取材、制片、观察、记录、统计,观测细胞增殖情况。结合结论可知,本实验的预期结果应为与对照组相比,随着培养时间延长,细胞分裂指数越低,染色体断片越多。(3)由于“如果含铬的废弃物处理不当,进入土壤和水体,就会对生物产生危害”,故为了避免铬对生物体细胞增殖等生命活动产生影响,应对含铬废弃物进行适当处理后丢弃(或勿随意丢弃含铬的废弃物)。
题组二 易错防范——不失分1.真题速览(1)有关细胞分裂的正误判断。①[2020海南卷,T11A]细胞分裂和分化均可增加细胞数量。( )②[2020山东卷,T3B]观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。( )③[2020浙江7月选考,T8BD]高等动物胚胎干细胞分裂过程中,可发生在同一时期的是“染色体和纺锤体的出现”“中心体的复制和染色体组数的加倍”。( )
提示 细胞分化不会导致细胞数量增加。
提示 中心体复制发生在分裂间期,染色体组数加倍发生在分裂后期。
④[2018全国卷Ⅲ,T2A]成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。( )⑤[2018全国卷Ⅲ,T4A]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。( )⑥[2018全国卷Ⅲ,T4C]一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同。( )
提示 成熟个体细胞的增殖过程中,分裂间期DNA复制和蛋白质合成等需要消耗能量,分裂期纺锤丝牵引染色体运动等也需要消耗能量。
⑦[2018江苏卷,T24C]观察细胞有丝分裂——洋葱根尖、龙胆紫溶液——在高倍镜的同一个视野中,可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形,排列紧密。( )⑧[2017海南卷,T23A]细胞中染色体的数目始终等于DNA分子的数目。( )
提示 在观察植物细胞有丝分裂实验中,高倍镜的一个视野中一般只能观察到少量细胞,所以不一定能看到各时期的细胞。
提示 当一条染色体含姐妹染色单体时,染色体数目和核DNA分子数目不同,且细胞质中也有DNA分子。
(2)[2019全国卷Ⅱ,T30(2)]与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中 。(3)[2017全国卷Ⅲ,T29(3)]培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是 。
染色体复制一次,细胞连续分裂两次
完成DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质
2.易错辨析有关细胞分裂的正误判断。(1)细胞分裂产生的子细胞都将继续分裂。( )(2)真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂。( )
提示 细胞分裂产生的子细胞有的保留分裂能力,继续分裂;有的进行分化,不再进行分裂;有的既不分裂,也不分化,称为G0期细胞。
提示 真核生物细胞进行三种方式的分裂,原核生物细胞进行二分裂。
(3)在细胞分裂过程中,染色体(质)条数始终和着丝点个数相同,染色单体消失于着丝点分裂时。( )
提示 细胞(2N)分裂过程中DNA和染色体变化规律:①染色体条数和着丝点个数一致(二者相等);②染色单体产生于DNA复制后,消失于着丝点分裂后(着丝点分裂后染色单体成为子染色体)。
(4)有丝分裂、无丝分裂和减数分裂过程中都会发生DNA复制。( )(5)细胞分裂时出现染色体纺锤体变化是保证核遗传物质均分的重要保障。( )
(6)联会是减数分裂中同源染色体的特殊行为,没有同源染色体的细胞,就不能进行正常减数分裂和有丝分裂。( )(7)形态、大小相同的染色体就是同源染色体。( )(8)人类精子发生过程中,姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的。( )
提示 细胞能否发生有丝分裂只和细胞分化程度高低有关,和细胞内有无同源染色体无关,例如植物的单倍体育种、雄蜂的发育。减数分裂则必须要求同源染色体存在,因为要发生正常联会才能继续分裂。
提示 着丝点分开后形成的两条子染色体,形态、大小相同,但不是同源染色体。
易错点拨有丝分裂产生的子细胞去向
1.细胞分化与全能性的判断(1)细胞分化的判断标准——关键看是否“与众不同”
(2)细胞全能性的判断标准
特别提醒一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达;细胞分化程度越低,全能性越高。但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
2.细胞的衰老与凋亡
特别提醒老年人头发变白是因为细胞中的酪氨酸酶活性降低,而白化病人头发变白是由于基因突变导致酪氨酸酶缺乏。
3.细胞的癌变及机理
题组一 精典对练——拿高分▶角度1 围绕细胞各种生命历程考查生命观念1.(2021河北卷,5)关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性
答案 A解析 细胞凋亡过程中也会合成蛋白质,如与凋亡有关的一些蛋白质,A项错误;自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,致使细胞衰老,清除自由基有助于延缓细胞衰老,B项正确;紫外线照射会导致皮肤癌,C项正确;已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性,D项正确。
2.(不定项选择)(2021湖南长沙月考)为解决器官移植所面临的肝源缺乏问题,中国科学家成功诱导人成纤维细胞重编程为hiHep细胞,hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述正确的是( )A.人成纤维细胞与hiHep细胞的核酸有所不同B.hiHep细胞通过主动运输将血清白蛋白运出细胞C.衰老的肝细胞中细胞核体积变小D.肝细胞的凋亡受相关基因的控制
答案 AD解析 同一个体的人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA相同,但由于基因的选择性表达,两种细胞内的RNA有所不同,A项正确;血清白蛋白为大分子,所以hiHep细胞通过胞吐方式将血清白蛋白运出细胞,B项错误;衰老的肝细胞中细胞核体积变大,C项错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,因此肝细胞的凋亡受相关基因的控制,D项正确。
题后归纳细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较
▶角度2 围绕细胞生命历程并结合相关信息考查科学思维能力3.科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。下图为该实验示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.应用该技术可提高器官移植的成功率B.iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不完全相同C.关键基因表达使高度分化的细胞成为干细胞,降低了细胞的分化程度D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
答案 D解析 诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植,在一定程度上可避免发生免疫排斥反应,能提高器官移植的成功率,A项正确;往肌肉细胞中移入4个关键基因,关键基因表达可使肌肉细胞成为iPS细胞,故iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不完全相同,B项正确;关键基因表达使高度分化的肌肉细胞成为多能干细胞,降低了细胞的分化程度,C项正确;图示过程中iPS细胞只是分化形成各种细胞,没有形成个体,故没有体现iPS细胞的全能性,D项错误。
题后点拨关注细胞分化相关的三个易错点
4.(不定项选择)(2020湖南湖湘教育三新探索协作体期中)有一种“生物活性绷带”的原理是先让细胞在特殊膜片上增殖5~7 d后,将膜片敷到患者伤口上,膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处,并促进新生皮肤层生长,达到愈合伤口的目的。下列有关叙述正确的是( )A.人的皮肤烧伤后易引起感染,主要是由皮肤、黏膜组成的第一道防线受损所致B.种植在膜片上的细胞样本最好选择来自本人的干细胞,是因为干细胞能直接分裂形成皮肤细胞,且干细胞和皮肤细胞内的核酸完全一样C.由自身干细胞培养得到新生皮肤,其中表皮、真皮等部位的细胞形态、功能各异,这是基因选择性表达的结果D.若采用异体皮肤移植会导致排异反应,原因是效应T细胞对移植皮肤细胞有杀伤作用
答案 ACD解析 皮肤和黏膜是人体的第一道防线,对病原体有一定的防卫功能,故皮肤烧伤后易引起感染,A项正确;种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人,否则容易发生免疫排斥反应,B项错误;由自身干细胞培养得到新生皮肤,其中表皮、真皮等部位的细胞形态、功能各异,这是基因选择性表达的结果,C项正确;若采用异体皮肤移植会导致排异反应,主要是因为效应T细胞对异体的移植皮肤细胞有杀伤作用,D项正确。
▶角度3 衍生点——给予新情境,围绕细胞生命历程及其机制考查科学思维能力5.(不定项选择)(2021河北唐山模拟)科学家们提出了众多有关细胞衰老起因的学说,目前为大家普遍接受的学说之一是自由基学说。衰老的自由基学说的核心内容有3条:①衰老是由自由基对细胞成分的有害进攻造成的;②这里所说的自由基,主要就是氧自由基;③维持体内适当水平的抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老。下列可以作为衰老的自由基学说证据的是( )A.断奶后,向小鼠饲料中添加抗氧化剂,小鼠的寿命平均提高30%B.儿童细胞中合成的过氧化氢酶数量多,老年人细胞中过氧化氢酶浓度低C.人体血细胞与皮肤细胞中的端粒DNA长度随年龄增加而相应缩短D.与野生型相比,多一个过氧化氢酶基因的转基因果蝇平均寿命延长
答案 ABD解析 断奶后,向小鼠饲料中添加抗氧化剂,小鼠的寿命平均提高30%,符合自由基学说内容,A项符合题意;儿童细胞中合成的过氧化氢酶数量多,老年人细胞中过氧化氢酶浓度低,符合自由基学说内容,B项符合题意;人体血细胞与皮肤细胞中的端粒DNA长度随年龄增加而相应缩短,属于端粒学说的内容,C项不符合题意;与野生型相比,多一个过氧化氢酶基因的转基因果蝇平均寿命延长,符合自由基学说内容,D项符合题意。
▶角度4 衍生点——围绕细胞生命历程考查科学探究与社会责任6.科学家探究了不同浓度醋酸铅对小鼠胸腺细胞凋亡率的影响,结果如表所示。下列分析正确的是( )
A.甲组为实验组,乙、丙、丁三组为对照组B.醋酸铅的浓度是因变量,胸腺细胞凋亡率是自变量C.实验说明在一定范围内醋酸铅可导致小鼠胸腺细胞凋亡率升高D.小鼠在正常的生活环境中胸腺细胞不会发生凋亡
答案 C解析 根据题干信息可知,该实验的目的是探究不同浓度醋酸铅对小鼠胸腺细胞凋亡率的影响,表格中甲组醋酸铅浓度为0,故为对照组,其余三组是实验组,A项错误;根据实验目的可知,醋酸铅浓度是自变量,胸腺细胞凋亡率是因变量,B项错误;根据表格数据可知,随着醋酸铅浓度的增加,胸腺细胞凋亡率不断升高,说明在一定范围内醋酸铅可导致小鼠胸腺细胞凋亡率升高,C项正确;甲组实验结果说明小鼠在正常的生活环境中胸腺细胞也会发生凋亡,D项错误。
7.(2021湖南卷,9)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如右图所示。下列叙述错误的是( )A.长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高B.烟草中含有多种化学致癌因子,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低
C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂失控D.肺部细胞癌变后,癌细胞彼此之间黏着性降低,易在体内分散和转移
答案 C解析 据图分析可知,长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高,A项正确;据图分析可知,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低,B项正确;原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,原癌基因突变后可能导致细胞生长和分裂失控,C项错误;肺部细胞癌变后,由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移,D项正确。
题组二 易错防范——不失分1.真题速览(1)有关细胞分化的正误判断。①[2020江苏卷,T4A]高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖。( )
提示 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。
②[2020浙江1月选考,T6C]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。( )
提示 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遗传信息。
③[2018全国卷Ⅲ,T2D]哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。( )④[2019江苏卷,T2B]细胞分化要通过基因的选择性表达来实现。( )
(2)有关细胞凋亡、癌变的正误判断。①[2021浙江1月选考,T3A]秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1 090个,而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是细胞凋亡。( )②[2019江苏卷,T2C]细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动。( )
③[2019全国卷Ⅰ,T1A]胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡。( )④[2017全国卷Ⅲ,T2D]细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。( )⑤[2018全国卷Ⅱ,T6B]癌细胞中可能发生多个基因突变,细胞形态发生变化。( ) ⑥[2019江苏卷,T2D]细胞癌变由与癌有关基因的显性突变引起。( )
提示 胎儿手的发育过程中,手指间隙的细胞会发生细胞凋亡。
提示 细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,并不单纯指发生显性突变。
2.易错辨析有关细胞分化、衰老、凋亡、癌变的正误判断。(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。( )
提示 种子萌发属于正常的发育过程,并非细胞的全能性表达。
提示 造血干细胞的细胞核具有全能性。
(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。( )
提示 胚胎发育过程中也存在细胞衰老和凋亡的现象。
(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。( )
提示 被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。
提示 原癌基因属于正常基因,并非由抑癌基因突变而来。
易错点拨与细胞生命历程有关的两个易错点
小题解题技法突破(三) 就“生”避“熟”法
【技法指导】与就“熟”避“生”法相反,就“生”避“熟”法主要针对一些新情境中新衍生的知识,这些知识往往看似与学生既有的知识储备相矛盾,但实则是打破学生固有的旧思维,重建知识的新秩序,是“顺新情境之藤,摸新情境之瓜”的思维模式。解答本类题目应提升灵活变通能力及思维变通能力。思维定式、死搬硬套是错答此类问题的主要原因,防止出错的最佳途径是“仔细审题、明察秋毫、务必跟着题干信息走新路,防止走熟路、走老路,力避思维定式”。
▶特训1(2021山东潍坊一模)细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式,其特征是依赖炎性半胱天冬酶,使细胞不断胀大直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放进而激活强烈的炎症反应,并伴有大量促炎症因子(可介导多种免疫反应)释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。下列叙述正确的是( )A.细胞焦亡与细胞内基因及其表达调控无关B.细胞焦亡在抗击病原体感染中发挥重要作用C.焦亡时细胞膜破裂使组织液渗透压降低D.促炎症因子通过为免疫系统提供能量提高免疫力
答案 B解析 题干信息表明,细胞焦亡是细胞内一种新的细胞程序性死亡方式,则细胞焦亡应与细胞内基因及其表达调控有关;细胞焦亡时细胞膜破裂、内容物流出将提升组织液渗透压;促炎症因子可介导多种免疫反应,但并非为免疫系统提供能量。
就“生”避“熟”本题“生”处在于细胞“焦亡”,“熟”之处在于与之类似的诸如细胞膜破裂、导致细胞内容物释放进而激活强烈炎症反应等的细胞坏死的相关知识;倘若不能将题干文本信息中“发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式”与细胞焦亡这种“生疏”信息相结合,便很容易导致错答。
▶特训2(2021江苏南京、盐城一模)在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控,确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期B.抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点C.抑制cyclinE蛋白基因的表达,促进细胞由G1期进入S期D.蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
答案 C解析 根据题干信息可知,周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期,A项正确;周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期,故抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点,B项正确;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物MPF后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期,故抑制cyclinE蛋白基因的表达,会抑制细胞由G1期进入S期,C项错误;激活的CDK2能够促进细胞由G1期进入S期,故蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控,D项正确。
就“生”避“熟”本题“生”之处在于MPF及其活性与周期蛋白关系等,“熟”之处在于细胞周期的各阶段,只有将已有的关于细胞周期的知识与“周期蛋白cyclinB与酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期”这一有效信息结合,才能快速解答。
▶特训3细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时,可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供物质,并经一系列过程为细胞提供能量。图甲、乙表示酵母细胞自噬的信号调控过程,其中Akt和mTOR分别是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。下列分析错误的是( )
A.溶酶体与细胞自噬有关B.细胞凋亡受基因控制,细胞自噬不受基因控制C.当营养物质充足时,胰岛素可激活Akt,抑制细胞凋亡D.酵母细胞启动自噬过程的意义是为细胞生命活动提供ATP
答案 B解析 溶酶体是细胞的“消化车间”,其内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,因此,溶酶体与细胞自噬有关,A项正确。细胞凋亡和细胞自噬都受基因控制,贯穿细胞正常的生长发育过程,可在生物体的生命活动中发挥积极作用,B项错误。据图甲可知,当营养物质充足时,胰岛素可激活Akt,抑制细胞凋亡,C项正确。根据题意,细胞可通过降解自身大分子物质或细胞器,为细胞生存提供能量;据图乙可知,营养物质缺乏时,酵母细胞启动自噬过程,细胞自噬产生的物质可在线粒体中被分解,产生ATP,供细胞生命活动利用,D项正确。
就“生”避“熟”本题“生”之处在于Akt和mTOR与细胞凋亡及细胞自噬的关系,“熟”之处在于细胞凋亡受基因控制;细胞自噬是细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制,从表面上看,似乎对细胞不利,因而易错误地认为这种“自噬”不受基因控制,从而导致错答。
热考主题微网(三)常考易错的11种细胞
【考向探析】上述微网中涉及的11种细胞是高考命题的重要切入点,考查内容涉及相关细胞在结构与功能等方面的特殊性及细胞在相关实验中的应用等,尤其强化细胞的结构与功能。
【真题感悟】1.(2018海南卷,2)关于酵母菌和乳酸菌的叙述,错误的是( )A.酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸B.酵母菌有线粒体,而乳酸菌无线粒体C.酵母菌具有细胞核,而乳酸菌具有拟核D.溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁
答案 D解析 酵母菌为兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸;乳酸菌为厌氧型生物,只能进行无氧呼吸,A项正确。酵母菌为真核生物,有细胞核,有线粒体、溶酶体等具膜细胞器;乳酸菌为原核生物,没有细胞核,但有拟核,其细胞中只有核糖体一种细胞器,无线粒体、溶酶体等具膜细胞器,B、C两项正确。溶菌酶可与细菌细胞壁中的肽聚糖相结合,破坏某些细菌(如乳酸菌)的细胞壁,但不能破坏酵母菌的细胞壁,D项错误。
2.(2016全国Ⅰ卷,1)下列与细胞相关的叙述,正确的是( )A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
答案 B解析 核糖体无膜结构,溶酶体具有单层膜结构,A项错误。酵母菌是真核细胞,其细胞核内既有DNA,也有RNA,B项正确。蓝藻细胞是原核细胞,无线粒体,C项错误。在叶绿体的基质中能进行光合作用的暗反应从而固定CO2,在叶绿体的类囊体薄膜上能进行光反应生成ATP,D项错误。
3.(2017海南卷,2)下列关于原核生物的叙述,错误的是( )A.大肠杆菌的细胞内有核糖体B.细胞对物质的吸收具有选择性C.拟核区中含有环状的DNA分子D.蓝藻细胞的叶绿体中含有叶绿素
答案 D解析 原核生物是由原核细胞组成的。大肠杆菌是原核生物,核糖体是原核细胞中唯一的细胞器,A项正确;所有生物的细胞膜都具有选择透过性,B项正确;细菌的拟核区有一个大型、裸露的环状DNA分子,C项正确;蓝藻含有叶绿素和藻蓝素,但无叶绿体,D项错误。
【专项集训】1.(2021山东章丘四中高三月考) 2018年中国科学院首次人工创建了自然界不存在的生命——人造单染色体酵母,其与天然酵母细胞形态结构、功能相似,但仅含有一条“超级染色体”。下列关于人造单染色体酵母的叙述,正确的是( )A.没有以核膜为界限的细胞核B.遗传信息储存在RNA中C.葡萄糖为其直接能源物质D.在核糖体中合成蛋白质
答案 D解析 酵母菌属于真菌,有以核膜为界限的细胞核,A项错误。酵母菌的遗传信息储存在DNA中,B项错误。ATP为其直接能源物质,C项错误。酵母菌有核糖体,核糖体是蛋白质合成的场所,D项正确。
2.(2021福建三明模拟)近日,某市发生一起“酸汤子”中毒事件,导致9人死亡。调查表明,罪魁祸首是一种兼性厌氧型细菌——椰毒假单胞菌,它产生的米酵菌酸是一种毒素,即使120 ℃加热1 h也不能破坏其毒性。下列有关叙述正确的是( )A.米酵菌酸是一种蛋白质B.椰毒假单胞菌只有核糖体一种细胞器C.椰毒假单胞菌的遗传信息主要储存在染色体上D.椰毒假单胞菌和酵母菌类似,具有以核膜为界限的细胞核
答案 B解析 米酵菌酸是酸,而蛋白质是由氨基酸合成的大分子,且在高温下会失活,因此米酵菌酸不是蛋白质,A项错误。椰毒假单胞菌是原核生物,只有核糖体一种细胞器,B项正确。椰毒假单胞菌是细菌,没有染色体,遗传物质在拟核区的DNA上,C项错误。椰毒假单胞菌是原核生物,没有核膜,D项错误。
3.下列有关酵母菌、蓝藻、小球藻的叙述,正确的是( )A.都具有以核膜为界限的细胞核B.都以DNA作为细胞的遗传物质C.都只能通过有氧呼吸获得能量D.都能通过有丝分裂增加细胞数量
答案 B解析 酵母菌和小球藻属于真核生物,蓝藻属于原核生物,原核生物无以核膜为界限的细胞核,A项错误;具有细胞结构的生物,遗传物质都是DNA,B项正确;酵母菌为兼性厌氧型生物,可通过无氧呼吸获得能量,C项错误;蓝藻属于原核生物,没有染色质,不能进行有丝分裂,D项错误。
4.生物体的结构和功能总是相适应的,下列有关叙述错误的是( )A.草履虫进化出两个细胞核保证了正常的核质比,有利于生命活动的正常进行B.小肠绒毛上皮细胞向肠腔内伸出突起,有利于提高营养物质的跨膜运输速率C.真核细胞中的细胞骨架不仅参与物质运输、信息传递,还和能量转换有关D.癌细胞膜上糖蛋白减少,使其容易分散和转移
答案 B解析 草履虫细胞有两个细胞核,保证了细胞核对细胞的控制,有利于生命活动的正常进行,A项正确;小肠绒毛上皮细胞向肠腔内伸出突起,增大了小肠和食物的接触面积,有利于小肠对营养物质的充分吸收,但不会提高营养物质的跨膜运输速率,B项错误;细胞骨架与细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转换、信息传递等有关,C项正确;癌细胞表面发生改变,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,导致细胞间的黏着性降低,易于分散和转移,D项正确。
5.结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一观点的是( )A.叶绿体含有双层膜,有利于扩大光合作用的受光面积B.哺乳动物成熟的红细胞呈双凹的圆饼状,有利于其自身携带O2并进行有氧呼吸C.吞噬细胞的溶酶体含有多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或病菌D.根尖分生区细胞含有大液泡,有利于根吸收水分
答案 C解析 叶绿体含有双层膜,但是接收、传递、转化光能的结构是类囊体薄膜,A项不符合题意;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核及众多的细胞器,不能进行有氧呼吸,B项不符合题意;吞噬细胞在免疫过程中扮演着很重要的角色,其主要任务之一就是吞噬侵入机体的病毒或细菌,然后依靠其中的溶酶体把细菌和病毒消化分解,C项符合题意;根尖分生区细胞不含大液泡,D项不符合题意。
考点一细胞的有丝分裂和减数分裂
考点二 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
【网络构建 知识串联】
①DNA ②分裂期 ③纺锤体④漂洗 ⑤染色
⑥同源染色体 ⑦着丝点
⑪形成不同组织、器官 ⑫稳定 ⑬含有本物种的全套遗传信息
⑮原癌基因和抑癌基因发生突变 ⑯无限增殖 ⑰降低
⑱基因控制的细胞编程性死亡
【教材深挖 表达训练】
1.[教材必修1P114“技能训练”]有些个体较大的原生动物的细胞中会出现两个甚至多个细胞核,而有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡,如何解释这些现象?2.[教材必修1P111“批判性思维”]细胞越小,细胞的相对表面积就越大,物质运输效率就会越高,细胞体积是不是越小越好?请分析原因。
提示 个体较大的单细胞动物,细胞出现多核,有利于控制细胞;细胞内出现伸缩泡,有利于增大细胞膜表面积,便于物质交换。
提示 不是。细胞容纳进行生命活动必需的酶和核糖体等结构需要一定的空间。
3.[教材必修1P114“技能训练”]草履虫是单细胞原生动物,其体内有两个细胞核,一个核与营养代谢有关,一个核与生殖有关,请从结构与功能观角度分析这一现象。4.[教材必修1P115“练习”拓展题1]卵细胞为什么体积比较大?
提示 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,草履虫细胞较大,一个核不能有效地控制草履虫的生命活动。
提示 卵细胞的卵黄中储存了大量营养物质,卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供,不是靠细胞外物质的输入;细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输,而卵细胞内部储存了大量的营养物质,可以长得比较大。
5.[教材必修1P118“图6-9”]细胞分化形成的不同细胞的核遗传物质相同吗?为什么?6.[教材必修1P119“相关信息”]在转基因动物的培育中,为什么必须选用受精卵或早期胚胎细胞作为目的基因导入的受体细胞?
提示 相同。因为这些不同的细胞是由一个受精卵通过有丝分裂后分化形成的。
提示 因为受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞。
7.[教材必修1P122“正文内容”]举例说出自由基对细胞的危害。8.细胞有丝分裂的重要意义是什么?
提示 攻击生物膜造成生物膜损伤;攻击DNA可能引起基因突变;攻击蛋白质使蛋白质活性下降。
提示 有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,因而在细胞的亲代与子代之间保持了遗传性状的稳定性。
1.细胞周期中的12个关注点
特别提醒若抑制植物细胞高尔基体活动,则分裂末期无法形成细胞板,从而形成多核细胞,进而发育为多倍体。
2.抓住关键点,快速判断二倍体生物细胞分裂方式
3.减数分裂中根据细胞质分裂情况判断细胞的名称
4.“三看”染色体、核DNA数目变化曲线速判细胞分裂方式
5.细胞分裂与可遗传的变异
特别提醒XXY与XYY异常个体成因分析(1)XXY成因(2)XYY成因:父方减数第二次分裂异常,即减数第二次分裂后期Y染色体着丝点分裂后,两条Y染色体共同进入同一精细胞。
题组一 精典对练——拿高分▶角度1 考查有丝分裂、减数分裂过程及其比较1.(2021全国卷乙,1)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条染色单体组成,含2个DNA分子C.在中期,8条染色体的着丝点排列在赤道板上,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
答案 D解析 在有丝分裂间期,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,此时着丝点排列在赤道板上,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,着丝点分裂,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第一次分裂后期分开,有丝分裂不涉及同源染色体的变化,D项错误。
2.(不定项选择)(2021湖南五市十校教研教改共同体月考)图1表示某二倍体哺乳动物细胞分裂过程中细胞内每条染色体上DNA含量变化,图2为该动物体内不同分裂时期的细胞模式图。综合图1和图2分析,下列有关说法错误的是( )
A.处于图1中CD段的细胞中含有2个或4个染色体组B.图2所示的细胞中含同源染色体的是乙和丙C.图1所示细胞分裂完成后产生的子细胞为卵细胞或体细胞D.图2甲细胞有丝分裂产生的子细胞遗传组成有差异
答案 ABC解析 处于图1中CD段的细胞中含有2个或1个染色体组,A项错误;图2所示的细胞中含同源染色体的是甲、乙和丙,B项错误;图1所示细胞分裂既可以是有丝分裂,也可以是减数分裂,所以完成后产生的子细胞为卵细胞、极体或体细胞,C项错误;图2甲细胞发生了突变,有丝分裂产生的子细胞遗传组成有差异,D项正确。
技巧点拨“两看法”判断二倍体生物细胞分裂方式
▶角度2 结合细胞分裂与可遗传变异考查科学思维能力3.(2021浙江温州模拟)右图为某哺乳动物细胞分裂某个时期的模式图,下列叙述错误的是( )A.该细胞一定发生了基因突变B.该细胞一定发生了等位基因的互换C.该细胞最多产生4种类型的配子D.该细胞有4套遗传信息
答案 B解析 图示细胞中一条染色体的两条姐妹染色单体基因分别为A、a,而其同源染色体两条姐妹染色单体基因均为a,故图示细胞不是发生了等位基因的互换,而一定是发生了基因突变(A→a),A项正确,B项错误;该细胞右侧同源染色体形态、大小不同,故该哺乳动物个体为雄性,产生的配子基因型可能为AX、aX、AY、aY,共4种,C项正确;该细胞能产生4种配子,故该细胞有4套遗传信息,D项正确。
技巧点拨流程图阐释姐妹染色单体上的“等位基因”的来源
4.一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列有关叙述错误的是( )A.若某细胞中无染色单体,基因型为AAXBXB,则该细胞可能处于减数第二次分裂后期B.处于减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期的细胞中染色体组数相同,但核DNA分子数不同C.若产生的精子中AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则这只是减数第一次分裂后期基因自由组合的结果D.若产生的精子中AXB∶aY=1∶1,说明该精原细胞进行了正常的减数分裂
答案 C解析 基因型为AaXBY的精原细胞经DNA复制后,在减数第一次分裂过程中非同源染色体自由组合,若携带有A、B基因的染色体进入同一个次级精母细胞,则在减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂,会形成无染色单体且基因型为AAXBXB的细胞,A项正确;在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期,细胞中染色体组数都与体细胞中的相同,但减数第二次分裂后期细胞中核DNA分子数是减数第一次分裂后期细胞中的一半,B项正确;一个精原细胞经减数分裂应该产生2种比例相等的精子,若产生的精子中AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了交叉互换,C项错误;正常情况下,一个基因型为AaXBY的精原细胞产生的精子的基因型及比例为AXB∶aY=1∶1或aXB∶AY=1∶1,D项正确。
题后归纳 根据配子类型判断变异原因
▶角度3 细胞分裂中染色体与核DNA的同位素追踪5.(2021湖南永州一模)若某动物(2n=8)的一个精原细胞内所有核DNA的脱氧核苷酸链均被32P标记,经过两次分裂,下列有关其所产生的4个子细胞中含有被32P标记的核DNA条数的分析(原料不含放射性),正确的是( )A.若精原细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中均有2条被32P标记B.若精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞中均有2条被32P标记C.若精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞中均有4条被32P标记D.若精原细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中均有4条被32P标记
答案 C解析 若精原细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中被32P标记的核DNA可能是0~8条,A、D两项错误;若精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞中均有4条核DNA被32P标记,B项错误,C项正确。
6.(不定项选择)(2021湖南长沙月考)某二倍体高等动物的基因型为DdEe,其1个精原细胞(核DNA全部被32P标记)置于普通培养液中培养一段时间,分裂过程中形成的其中1个细胞如右图所示,该细胞只有2条染色体的DNA含有32P。不考虑基因突变,下列叙述正确的是( )A.分裂形成该细胞的减数分裂过程中一定发生了交叉互换B.该精原细胞通过分裂最终形成4个不同基因型的精细胞C.该细胞中含有2个染色体组,2对同源染色体D.该精原细胞形成该细胞的过程中至少经历了2次核DNA复制
答案 ABD解析 不考虑基因突变,根据染色体形态和颜色判断分裂形成该细胞的减数分裂过程中一定发生了交叉互换,A项正确;该精原细胞减数分裂最终能产生De、de、DE、dE 4种基因型的精细胞,B项正确;图中细胞不含同源染色体,着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期,C项错误;根据DNA半保留复制的特点,该精原细胞经过一次DNA复制产生的子细胞的DNA都含有32P(双链中只有1条链含有32P),再经过一次复制,每条染色体上只有1条姐妹染色单体含有32P,图中细胞处于减数第二次分裂后期,细胞中只有2条染色体的DNA含有32P,则DNA至少复制了2次,因此该精原细胞形成该细胞的过程中至少经历了2次核DNA复制,D项正确。
▶角度4 衍生点——结合新情境信息考查细胞周期中物质或结构变化及分析7.(不定项选择)(2021河北衡水模拟)细胞周期同步化是指自然发生或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。胸腺嘧啶核苷(TdR)是一种DNA合成可逆抑制剂(阻断S期,去除后S期可继续进行)。某同学设计了以下实验来获得全部处于G1/S期交界处的同步化细胞:①加入过量TdR,处理时间为T1;②移去TdR,加入新鲜培养液,处理时间为T2;③再次加入过量TdR,处理时间为T3;④移去TdR,加入新鲜培养液,将阻断的细胞全部释放,得到较高同步化的S期细胞。若用TG1、TS、TG2和TM分别表示细胞周期G1、S、G2和M所用时长,下列叙述正确的是( ) A.T1≥TG1+TG2+TMB.TS
为了获得上述实验数据,研究人员需要对蚕豆根尖 区细胞进行观察、统计。图1显示,对照组细胞分裂指数仅约为24‰,其原因是 。随着铬离子浓度的增加,处于有丝分裂的细胞数量 。 (2)研究者在实验中观察到图2所示的图像,其中箭头所示为染色体断裂后形成的染色体断片,是细胞重度毒害的指标之一。①图中含有染色体断片的细胞正处于有丝分裂的 期。 ②研究发现铬离子对细胞增殖的影响还与其处理时长相关,如需验证,请完善下表。
(3)为了避免铬对生物体细胞增殖等生命活动产生影响,应该 。
答案 (1)分生 分裂期在细胞周期中所占比例小(或分裂间期在细胞周期中所占比例大) 减少 (2)①中 ②每隔24 h(或间隔固定时间) 与对照组相比,随着培养时间的延长,细胞分裂指数越低,染色体断片越多 (3)勿随意丢弃含铬的废弃物(或对含铬废弃物进行适当处理后丢弃)
解析 (1)要观察细胞有丝分裂过程,应选择细胞分裂旺盛的分生区细胞进行观察、统计;由于一个细胞周期中分裂期所占比例小(或分裂间期在细胞周期中所占比例大),故对照组细胞分裂指数仅约为24‰;据图分析可知,随着铬离子浓度的提高,细胞的分裂指数越来越低,即处于有丝分裂的细胞数量减少。(2)①据图可知,图示细胞染色体的着丝点整齐排列,且染色体形态稳定,故处于有丝分裂中期。②本实验目的为探究铬离子处理时长对细胞增殖的影响,故实验的自变量为铬离子处理时间,因变量为细胞增殖情况,实验设计应遵循对照原则和单一变量原则。故据此分析,步骤3应为每隔24 h(或间隔固定时间),进行取材、制片、观察、记录、统计,观测细胞增殖情况。结合结论可知,本实验的预期结果应为与对照组相比,随着培养时间延长,细胞分裂指数越低,染色体断片越多。(3)由于“如果含铬的废弃物处理不当,进入土壤和水体,就会对生物产生危害”,故为了避免铬对生物体细胞增殖等生命活动产生影响,应对含铬废弃物进行适当处理后丢弃(或勿随意丢弃含铬的废弃物)。
题组二 易错防范——不失分1.真题速览(1)有关细胞分裂的正误判断。①[2020海南卷,T11A]细胞分裂和分化均可增加细胞数量。( )②[2020山东卷,T3B]观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。( )③[2020浙江7月选考,T8BD]高等动物胚胎干细胞分裂过程中,可发生在同一时期的是“染色体和纺锤体的出现”“中心体的复制和染色体组数的加倍”。( )
提示 细胞分化不会导致细胞数量增加。
提示 中心体复制发生在分裂间期,染色体组数加倍发生在分裂后期。
④[2018全国卷Ⅲ,T2A]成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。( )⑤[2018全国卷Ⅲ,T4A]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。( )⑥[2018全国卷Ⅲ,T4C]一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同。( )
提示 成熟个体细胞的增殖过程中,分裂间期DNA复制和蛋白质合成等需要消耗能量,分裂期纺锤丝牵引染色体运动等也需要消耗能量。
⑦[2018江苏卷,T24C]观察细胞有丝分裂——洋葱根尖、龙胆紫溶液——在高倍镜的同一个视野中,可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形,排列紧密。( )⑧[2017海南卷,T23A]细胞中染色体的数目始终等于DNA分子的数目。( )
提示 在观察植物细胞有丝分裂实验中,高倍镜的一个视野中一般只能观察到少量细胞,所以不一定能看到各时期的细胞。
提示 当一条染色体含姐妹染色单体时,染色体数目和核DNA分子数目不同,且细胞质中也有DNA分子。
(2)[2019全国卷Ⅱ,T30(2)]与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中 。(3)[2017全国卷Ⅲ,T29(3)]培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是 。
染色体复制一次,细胞连续分裂两次
完成DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质
2.易错辨析有关细胞分裂的正误判断。(1)细胞分裂产生的子细胞都将继续分裂。( )(2)真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂。( )
提示 细胞分裂产生的子细胞有的保留分裂能力,继续分裂;有的进行分化,不再进行分裂;有的既不分裂,也不分化,称为G0期细胞。
提示 真核生物细胞进行三种方式的分裂,原核生物细胞进行二分裂。
(3)在细胞分裂过程中,染色体(质)条数始终和着丝点个数相同,染色单体消失于着丝点分裂时。( )
提示 细胞(2N)分裂过程中DNA和染色体变化规律:①染色体条数和着丝点个数一致(二者相等);②染色单体产生于DNA复制后,消失于着丝点分裂后(着丝点分裂后染色单体成为子染色体)。
(4)有丝分裂、无丝分裂和减数分裂过程中都会发生DNA复制。( )(5)细胞分裂时出现染色体纺锤体变化是保证核遗传物质均分的重要保障。( )
(6)联会是减数分裂中同源染色体的特殊行为,没有同源染色体的细胞,就不能进行正常减数分裂和有丝分裂。( )(7)形态、大小相同的染色体就是同源染色体。( )(8)人类精子发生过程中,姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的。( )
提示 细胞能否发生有丝分裂只和细胞分化程度高低有关,和细胞内有无同源染色体无关,例如植物的单倍体育种、雄蜂的发育。减数分裂则必须要求同源染色体存在,因为要发生正常联会才能继续分裂。
提示 着丝点分开后形成的两条子染色体,形态、大小相同,但不是同源染色体。
易错点拨有丝分裂产生的子细胞去向
1.细胞分化与全能性的判断(1)细胞分化的判断标准——关键看是否“与众不同”
(2)细胞全能性的判断标准
特别提醒一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达;细胞分化程度越低,全能性越高。但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
2.细胞的衰老与凋亡
特别提醒老年人头发变白是因为细胞中的酪氨酸酶活性降低,而白化病人头发变白是由于基因突变导致酪氨酸酶缺乏。
3.细胞的癌变及机理
题组一 精典对练——拿高分▶角度1 围绕细胞各种生命历程考查生命观念1.(2021河北卷,5)关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性
答案 A解析 细胞凋亡过程中也会合成蛋白质,如与凋亡有关的一些蛋白质,A项错误;自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,致使细胞衰老,清除自由基有助于延缓细胞衰老,B项正确;紫外线照射会导致皮肤癌,C项正确;已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性,D项正确。
2.(不定项选择)(2021湖南长沙月考)为解决器官移植所面临的肝源缺乏问题,中国科学家成功诱导人成纤维细胞重编程为hiHep细胞,hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述正确的是( )A.人成纤维细胞与hiHep细胞的核酸有所不同B.hiHep细胞通过主动运输将血清白蛋白运出细胞C.衰老的肝细胞中细胞核体积变小D.肝细胞的凋亡受相关基因的控制
答案 AD解析 同一个体的人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA相同,但由于基因的选择性表达,两种细胞内的RNA有所不同,A项正确;血清白蛋白为大分子,所以hiHep细胞通过胞吐方式将血清白蛋白运出细胞,B项错误;衰老的肝细胞中细胞核体积变大,C项错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,因此肝细胞的凋亡受相关基因的控制,D项正确。
题后归纳细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较
▶角度2 围绕细胞生命历程并结合相关信息考查科学思维能力3.科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。下图为该实验示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.应用该技术可提高器官移植的成功率B.iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不完全相同C.关键基因表达使高度分化的细胞成为干细胞,降低了细胞的分化程度D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
答案 D解析 诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植,在一定程度上可避免发生免疫排斥反应,能提高器官移植的成功率,A项正确;往肌肉细胞中移入4个关键基因,关键基因表达可使肌肉细胞成为iPS细胞,故iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不完全相同,B项正确;关键基因表达使高度分化的肌肉细胞成为多能干细胞,降低了细胞的分化程度,C项正确;图示过程中iPS细胞只是分化形成各种细胞,没有形成个体,故没有体现iPS细胞的全能性,D项错误。
题后点拨关注细胞分化相关的三个易错点
4.(不定项选择)(2020湖南湖湘教育三新探索协作体期中)有一种“生物活性绷带”的原理是先让细胞在特殊膜片上增殖5~7 d后,将膜片敷到患者伤口上,膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处,并促进新生皮肤层生长,达到愈合伤口的目的。下列有关叙述正确的是( )A.人的皮肤烧伤后易引起感染,主要是由皮肤、黏膜组成的第一道防线受损所致B.种植在膜片上的细胞样本最好选择来自本人的干细胞,是因为干细胞能直接分裂形成皮肤细胞,且干细胞和皮肤细胞内的核酸完全一样C.由自身干细胞培养得到新生皮肤,其中表皮、真皮等部位的细胞形态、功能各异,这是基因选择性表达的结果D.若采用异体皮肤移植会导致排异反应,原因是效应T细胞对移植皮肤细胞有杀伤作用
答案 ACD解析 皮肤和黏膜是人体的第一道防线,对病原体有一定的防卫功能,故皮肤烧伤后易引起感染,A项正确;种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人,否则容易发生免疫排斥反应,B项错误;由自身干细胞培养得到新生皮肤,其中表皮、真皮等部位的细胞形态、功能各异,这是基因选择性表达的结果,C项正确;若采用异体皮肤移植会导致排异反应,主要是因为效应T细胞对异体的移植皮肤细胞有杀伤作用,D项正确。
▶角度3 衍生点——给予新情境,围绕细胞生命历程及其机制考查科学思维能力5.(不定项选择)(2021河北唐山模拟)科学家们提出了众多有关细胞衰老起因的学说,目前为大家普遍接受的学说之一是自由基学说。衰老的自由基学说的核心内容有3条:①衰老是由自由基对细胞成分的有害进攻造成的;②这里所说的自由基,主要就是氧自由基;③维持体内适当水平的抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老。下列可以作为衰老的自由基学说证据的是( )A.断奶后,向小鼠饲料中添加抗氧化剂,小鼠的寿命平均提高30%B.儿童细胞中合成的过氧化氢酶数量多,老年人细胞中过氧化氢酶浓度低C.人体血细胞与皮肤细胞中的端粒DNA长度随年龄增加而相应缩短D.与野生型相比,多一个过氧化氢酶基因的转基因果蝇平均寿命延长
答案 ABD解析 断奶后,向小鼠饲料中添加抗氧化剂,小鼠的寿命平均提高30%,符合自由基学说内容,A项符合题意;儿童细胞中合成的过氧化氢酶数量多,老年人细胞中过氧化氢酶浓度低,符合自由基学说内容,B项符合题意;人体血细胞与皮肤细胞中的端粒DNA长度随年龄增加而相应缩短,属于端粒学说的内容,C项不符合题意;与野生型相比,多一个过氧化氢酶基因的转基因果蝇平均寿命延长,符合自由基学说内容,D项符合题意。
▶角度4 衍生点——围绕细胞生命历程考查科学探究与社会责任6.科学家探究了不同浓度醋酸铅对小鼠胸腺细胞凋亡率的影响,结果如表所示。下列分析正确的是( )
A.甲组为实验组,乙、丙、丁三组为对照组B.醋酸铅的浓度是因变量,胸腺细胞凋亡率是自变量C.实验说明在一定范围内醋酸铅可导致小鼠胸腺细胞凋亡率升高D.小鼠在正常的生活环境中胸腺细胞不会发生凋亡
答案 C解析 根据题干信息可知,该实验的目的是探究不同浓度醋酸铅对小鼠胸腺细胞凋亡率的影响,表格中甲组醋酸铅浓度为0,故为对照组,其余三组是实验组,A项错误;根据实验目的可知,醋酸铅浓度是自变量,胸腺细胞凋亡率是因变量,B项错误;根据表格数据可知,随着醋酸铅浓度的增加,胸腺细胞凋亡率不断升高,说明在一定范围内醋酸铅可导致小鼠胸腺细胞凋亡率升高,C项正确;甲组实验结果说明小鼠在正常的生活环境中胸腺细胞也会发生凋亡,D项错误。
7.(2021湖南卷,9)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如右图所示。下列叙述错误的是( )A.长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高B.烟草中含有多种化学致癌因子,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低
C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂失控D.肺部细胞癌变后,癌细胞彼此之间黏着性降低,易在体内分散和转移
答案 C解析 据图分析可知,长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高,A项正确;据图分析可知,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低,B项正确;原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,原癌基因突变后可能导致细胞生长和分裂失控,C项错误;肺部细胞癌变后,由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移,D项正确。
题组二 易错防范——不失分1.真题速览(1)有关细胞分化的正误判断。①[2020江苏卷,T4A]高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖。( )
提示 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。
②[2020浙江1月选考,T6C]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。( )
提示 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遗传信息。
③[2018全国卷Ⅲ,T2D]哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。( )④[2019江苏卷,T2B]细胞分化要通过基因的选择性表达来实现。( )
(2)有关细胞凋亡、癌变的正误判断。①[2021浙江1月选考,T3A]秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1 090个,而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是细胞凋亡。( )②[2019江苏卷,T2C]细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动。( )
③[2019全国卷Ⅰ,T1A]胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡。( )④[2017全国卷Ⅲ,T2D]细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。( )⑤[2018全国卷Ⅱ,T6B]癌细胞中可能发生多个基因突变,细胞形态发生变化。( ) ⑥[2019江苏卷,T2D]细胞癌变由与癌有关基因的显性突变引起。( )
提示 胎儿手的发育过程中,手指间隙的细胞会发生细胞凋亡。
提示 细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,并不单纯指发生显性突变。
2.易错辨析有关细胞分化、衰老、凋亡、癌变的正误判断。(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。( )
提示 种子萌发属于正常的发育过程,并非细胞的全能性表达。
提示 造血干细胞的细胞核具有全能性。
(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。( )
提示 胚胎发育过程中也存在细胞衰老和凋亡的现象。
(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。( )
提示 被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。
提示 原癌基因属于正常基因,并非由抑癌基因突变而来。
易错点拨与细胞生命历程有关的两个易错点
小题解题技法突破(三) 就“生”避“熟”法
【技法指导】与就“熟”避“生”法相反,就“生”避“熟”法主要针对一些新情境中新衍生的知识,这些知识往往看似与学生既有的知识储备相矛盾,但实则是打破学生固有的旧思维,重建知识的新秩序,是“顺新情境之藤,摸新情境之瓜”的思维模式。解答本类题目应提升灵活变通能力及思维变通能力。思维定式、死搬硬套是错答此类问题的主要原因,防止出错的最佳途径是“仔细审题、明察秋毫、务必跟着题干信息走新路,防止走熟路、走老路,力避思维定式”。
▶特训1(2021山东潍坊一模)细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式,其特征是依赖炎性半胱天冬酶,使细胞不断胀大直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放进而激活强烈的炎症反应,并伴有大量促炎症因子(可介导多种免疫反应)释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。下列叙述正确的是( )A.细胞焦亡与细胞内基因及其表达调控无关B.细胞焦亡在抗击病原体感染中发挥重要作用C.焦亡时细胞膜破裂使组织液渗透压降低D.促炎症因子通过为免疫系统提供能量提高免疫力
答案 B解析 题干信息表明,细胞焦亡是细胞内一种新的细胞程序性死亡方式,则细胞焦亡应与细胞内基因及其表达调控有关;细胞焦亡时细胞膜破裂、内容物流出将提升组织液渗透压;促炎症因子可介导多种免疫反应,但并非为免疫系统提供能量。
就“生”避“熟”本题“生”处在于细胞“焦亡”,“熟”之处在于与之类似的诸如细胞膜破裂、导致细胞内容物释放进而激活强烈炎症反应等的细胞坏死的相关知识;倘若不能将题干文本信息中“发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式”与细胞焦亡这种“生疏”信息相结合,便很容易导致错答。
▶特训2(2021江苏南京、盐城一模)在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控,确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期B.抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点C.抑制cyclinE蛋白基因的表达,促进细胞由G1期进入S期D.蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
答案 C解析 根据题干信息可知,周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期,A项正确;周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期,故抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点,B项正确;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物MPF后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期,故抑制cyclinE蛋白基因的表达,会抑制细胞由G1期进入S期,C项错误;激活的CDK2能够促进细胞由G1期进入S期,故蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控,D项正确。
就“生”避“熟”本题“生”之处在于MPF及其活性与周期蛋白关系等,“熟”之处在于细胞周期的各阶段,只有将已有的关于细胞周期的知识与“周期蛋白cyclinB与酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期”这一有效信息结合,才能快速解答。
▶特训3细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时,可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供物质,并经一系列过程为细胞提供能量。图甲、乙表示酵母细胞自噬的信号调控过程,其中Akt和mTOR分别是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。下列分析错误的是( )
A.溶酶体与细胞自噬有关B.细胞凋亡受基因控制,细胞自噬不受基因控制C.当营养物质充足时,胰岛素可激活Akt,抑制细胞凋亡D.酵母细胞启动自噬过程的意义是为细胞生命活动提供ATP
答案 B解析 溶酶体是细胞的“消化车间”,其内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,因此,溶酶体与细胞自噬有关,A项正确。细胞凋亡和细胞自噬都受基因控制,贯穿细胞正常的生长发育过程,可在生物体的生命活动中发挥积极作用,B项错误。据图甲可知,当营养物质充足时,胰岛素可激活Akt,抑制细胞凋亡,C项正确。根据题意,细胞可通过降解自身大分子物质或细胞器,为细胞生存提供能量;据图乙可知,营养物质缺乏时,酵母细胞启动自噬过程,细胞自噬产生的物质可在线粒体中被分解,产生ATP,供细胞生命活动利用,D项正确。
就“生”避“熟”本题“生”之处在于Akt和mTOR与细胞凋亡及细胞自噬的关系,“熟”之处在于细胞凋亡受基因控制;细胞自噬是细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制,从表面上看,似乎对细胞不利,因而易错误地认为这种“自噬”不受基因控制,从而导致错答。
热考主题微网(三)常考易错的11种细胞
【考向探析】上述微网中涉及的11种细胞是高考命题的重要切入点,考查内容涉及相关细胞在结构与功能等方面的特殊性及细胞在相关实验中的应用等,尤其强化细胞的结构与功能。
【真题感悟】1.(2018海南卷,2)关于酵母菌和乳酸菌的叙述,错误的是( )A.酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸B.酵母菌有线粒体,而乳酸菌无线粒体C.酵母菌具有细胞核,而乳酸菌具有拟核D.溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁
答案 D解析 酵母菌为兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸;乳酸菌为厌氧型生物,只能进行无氧呼吸,A项正确。酵母菌为真核生物,有细胞核,有线粒体、溶酶体等具膜细胞器;乳酸菌为原核生物,没有细胞核,但有拟核,其细胞中只有核糖体一种细胞器,无线粒体、溶酶体等具膜细胞器,B、C两项正确。溶菌酶可与细菌细胞壁中的肽聚糖相结合,破坏某些细菌(如乳酸菌)的细胞壁,但不能破坏酵母菌的细胞壁,D项错误。
2.(2016全国Ⅰ卷,1)下列与细胞相关的叙述,正确的是( )A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
答案 B解析 核糖体无膜结构,溶酶体具有单层膜结构,A项错误。酵母菌是真核细胞,其细胞核内既有DNA,也有RNA,B项正确。蓝藻细胞是原核细胞,无线粒体,C项错误。在叶绿体的基质中能进行光合作用的暗反应从而固定CO2,在叶绿体的类囊体薄膜上能进行光反应生成ATP,D项错误。
3.(2017海南卷,2)下列关于原核生物的叙述,错误的是( )A.大肠杆菌的细胞内有核糖体B.细胞对物质的吸收具有选择性C.拟核区中含有环状的DNA分子D.蓝藻细胞的叶绿体中含有叶绿素
答案 D解析 原核生物是由原核细胞组成的。大肠杆菌是原核生物,核糖体是原核细胞中唯一的细胞器,A项正确;所有生物的细胞膜都具有选择透过性,B项正确;细菌的拟核区有一个大型、裸露的环状DNA分子,C项正确;蓝藻含有叶绿素和藻蓝素,但无叶绿体,D项错误。
【专项集训】1.(2021山东章丘四中高三月考) 2018年中国科学院首次人工创建了自然界不存在的生命——人造单染色体酵母,其与天然酵母细胞形态结构、功能相似,但仅含有一条“超级染色体”。下列关于人造单染色体酵母的叙述,正确的是( )A.没有以核膜为界限的细胞核B.遗传信息储存在RNA中C.葡萄糖为其直接能源物质D.在核糖体中合成蛋白质
答案 D解析 酵母菌属于真菌,有以核膜为界限的细胞核,A项错误。酵母菌的遗传信息储存在DNA中,B项错误。ATP为其直接能源物质,C项错误。酵母菌有核糖体,核糖体是蛋白质合成的场所,D项正确。
2.(2021福建三明模拟)近日,某市发生一起“酸汤子”中毒事件,导致9人死亡。调查表明,罪魁祸首是一种兼性厌氧型细菌——椰毒假单胞菌,它产生的米酵菌酸是一种毒素,即使120 ℃加热1 h也不能破坏其毒性。下列有关叙述正确的是( )A.米酵菌酸是一种蛋白质B.椰毒假单胞菌只有核糖体一种细胞器C.椰毒假单胞菌的遗传信息主要储存在染色体上D.椰毒假单胞菌和酵母菌类似,具有以核膜为界限的细胞核
答案 B解析 米酵菌酸是酸,而蛋白质是由氨基酸合成的大分子,且在高温下会失活,因此米酵菌酸不是蛋白质,A项错误。椰毒假单胞菌是原核生物,只有核糖体一种细胞器,B项正确。椰毒假单胞菌是细菌,没有染色体,遗传物质在拟核区的DNA上,C项错误。椰毒假单胞菌是原核生物,没有核膜,D项错误。
3.下列有关酵母菌、蓝藻、小球藻的叙述,正确的是( )A.都具有以核膜为界限的细胞核B.都以DNA作为细胞的遗传物质C.都只能通过有氧呼吸获得能量D.都能通过有丝分裂增加细胞数量
答案 B解析 酵母菌和小球藻属于真核生物,蓝藻属于原核生物,原核生物无以核膜为界限的细胞核,A项错误;具有细胞结构的生物,遗传物质都是DNA,B项正确;酵母菌为兼性厌氧型生物,可通过无氧呼吸获得能量,C项错误;蓝藻属于原核生物,没有染色质,不能进行有丝分裂,D项错误。
4.生物体的结构和功能总是相适应的,下列有关叙述错误的是( )A.草履虫进化出两个细胞核保证了正常的核质比,有利于生命活动的正常进行B.小肠绒毛上皮细胞向肠腔内伸出突起,有利于提高营养物质的跨膜运输速率C.真核细胞中的细胞骨架不仅参与物质运输、信息传递,还和能量转换有关D.癌细胞膜上糖蛋白减少,使其容易分散和转移
答案 B解析 草履虫细胞有两个细胞核,保证了细胞核对细胞的控制,有利于生命活动的正常进行,A项正确;小肠绒毛上皮细胞向肠腔内伸出突起,增大了小肠和食物的接触面积,有利于小肠对营养物质的充分吸收,但不会提高营养物质的跨膜运输速率,B项错误;细胞骨架与细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转换、信息传递等有关,C项正确;癌细胞表面发生改变,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,导致细胞间的黏着性降低,易于分散和转移,D项正确。
5.结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一观点的是( )A.叶绿体含有双层膜,有利于扩大光合作用的受光面积B.哺乳动物成熟的红细胞呈双凹的圆饼状,有利于其自身携带O2并进行有氧呼吸C.吞噬细胞的溶酶体含有多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或病菌D.根尖分生区细胞含有大液泡,有利于根吸收水分
答案 C解析 叶绿体含有双层膜,但是接收、传递、转化光能的结构是类囊体薄膜,A项不符合题意;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核及众多的细胞器,不能进行有氧呼吸,B项不符合题意;吞噬细胞在免疫过程中扮演着很重要的角色,其主要任务之一就是吞噬侵入机体的病毒或细菌,然后依靠其中的溶酶体把细菌和病毒消化分解,C项符合题意;根尖分生区细胞不含大液泡,D项不符合题意。
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