2023届高考生物二轮复习细胞的生命历程学案

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞的生命历程学案，共26页。
第5讲　细胞的生命历程



1．(必修1 P15思维训练)细胞越小，表面积与体积的比值越大，物质运输的效率就越高。但细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。
2．(必修1 P116探究·实践)植物根尖分生区细胞在显微镜下的特点：细胞呈正方形，排列紧密。由于取材的根尖分生区细胞一般都是连续分裂，分裂是随机而不同步的，所以可以通过统计各时期的细胞占细胞总数的比例(要注意取多个样本再取平均值)，来估计各个时期占整个细胞周期的比例。
3．(必修1 P117拓展应用)在细胞周期中，分裂间期持续的时间明显比分裂期长，这是因为在分裂间期，细胞要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，即为分裂期进行物质准备，这都需要时间。
4．(必修1 P119正文)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
5．(必修1 P121旁栏思考)已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)，所以已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
6．(必修1 P125思考·讨论)年龄越大的个体内的体细胞增殖代数越少，年龄越小的个体内的体细胞增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
7．(必修1 P126正文)在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除都是通过细胞凋亡完成的。
8．(必修1 P126小字内容)处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，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。有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。
9．(必修1 P127思维训练)细胞的寿命与分裂能力之间无对应关系。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞的寿命只有5～7 d，但也不能分裂。
10．(必修2 P20旁栏思考)在减数分裂Ⅰ中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等行为，使细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中的染色体数目比初级精母细胞的减少一半。
11．(必修2 P23概念检测)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为10条。
12．(必修2P24探究·实践)比较同一时刻同一种生物不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化情况。这一做法能够成立的逻辑前提：同一生物的细胞所含遗传物质相同；增殖的过程相同；同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。
13．(必修2P28拓展应用)经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目不一定是体细胞的一半，如人类的“13三体综合征”遗传病患者就是由含有24条染色体(其中13号染色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育而来的。

1．细胞分裂间期的特点是____________________________________________________。
提示：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备；细胞有适度的生长，细胞体积增大
2．减数分裂Ⅰ过程中，染色体的变化是_________________________________________。
提示：同源染色体联会、非姐妹染色单体互换相应片段和同源染色体分离
3．细胞有丝分裂的意义是____________________________________________________。
提示：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性
4．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________________________________________________________________________。
提示：染色体复制一次，细胞连续分裂两次
5．与体细胞相比，花粉细胞中的染色体减少了一半，但仍具有全能性，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：与体细胞相比，花粉细胞中的染色体减少了一半，但仍具有发育为完整个体的全套基因
6．老年人的白发与白化病患者白发机理不同。分析其原因：_______________ _________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：老年人是由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸酶所致

考点1　细胞的有丝分裂和减数分裂
[核心整合]
1．细胞增殖方式及相互关系

2．细胞分裂图像的识别和细胞分裂方式的判定

3．减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化

(1)核DNA、染色体数量变化曲线的判断方法
曲线中有“斜线”存在——核DNA数量变化曲线；曲线中没有“斜线”存在——染色体数量变化曲线。
(2)细胞分裂方式判断方法——“三看”法
①一看“染色体峰值”：最大值为4N，则为有丝分裂；最大值为2N，则为减数分裂。
②二看“核DNA复制和分裂次数”：“斜线”出现一次，“垂直下降”出现两次，则为减数分裂；“斜线”出现一次，“垂直下降”出现一次，则为有丝分裂。
③三看“结果”：染色体和核DNA数目与分裂前相等，则为有丝分裂；若减半，则为减数分裂。
[素养提升]
1．细胞周期在调控因子的严格调控下沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为了探究细胞周期运行的调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验，获得如下结果。据表回答下列问题：

细胞融合的组合方式
融合细胞中的现象
第1组
M期细胞和G1期细胞
原G1期细胞中染色质出现凝缩
第2组
M期细胞和G2期细胞
原G2期细胞中染色质出现凝缩
第3组
S期细胞和G1期细胞
原G1期细胞核中DNA进行复制
第4组
S期细胞和G2期细胞
原G2期细胞核中DNA没有启动复制
(1)第1组和第2组的实验结果说明什么？
(2)第3组的实验结果说明了什么？
(3)若将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质会有什么变化？说明原因。
提示：(1)M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子。
(2)S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子。
(3)原S期细胞中染色质会发生凝缩，因为M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子。
2．小鼠(2n＝40)mT蛋白对精子的形成有重要作用。敲除控制合成mT蛋白的基因，检测并统计曲细精管中相关细胞核DNA含量及细胞数目比率如下表所示。回答下列问题：
细胞类型
(核DNA含量)
正常鼠的细胞数目比率(%)
敲除鼠的细
胞数目比率(%)
细胞A(20)
46.4
25.7
细胞B(40)
16.7
40.6
细胞C(80)
25.2
23.8
(1)细胞A、细胞B和细胞C分别是什么细胞？
(2)mT蛋白对精子的形成的作用是什么？判断的依据是什么？
提示：(1)细胞A为精细胞或精子；细胞B为染色体没有复制的精原细胞和次级精母细胞；细胞C为初级精母细胞和进行有丝分裂的精原细胞的前、中、后、末期细胞。
(2)mT蛋白对精子的形成的作用是将减数分裂过程阻滞在了减数分裂Ⅱ。与正常鼠相比，敲除鼠的次级精母细胞数量增加，精子数量减少。
[题组集训]
题组一　细胞周期和有丝分裂、减数分裂的过程
1．(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　　)

A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
解析　B　图示细胞为洋葱根尖细胞的有丝分裂，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝点整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；分裂间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在分裂间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。
2．(2021·全国卷Ⅰ)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
解析　D　已知果蝇体细胞含有8条染色体，每条染色体上有1个DNA分子，共8个DNA分子，在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，A正确；间期染色体已经复制，故在前期每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；在中期，8条染色体的着丝点排列在赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰，易于观察染色体，C正确；有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条，同源染色体不分离，D错误。
题组二　有丝分裂和减数分裂的比较
3．(2021·德州检测)如图甲、乙、丙是动物细胞分裂示意图，下列有关叙述正确的是(　　)

A．甲细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中含有2对同源染色体
B．乙细胞可能为次级精母细胞，其体细胞中染色体数为8
C．染色体①上同时出现基因B、b的原因一定是互换
D．在同一个生物体的睾丸内，可观察到甲、乙、丙三种细胞
解析　B　甲细胞中有同源染色体，呈现的特点是着丝粒分裂后形成的两条子染色体分别移向细胞两极，处于有丝分裂后期，此时细胞中含有4个染色体组，A项错误；乙细胞中没有同源染色体，呈现的特点是着丝粒分裂后形成的两条子染色体分别移向细胞两极，据此可判断处于减数分裂Ⅱ后期，可能为次级精母细胞，其体细胞中染色体数为8，B项正确；因染色体②上是2个b基因，故染色体①上同时出现基因B、b的原因一定是基因突变，C项错误；综上分析，在同一个生物体的睾丸内，可能观察到甲、丙两种细胞，不可能观察到乙细胞，D项错误。
4．(2022·马鞍山一模)图甲为某二倍体雄性哺乳动物细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)，图乙为该动物不同细胞类型中染色体和核DNA分子相对值。据图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．图甲细胞中有2个染色体组
B．图乙中细胞类型b只可能处于有丝分裂中期
C．图乙中5种类型细胞不可能都出现在该动物精巢中
D．若图乙中细胞类型c、d出现在同一次分裂中，则d先于c出现
解析　D　图甲中细胞处于有丝分裂后期，含有4个染色体组，A错误；图乙中细胞类型b可表示有丝分裂前期、中期，也可表示减数分裂Ⅰ，B错误；精巢中的精原细胞既可进行有丝分裂，也可进行减数分裂，因此图乙中5种类型细胞可能都出现在该动物精巢中，C错误；若图乙中细胞类型c、d出现在同一次分裂中，则只能出现在减数分裂过程中，d表示减数分裂Ⅱ前期和中期，c表示减数分裂Ⅱ后期和末期，因此d先于c出现，D正确。
考点2　细胞分裂与遗传、变异的联系
[核心整合]
1．关于细胞分裂与遗传规律的关系

2．细胞分裂与可遗传的变异



3．根据配子类型判断变异原因
假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或互换：

[素养提升]
1．果蝇的体细胞内共含有8条染色体，现将其一个细胞中每条染色体的DNA双链都用32P标记，放在含31P的培养基中培养，经过连续分裂，第一次分裂后期，分到一极的染色体中含有32P的有________条；第二次分裂，分到一极的染色体中含有32P的有________条，首次出现“每个细胞的中期和后期都有8条被标记的染色体”的情况是第________次分裂。
提示：8　0～8　二
2．XY型性别决定的生物繁殖过程中会产生XXY或XYY染色体异常的个体，请分析XXY或XYY异常个体形成的原因。
(1)XXY成因：_______________________________________________________________。
(2)XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ后期_______________________ ______________________________________________________。
提示：(1)第一种可能：父方减数第一次分裂后期X、Y染色体未分离，产生了XY型精子。该精子与正常的X型的卵细胞完成受精作用，得到XXY型受精卵。第二种可能：母方减数第一次分裂后期X、X染色体未分离，产生了XX型卵细胞。该卵细胞与正常的Y型的精子完成受精作用，得到XXY型受精卵。第三种可能：母方减数第二次分裂后期X染色体着丝粒分裂后两条X染色体进入同一个细胞，产生了XX型卵细胞。该卵细胞与正常的Y型的精子完成受精作用，得到XXY型受精卵
(2)父方减数第二次分裂后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一个细胞，产生了YY型精子。该精子与正常的X型的卵细胞完成受精作用，得到XYY型受精卵
[题组集训]
题组一　辨析分裂过程中的遗传问题
1．果蝇刚毛和截毛是由X和Y染色体同源区段上的一对等位基因(B、b)控制的，刚毛对截毛为显性。两只刚毛果蝇亲本杂交后代出现了一只染色体组成为XXY的截毛果蝇。下列叙述不正确的是(　　)
A．亲本雌果蝇的基因型是XBXb，亲本雄果蝇的基因型可能是XBYb或XbYB
B．XXY截毛果蝇的出现，可为生物的进化提供原材料
C．刚毛和截毛这对相对性状的遗传遵循孟德尔遗传规律，也可表现伴性遗传的特点
D．亲本雌果蝇减数分裂Ⅰ过程中X染色体条数与基因b个数之比为1∶1
解析　A　两只刚毛果蝇亲本杂交后代出现了一只染色体组成为XXY的截毛果蝇，并且刚毛对截毛为显性，则该截毛果蝇的基因型为XbXbYb，Y染色体来自雄果蝇，因此亲本雌果蝇的基因型是XBXb，亲本雄果蝇的基因型是XBYb，A错误；XXY截毛果蝇的出现是由于染色体变异引起的，是可遗传的变异，可为生物进化提供原材料，B正确；控制刚毛和截毛这对相对性状的基因位于性染色体上，因此会表现伴性遗传的特点，C正确；此亲本雌果蝇的基因型是XBXb，减数分裂Ⅰ过程中染色体已经完成了复制，X染色体有两条，并且b基因复制后有2个，因此X染色体条数与基因b个数之比为1∶1，D正确。
2．(不定项)果蝇体内两条X染色体有时可融合成一个X染色体，称为并连X(记作“X∧X”)，其形成过程如图所示，一只含有并连X的雌蝇(X∧XY)和一只正常雄蝇杂交，子代的基因型与亲代完全相同。子代连续交配也是如此，因而称为并连X保持系。下列叙述正确的是(　　)
A．形成X∧X的过程中发生了染色体缺失
B．染色体组成为X∧XX、YY的果蝇无法发育为新个体
C．在并连X保持系中，亲本雄蝇的Y染色体传向子代雄蝇
D．利用该保持系，可“监控”雄蝇Y染色体上的新发突变
解析　AB　两条X染色体融合成X∧X的过程中有染色体的片段消失，说明此过程中发生了染色体缺失，A正确；一只含有并连X的雌蝇(X∧XY)产生两种比值相等且分别含有X∧X和Y的卵细胞，一只正常雄蝇(XY)产生两种比值相等且分别含有X和Y的精子，二者杂交，子代的基因型与亲代完全相同，子代连续交配也是如此，说明子代中只存在染色体组成为XY、X∧XY的个体，而染色体组成为X∧XX、YY的果蝇无法发育为新个体，B正确；综合上述分析可推知：在并连X保持系中，亲本雄蝇的X染色体传向子代雄蝇，亲本雄蝇的Y染色体传向子代雌蝇，而且子代雌雄果蝇的数量比为1∶1。由于子代的基因型与亲代完全相同，当雄蝇X染色体上有新的突变产生时，子代雄蝇的性状可能会与亲本的有所不同。可见，利用该保持系，可“监控”和“记录”雄蝇X染色体上的新发突变，C、D错误。
题组二　辨析分裂过程中的变异问题
3．已知某基因型为AaBb个体的一个精原细胞产生了基因型为AaB、aaB、b、b的四个精子，下列说法不正确的是(　　)
A．A/a和B/b两对等位基因可能位于一对同源染色体上
B．减数分裂Ⅰ过程中可能发生了基因突变和一对同源染色体移向同一极
C．减数分裂过程中，可能发生了基因突变和染色体结构的变异
D．该精原细胞产生的精子与正常卵细胞结合后发育成的个体可能是三倍体
解析　D　A/a和B/b两对等位基因可能位于一对同源染色体上，则AaB、aaB、b、b的四个精子出现的原因可能是A基因发生隐性突变及A(或a)基因所在染色体易位到B基因所在染色体上共同导致的，A、C正确；若A/a和B/b两对等位基因位于两对同源染色体上，则Aa、aa出现的原因是A基因发生隐性突变及含A和a基因的同源染色体在减数分裂Ⅰ后期移向同一极共同导致的，该精原细胞产生的精子与正常卵细胞结合后发育成的个体可能是三体，而不是三倍体，B正确，D错误。
4．(2022·福建三模)某雄性哺乳动物的细胞甲在分裂过程中发生了变异，产生的子细胞中部分染色体及基因如图所示，下列对细胞甲发生的变异类型的推测，不合理的是(　　)
A．若图中染色体为同源染色体，则细胞甲可能在有丝分裂时发生染色体片段的缺失
B．若图中染色体为同源染色体，则细胞甲可能在减数分裂时染色体未正常分离
C．若图中染色体为非同源染色体，则细胞甲可能在减数分裂时发生染色体的互换
D．若图中染色体为非同源染色体，则细胞甲可能在有丝分裂时发生染色体的易位
解析　C　在减数分裂过程中互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，减数分裂过程中会发生同源染色体分离，最终产生的细胞甲不会出现等位基因，而图中非同源染色体出现了等位基因，应该是发生了染色体的易位，C错误，D正确。
考点3　细胞的分化、衰老和死亡
[核心整合]
1．细胞分化与全能性
(1)细胞分化的机理

(2)细胞分化的判断标准

(3)细胞分化的“变”与“不变”
不变
DNA；基因；tRNA；rRNA；细胞的数目
改变
mRNA；蛋白质的种类；细胞的形态、结构和生理功能
(4)从四个角度理解细胞的全能性

2．衰老细胞的特征

3．细胞死亡
(1)图解细胞凋亡机理

(2)“两看”法区分细胞凋亡与细胞坏死
①从方式看
②从结果看
(3)细胞自噬：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的过程。
自噬对象
[素养提升]
1．胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(简称胸苷)，在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有3H­胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的3H­胸苷，连续48小时检测小肠绒毛被标记的部位，结果如下图所示(黑点表示放射性部位)。请回答下列问题：

(1)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么？
(2)处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，原因是什么？
(3)如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？
提示：(1)小肠黏膜层只有a处的细胞能进行DNA复制和细胞分裂。
(2)a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向b处，直至c处。
(3)小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失。
2．端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。下表数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请以癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液为实验材料，研究端粒酶与细胞癌变的关系，写出简要实验步骤，并预测及分析实验结果。
细胞类型
增殖代数
端粒酶活性
正常体细胞
50～60
无
癌细胞
无限
有
提示：实验步骤：①将癌细胞分成A、B两组。②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养。③记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数)。
实验预期与分析：A组比B组增殖代数少，说明端粒酶与细胞的癌变有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞的癌变无关。
[题组集训]
题组一　细胞分化与细胞的全能性
1．(2022·济南一模)B细胞分化为浆细胞的过程中，细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排，形成多样性的抗体可变区序列，理论上可形成数百亿种抗体。下列叙述错误的是(　　)
A．该分化过程中细胞的形态、结构、功能发生了稳定性的变化
B．该分化过程有利于细胞趋向专门化，提高生理功能的效率
C．该分化过程中细胞遗传信息未发生改变
D．细胞中有限的抗体基因的可变表达有利于抵抗多种病原体
解析　C　B细胞分化为浆细胞的过程，属于细胞分化，其形态、结构、生理功能发生了稳定性的变化，A正确；细胞分化的结果就是使得细胞趋向专门化，提高效率，B正确；由题可知，该分化过程中，其中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排，其遗传信息发生了改变，C错误；由题可知，有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排，增加了抗体基因多样性的机会，产生的抗体的多样性增加，有利于抵抗多种病原体，D正确。
2．(2022·湖南联考)多细胞生物个体发育过程中，细胞增殖与分化相伴随。下列叙述正确的是(　　)
A．肝细胞和肌细胞的形态、核DNA序列和生理功能均存在差异
B．体细胞克隆猴实验说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
C．白血病患者血液中出现大量红细胞异常增殖，可通过骨髓移植治疗
D．人体中大多数乳腺细胞仍然具有分裂和分化能力
解析　B　肝细胞和肌细胞是经细胞分裂和分化形成的，它们的形态生理功能均存在差异，但核DNA序列相同，A错误；体细胞克隆猴实验只能说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，但动物细胞的全能性受到限制，B正确；白血病患者血液中出现大量异常白细胞，可通过骨髓移植治疗，C错误；人体中大多数乳腺细胞是高度分化细胞，已失去分裂和分化能力，D错误。
题组二　辨析细胞的衰老与凋亡
3．(2022·山东卷)某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(　　)
A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态
B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老
C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解
D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
解析　C　由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知APOE可改变细胞核的形态，A正确；蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B正确；自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行，不在细胞核内，C错误；异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。
4．(2022·青岛一模)2022年2月，《细胞发现》上发表了我国科学家的研究。研究表明，尿苷(尿嘧啶核苷)是一种能延缓人类干细胞衰老、促进多组织再生修复的关键代谢物。研究人员用注射、涂抹、口服尿苷等方式处理小鼠可以促进多种组织器官的损伤后修复。此前的研究也发现，年轻个体血浆中的尿苷含量比老年人高。下列相关说法正确的是(　　)
A．尿苷与腺苷、鸟苷、胸苷等通过磷酸二酯键连接可形成RNA
B．用3H标记的尿苷饲喂动物，可能在细胞质基质、线粒体、细胞核、内环境中检测到放射性
C．干细胞衰老后便失去了细胞的全能性，影响了组织的损伤修复
D．衰老细胞的细胞核体积增大，端粒DNA序列逐渐向外延长
解析　B　胸苷是合成DNA的组成成分，不是合成RNA的组成成分，A错误；3H标记的尿苷是合成RNA的组成成分，凡是有RNA出现就有尿苷，就有放射性，因此可能在细胞质基质、线粒体、细胞核、内环境中检测到放射性，B正确；干细胞衰老后仍具有细胞的全能性，C错误；衰老细胞的细胞核体积增大，根据端粒学说，细胞衰老是因为细胞每分裂一次，染色体两端的端粒就会缩短一截，最后使DNA的正常功能受到影响，因此衰老细胞的端粒DNA序列不会向外延长，而是缩短，D错误。
限时训练(5)　细胞的生命历程
(建议用时：30分钟)
一、单项选择题
1．(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)
A．有丝分裂的后期　　　 B．有丝分裂的末期
C．减数第一次分裂 D．减数第二次分裂
解析　D　某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则A、a在同源染色体上的分布状况如图：

据图可知，通常情况下在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞。
2．(2021·河北卷)图中①、②和③为三个精原细跑，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)

A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B．②经减数分裂形成的配子有一半正常
C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
解析　C　①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数第一次分裂前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，刚好占一半，B正确；③细胞减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上通过观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到，D正确。
3．(2022·滨州二模)液泡化的植物细胞有丝分裂时，细胞中形成细胞质丝，细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。成膜粒出现在某些细胞质丝中，后扩展成一个平面形成成膜体并逐步形成新的细胞壁，进而完成细胞质分裂，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．细胞质丝的出现和消失具有周期性
B．成膜体的形成与高尔基体产生的囊泡有关
C．图示过程不能保证染色体的平均分配
D．诱导成熟植物细胞表现全能性时会出现图示过程
解析　C　由于细胞质丝出现在有丝分裂的过程中，有丝分裂具有细胞周期，因此细胞质丝的出现和消失具有周期性，A正确；高尔基体参与植物细胞壁的形成，成膜体逐步形成新的细胞壁，因此成膜体的形成与高尔基体产生的囊泡有关，B正确；结合图示可知，细胞核均等分裂，因此图示过程能保证染色体的平均分配，C错误；全能性是指细胞发育成完整个体的潜能，诱导成熟植物细胞表现全能性时需要经过有丝分裂、分化等过程，会出现图示过程，D正确。
4．(2022·烟台、德州一模)微核是染色体或缺少着丝粒的染色体片段在分裂过程中行动滞后，不能进入主核而形成的游离于细胞核之外的小核。我国科学家建立了一套蚕豆根尖微核测试系统，并首次用于监测水环境污染。下图是铅污染水体中蚕豆根尖细胞分裂部分时期图像，下列分析错误的是(　　)

A．观察微核应选择处于分裂间期的细胞
B．根据微核的数目可判断发生变异的细胞数目
C．图乙和图丙细胞分裂过程中均发生了染色体变异
D．辐射和化学诱变剂均可能诱导微核的产生
解析　B　由于有丝分裂的前期、中期、后期核膜、核仁解体，不能观察到细胞核，有丝分裂间期时间长，因此观察和计数微核的最佳时期应是细胞有丝分裂的间期，A正确；根据微核的数目不能判断发生变异的细胞数目，只能根据有无微核判断细胞是否发生变异，B错误；结合题意分析图可知，图乙中含有断裂的染色体片段，图丙中含有落后的染色体，所以图乙和图丙均发生了染色体变异，C正确；由题干可知，铅污染造成了染色体片段的滞后继而造成微核的产生，而辐射和化学诱变剂均可以使染色体变异，进而造成微核的产生，D正确。
5．(2022·泰安一模)细胞进入有丝分裂期后期，会出现“线粒体钙闪”现象，即线粒体中Ca2＋浓度突然快速增加，该过程需要线粒体钙单向转运蛋白(MCU)参与，由内膜两侧的H＋浓度梯度提供动力。细胞能量不足时，能量感受器(AMPK)被激活，使MCU磷酸化而活化，促进Ca2＋快速转运。Ca2＋可以促进有氧呼吸相关酶的活性，线粒体基质Ca2＋浓度过高会导致细胞死亡。下列说法错误的是(　　)
A．MCU减少可能会导致染色体分离延迟
B．AMPK被激活会导致葡萄糖的消耗速率增加
C．磷酸化的MCU运输Ca2＋的方式为主动运输
D．“线粒体钙闪”会导致线粒体内Ca2＋持续增加
解析　D　MCU减少会导致Ca2＋转运速率下降，有氧呼吸相关酶的活性较低，有氧呼吸速率减慢，能量供应不足，可能会导致染色体分离延迟，A正确；AMPK被激活会导致MCU磷酸化而活化，促进Ca2＋快速转运，从而加强有氧呼吸，使葡萄糖的消耗速率增加，B正确；磷酸化的MCU作为转运蛋白运输Ca2＋，该过程需要能量所以方式为主动运输，C正确；“线粒体钙闪”会导致线粒体内Ca2＋突然增加，线粒体基质Ca2＋浓度过高会导致细胞死亡，所以线粒体内Ca2＋不能持续增加，D错误。
6．(2022·日照一模)图1和图2分别表示果蝇的卵原细胞和由其形成的卵细胞中的3号染色体。若E、e和F、f表示位于该染色体上的两对等位基因。不考虑基因突变，下列叙述正确的是(　　)

A．图2的产生是由于图1在减数分裂过程中发生了染色体结构变异
B．与图2细胞同时形成的三个极体的基因型分别为eF、Ef和Ef
C．图1产生的次级卵母细胞中含有等位基因但不存在同源染色体
D．图1中两对等位基因的分离都发生在减数第一次分裂后期
解析　C　图2的产生是由于图1在减数分裂过程中发生了交叉互换，A错误；与图2细胞同时形成的三个极体的基因型分别为ef、EF、Ef，B错误；减数第一次分裂结束，同源染色体分别进入子细胞，所以次级卵母细胞中没有同源染色体；由于发生了交叉互换，产生图2的次级卵母细胞中含有等位基因，C正确；图1中3号染色体上等位基因的分离，E/e分离发生在减数第一次分裂后期，F/f分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期(或者F/f分离发生在减数第一次分裂后期，E/e分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期)，D错误。
7．(2022·聊城一模)如图表示人体红细胞成熟经历的几个过程及各阶段的细胞特点。下列叙述正确的是(　　)

A．造血干细胞和网织红细胞均具有细胞周期
B．成熟红细胞在细胞呼吸过程中释放的二氧化碳和吸收的氧气相等
C．成熟红细胞的凋亡由基因控制，其凋亡基因在④之前已表达
D．①②③④均为细胞分化过程，③在脱去细胞核的同时还排出核糖体等细胞器
解析　C　只有能够连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，网织红细胞不具有细胞周期，A错误；成熟红细胞无线粒体，不进行有氧呼吸，只能进行无氧呼吸产生乳酸，因此成熟红细胞在细胞呼吸过程中不吸收氧气，也不释放出二氧化碳，B错误；细胞凋亡是由基因所决定的程序性死亡，故成熟红细胞的凋亡由基因控制，因为成熟红细胞不合成蛋白质，说明其凋亡基因在④之前已表达，C正确；据图可知，①②③④均为细胞分化过程；因为蛋白质的合成场所为核糖体，据图可知，过程③在脱去细胞核后，形成的网织红细胞，能进行蛋白质的合成，说明过程③没有排出核糖体等细胞器，D错误。
二、不定项选择题
8．(2022·实验中学一模)现建立“动物精原细胞(2n＝4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P，其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示，H(h)、R(r)是其中的两对基因，细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(　　)

A．细胞①形成过程中发生了基因重组和基因突变
B．细胞②中最多有两条染色体含有32P
C．细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等
D．细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
解析　AD　图中细胞①处于减数第一次分裂前期，分析细胞①中基因组成可知，发生了基因重组(H/h所在这对同源染色体发生了交叉互换)和基因突变(R基因所在这条染色体中的一条染色单体发生了基因突变)，A正确；根据DNA分子半保留复制，1个精原细胞DNA中的P元素都为32P，在不含32P的培养液中正常培养，经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含32P和另一链不含32P，该子细胞经过减数第一次分裂前的间期复制，形成的细胞①中每条染色体，只有一条单体的DNA分子一条链含有含32P(共4条染色单体含有32P)，细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离，正常情况下，细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上)，但根据图可知，H所在的染色体发生过交叉互换，很有可能H和h所在染色体都含有32P，因此细胞②中最多有3条染色体含有32P，B错误；根据B项分析可知，正常情况下，细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上)，但由于细胞①中发生了H和h的互换，而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P，故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等，C错误；如果细胞②的H和R所在染色体含有32P，且细胞②中h所在染色体含有32P，则r在染色体不含有32P，因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个，形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个，由于细胞③的基因型为Hhrr(h为互换的片段)，h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含32P)，如果含有32P的2条染色体不在同一极，则形成的细胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子数为1个，D正确。
9．(2022·济南一模)正常年轻细胞中，CDK的活化导致Rb蛋白磷酸化，进而与转录因子E2F蛋白分离，被释放的E2F活化相关基因的转录，促使细胞从G1期进入S期，细胞周期正常运行。随着细胞分裂次数的增加，端粒进一步缩短会导致细胞内p53蛋白活化，p53继而诱导p21蛋白的合成，p21使得CDK失去活性，导致细胞停滞在G1期，最终引发细胞衰老。下列叙述正确的是(　　)
A．抑制Rb蛋白的磷酸化能延长细胞周期的分裂期
B．p21蛋白大量合成能增加游离E2F蛋白的含量
C．端粒DNA序列缩短后可能会引起内侧的DNA序列受到损伤
D．可尝试开发抑制p53蛋白活性的药物延缓细胞的衰老
解析　CD　抑制Rb蛋白的磷酸化，则细胞无法从G1期进入S期，则细胞停留在G1期，无法进入细胞周期的分裂期，A错误；由题干可知，p21会使CDK失去活性，而CDK的活化能增加游离E2F蛋白的含量，故p21蛋白大量合成会减少游离E2F蛋白的含量，B错误；端粒是指染色体两端的DNA片段，端粒DNA序列缩短后可能会引起内侧的DNA序列受到损伤，C正确；由题干可知，p53蛋白活化会引发细胞衰老，故可尝试开发抑制p53蛋白活性的药物延缓细胞的衰老，D正确。
10．(2022·济宁一模)如图表示细胞凋亡过程中的部分生理过程。Caspase酶是细胞凋亡中的关键因子之一，被激活后选择性地切割某些蛋白质。细胞凋亡后形成许多凋亡小体，凋亡小体被吞噬细胞吞噬清除。下列叙述错误的是(　　)

A．图中蛋白质被Caspase酶切割后生物活性丧失
B．细胞凋亡的激发体现了质膜信息交流的功能
C．癌细胞的凋亡诱导因子受体可能缺失或功能异常
D．吞噬细胞吞噬凋亡小体属于人体第二道免疫防线的作用
解析　A　由图中信息可知，蛋白质被Caspase酶切割后得到核酸酶CAD和酶PARP，两种酶分别起作用，最终导致细胞凋亡形成凋亡小体，A错误；凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合，进而激发细胞凋亡，这一过程体现了质膜的信息交流功能，B正确；受体的化学本质是糖蛋白，癌细胞结构改变，细胞膜表面的糖蛋白减少，可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序，进而无限增殖，C正确；吞噬细胞与体液中的杀菌物质构成第二道防线，所以吞噬细胞吞噬凋亡小体属于人体第二道免疫防线的作用，D正确。
三、非选择题
11．(2022·河南重点学校4月联考)性别决定为XY型的某二倍体动物(2N＝8)是研究细胞减数分裂的模型生物。研究人员观察该动物雄性个体的一个精原细胞在分裂过程某时期的细胞图像如图1所示(仅表示细胞中的一对常染色体及部分基因)。回答下列问题：

(1)该雄性个体的基因型为________(只考虑图1中相关基因)。图1细胞发生了________，其在生物进化方面的意义：________________。图1细胞中基因B与b分离可发生在________(时期)。
(2)若用红色荧光标记图1细胞中的基因a，则该细胞继续分裂，最终得到的某个精细胞中含有2个红色荧光点，原因可能是___________________________________________。
(3)已知图1细胞的染色体(a)、染色单体(b)与核DNA(c)的数量关系如图2所示，请在图2中绘出该细胞一个子细胞的减数第二次分裂后期的染色体、染色单体与核DNA的数量。
解析　(1)据图1可知，该细胞中两条染色体的B和b发生了交叉互换，故该雄性个体的基因型应为AaBb；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组，基因重组是生物变异的来源之一，为生物进化提供原材料；B和b属于等位基因，可在减数第一次分裂后期随同源染色体的分开而分离，且此细胞发生了交叉互换，B和b位于姐妹染色单体，可在减数第二次分裂后期分离。(2)若用红色荧光标记图1细胞中的基因a，因此时细胞中有姐妹染色单体，应含有2个红色荧光，正常分裂减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开，精细胞应只含有1个红色荧光，若减数第二次分裂后期，基因a所在的染色体的两条姐妹染色体没有分离，进入同一个精细胞中，则会导致最终得到的某个精细胞中含有2个红色荧光点。(3)减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍(与体细胞相等＝8)，此时细胞中不含姐妹染色单体(0)，此时的核DNA数目也等于体细胞数目＝8，故染色体(a)、染色单体(b)与核DNA(c)的数量关系可表示为：
。
答案　(1)AaBb　(同源染色体非姐妹染色单体间的)交叉互换(或基因重组)　是生物变异的来源之一，为生物进化提供原材料　减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期
(2)减数第二次分裂后期，基因a所在的染色体的两条姐妹染色体没有分离，进入同一个精细胞中
(3)

12．(2022·河北名校联盟二诊)花生是我国重要的经济作物，在盐碱地种植花生可有效缓解我国粮油争地矛盾现象。针对盐碱地的花生开花期易遭遇干旱和盐双重胁迫现象，研究人员采用外源NaCl盆栽试验，模拟大田干旱和盐胁迫环境，做了如下实验。请回答下列问题：
组别
处理方式
叶绿素含量
光合速率
干物质量
对照组
土壤含水量75%
＋＋＋＋
＋＋＋＋
＋＋＋＋
干旱胁迫组
土壤含水量45%
＋＋＋
＋＋＋
＋＋＋
盐胁迫组
土壤含水量75%、
NaCl含量0.3%
＋＋＋
＋＋＋
＋＋＋
干旱、盐双重胁迫
？
＋
＋
＋
(1)该实验的实验目的是____________，表中干旱、盐双重胁迫的处理方式为________，为测定叶绿素含量，需要先提取花生叶片中的色素，在提取色素的过程中需要添加的物质有________。
(2)研究发现，在遭受盐胁迫的过程中，植物体内出现了大量的自由基，这些自由基攻击生物膜的磷脂分子，膜脂透性________，导致细胞膜的________功能受到极大影响。
(3)NO作为植物体内的一种小分子信号物质，参与多种植物生理调控的过程，在植物适应逆境胁迫的过程中发挥重要作用。研究发现，在盐胁迫下，施用外源NO显著提高了花生叶片细胞中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等物质的含量，其意义是________________________________________________________________________。
解析　(1)该实验的自变量是土壤含水量和NaCl含量，因变量为叶绿素含量、光合速率和干物质量，因此该实验的目的是探究干旱、盐胁迫对开花期花生叶绿素含量、光合速率及干物质量的影响，通过与前三组对照，表中干旱、盐双重胁迫的处理方式为土壤含水量45%，NaCl含量0.3%，为测定叶绿素含量，需要先提取花生叶片中的色素，在提取色素的过程中需要添加的物质有无水乙醇、碳酸钙和二氧化硅，无水乙醇是提取剂，碳酸钙是为了避免色素遭到破坏，二氧化硅是为了研磨的更充分。(2)自由基攻击生物膜的磷脂分子，损害生物膜，膜脂透性增强，导致细胞膜的控制物质进出细胞受到极大影响。(3)溶液渗透压，简单地说，是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高；反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对水的吸引力越弱，溶液渗透压越低。在盐胁迫下，施用外源NO显著提高了花生叶片细胞中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等物质的含量，其意义是提高细胞的渗透压，增强细胞的吸水能力。
答案　(1)探究干旱、盐胁迫对开花期花生叶绿素含量、光合速率及干物质量的影响　土壤含水量45%，NaCl含量0.3%　无水乙醇、碳酸钙和二氧化硅
(2)增强　控制物质进出细胞
(3)提高细胞的渗透压，增强细胞的吸水能力