2020版《三维设计》高考生物一轮复习教师用书：第四单元细胞的生命历程
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第四单元 细胞的生命历程
第一讲细胞的增殖
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命观念
通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程，能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程，并形成生命在于运动的观点
科学思维
通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规律和相关曲线变式分析，培养利用逻辑思维分析问题的能力，以及利用数学知识解答问题的能力
考点一 细胞增殖的周期性[重难深化类]
1．分析细胞不能无限长大的原因
2．图示细胞周期
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)细胞体积增大，与外界物质交换效率提高(×)
(2)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期(×)
(3)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期(×)
(4)G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生(2018·浙江卷，T21A)(√)
(5)在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期的短(×)
(6)动物细胞分裂间期有DNA和中心体的复制(√)
(7)发生减数分裂的细胞没有细胞周期(√)
(8)幼年个体生长需细胞增殖，成年后不需要细胞增殖(×)
2．回答下列与细胞生长和细胞周期有关的问题
(1)判断下列哪些细胞具有细胞周期：
A．根尖分生区细胞 B．植物形成层细胞 C．神经细胞 D．人表皮细胞 E．哺乳动物成熟红细胞 F．干细胞
G．动物皮肤生发层细胞 H．洋葱表皮细胞 I．浆细胞
①具有细胞周期的是：A、B、F、G(填序号)。
②判断的理由：这些细胞都是连续分裂的细胞。
(2)图中按箭头方向表示一个完整细胞周期是B→B(或B→A→B)。其中B→A表示分裂间期，A→B表示分裂期。
(3)据下表分析：
细胞
分裂间期(h)
分裂期(h)
细胞周期(h)
十二指肠细胞
13.5
1.8
15.3
肿瘤细胞
18.0
0.5
18.5
成纤维细胞
19.3
0.7
20.0
若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择十二指肠细胞，原因是细胞周期中分裂期相对较长。
模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系
1．实验原理
(1)含酚酞的琼脂块酚酞变为红色。
(2)NaOH在每一块琼脂块中扩散的速率相同。
(3)在相同时间内，NaOH扩散的体积(而不是NaOH扩散的深度)与琼脂块的总体积的比值可以反映NaOH扩散的速率，由此模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系。
2．模拟实验中的模型
实验模型
模拟对象
不同大小的琼脂块
不同大小的细胞
NaOH扩散进入琼脂块
细胞物质的运输
NaOH扩散体积/整个琼脂块体积
细胞物质运输的效率
3．实验的结论
(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境的物质交换能力越小。
(2)细胞内物质的交换受到细胞体积的制约，细胞体积过大，会影响物质运输的效率，细胞内的生命活动也不能得到有效的控制。
[对点落实]
1．(2019·南昌模拟)以下有关细胞大小和分裂的叙述，正确的是( )
A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低
B．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目
C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂
D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加
解析：选D 细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积增大，物质运输效率升高；原核细胞可通过二分裂增加数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式；人的成熟红细胞在分化形成过程中会失去细胞核，不能再进行分裂；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，这是细胞不能无限长大的原因之一。
2.在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后，取出立方块切成两半。其剖面如图所示，其中x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表红色。则( )
A．该实验的自变量为x，因变量为y
B．x的值随y值的增大而增大
C．NaOH扩散的体积为(y－x)3
D．y值越小，扩散体积的比例越大
解析：选D 本实验的目的是探究细胞大小与物质运输关系，y表示细胞大小，x表示细胞运输物质的量，故该实验的自变量为y，因变量为x/y；从实验的结果来说，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低；NaOH扩散的体积为y3－(y－2x)3；从实验的结果来说，细胞体积越小，其相对表面积越大，细胞的物质运输效率就越高。
1．对有丝分裂细胞周期理解的四点提醒
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，不分裂或暂不分裂的细胞无细胞周期。
(2)不同种类生物的细胞周期有很大差别。
(3)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于分裂间期。
(4)分裂产生的子细胞的三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。
2．细胞周期的表示方法
方法名称
图形
说明
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
线段图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
柱状图
A：DNA合成前期(G1期)
B：DNA合成期(S期)
C：DNA合成后期(G2期)及分裂期(M期)
[对点落实]
3．(2016·海南高考)下列与细胞周期有关的叙述，正确的是( )
A．等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期
B．在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期
C．细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制
D．肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长
解析：选C 等位基因的分离发生在减数分裂过程中，减数分裂没有细胞周期；纺锤丝出现在有丝分裂前期；DNA复制需要解螺旋，染色体高度螺旋化，难以解旋；染色体存在于分裂期，分裂期的时间远小于分裂间期。
4.细胞周期检验点(checkpoint)是细胞周期调控的一种机制，主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成并与外界环境因素相联系。在真核细胞中，细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白，其主要功能是促进“复制前复合体”形成，进而启动DNA复制。参照如图所示的细胞周期，下列相关叙述正确的是( )
A．“复制前复合体”组装完成的时间点是2
B．所有的细胞都具有细胞周期，但不同细胞的细胞周期有差异
C．有的细胞可能会暂时脱离细胞周期，在特定的环境下会重新进入细胞周期
D．1到4过程为一个完整的细胞周期
解析：选C 根据题意可知，“复制前复合体”组装完成的时间点是1；只有连续分裂的细胞才有细胞周期；有的细胞可能会暂时脱离细胞周期，在特定的环境下会重新进入细胞周期；4到4过程为一个完整的细胞周期。
5．细胞分裂间期依次划分为G1、S和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。下列推断不合理的是( )
A．引发中心体复制的物质持续存在到G2期
B．中心体和DNA复制可能同时进行
C．S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质
D．中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕
解析：选D 据图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有2个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期细胞可以完成中心体的复制，推测引发中心体复制的物质持续存在到G2期；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞可以发育到S期，同时完成中心体的复制；根据B项推测S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质；中心体在S期即复制完毕。
[归纳拓展]
细胞周期中可能发生的“3”变
基因突变
在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变
染色体变异
在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞
细胞癌变
分裂过程中若原癌基因和抑癌基因发生突变，细胞会发生癌变
考点二 有丝分裂过程和相关结构、物质变化规律[重难深化类]
1．动植物细胞有丝分裂过程(填表)
时期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
间期
①完成DNA复制和有关蛋白质合成
②细胞适度生长
前期
共同点
①核膜、核仁消失②染色质→染色体
③纺锤体形成
区别
植物：细胞两极发出纺锤丝
动物：中心体发出星射线
中期
①染色体的着丝点排列于赤道板上
②染色体形态稳定，数目清晰
后期
①着丝点分裂，姐妹染色单体分开
②子染色体移向两极
末期
共同点
①核膜、核仁出现，形成两个核
②染色体→染色质
③纺锤体消失
④细胞质分裂
区别
植物：细胞板→细胞壁
动物：细胞膜凹陷
2．比较动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别
3．无丝分裂过程示意图(填空)
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)二倍体动物有丝分裂中期染色体排列在赤道板上，后期染色单体分离(2018全国卷Ⅲ，T4AD改编)(√)
(2)纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期(×)
(2013·江苏卷，T3C)
(3)染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期(×)
(2013·江苏卷，T3D)
(4)蛙受精卵发育过程中不能发生DNA的半保留复制(×)
(2012·四川卷，T1B)
(5)动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成(×)
(6)动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞(√)
(7)无丝分裂过程中核膜不消失(√)
(8)动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖(×)
2．连线高等植物细胞有丝分裂的时期及其图像主要特点
3．据下面三幅不同生物细胞有丝分裂图回答问题
(1)A图表示植物细胞(填“动物细胞”或“植物细胞”)，理由是：①具有细胞壁，②无中心体。
(2)B图细胞处于分裂期的期，图中有染色单体条。该图与它的前一时期相比，相同的是核DNA分子数，不同的是染色体数。
(3)C图表示动物细胞进行有丝分裂的期，此期细胞内发生的主要变化是着丝点分裂，染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝牵引下移向细胞两极。
1．理清染色体、染色单体和核DNA的关系
①当有染色单体(前、中期)时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2
②当无染色单体(后、末期)时，染色体∶DNA＝1∶1
2．总结细胞有丝分裂中相关结构的变化规律
细胞结构
变化规律
纺锤体
形成(前期)→消失(末期)
核膜、核仁
消失(前期)→重建(末期)
中心体
倍增(间期)→移向两极(前期)→平均分配(末期)
3．区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配
(1)与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称
细胞类型
作用时期
生理作用
核糖体
动、植物
间期(主要)
有关蛋白质的合成
中心体
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动、植物
整个细胞周期
提供能量
(2)有丝分裂过程中细胞器的分配
①中心粒经倍增后，均等分配到两个子细胞中。
②线粒体、叶绿体等细胞器随机地分配到两个子细胞中。
[对点落实]
1．下列关于动物细胞增殖及增殖过程的一些数量变化，叙述正确的是( )
A．细胞增殖都具有周期性
B．中心粒在前期倍增，成为两组
C．着丝点分裂会导致染色单体消失
D．核DNA随染色体增倍而增倍
解析：选C 减数分裂也是细胞增殖的一种方式，但是没有周期性；中心粒在间期复制倍增，成为两组；着丝点分裂会导致染色单体消失；核DNA在间期DNA复制时倍增，而染色体在有丝分裂后期着丝点分裂时倍增。
2．在大蒜根尖分生区细胞的一个细胞周期中，在同一时期发生的变化是( )
A．中心体的移动和纺锤体的形成
B．DNA双链解旋和蛋白质的合成
C．DNA数目加倍和染色体数目加倍
D．核膜、核仁的消失和赤道板的形成
解析：选B 大蒜属于高等植物，细胞中不含中心体；DNA双链解旋和蛋白质的合成都发生在分裂间期；DNA数目加倍发生在分裂间期，染色体数目加倍发生在分裂后期；核膜、核仁的消失发生在分裂前期，而赤道板不是真实存在的结构，不会形成。
3．(2019·徐州模拟)如图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同)。下列有关叙述正确的是( )
A．该动物的体细胞中都含有4条染色体
B．图乙中的a、b、c分别表示染色体、DNA和染色单体
C．图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、染色单体和DNA的关系
D．图丁所示细胞正处于有丝分裂后期
解析：选C 甲细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中染色体数目是体细胞的2倍，因此该动物的体细胞中含有4条染色体，但不是所有细胞都含有4条染色体，如哺乳动物成熟的红细胞中不含染色体；由于图丙、图丁中b都为0，可知b表示染色单体，则图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和DNA；丙中没有染色单体，染色体∶DNA＝1∶1，且染色体数目是体细胞的2倍，处于有丝分裂后期(或末期)，因此图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、染色单体和DNA的关系；丁中没有染色单体，染色体∶DNA＝1∶1，且染色体数目与体细胞相同，处于有丝分裂G1期或末期。
[类题通法]
柱状图中有丝分裂各时期的判断方法
(1)根据染色单体变化判断各时期
有无染色单体
时期
对应图示
有
G2期、前期、中期
甲图
无
后期、末期
乙图
G1期
丙图
(2)根据比例关系判断各时期
核DNA∶染色体∶染色单体
时期
对应图示
4N∶2N∶4N
G2期、前期、中期
甲图
4N∶4N∶0
后期、末期
乙图
2N∶2N∶0
G1期
丙图
有丝分裂染色体、核DNA数量变化曲线及其变式
[典型图示]
[问题设计]
(1)图1中①表示有丝分裂中核DNA数量变化曲线，②表示染色体数量变化曲线，其中ab段变化的原因是DNA复制，ef段数量变化的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
(2)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线，图中ef段表示间期，fg段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂的前期和中期，hi段表示有丝分裂的后期和末期。
(3)图3是图2的变式，在有染色单体时，染色体与核DNA数目之比为1∶2，不存在染色单体的时期，染色体数与核DNA数之比为1∶1。图中BC段表示S期，CD段表示有丝分裂G2期、前期和中期，EF段为有丝分裂的后期和末期。
(4)图2和图3还可表示减数分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线图，其中fg(CD)段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期。
(5)请在下图中画出有丝分裂间期染色体数量变化曲线。
[对点落实]
4．如图甲、乙为某生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图，图1和图2为DNA含量变化图。下列有关叙述错误的是( )
A．甲图对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段
B．乙图为细胞分裂后期图，这一时期两曲线有不同的变化
C．甲图所示变化在光学显微镜下难以观察到
D．观察组织细胞有丝分裂时，可用同一细胞来观察甲、乙两种时期
解析：选D 甲图表示染色体的复制，DNA含量加倍，对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段；有丝分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，染色体数目加倍，但细胞中核DNA含量没有减少；染色体复制发生在间期，在光学显微镜下观察不到；在显微镜下不能观察到细胞有丝分裂的动态变化，因为材料经解离后，细胞已经死亡。
5．如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是( )
A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B．图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
解析：选C 图1中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期；图1中DE段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的AB段；图2中d表示染色体∶DNA＝2∶1，有丝分裂过程中不存在这种情况。
课堂一刻钟
1．(2018·浙江4月选考)下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。下列叙述正确的是( )
周期
G1
S
G2
M
合计
时间(h)
1.3
2.7
2.9
0.6
7.5
A.G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生
B．用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后，细胞都被阻断在S期
C．G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍
D．胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同，
但G1、S、G2和M期的时间长短不同
易错探因——张冠李戴
DNA加倍的原因是DNA复制，染色体加倍的原因在于着丝点分裂，姐妹染色单体分开，它们加倍的原因不同，发生时期不同，此知识点是部分学生的易混点。命题者巧妙利用两者的关系，张冠李戴，混淆知识，以考查学生对知识掌握的准确程度。
解析：选A G1期细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生；用含DNA合成抑制剂的培养液培养细胞1.3 h后，并不是所有的细胞都能被阻断在S期，如有些细胞刚刚进入G2期，在培养1.3 h后这些细胞仍处于G2期；G2期DNA已完成复制，细胞中的每个染色体含2条并列的染色单体，但染色体数目不变；胡萝卜不同组织细胞的细胞周期持续的时间长短不同，G1、S、G2和M期的时间长短也不同。
2．(2018·全国卷Ⅰ)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是( )
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
解题关键——图文转换
解答本题的关键是正确将图示信息转换为文字信息，甲组为对照组，乙组细胞数持续增加，丙组增加一段时间，增加的速度变小，从而可确定乙组为药物X处理组，丙组为先加药物X再加药物D的处理组，再结合选项，即可得出答案。
解析：选C 乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养；丙组细胞数目增加较甲组快，说明加入了促进细胞增殖的药物X，培养一段时间后丙组细胞数目增加又较乙组慢，说明丙组又加入了抑制药物X作用的药物D；若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加；药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低。
3．(2015·浙江高考)下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是( )
A．不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同
B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期长短不同
C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同
D．减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半
易错探因——张冠李戴
减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对后一个四分体含4条染色单体，每条染色体含2条染色单体。
解析：选C 不同生物的细胞大小和数目不同，且细胞周期的长短也往往不同；同一种生物各种组织的细胞周期长短也往往不同，且细胞周期中的各个时期也不会长短相同；DNA复制发生于S期，在G2期加入DNA合成抑制剂不影响DNA的合成，细胞仍能完成一次正常的有丝分裂，经有丝分裂产生的子细胞中的染色体数目与母细胞中的相同；减数第一次分裂的前期发生同源染色体的联会，形成的每个四分体含有4条染色单体，但每条染色体上只含有2条染色单体。
4．(2015·北京高考)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞，24小时后用流式细胞仪检测，结果如下图。对检测结果的分析不正确的是( )
A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B．a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C．处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D．此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
解题关键——图文转换
解答本题的关键是正确审读曲线信息，将曲线信息转换为文字信息。由图可知，a峰的DNA含量为40，b峰的DNA含量为80，a峰和b峰之间的DNA含量在40~80之间，实验组a峰到b峰的细胞数明显较低，由这些信息再结合选项和细胞分裂的知识即可正确作答。
解析：选C 从图中可以看出，a峰中细胞DNA相对含量是40，b峰中细胞DNA相对含量是80，即b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍，联想细胞分裂中的DNA复制，可推知a峰与b峰之间的细胞正处于细胞分裂间期DNA复制的过程中，b峰中细胞处于细胞分裂的分裂期。实验组b峰中细胞数目明显减少的原因是某抗癌药物有效抑制了癌细胞在细胞分裂间期的DNA复制，使得进入分裂期的细胞明显减少。
5．(2014·江苏高考)如图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B．乙和丙在组成成分上差异很大
C．该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D．该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
满分必备——准确记忆
此题考查的是染色体和星射线的物质组成，它们都含有蛋白质，但染色体中还含有DNA。
解析：选B 题图为动物细胞分裂的中期。甲为中心体，在分裂间期倍增，前期移向细胞两极；乙为染色体，组成成分为DNA和蛋白质，丙为星射线，组成成分主要是蛋白质，可见二者在组成成分上的差异很大；题图如果为有丝分裂中期，细胞中染色体数与体细胞染色体数相同，如果为减数第二次分裂中期，细胞中染色体数是体细胞染色体数的一半；该时期核膜解体、核仁消失，无细胞核，故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。
6．(2017·全国卷Ⅲ)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。
(3)血清饥饿法：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________________________________(答出1点即可)。
命题探源——以“本”为本
此空是对人教版必修①教材P112细胞分裂间期特点的直接考查，引用照搬教材原话就可得满分，所以生物作为理科中的文科，一些该背的知识一定要烂熟于心。
解析：(1)DNA复制发生在细胞分裂间期，添加适量的DNA合成可逆抑制剂后，DNA合成被阻断，使细胞停滞于间期(S期)，而处于分裂期的细胞暂时不受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而阻断细胞周期，而纺锤体形成于分裂前期，因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行活跃的物质准备，同时细胞有适度的生长。
答案：(1)分裂 间(或答S) (2)纺锤体形成 不会 (3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.细胞周期的概念和表示方法，其中细胞周期的测定和同步化是考查的高频点。
2.细胞有丝分裂的过程和分裂图像的识别，其中根据细胞分裂图像判断细胞时期是常考点。
3.细胞有丝分裂过程中染色体、DNA等相关物质和结构的变化规律。
考查能力
1.识记能力：主要考查对细胞周期中各个时期特点的识记能力。
2.识图能力：主要考查对有丝分裂中染色体、DNA数量变化曲线的识图析图能力。
3.推理能力：如6题根据题干信息推断细胞同步化的原理和方法。
二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．细胞增殖：是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，是最重要的细胞生命活动之一。
2．分裂间期
(1)细胞分裂间期为分裂期进行物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
(2)动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。
3．分裂期
(1)前期——核膜、核仁消失，染色体、纺锤体出现。
(2)中期——染色体规则地排列在赤道板上。
(3)后期——着丝点分裂，染色体移向两极。
(4)末期——染色体、纺锤体消失，核膜、核仁重新形成。
4．分裂方式：真核细胞有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂三种分裂方式。
[课下达标检测]
一、选择题
1．下列有关动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同的是( )
A．间期有染色体的复制
B．后期有着丝粒的分裂
C．末期染色体平均分配到两个子细胞中
D．分裂末期在细胞的中部不形成细胞板
解析：选D 动植物细胞在有丝分裂间期都有染色体的复制；动植物细胞在有丝分裂后期都有着丝粒的分裂；动植物细胞有丝分裂末期染色体都平均分配到两个子细胞中；动植物细胞有丝分裂末期细胞质的分裂方式不同，动物细胞是细胞膜向内凹陷，最后缢裂成两个子细胞，而植物细胞是细胞中央出现细胞板，向四周延伸形成细胞壁，将细胞分为两个子细胞。
2．在洋葱根尖细胞分裂过程中，当染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2时，该细胞可能会发生( )
A．两组中心粒周围发出星射线形成纺锤体
B．配对的同源染色体彼此分离移向细胞的两极
C．染色质丝正在高度螺旋化形成染色体
D．着丝点全部排列在细胞的细胞板上
解析：选C 有丝分裂前期和中期，细胞中的染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。洋葱属于高等植物，其根尖细胞中不含中心体结构；洋葱根尖细胞只进行有丝分裂，不进行减数分裂，所以不可能出现配对的同源染色体彼此分离移向细胞两极的现象；在有丝分裂前期，染色质丝正在高度螺旋化形成染色体；有丝分裂中期，着丝点排列在赤道板上，而细胞板出现在分裂末期。
3．人们通过比较同一时刻同一生物不同细胞的染色体特点，来推测一个细胞在有丝分裂不同时期的染色体变化。这一做法能够成立的逻辑前提不包括( )
A．染色体可被碱性染料染成深色
B．同一生物的体细胞所含遗传物质相同
C．体细胞增殖的过程相同
D．各个细胞有丝分裂是独立进行的
解析：选A 不同生物不同细胞的染色体都可以被碱性染料染成深色；同一生物的体细胞所含遗传物质相同，染色体的数目相同，变化过程相同；体细胞都是通过有丝分裂进行增殖，方式和过程一样；各个细胞有丝分裂是独立进行的，互不影响。
4．(2019·杭州模拟)细胞周期包括G1期、S期、G2期和M期。放线菌素D可通过与DNA结合以阻碍RNA聚合酶与DNA的结合，抑制RNA的合成。下列有关叙述错误的是( )
A．放线菌素D能作用于G1期细胞，使其不能进入S期
B．正常条件下G2期细胞中每条染色质(体)含有两条染色单体，核DNA含量已增加一倍
C．正常条件下，部分M期细胞中染色体排列在纺锤体的中央
D．秋水仙素通过抑制M期着丝粒分裂引起染色体加倍
解析：选D G1期主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备，放线菌素D可通过与DNA结合以阻碍RNA聚合酶与DNA的结合，抑制RNA的合成，那么G1期细胞便不能进入S期；G2期DNA复制已经完成，正常条件下G2期细胞中每条染色质(体)含有两条染色单体，核DNA含量已增加一倍；M期即分裂期，在分裂期的中期，细胞中染色体排列在纺锤体的中央；秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，使复制后的染色体不能移向细胞两极，导致细胞内染色体数目加倍。
5．下列关于人体细胞有丝分裂的说法，正确的是( )
A．女性色盲患者的体细胞分裂后期含有2个Xb基因
B．同源染色体的联会和交叉互换发生在分裂前期
C．分裂中期和后期的染色体数目为体细胞的两倍
D．有丝分裂后期，一个细胞中的DNA分子数多于92个
解析：选D 女性色盲患者的体细胞进行有丝分裂时，分裂后期含有4个Xb基因；同源染色体的联会和交叉互换发生在减数分裂过程中；有丝分裂中期的染色体数目和体细胞相同，后期的染色体数目是体细胞的两倍；人体细胞有丝分裂后期的核DNA分子数是92个，人体细胞线粒体中还有DNA，故有丝分裂后期一个细胞中DNA分子数多于92个。
6.如图为细胞周期中某时期细胞核的变化示意图。此过程( )
A．发生在分裂间期，染色体正在复制
B．发生在细胞分裂的前期，核膜逐渐消失
C．发生在细胞分裂的中期，染色体螺旋变粗
D．发生在细胞分裂的末期，核膜、核仁重新出现
解析：选B 题图细胞核中染色体已完成复制，形成了染色单体，染色质螺旋变粗，核膜逐渐消失，因此应是细胞分裂前期细胞核的变化示意图。
7．(2019·常州一模)小鼠睾丸中存在间质细胞和实质细胞，实质细胞就是精原细胞，间质细胞是为实质细胞提供营养物质和相关激素的细胞。科学家用显微镜观察从睾丸中所取的部分组织。下列有关说法正确的是( )
A．实质细胞和间质细胞因遗传信息不同而功能不同
B．间质细胞产生的激素不需要通过体液运输到达靶细胞
C．观察到染色体条数最多的细胞不含姐妹染色单体
D．显微镜下能看到染色体的细胞最多含2条性染色体
解析：选C 实质细胞和间质细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都含有相同的遗传信息，两者功能不同的原因是基因的选择性表达；间质细胞产生的激素需要通过体液运输到达靶细胞；观察到染色体条数最多的细胞应处于有丝分裂后期，此时细胞中不含姐妹染色单体；显微镜下能看到染色体的细胞最多含4条性染色体，即有丝分裂后期。
8．(2019·上海闵行区一模)如图为动物细胞有丝分裂过程模式图，下列相关描述正确的是( )
A．细胞②→细胞⑥经历了一个细胞周期
B．显微镜观察时视野中细胞③数量最多
C．细胞②染色体的形成有利于后续遗传物质的均分
D．细胞④→细胞⑤细胞染色体数加倍
解析：选C 细胞⑥→细胞⑥经历了一个细胞周期；间期占了细胞周期的90%～95%，细胞①处于间期，故显微镜观察时视野中细胞①数量最多；细胞②处于分裂前期，前期染色质缩短变粗成为染色体，染色体的形成有利于后续遗传物质的均分；细胞③(处于中期)→细胞④(处于后期)着丝点分裂，细胞染色体数加倍。
9.PCNA是一类只存在于增殖细胞中的阶段性表达的蛋白质，其浓度在细胞周期中呈周期性变化，检测其在细胞中的表达，可作为评价细胞增殖状态的一个指标。下列推断错误的是( )
A．PCNA可能与染色体平均分配到细胞两极有关
B．PCNA经核糖体合成，主要在细胞核内发挥作用
C．曲线表明PCNA可能辅助DNA复制
D．肺癌病人体内的PCNA含量较正常人高
解析：选A 染色体的平均分配发生在有丝分裂后期，而PCNA主要在间期发挥作用，所以PCNA与染色体的平均分配无关；DNA复制主要在细胞核进行，而PCNA能促进DNA的复制，所以PCNA主要在细胞核内发挥作用；PCNA浓度在DNA复制时期达到最高峰，随着DNA复制完毕，其浓度又下降，说明PCNA与DNA复制相关，可能辅助DNA复制；细胞癌变后，细胞增殖加快，PCNA含量将升高。
10．如图表示某人体细胞(部分染色体)及洋葱根尖细胞的有丝分裂模式图，据图分析下列叙述正确的是( )
A．甲为人体细胞的分裂前期，此时染色体已缩小到最小程度
B．①在G2期已经复制完成，前期时作用于②而影响染色体的移动
C．③④均为细胞膜，两种细胞的胞质分裂方式不同
D．⑤由前期时核膜解体成的小泡组成，最终聚集成细胞板
解析：选B 细胞分裂中期时，染色体才缩小成最小程度；①中心体在G2期已经复制完成，前期时作用于染色体的着丝点而影响染色体的移动；图中③表示细胞膜，④表示细胞壁；⑤由高尔基体形成的小泡组成，最终聚集成细胞板。
11．(2019·杭州一模)cdc2蛋白和鱼藤酮处理对细胞周期的影响如图所示。下列叙述错误的是( )
A．三组实验中a峰细胞都可能有大量核糖体的增生
B．a峰和b峰细胞中都可能出现DNA解螺旋现象
C．cdc2蛋白和鱼藤酮处理后处于G2和M期细胞比例都增加
D．a峰比b、c峰都更易找到用于分析染色体组型的细胞
解析：选D 三组实验中a峰细胞为分裂间期的G1期，可能有大量核糖体的增生(细胞器的增生在间期)；a峰为G1期细胞，b峰可以为G2期细胞，二者都可以处于分裂间期，染色质松散分布在细胞核，都可能出现DNA解螺旋现象；G2和M期DNA含量为4N，分析图形可知：与对照组相比，cdc2蛋白和鱼藤酮处理后处于G2和M期细胞比例都增加；a峰为G1期细胞，此时染色质松散分布在细胞核，b峰为G2和M期细胞，其中分裂期(M期)染色质呈染色体的状态，其中分裂中期染色体形态固定、数目清晰，更适合分析染色体组型。
12.如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程，据图分析下列有关叙述错误的是( )
A．该细胞处于有丝分裂的末期，图中d表示内质网
B．图中c表示高尔基体，图中e的主要成分是加工后的多肽链
C．该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录，但是在该时期能够进行翻译
D．该过程体现了生物膜的结构特点
解析：选B 植物细胞壁形成于有丝分裂末期，d表示内质网；图中c表示高尔基体，图中e的主要成分是纤维素；有丝分裂后期，DNA在高度螺旋化的染色体上，不易解旋进行转录过程，但细胞质中仍存在原来合成的mRNA，能够进行翻译合成蛋白质；该过程体现了生物膜的结构特点，即具有一定的流动性。
二、非选择题
13．细胞周期是一个非常精细的调节过程，有多种细胞周期依赖性蛋白激酶和细胞周期蛋白形成的复合物(CDKcyclin)参与调节，其中的CDK2cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生下图所示的调节过程，图中数字表示过程，字母表示物质。
(1)以下关于细胞周期各个时期发生的生理过程的对应关系错误的是________。(填编号)
A．G1期：合成与DNA复制有关的酶
B．S期：DNA的精确复制
C．G2期：合成组装纺锤体的蛋白质
D．M期：同源染色体分离
(2)图中的过程②所需要的原料是________，这些原料通过____________反应形成生物大分子。
(3)图中的过程①表示________，活化的p53蛋白能促进该过程的发生，则活化的p53蛋白发挥作用的场所是________。
(4)据图分析细胞中的DNA受损对细胞周期的影响：________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)G1期处于DNA复制前，主要合成与DNA复制有关的蛋白质；S期为DNA复制的时期；G2期处于DNA复制后、细胞分裂期以前，主要合成组装纺锤体的蛋白质，为分裂期做准备；具有细胞周期的是有丝分裂，而同源染色体分离只能发生在减数分裂过程中。(2)根据题图分析可知，过程②表示翻译，需要的原料是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质。(3)分析可知，过程①表示转录，发生在细胞核，且受活化的p53蛋白的促进。(4)由图分析可知，DNA损伤后，p53蛋白会活化，促进p21基因经转录、翻译形成p21蛋白，p21蛋白与CDK2cyclinE结合，使其失活，进而使细胞周期停在G1期，不进入S期。
答案：(1)D (2)氨基酸 脱水缩合 (3)转录 细胞核 (4)DNA损伤后，p53蛋白会活化，促进p21基因经转录、翻译形成p21蛋白，p21蛋白与CDK2cyclinE结合，使其失活，进而使细胞周期停在G1期，不进入S期
14．图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系；图2、图3分别表示高等动物甲、高等植物乙细胞有丝分裂的部分图像。请回答下列问题：
(1)细胞增殖包括________和细胞分裂整个连续的过程。
(2)图1中AD段完成DNA复制和有关蛋白质合成，同时细胞有适度________。EF段形成的原因是__________。图2、图3分别处于图1中的________、________段(填字母)。
(3)图2细胞的下一时期，细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数等于____________。与图2相比，此时期乙植物细胞有丝分裂的主要区别为__________________________。
(4)图3结构H为________，其作用是__________________________________________。
解析：(1)细胞的增殖包括物质准备和细胞分裂两个过程。(2)在AD段完成DNA复制和有关蛋白质合成，所以细胞表现为适度生长；EF段形成的原因是着丝点分裂；图2、图3分别处于有丝分裂的前期和末期，对应图1的DE段和FG段。(3)图2细胞处于有丝分裂的中期，其下一个时期是后期，在后期着丝点分裂，每条染色体的姐妹染色单体分离，且都转变成了染色体，所以此时没有染色单体，每条染色体上只含1个DNA分子，即细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数等于1∶0∶1；图2是动物细胞，纺锤体由中心体发出的星射线形成，而植物细胞的纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成。 (4)图3中结构H为细胞板。在植物细胞有丝分裂末期，细胞板由细胞的中央向四周扩展，将细胞一分为二，且最终形成新的细胞壁。
答案：(1)物质准备 (2)生长 着丝点分裂 DE FG
(3)1∶0∶1 纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成
(4)细胞板 由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁
15．细胞周期分为间期与分裂期(M)两个阶段。间期又分为：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)和G2期(DNA复制后期)。以下是测定细胞周期三种常用方法，回答下列问题：
(1)同位素标记法：利用3H标记的TDR(胸腺嘧啶脱氧核苷酸)标记S期的细胞后，移至普通培养基中培养，定期取样检测放射显影，统计标记细胞百分数，来计算细胞周期。
A：S期的细胞被标记； B：标记细胞进入分裂期；C：标记细胞第二次进入分裂期
实验开始时被标记的物质是________，该细胞分裂一次平均经历的时间大约为________h。
(2)BrdU渗入测定法：BrdU加入培养液后，作为细胞DNA复制的原料参与新DNA的合成，经Giemsa染色后通过统计分裂相中各期比例，来算出细胞周期的值。
已知只有双链均含BrdU的染色单体着色较浅，其他情况的染色单体着色较深。现以1条染色体为例，观察加入BrdU后细胞分裂中期的显示情况，则经2个周期，所产生的c细胞中一半细胞为两条单体均染色浅，另一半细胞为两条单体________；得出该结果依据了DNA的________复制方式。
(3)流式细胞仪PI染色法：PI可以与DNA结合，其荧光强度直接反映了细胞内DNA含量，流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数，从而获得对应的细胞周期各时期的细胞百分率。若检测的结果G1期DNA的相对含量为40，则G2期应该是________。
解析：(1)胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA特有的，所以利用3H标记的TDR在间期参与合成DNA，使实验开始时被标记的物质是DNA。B表示标记细胞进入分裂期，C表示标记细胞第二次进入分裂期，所以该细胞分裂一次平均经历的时间大约为13－3＝10(h)。(2)已知只有双链均含BrdU的染色单体着色较浅，其他情况的染色单体着色较深。现以1条染色体为例，观察加入BrdU后细胞分裂中期的显示情况，由于DNA分子进行半保留复制，所以经2个周期，所产生的c细胞中一半细胞为两条单体均染色浅，另一半细胞为两条单体一深一浅。(3)若检测的结果G1期DNA的相对含量为40，S期DNA复制加倍，则G2期应该是80。
答案：(1)DNA 10 (2)一深一浅 半保留 (3)80
第二讲观察根尖分生组织细胞的有丝分裂(实验课)
1．实验原理
原理
选材
高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
染色
细胞核内的染色质(体)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色
时期确定
在同一分生组织中可以通过观察细胞内染色体的存在状态，判断细胞所处的不同分裂时期
2．方法步骤
1．实验成功的关键及注意事项
实验材料的选择
类型
选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位
选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间
必须在分裂旺盛的时间
操作注意事项
解离时间
太短
细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色
漂洗时间
适宜
洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色
染色时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
显微镜观察
细胞状态
显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目
间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
易错提醒
①不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程
②不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到
③对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象
2．关注洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察细胞的多样性
细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核
观察DNA和RNA在细胞中的分布
内表皮细胞近于无色
管状叶
叶绿体中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察
低温诱导植物染色体数目的变化
材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高
命题点(一) 考查实验材料的选择和试剂的作用
1．(2017·北京高考)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是( )
A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板
解析：选B 解离洋葱根尖组织时需要用到盐酸溶液，盐酸可使细胞相互分离开来，同时杀死细胞，固定细胞形态；分离小鼠骨髓细胞则需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。观察细胞有丝分裂装片时，需要先用低倍镜观察，找到分裂细胞，然后再换用高倍镜仔细观察。在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，可观察到染色体数目加倍。植物细胞在有丝分裂末期形成细胞板，动物细胞不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷。
2．(2014·全国卷Ⅰ)回答下列问题：
(1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是____________________________；龙胆紫溶液属于______性染料，能够使细胞中的________着色。
(2)用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为：__________________________________________________________________。
解析：(1)在观察植物细胞有丝分裂实验中，染色体能够被碱性染料龙胆紫溶液染成深色，从而便于在光学显微镜下进行观察。实验中盐酸和酒精混合液的作用是将组织中的细胞相互分离。(2)细胞核内含有遗传物质DNA，细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
答案：(1)使组织中的细胞相互分离 碱 染色体 (2)细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心
[归纳拓展]
归纳盐酸和酒精的“同材异用”
(1)不同浓度酒精的用途
酒精浓度
用途
体积分数为50%
在脂肪检测中用于洗浮色
体积分数为70%
在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物；消毒
体积分数为95%
与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中的冲洗卡诺氏液
无水乙醇
用于光合色素的提取
(2)盐酸在不同实验中的应用
实验名称
盐酸的作用
观察DNA和RNA在细胞中的分布
①改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞
②使染色质中DNA与蛋白质分离，有助于DNA与染色剂结合
观察根尖有丝分裂，低温诱导植物染色体数目的变化
质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离
命题点(二) 考查实验操作过程及实验结果分析
3．下列关于“利用洋葱制作并观察有丝分裂临时装片”实验的叙述，正确的是( )
A．进行龙胆紫染色之前应该用清水漂洗根尖
B．根尖分生区细胞分裂旺盛，可观察到大部分细胞处于分裂期
C．可以观察到核膜解体形成的小泡在末期聚集成细胞板
D．为避免洋葱外表皮细胞中紫色大液泡干扰，可采用内表皮细胞观察有丝分裂
解析：选A 使用龙胆紫对染色体进行染色之前，应该先进行漂洗，洗去解离液；分裂期占整个细胞周期的比例小，所以视野中处于分裂期的细胞数较少；细胞板最终形成细胞壁，与高尔基体有关；洋葱内表皮细胞没有分裂能力，不能用来观察有丝分裂。
4．(2019·天津滨海新区模拟)如图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，①～⑤表示不同分裂时期的细胞。下列叙述错误的是( )
A．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③
B．①中染色体数量是②中染色体数的2倍
C．⑤主要的变化是DNA复制和有关蛋白质的合成
D．细胞质分裂可在①所处的时期开始进行
解析：选D 根据题图分析可知，细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③；②为有丝分裂中期，①为有丝分裂后期，着丝点分裂导致染色体数目暂时加倍，所以①中染色体数量是②中染色体数的2倍；⑤是有丝分裂间期，主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；细胞质分裂在③(末期)开始进行。
命题点(三) 考查细胞周期中各时期的计算
5.回答与观察细胞染色体实验有关的问题：
(1)右图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于夜晚22：00时，若要观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程，取材的最佳时间是________。
(2)某同学检查了洋葱根尖6 000个处于有丝分裂中的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。据此判断下列有关叙述错误的是( )
A．分裂期中各时期相对持续时间是前期＞末期＞中期＞后期
B．细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短
C．分裂期中前期持续的时间最短
D．分裂中期持续的时间约为0.21 h
解析：(1)分裂间期是一个新的细胞周期的开始，观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程主要是观察分裂期的各期图像，结合题干信息和题图计算得出：分裂期所处的时间是次日8：00～10：00。(2)由题干可知，处于前期的细胞数目＞处于末期的细胞数目＞处于中期的细胞数目＞处于后期的细胞数目，根据细胞数目推测细胞有丝分裂期中各个时期的时间关系为前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持续时间为：105/6 000×12＝0.21(h)。
答案：(1)次日8：00～10：00 (2)C
[归纳拓展]
细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算
(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。
(2)某时期持续时间(t)＝×细胞周期(T)。
1．下列植物细胞中，适合观察细胞有丝分裂的是( )
A．蚕豆叶肉细胞 B．洋葱鳞片叶表皮细胞
C．蚕豆根尖分生区细胞 D．洋葱根尖伸长区细胞
解析：选C 在四个选项中只有C项的细胞具有分裂能力，其他细胞都不能进行分裂。
2．下列属于“制作植物细胞有丝分裂的临时装片”实验的操作是( )
A．用层析液解离
B．用龙胆紫溶液对根尖细胞染色
C．用苏丹Ⅲ染色
D．用50%的酒精洗去浮色
解析：选B 层析液用于绿叶中色素的分离；观察根尖分生组织有丝分裂实验中可用龙胆紫溶液对根尖细胞染色；苏丹Ⅲ用来检测脂肪；检测脂肪时用50%的酒精洗去浮色。
3．下列关于“观察植物细胞有丝分裂”实验的说法，正确的是( )
A．制作临时装片的流程是解离→染色→漂洗→制片
B．漂洗时，可以直接用清水洗去细胞表面的解离液
C．制片时，盖上盖玻片后还要再加一片盖玻片，然后压片
D．观察时，找到前期细胞后可持续观察其分裂的过程
解析：选B 制作临时装片的流程是解离→漂洗→染色→制片；漂洗时，用清水洗去细胞表面的解离液；制片时，盖上盖玻片后还要再加一片载玻片，然后压片，目的是让细胞分散开，有利于实验观察；解离时细胞已经死亡，不能观察到一个细胞的连续分裂过程。
4．为了观察小鼠细胞的染色体，某兴趣小组对小鼠进行适当处理后，取出骨髓中的活细胞制成细胞悬液，经过低渗溶液处理(使染色体散开)、固定、染色后制片并观察。下列有关分析错误的是( )
A．骨髓中含有造血干细胞，适合作为观察染色体的材料
B．制备细胞悬液时，需使用盐酸和酒精混合液进行解离
C．低渗溶液的浓度比细胞质浓度低，导致细胞渗透吸水膨胀
D．最好选择有丝分裂中期的细胞观察染色体数目和形态特征
解析：选B 骨髓中含有造血干细胞，造血干细胞可以进行有丝分裂，适合作为观察染色体的材料；植物细胞的解离用盐酸和酒精混合液，制备动物细胞的悬液可使用胰蛋白酶；低渗溶液的浓度比细胞质浓度低，导致细胞渗透吸水膨胀；有丝分裂中期细胞内染色体的形态稳定、数目清晰，便于观察。
5．(2019·南通模拟)下列关于马蛔虫受精卵有丝分裂固定装片的叙述，正确的是( )
A．前期时细胞有一对中心体，其间由纺锤丝相连
B．后期时能观察到染色体以相同的速率被拉向两极
C．末期时细胞板是由核膜解体后的小泡形成的
D．不是所有的细胞都存在同源染色体
解析：选A 马蛔虫属于动物，所以马蛔虫受精卵有丝分裂前期时细胞中有一对中心体，其间由纺锤丝相连；固定装片中的细胞为死细胞，观察不到分裂的动态过程；马蛔虫属于动物，所以在末期不会形成细胞板；制作的固定装片，为正常细胞的有丝分裂，受精卵有丝分裂时，一定存在同源染色体。
6.如图为洋葱根尖结构示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．在观察植物细胞有丝分裂的实验中，需用盐酸和酒精处理使细胞分离开来
B．观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①
C．经低温处理后，③处可出现染色体数目改变的细胞
D．使根尖细胞数目增加的主要区域是②
解析：选D 图中①②③④分别是根毛区、伸长区、分生区、根冠，分生区进行细胞分裂，故使根尖细胞数目增加的主要区域是③，低温处理分生区的细胞，会抑制细胞中纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目加倍。
7．如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列叙述合理的是( )
A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
解析：选C 根尖2～3 mm的区域属于分生区；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除；分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，若用来观察质壁分离和复原，实验现象会不明显。
8．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示：
实验人员
操作
取材
解离
漂洗
染色
压片
甲
根尖1～3 mm处
－
＋
＋
＋
乙
根尖1～3 mm处
＋
－
＋
＋
丙
根尖5～7 mm处
＋
＋
＋
＋
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是( )
A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
解析：选C 解离的目的是使细胞分离开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。
9．某生物学习小组做了观察蒜的根尖分生区细胞有丝分裂的实验，观察到处于不同时期的细胞如图。请回答有关问题：
(1)图E中箭头所指结构为新形成的细胞壁，将以上各图像依次排列为____________(填字母)可表示一个细胞周期。
(2)为了保证能够清楚地观察细胞分裂图像，制备临时装片的过程应该严格遵守的操作步骤依次是________________________，视野中B图所示细胞数量最多的原因是________________________________。
(3)观察细胞中染色体数目最好选择F图所示时期的细胞，原因是__________________________________________。如果人体细胞处于B图所示的分裂时期，则细胞中活动旺盛的细胞器主要有________________________。
解析：(1)图E中箭头所指结构为新形成的细胞壁；图中A为前期，B为间期，C为末期，D为后期，E为分裂结束形成子细胞，F为中期，因此正确顺序为EBAFDCE。(2)制备临时装片的操作步骤依次是解离、漂洗、染色、制片(压片)；由于细胞周期的大部分时间处于分裂间期，因此视野中间期细胞数量最多。(3)F图表示有丝分裂中期，此时染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期；B图细胞处于有丝分裂间期，此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，若为人体细胞，此时期还进行中心体的复制，其中蛋白质的合成场所是核糖体，所需能量主要由线粒体提供。
答案：(1)EBAFDCE (2)解离、漂洗、染色、制片(压片) 细胞周期的大部分时间处于分裂间期 (3)中期染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察 核糖体、线粒体、中心体
10．处在有丝分裂分裂期的细胞染色体高度螺旋化，通常认为不发生转录过程。研究人员用两种活体荧光染料对细胞进行染色，再用荧光显微镜观察不同荧光激发下的细胞，有了新的发现(结果如图)。
注：C列是B列图中黑框内的放大图
(1)DNA与RNA在分子组成上的不同之处是DNA分子中含有______________________。实验中，用蓝色荧光染料对DNA进行染色后，用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞，使新合成的________专一性地带有绿色荧光标记。
(2)观察发现，视野中的大多数细胞处于A列，说明A列表示的是处于____________(时期)的细胞。RNA分布于细胞中的部位是________________。
(3)在分析实验结果时，需要将不同荧光激发下拍摄的荧光定位细胞图像做叠加处理(图中蓝、绿色荧光叠加)，使图像完全重叠，这样处理的目的是确保两图像是同时期的________细胞的观测结果。
(4)上述实验结果表明，分裂期细胞________(填“能”或“不能”)进行转录，判断的依据是____________________________________________________。
(5)为验证上述结论，在培养体系中加入RNA聚合酶抑制剂，D列中的相应实验结果未绘出。若上述结论成立，则在D列中看不到染色体的是________。
解析：(1)DNA与RNA在分子组成上的不同之处是DNA分子中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶(T)。用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞，因为尿嘧啶是RNA特有的碱基，所以合成的RNA专一性地带有绿色荧光标记。(2)观察发现，视野中的大多数细胞处于A列，说明A列表示的是处于分裂间期的细胞。RNA分布于细胞中的部位是细胞核和细胞质。(3)分析实验结果时，需要将不同荧光激发下拍摄的荧光定位细胞图像做叠加处理，使图像完全重叠，这样处理的目的是确保两图像是同时期的同一细胞的观测结果，从而对RNA的合成进行定位，证实RNA合成是否发生在染色体DNA位置上。(4)分析题图，C2或B2表示的分裂期细胞内观察到绿色荧光，表明细胞中有RNA的合成，由此判断分裂期细胞也在进行转录。(5)为验证分裂期细胞也在进行转录，在培养体系中加入RNA聚合酶抑制剂，则D1和D3可绘制的染色体形态、颜色、位置基本一样；而D2中看不到染色体。
答案：(1)脱氧核糖和胸腺嘧啶 RNA (2)分裂间期 细胞核和细胞质 (3)同一 (4)能 C2或B2表示的分裂期细胞内观察到绿色荧光，表明细胞中有RNA的合成 (5)D2
第三讲减数分裂与受精作用
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命观念
通过比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程，理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点
科学思维
通过总结配子多样性的原因和分析细胞分裂中染色体、DNA数量变化及分裂图像辨析，培养利用逻辑思维分析问题的能力
科学探究
通过观察细胞的减数分裂，掌握实验的操作技能
考点一 减数分裂过程及相关数量变化和受精作用[重难深化类]
1．对减数分裂概念的理解
范围
进行有性生殖的生物
时期
从原始生殖细胞→成熟生殖细胞
特点
染色体复制一次，细胞连续分裂两次
结果
生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半
2.减数分裂的过程——精细胞的形成过程
3．减数分裂的过程——卵细胞形成过程
4．精子和卵细胞形成过程的异同点(哺乳动物)
比较项目
精子形成过程
卵细胞形成过程
场所
睾丸
卵巢(卵巢和输卵管)
细胞质分裂方式
均等分裂
不均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
一个精原细胞
↓
4个精子
一个卵原细胞
↓
1个卵细胞、3个极体
5．受精作用
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)减数第一次分裂过程中同源染色体先分离，后联会(×)
(2)减数第二次分裂过程中染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开(√)
(3)减数第一次分裂染色体数目不变，减数第二次分裂染色体数目减半(×)
(4)交叉互换发生在减数第一次分裂前期的同源染色体的非姐妹染色单体之间(√)
(5)减数第一次分裂中，着丝点分裂导致染色体数目减半(×)
(6)卵细胞形成过程中，细胞质都是均等分裂的(×)
(7)1个卵原细胞只能产生1个卵细胞，而1个精原细胞能形成4个精细胞(√)
2．据图回答下列问题
(1)图1中1和2、3和4各是一对同源染色体，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色体。
(2)图1中共含有2个四分体，1个四分体中含有4个DNA分子，8条脱氧核苷酸链。
(3)图2表现交叉互换现象，从时间上看，该过程发生于减数第一次分裂前期，从范围上看，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(4)由图2可知，等位基因可位于同源染色体和姐妹染色单体上。
3．连线精子形成过程中各时期的图像及主要特点
4．辨析精子和卵细胞形成过程图像
(1)图中可能属于精子形成过程中的图像是B、C。
(2)图中可能属于卵细胞形成过程中的图像是A、C、D。
(3)图A分裂后产生的子细胞是卵细胞和极体，图C分裂后产生的子细胞可能是精细胞或极体。
1．比较减数第一次分裂与减数第二次分裂
名称
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
着丝点
不分裂
分裂
染色体
2n→n，减半
n→2n→n，不变
DNA数目
4n→2n，减半
2n→n，减半
染色体主要行为
同源染色体联会、分离
姐妹染色单体分开
同源染色体
有
无
2．辨析精子和卵细胞形成中细胞分裂图像
3．分析减数分裂产生配子的种类
分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
(1)若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
(2)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下：
项目
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
一个精原细胞
4种
2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体
4种
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞
4种
1种(YR或yr或Yr或yR)
一个雌性个体
4种
4种(YR、yr、Yr、yR)
[对点落实]
题点(一) 减数分裂过程与分裂图像
1．(2019·琼海模拟)下列有关百合(2n＝24)的花粉母细胞减数第一次分裂的叙述，正确的是( )
A．染色体未复制就均分到子细胞中
B．同源染色体分离，染色体数减半
C．着丝点未分裂，姐妹染色单体互换
D．两个子细胞中各含有6对染色体
解析：选B 染色体复制发生在减数第一次分裂间期；同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，使染色体数减半；在减数第一次分裂前期，四分体中的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期；两个子细胞中各含有12条染色体，但没有同源染色体，不能以对计数。
2．下面为高等动物的细胞分裂示意图。相关叙述正确的是( )
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
解析：选B 图甲细胞处于减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体；图乙细胞处于减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞；图丙细胞处于减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。
题点(二) 减数分裂与配子的产生
3．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)( )
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
解析：选C 来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或“互补”，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，因此这些精细胞至少来自4个精原细胞。
4．下图甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞，这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是( )
A．①与② B．①与③
C．②与③ D．②与④
解析：选C 同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数第二次分裂时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。
[类题通法]
巧借染色体组成判断配子来源的方法
减数分裂中染色体、核DNA数量变化曲线
[典型图示]
[问题设计]
(1)甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞；戊为性细胞。
(2)曲线①表示减数分裂过程中核DNA数量变化，曲线②表示染色单体数量变化，曲线③表示染色体数量变化。
(3)染色体数目减半发生在MⅠ末期，是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的，减数第二次分裂时染色体数变化为N→2N→N，没有减半。
(4)MⅡ后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
(5)染色体与核DNA数的比值变化规律及原因：
1∶11∶21∶1
[对点落实]
5.如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。有关a～c段(不含a、c点)的叙述，正确的是( )
A．细胞中始终存在染色单体
B．细胞中始终存在同源染色体
C．细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1
D．此段中染色体行为是生物变异的根本来源
解析：选A 据图可知，图中虚线数目加倍一次，但连续减半两次，因此表示减数分裂过程中核DNA的变化相对值，实线表示染色体的变化相对值。O～a段表示减数第一次分裂前的间期，a～c段中b为减数第一次分裂末期的终点，同源染色体彼此分离进入两个子细胞中，b～c段无同源染色体；c点为姐妹染色单体彼此分离形成子染色体的过程，a～c段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体；细胞中染色体和核DNA数之比一直为1∶2；a～c段中，一般不会发生基因突变，可进行基因重组与染色体变异，而生物变异的根本来源为基因突变。
6．(2019·沈阳四校协作体联考)下图为某动物(体细胞染色体为2N)细胞分裂过程中不同时期每个细胞DNA、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法错误的是( )
A．乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂
B．基因重组发生在戊时期，基因突变主要发生在丙→戊过程中
C．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞
D．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体
解析：选C 乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂，染色体数目加倍；在动物细胞内，基因重组发生在减数第一次分裂，即戊时期，此时每条染色体含有两条染色单体，基因突变发生在丙→戊过程(DNA复制)中；丙可以代表体细胞，甲中染色体数只有丙的一半，可能代表精子、卵细胞或极体；丁和戊时期分别是有丝分裂后期和减数第一次分裂，处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体。
[易错提醒]
常考易混的相关物质或结构变化的原因
相关物质或结构变化
原因
DNA加倍;染色单体形成(由0→4N)
染色体与核DNA数目之比由1∶1→1∶2
DNA分子复制
染色单体消失(变为零)
染色体数目加倍(2N→4N或N→2N)
染色体与核DNA数目之比由1∶2→1∶1
着丝点分裂
染色体数目减半
同源染色体分离分别进入2个子细胞
染色体或核DNA分别进入2个子细胞
数量减半(4N→2N或2N→N)
细胞一分为二
观察细胞的减数分裂
7．下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是( )
A．可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象
D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
解析：选D 蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时，选择植物雄蕊比雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。
8．小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。
(1)请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤：
供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液、解离固定液。
取材：用____________作实验材料。
制片：
①取少量组织低渗处理后，放在________________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量____________。
③一定时间后加盖玻片，________。
观察：用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞有____________________________________。
(2)从鼠的精巢中提取出一些细胞，测定细胞中的染色体数目(无染色体变异发生)，将这些细胞分为三组，每组的细胞数如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．用药物阻断DNA的复制，会减少甲组细胞的数目
B．乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA复制
C．丙组细胞中有一部分正在发生非同源染色体上非等位基因的自由组合
D．乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞
解析：(2)若DNA的复制被阻断，则有丝分裂的分裂期和减数分裂的第一次分裂、第二次分裂都不能正常进行，故甲组细胞数目将减少。根据有丝分裂和减数分裂过程中染色体数目的变化规律可知，甲组细胞表示处于减数第二次分裂前期、中期的细胞以及精细胞；乙组细胞表示处于有丝分裂间期、前期和中期的细胞，也表示处于减数第一次分裂的细胞和处于减数第二次分裂后期的细胞；丙组细胞表示处于有丝分裂后期的细胞。
答案：(1)(小鼠)睾丸 解离固定液 醋酸洋红染液 压片 精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞 (2)C
[归纳拓展]
(1)宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因：
①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。
②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂。
(2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N的不同细胞分裂图像。
考点二 减数分裂和有丝分裂[题点精析类]
一、“两结合”法图析细胞分裂的方式和特点
1．结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期
(1)三个前期图的判断
①判断步骤
②判断结果：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数第二次分裂前期
(2)三个中期图的判断
①判断步骤
②判断结果：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期
(3)三个后期图的判断
①判断步骤
②判断结果：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期，C为减数第一次分裂后期
2.“三看法”判断细胞分裂的方式及时期
[题点全练]
1．假定某动物细胞染色体数目2N＝4，据图判断下列有关叙述正确的是( )
A．⑤内有4个四分体，②内有2个四分体
B．②③④⑤均含同源染色体
C．②③④分别为减数第一次分裂前、中、后期
D．⑥是次级精母细胞或第一极体
解析：选B ②处于减数第一次分裂前期；③处于有丝分裂中期；④处于减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，所以④是初级精母细胞；⑤处于有丝分裂后期；⑥处于减数第二次分裂后期，只能是次级精母细胞。③～⑥都不含四分体，有丝分裂和减数第一次分裂都含有同源染色体。
2．某二倍体动物的某细胞内含有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞( )
A．处于有丝分裂后期 B．正在发生基因自由组合
C．将形成配子 D．正在发生DNA复制
解析：选C 根据题干信息可知，该细胞为二倍体动物细胞的分裂，没有染色单体即着丝点已经分裂，每一极有5条染色体，故该细胞应处于减数第二次分裂末期，即将形成配子。
3．下列细胞分裂图像中，一定表示减数分裂的是( )
解析：选D 图A有可能是MⅡ后期图，也有可能是单倍体生物细胞有丝分裂后期图；图B有可能是MⅡ中期图，也有可能是单倍体有丝分裂中期图；图C最可能是二倍体生物细胞有丝分裂中期图；图D中同源染色体分离，肯定是二倍体生物细胞MⅠ后期图。
[易错提醒]
判断分裂图像的三个注意点
(1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数第二次分裂，如四倍体生物的减数分裂。
(2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。
(3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。
二、减数分裂和有丝分裂过程中相关物质的数量变化
1．减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化
(1)模型
(2)判断
2．每条染色体中DNA含量的变化
根据上图曲线完善下表：
A→B
B→C
C→D
D→E
减数分裂对应时期
MⅠ前的间期
MⅠ全过程和MⅡ前期、MⅡ中期
MⅡ后期
MⅡ末期
有丝分裂对应时期
间期
前期和中期
后期
末期
3．同源染色体“对”数和“染色体组数”数目变化曲线
(1)图甲中表示有丝分裂的是，表示减数分裂的是。
(2)图乙中表示有丝分裂的是，表示减数分裂的是。
[题点全练]
4．如图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及核DNA数目的变化，则下列叙述错误的是( )
A．在图中两曲线重叠的各段，每条染色体都不含染色单体
B．在BC段和HI段都能发生染色体的复制
C．在AG段细胞中含有同源染色体，HQ段细胞中不含有同源染色体
D．在DE段和LM段，发生含量变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离
解析：选C 当染色体数目等于DNA数目时，每条染色体都不含染色单体；在有丝分裂的间期BC段和MⅠ前的间期HI段都发生染色体的复制；图中HJ段表示MⅠ时期，在MⅠ时期细胞含有同源染色体；在DE段和LM段，发生含量变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离。
5．如图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况，其中图1中的乙曲线表示减数分裂过程中的染色体数目变化。下列有关分析正确的是( )
A．图2中HI段只有1个染色体组
B．图3可表示有丝分裂或减数分裂
C．图1中EF段和图2中BC段变化的原因不同
D．基因重组可发生在图1中的CE段和图3中的jk段
解析：选C 图2中AF段表示有丝分裂过程，FI段表示减数分裂过程，HI段细胞处于MⅡ时期，MⅡ后期含有2个染色体组；图3只能表示有丝分裂过程中一个细胞中染色体组数的变化；图1中EF段是MⅠ结束形成两个子细胞，核DNA减半，图2中BC段是有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目加倍；基因重组通常可发生在MⅠ的前期和后期，有丝分裂过程中不能发生基因重组。
考点三 细胞分裂与生物变异[题点精析类]
1．细胞分裂类型与三种可遗传变异的对应关系
分裂方式
变异发生过程或时期
变异类型
二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
DNA复制
基因突变
减数分裂
MⅠ后期：非同源染色体自由组合
MⅠ前期：同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换
基因重组
有丝分裂、减数分裂
分裂期：染色体间，移向两极时
染色体变异
(1)减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代。如图所示：
(2)减数分裂与基因重组
①非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合。
②同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如原本A与B组合，a与b组合，经基因重组可导致A与b组合，a与B组合。
(3)减数分裂与染色体变异
如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
2．异常细胞的产生及原因判断
(1)有丝分裂异常
(2)MⅠ后期同源染色体未分离
(3)MⅡ后期姐妹染色单体未分开
[题点全练]
1．(2018·福州模拟)如图表示减数分裂过程中的染色体的部分行为变化。下列说法错误的是( )
A．图示的变异类型为基因重组
B．甲图中的姐妹染色单体完成了片段的交换
C．甲图两条染色体的基因组成分别变为AABb、aaBb
D．乙图表示产生的重组型配子是aB、Ab
解析：选B 根据题干和图示分析，甲图发生的变异类型为基因重组；甲图中的非姐妹染色单体间发生互换，而不是姐妹染色单体之间发生交换；甲图发生了同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，互换后两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb；由图可知：乙图产生的重组型配子是aB、Ab。
2.(2018·浙江4月选考)某二倍体高等动物(2n＝6)雄性个体的基因型为AaBb，其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如右。下列叙述正确的是( )
A．形成该细胞过程中发生了基因突变和染色体畸变
B．该细胞含有3个四分体，6条染色体，12个DNA分子
C．该细胞每条染色体的着丝粒(点)都连着两极发出的纺锤丝
D．该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY
解析：选D 据图分析，图中含有3对同源染色体，其中一条染色体含有A基因的片段转移到非同源染色体(X染色体)上，属于染色体畸变，没有发生基因突变；此细胞处于减数第一次分裂中期，而四分体出现于减数第一次分裂前期，DNA除主要分布在染色体上外，细胞质中也含有，细胞中DNA分子数大于12；该细胞为动物细胞，每条染色体上的着丝粒(点)都连着中心体发出的星射线；据图分析可知，该细胞分裂产生的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY。
3．(2018·泸州模拟)基因组成为XbXbY的色盲患者甲，其父患色盲、其母表现正常。下列分析中可能性较大的是( )
①甲母减数第一次分裂中，2条X染色体未分开而是一起进入了次级卵母细胞
②甲母减数第二次分裂中，2条X染色体未分开而是一起进入了卵细胞
③甲父减数第一次分裂中，2条性染色体未分开而是一起进入了次级精母细胞
④甲父减数第二次分裂中，2条性染色体未分开而是一起进入了精细胞
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
解析：选C 甲母的基因型为XBXB或XBXb，其在减数第一次分裂中，2条X染色体未分开而是一起进入了次级卵母细胞，形成基因型为XBXB或XBXb的卵细胞，与正常精子Y结合，可产生XBXBY或XBXbY的甲，①错误；甲母减数第二次分裂中，2条X染色体未分开而是一起进入了卵细胞，形成XBXB或XbXb的卵细胞，与正常精子Y结合，可能会产生基因型为XbXbY的甲，②正确；甲父减数第一次分裂中，2条性染色体未分开而是一起进入了次级精母细胞，形成XbY的精子，与正常卵细胞Xb结合，可产生基因型为XbXbY的甲，③正确；甲父减数第二次分裂中，2条性染色体未分开而是一起进入了精细胞，形成XbXb或YY的精子，与正常卵细胞Xb结合，不会产生基因型为XbXbY的甲，④错误。所以可能性较大的是②③。
4.某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断( )
A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组
B．该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE
C．图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组
D．三对基因的遗传遵循自由组合定律
解析：选B 图示细胞中无同源染色体，且均等分裂，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组；正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE；因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。
课堂一刻钟
1．(2018·全国卷Ⅲ)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A．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
B．有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C．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
D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
易错探因——过程混淆
同源染色体联会只发生在减数分裂过程中，有丝分裂过程中始终存在同源染色体，但没有联会行为。
解析：选B 染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期；同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，有丝分裂过程中不发生同源染色体联会；无论是有丝分裂还是减数分裂，染色体仅复制一次；哺乳动物细胞处于有丝分裂中期和减数第二次分裂中期时，染色体的着丝点都整齐排列在赤道板上。
2．(2017·全国卷Ⅱ)已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是( )
解题关键——图文转换
解答本题的关键是正确审读图中信息，将图中信息转换为文字信息。图A、B无同源染色体，但有染色单体，可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体；图C、D无染色单体，应表示卵细胞或精细胞，此时无等位基因，从而判断出C、D的正误。
解析：选D 图A、B所示细胞中没有同源染色体，有染色单体，可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，两个图示的差异反映出减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时非同源染色体的自由组合；图C、D所示细胞中没有染色单体，此时细胞中应该没有同源染色体和等位基因。
3．(2017·海南高考)若要表示某动物细胞(2n)减数第一次分裂结束时形成的细胞，下列示意图中正确的是( )
易错探因——过程不明
减数第一次分裂主要的变化是同源染色体分离，形成的子细胞无同源染色体，但仍有染色单体。
解析：选D 减数第一次分裂结束时形成的细胞无同源染色体，每条染色体含2条单体。
4．(2015·天津高考)低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是( )
解题关键——题图结合
解答此题的关键是将题干信息与图示结合分析，A项中初级卵母细胞形成了纺锤体，与题意不符，B中有同源染色体，且处于减数第二次分裂，与题意相符，同理分析C、D项都与题意不符。
解析：选B A项，该初级卵母细胞形成了纺锤体，与题意不符；B项，由图可以看出是减数第二次分裂后期，移向同一极的仍有同源染色体，与题意相符；C项，低温诱导染色体数目加倍后形成的卵细胞应含有2个染色体组，即4条染色体，而不是3条；D项，三倍体胚胎的体细胞中应含有3个染色体组，而图中只有2个。
5．(2013·全国卷Ⅰ)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是( )
A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同
B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同
C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同
D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同
解题关键——归纳比较
此题考查有丝分裂与减数分裂过程中染色体和DNA分子变化规律，只有在复习中注意归纳总结两个过程相关变化的异同才可准确得出答案。
解析：选C 有丝分裂和减数第一次分裂前、中期，两者染色体数、DNA分子数相同；有丝分裂后期姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，DNA分子数目不变，减数第一次分裂后期同源染色体分离，染色单体并没有分开，染色体数目不变，DNA分子数目也不变，因此，两者后期染色体数目和染色体行为不同，但DNA分子数目相同；正常情况下有丝分裂末期染色体数目是减数第一次分裂末期的2倍。
6．(2016·江苏高考)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)，图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是____________，它属于图2中类型_______的细胞。
(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞的名称是________________。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序是________。
(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有________________(用图中字母表述)。
解题关键——图文转换
准确进行图文转换是解答此类题的关键。由图1特点可较容易判断该图为有丝分裂后期图，只要对图2中a、b、c、d、e所代表细胞类型所处的分裂时期进行准确分析就能对(1)～(5)小题正确解答。
(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期，待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，可用于诱导三倍体。现有3组实验：用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是________________________________________，理由是_____________________________________________________________________。
易错探因——过程不明
细胞松弛素处理的细胞类型和分裂方式不同，处理减数分裂的细胞得到的是染色体数目加倍的配子，处理受精卵得到的是加倍的四倍体。
解析：(1)图1中细胞发生了着丝点分裂，且含有同源染色体，故细胞分裂的方式和时期是有丝分裂后期，细胞中染色体数和核DNA数均为4n，因此它属于图2中类型a的细胞。(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，则其可能为处于减数第二次分裂后期的细胞，该细胞的名称是次级精母细胞。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，b处于减数第一次分裂，d处于减数第二次分裂着丝点分裂之前，e处于减数第二次分裂结束时，那么三者出现的先后顺序是b、d、e。(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型为a和b，c可能表示未复制的体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞，不一定含有同源染色体，d是处于减数第二次分裂着丝点分裂前的细胞，e是减数第二次分裂结束后的细胞，d、e肯定不含同源染色体。(5)b类型细胞着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，核DNA数不变，形成a类型的细胞。d类型细胞着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，核DNA数目不变，形成c类型的细胞。(6)细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，可用于诱导三倍体的形成，其功能类似于秋水仙素。用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂(减数第一次分裂同源染色体未分离，减数第二次分裂正常进行)、减数第二次分裂(减数第一次分裂正常，减数第二次分裂着丝点分裂后染色体移向同一极)时形成的是染色体数加倍的配子，但是处理受精卵(2n)的第一次卵裂(有丝分裂)时形成的是四倍体，故阻滞受精卵的第一次卵裂后三倍体出现率最低。
答案：(1)有丝分裂后期 a (2)次级精母细胞 (3)b、d、e (4)a、b (5)b→a；d→c (6)阻滞第一次卵裂 受精卵含二个染色体组，染色体数加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.减数分裂的过程和减数分裂中染色体、DNA数量变化规律，其中染色体、DNA数量变化规律是考查的高频点。
2.减数分裂与有丝分裂的比较，其中分裂图像和曲线的辨析是难点，也是易错点。
3.受精作用的概念和过程。
考查能力
1.识记能力：主要考查对减数分裂各个时期细胞分裂特点的识记能力。
2.识图能力：主要考查对细胞分裂图像和曲线的识图和辨析能力。
3.综合能力：主要考查细胞分裂与生物变异等知识的综合分析与运用能力。
二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．精子、卵细胞的形成和受精
(1)精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中，初级(次级)卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。
(2)受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
2．减数分裂
(1)减数第一次分裂过程中，同源染色体分离，导致染色体数目减半。
(2)减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离。
(3)减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。
(4)减数分裂是生物遗传的基础，基因的分离定律和自由组合定律的实质是减数分裂时位于同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3．减数分裂与有丝分裂：减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。
[课下达标检测]
一、选择题
1．下列有关有丝分裂、减数分裂和受精作用的说法，正确的是( )
A．联会不发生在有丝分裂过程中，着丝点分裂只发生在减数第二次分裂的后期
B．初级卵母细胞能进行有丝分裂以增加自身数量，又可进行减数分裂形成卵细胞
C．有丝分裂中期和减数第一次分裂中期，染色体数目、核DNA数目都相同
D．减数分裂和受精作用过程中均有非同源染色体的自由组合，有利于保持亲子代遗传信息的稳定性
解析：选C 有丝分裂过程中不发生同源染色体的联会，联会只发生在减数分裂过程中，着丝点分裂可发生在有丝分裂的后期和减数第二次分裂的后期；卵原细胞能进行有丝分裂以增加自身数量，又可进行减数分裂形成卵细胞，初级卵母细胞只能进行减数分裂；有丝分裂中期和减数第一次分裂中期，细胞中的染色体数目均与体细胞相同，每条染色体均含有2个DNA分子，所以染色体数目、核DNA数目都相同；减数分裂时非同源染色体自由组合会导致基因重组，增加了同一双亲后代的多样性，而受精作用过程中不发生非同源染色体的自由组合。
2．(2019·芜湖模拟)某二倍体动物的一个细胞内含10条染色体，20条DNA分子，光学显微镜下观察到该细胞开始缢裂，则该细胞可能正在进行( )
A．同源染色体配对 B．基因的自由组合
C．染色体着丝点分裂 D．非姐妹染色单体交叉互换
解析：选B 同源染色体配对发生在减数第一次分裂前期，此时不会发生细胞膜的缢裂；在减数第一次分裂的后期，细胞膜开始缢裂，同源染色体分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，每条染色体上含2个DNA分子；染色体着丝点分裂发生在有丝分裂后期、减数第二次分裂后期，细胞膜开始缢裂，但此时无染色单体，其DNA数目与染色体数目相等；非姐妹染色单体交叉互换发生在减数第一次分裂前期，此时不会发生细胞膜的缢裂。
3.如图是一个基因型为AaBb的卵原细胞分裂过程中某一时期的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．该细胞中有两个染色体组、4个核DNA分子
B．该细胞中正发生着同源染色体分离
C．该细胞产生的卵细胞基因型是AB或Ab
D．该细胞的产生过程中发生了染色体结构变异
解析：选A 该细胞中着丝点已分裂，染色体加倍，有两个染色体组、4个核DNA分子；该细胞中不含同源染色体；由于卵原细胞的基因型为AaBb，而图示细胞为第一极体，所以该卵原细胞产生的卵细胞基因型是aB或ab；该细胞的产生过程中发生了基因突变或基因重组(交叉互换)。
4．如图是基因型为AaBb的某生物体内两个不同时期的分裂模式图，其中染色体上标注的是相应位置上的基因。下列相关叙述正确的是( )
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AaBB
C．图②所示的细胞中有4个染色体组
D．图②所示的细胞中有4个四分体
解析：选B 图①中两个细胞的中央将出现细胞板，而不是赤道板；由于生物体的基因型为AaBb，图①中细胞1的基因型是Aabb，则细胞2的基因型是AaBB；图②所示的细胞中有2个染色体组，2个四分体。
5．如图为某二倍体植物减数分裂过程中的几幅细胞图像。下列叙述正确的是( )
A．图⑤所示细胞中，移向两极的基因组成一般相同
B．图③所示细胞中，同源染色体上的非等位基因可能发生重组
C．图②所示细胞中，同源染色体分离，染色体数目减半
D．上述细胞分裂图像按进行时序排序为①→⑤→③→④→②
解析：选B 根据图像分析可知⑤处于减数第一次分裂后期，同源染色体分离，移向两极的基因组成不一定相同；图③所示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之间可能发生交叉互换；图②细胞处于减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍；由以上分析可知，①细胞处于分裂间期、②细胞处于减数第二次分裂后期、③细胞处于减数第一次分裂前期、④细胞处于减数第二次分裂末期、⑤细胞处于减数第一次分裂后期，因此细胞分裂过程的正确排序为①→③→⑤→②→④。
6．(2019·新乡一模)如图是某哺乳动物减数分裂过程中三个细胞部分染色体及其上的基因示意图，乙、丙均来自甲细胞，下列叙述正确的是( )
A．甲细胞产生的突变基因肯定可通过卵细胞传递给子代
B．乙细胞和丙细胞均含有2个染色体组
C．丙细胞产生的卵细胞的基因组成是aB或AB
D．若该动物产生基因型为Aab的配子，则说明减数第一次分裂时同源染色体未分离
解析：选C 由于减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合，且一个初级卵母细胞只能分裂形成一个次级卵母细胞，所以甲细胞产生的突变基因不一定会通过卵细胞传递给子代；乙细胞含有2个染色体组，但丙细胞只含一个染色体组；丙细胞(次级卵母细胞)的基因型为AaBB，所以其产生的卵细胞的基因组成是aB或AB；该动物产生基因型为Aab的配子的原因是减数第一次分裂时同源染色体未分离或减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分离。
7．(2019·郑州模拟)某男子既是色盲又有毛耳(毛耳基因位于Y染色体上)，则这个男子的次级精母细胞中，色盲基因及毛耳基因的存在情况是( )
A．在每个次级精母细胞中都含有一个色盲基因和一个毛耳基因
B．在每个次级精母细胞中只含有一个色盲基因或一个毛耳基因
C．在每个次级精母细胞中都含有两个色盲基因和两个毛耳基因
D．有1/2的次级精母细胞含有两个色盲基因，有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因
解析：选D 在减数第一次分裂前的间期复制形成各两个基因，有两个色盲基因，也有两个毛耳基因。减数第一次分裂时同源染色体分离，即X和Y染色体分离后分别进入两个次级精母细胞中，所以形成的两个次级精母细胞，一个次级精母细胞有两个色盲基因，另一个次级精母细胞有两个毛耳基因，即有1/2的次级精母细胞含有两个色盲基因，有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因。
8．人体细胞处于有丝分裂或减数分裂后期时，染色体会向两极移动。正常情况下，下列对处于分裂后期细胞某一极染色体组成情况的描述，正确的是( )
A．2个染色体组，46条染色单体
B．1个染色体组，46条染色体
C．无同源染色体，23条染色单体
D．无同源染色体，23条染色体
解析：选D 根据题意分析可知：人体细胞处于有丝分裂后期时，有同源染色体，含4个染色体组、92条染色体，不含染色单体；减数第一次分裂后期时，有同源染色体，含2个染色体组、46条染色体、92条染色单体；减数第二次分裂后期时，无同源染色体，含2个染色体组、46条染色体，不含染色单体。
9．某二倍体高等雄性动物体内有部分细胞正处于分裂状态，其中有同源染色体，着丝点刚断裂的细胞①；同源染色体正要分离的细胞②；有同源染色体，着丝点整齐排列在赤道板上的细胞③；无同源染色体，着丝点刚断裂的细胞④。下列相关叙述，正确的是( )
A．正在进行等位基因分离的细胞有①②④
B．含有2个染色体组的初级精母细胞有②④
C．能发生非等位基因自由组合的细胞有②③
D．能在该动物精巢中找到的细胞有①②③④
解析：选D 根据提供信息分析，细胞①中有同源染色体，着丝点刚断裂，处于有丝分裂后期；细胞②中同源染色体正要分离，处于减数第一次分裂后期；细胞③有同源染色体，着丝点整齐排列在赤道板上，处于有丝分裂中期；细胞④无同源染色体，着丝点刚断裂，处于减数第二次分裂后期。等位基因分离发生在减数第一次分裂后期，即发生在细胞②中；细胞④处于减数第二次分裂后期，为次级精母细胞；非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂，即发生在细胞②中；动物精巢中的精原细胞既可以进行有丝分裂，也可以进行减数分裂，因此以上四种细胞都可以出现于动物精巢中。
10．某二倍体动物(2n＝8)从初级精母细胞到精细胞的过程中，不同时期细胞中染色体组数依次发生的变化是：2组(甲)→1组(乙)→2组(丙)→1组(丁)。下列叙述，正确的是( )
A．甲时期有的细胞刚开始染色体复制
B．甲、乙时期的细胞中均含有姐妹染色单体
C．丙→丁过程中可发生非同源染色体自由组合
D．丁时期的细胞有4种不同的染色体组合类型
解析：选B 甲时期细胞可以是处于减数第一次分裂(前、中、后)的初级精母细胞，并且题干中提出“从初级精母细胞到精细胞”，而染色体复制只发生在减数第一次分裂前的间期；甲时期细胞表示处于减数第一次分裂(前、中、后)的初级精母细胞，乙时期细胞可以表示处于减数第二次分裂(前、中)的次级精母细胞，两个时期的细胞均含有姐妹染色单体；丙→丁过程中处于减数第二次分裂，而非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期；一个精原细胞经过减数分裂只能产生2种精细胞，即丁时期的细胞有2种不同的染色体组合类型。
11．小鼠体细胞核DNA含量为2N，细胞中mT蛋白对精子的形成有重要作用。若敲除控制合成mT蛋白的基因，检测并统计曲细精管中相关细胞DNA含量及细胞数目比率如下表，下列叙述正确的是( )
细胞类型(DNA含量)
正常鼠的细胞数目比率(%)
敲除鼠细胞数目比率(%)
细胞A(N)
46.4
25.7
细胞B(2N)
16.7
40.6
细胞C(4N)
25.2
23.8
A．细胞A和细胞B的类型分别是精子和精原细胞
B．与正常鼠相比，敲除鼠的初级精母细胞数量显著下降
C．敲除鼠的精子形成过程阻滞在减数第二次分裂
D．DNA含量由2N到4N的变化过程中发生了基因重组
解析：选C 细胞A的类型是精子，细胞B的类型是精原细胞或次级精母细胞；与正常鼠相比，敲除鼠的初级精母细胞数量略有下降；由于敲除鼠细胞B数目比率明显大于正常鼠细胞B数目比率，说明敲除鼠的精子形成过程最可能阻滞在减数第二次分裂；DNA含量由2N到4N的变化过程中进行DNA复制，可能会发生基因突变。
12．(2019·遂宁模拟)如图为某二倍体植物精子的形成过程，其中①～④表示细胞分裂，X、Y、Z表示相关细胞。下列有关叙述正确的是( )
A．过程③处在前期时细胞内虽有同源染色体但无联会配对现象
B．细胞Z与过程④产生的精子中所含的遗传信息不可能相同
C．过程①处在中期和过程④处在后期的细胞染色体数目不同
D．上图表明此植物形成精子时需减数分裂和有丝分裂共同参与
解析：选D 过程③之前细胞已经完成减数分裂，因此过程③处在前期时细胞内无同源染色体，也无联会现象；过程④是有丝分裂，其产生的精子的遗传信息与细胞Y相同，而细胞Y与细胞Z是经过有丝分裂形成的，所含的遗传信息也完全相同，因此细胞Z与过程④产生的精子中所含的遗传信息相同；过程①处在中期和过程④处在后期的细胞染色体数目相同，且都与体细胞相同；由图中信息可知，此植物形成精子时需减数分裂和有丝分裂共同参与。
二、非选择题
13．如图1表示某二倍体动物的一个性原细胞经减数分裂过程传递基因的情况；图2、图3分别表示该动物的性原细胞在正常分裂过程中，每条染色体上DNA含量和细胞中染色体组变化情况。请据图回答问题：
(1)图1、2、3中，可表示有丝分裂过程的是________。
(2)图1中，只位于图2中BC段的细胞是________。图3中，与图2中BC段对应的区段最可能是________。
(3)只考虑染色体变异，与形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是____________________，与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是____________。
(4)图3中，与图2中CD段的变化原因相同的区段是________。
(5)图1中，次级性母细胞含有的染色体组数是________。
解析：(1)图1、2、3中，可表示有丝分裂过程的是图2、3，可表示减数分裂过程的是图1、2。(2)图1中，只位于图2中BC段的细胞是①初级性母细胞。图3中，与图2中BC段对应的区段最可能是FG段，即有丝分裂前期和中期。(3)如果只考虑染色体变异，与形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是减数第一次分裂后期，有一对同源染色体没有分离，与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是ABb、a、a。(4)图3中，与图2中CD段的变化原因相同的区段是GH，即着丝点分裂。(5)图1中，次级性母细胞含有的染色体组数是1(减数第二次分裂前期和中期)或2(减数第二次分裂后期)。
答案：(1)图2、3 (2 )① FG (3)减数第一次分裂后期 ABb、a、a (4)GH (5)1或2
14．(2019·徐州一模)有研究者对基因型为EeXFY的某动物精巢切片进行显微观察，绘制了图1中三幅细胞分裂示意图(仅示部分染色体)；图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。回答下列问题：
(1)图1中细胞甲的名称是________________。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E，则另外三个精细胞的基因型为________________，这种变异属于______________变异。
(2)图2中类型b的细胞对应图1中的细胞有__________。
(3)图2中类型c的细胞含________个染色体组，可能含有________对同源染色体。
(4)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有________、________(用图中字母和箭头表述)。
解析：(1)由分析可知，图甲为减数第二次分裂中期的细胞，因此表示次级精母细胞。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E，说明X与Y没有分离，则另外三个精细胞的基因型为E、eXFY、eXFY，这种变异属于染色体数目变异。(2)图2中类型b的细胞处于减数第一次分裂或者有丝分裂前期、中期，对应图1中的细胞有乙和丙。(3)图2中类型c的细胞可以是处于减数第二次分裂后期的细胞，也可以是体细胞，所以细胞中含2个染色体组，可能含有0或n对同源染色体。(4)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，即染色体∶DNA由1∶2转变为1∶1，其转变的具体情况有b→a、d→c。
答案：(1)次级精母细胞 E、eXFY、eXFY 染色体数目 (2)乙和丙 (3)2 0或n (4)b→a d→c
15．(2019·豫东校级模拟)研究表明，雌性动物繁殖率下降与减数分裂异常密切相关，为了解减数分裂过程中的调控机制，研究人员展开了系列实验。
(1)减数第一次分裂的前期可分为如图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生________并形成四分体。减数第一次分裂过程中，非同源染色体的____________及同源染色体中________________之间的交叉互换会导致配子基因组合的多样性。
(2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数第一次分裂，但在出生前后被阻滞在双线期之后、浓缩期之前的一个漫长的静止阶段(称为核网期)。研究发现，在此过程中，细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升，达到峰值后维持在较高水平。在雌性小鼠性成熟后，卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。
①cAMP被称为细胞内的第二信使。如图2所示，当信号分子与________结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由________生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。
②实验一：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。由此可知，cAMP调控了细胞的减数分裂进程，判断依据是______________________________。
③已知卵母细胞进入粗线期时，在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S蛋白)沿染色体轴分布，进入核网期时，S蛋白则已完全从染色体上解离下来，研究人员猜测cAMP调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S蛋白，并对此展开进一步研究。
实验二：选取待定时期的胚胎卵巢，实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否)，则对照组应注射______________________________________。经处理后分别进行细胞培养，3 d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________(填“促进”或“抑制”)小鼠卵母细胞提前进入核网期。
解析：(1)减数第一次分裂的前期可分为如图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生联会，即两两配对并形成四分体。减数第一次分裂过程中，后期同源染色体分离，非同源染色体的自由组合以及前期的四分体时期同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换都会导致配子基因组合的多样性。(2)①cAMP被称为细胞内的第二信使，当信号分子与细胞膜上的受体结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由ATP生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。②实验一：根据图3中的柱形图可知，2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组，说明cAMP调控了细胞的减数分裂进程。③实验二：选取待定时期的胚胎卵巢，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，3 d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。
答案：(1)联会 自由组合 非姐妹染色单体 (2)①受体 ATP ②2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组
③等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA 促进
第四讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命观念
通过比较细胞的分化、衰老、凋亡、癌变及细胞的全能性，明确彼此间的区别和联系，建立起细胞是一个统一整体的生物学观点
社会责任
通过对干细胞和癌变的有关问题分析，养成学以致用，关注科技发展和人体健康的态度
考点一 细胞分化与细胞的全能性[重难深化类]
1．细胞分化
2．细胞的全能性
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)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)(√)
(2)细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果(√)
(2016·全国卷Ⅱ，T1C)
(3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同(×)
(4)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的分化能力强(√)
(5)细胞的分化程度越高，全能性越强(×)
(2015·江苏卷，T2A)
(6)不同分化细胞的遗传信息相同(√)
(7)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(√)
(8)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性(×)
(9)ATP合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达(×)
2．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
(1)人的胰岛B细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，请分析原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：人的胰岛B细胞和神经细胞都来源于受精卵的有丝分裂和细胞分化，有丝分裂和细胞分化都不会改变核遗传物质
(2)分化后的细胞是否还具有全能性，为什么？______________________________。
提示：有，因为分化前后的细胞都含有全套的遗传物质
3．据图回答下列问题
(1)①→③细胞数目增加，细胞大小几乎没变化(或略减小)，该过程表示细胞分裂(有丝分裂)。
(2)③→⑤细胞数目没有变化，细胞形态基本不变，但细胞体积增大，该过程表示细胞生长。
(3)①→②和①→④，细胞形态发生改变，是由相同形态结构功能的细胞形成了组织，所以该过程表示细胞分化。
(4)①③⑤三个细胞群的细胞具有分裂能力，具有分裂能力的细胞的特征是：细胞壁，细胞质浓，细胞核，液泡小或无。
(5)⑥⑦⑧表示从②中取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。
1．图解法深刻理解细胞分化过程
(1)外在表现
(2)内在原因
2．细胞分化的三个关键点
(1)细胞分化的标志
①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平：形成不同种类的细胞。
(2)分化细胞表达的基因
①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。
(3)细胞分化的“变”与“不变”
①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。
②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
3．澄清四个易错易混点
(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。
(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
(3)分化程度高的细胞其全能性不一定低。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。
(4)分化一般不会改变遗传物质。细胞分化是基因选择性表达的结果，一般不会导致遗传物质改变。已分化的细胞一般都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。
[对点落实]
1．下列关于细胞分化的描述，正确的是( )
A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息
B．可以通过检测细胞中呼吸酶基因是否表达，来确定细胞是否分化
C．一个人肝细胞和肌细胞结构和功能不同的根本原因是mRNA不同
D．神经细胞特有的基因决定了神经递质的精准释放位置
解析：选C 细胞分化过程中遗传物质并没有改变；呼吸酶基因在所有细胞中均发生表达，因此不能通过检测细胞中呼吸酶基因是否表达来确定细胞是否分化；一个人肝细胞和肌细胞结构和功能不同的根本原因是mRNA不同；突触前膜的特定蛋白决定了神经递质的释放位置，神经细胞中没有特有的基因。
2．(2019·石嘴山一模)上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hiHep细胞)获得成功，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。下列相关叙述错误的是( )
A．该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的
B．人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同
C．人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，并未体现细胞的全能性
D．hiHep细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞
解析：选D 根据题干信息可知，人成纤维细胞可重编程为肝细胞(hiHep细胞)，且hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，这说明分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的；人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同，只是选择表达的基因不同；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，但不能形成完整个体，因此并未体现细胞的全能性；血清白蛋白运出细胞的方式是胞吐。
[归纳拓展]
对细胞全能性的理解
(1)“关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达
(2)从五个方面比较细胞全能性的大小
①植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
②受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
③幼嫩的细胞>衰老的细胞。
④分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。
⑤细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞。
细胞分化与干细胞是科学研究的热点，也是高考命题的重要素材，这体现了关注人体健康的命题主旨之一
[对点落实]
3．科学家将糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗的目的。下列相关叙述正确的是( )
A．上述资料表明骨髓干细胞具有全能性
B．骨髓干细胞移入胰腺后发生了基因的选择性表达
C．骨髓干细胞能够植入胰腺说明其细胞形态与胰腺细胞相同
D．胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质发生了改变
解析：选B 糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，但没有形成完整个体，因此不能表明骨髓干细胞具有全能性；骨髓干细胞移入胰腺后可分化为胰岛样细胞，而细胞分化的实质是基因的选择性表达；骨髓干细胞与胰腺细胞的形态不同；与骨髓干细胞相比，胰岛样细胞遗传物质没有发生改变。
4．研究人员给中风小鼠脑内移植神经干细胞并注射了3K3AAPC化合物，一个月后对小鼠进行测试，发现神经干细胞发育成的神经细胞数量增多，小鼠的运动和感觉功能明显恢复。下列对此研究的分析，正确的是( )
A．大多数神经干细胞的染色体数目是神经细胞的2倍
B．神经干细胞发育为功能正常的神经细胞体现了细胞的全能性
C．植入神经干细胞的数量和注射3K3AAPC化合物的浓度是该实验的自变量
D．神经干细胞发育为神经细胞过程中，细胞膜上的蛋白质种类、数量发生了稳定性改变
解析：选D 大多数神经干细胞处在分裂间期，而分裂间期细胞中染色体数目与神经细胞的相等；神经干细胞发育成功能正常的神经细胞，并没有发育成完整的个体，因此不能体现细胞的全能性；植入神经干细胞的数量和注射3K3AAPC化合物的浓度是该实验的无关变量，自变量是是否移植神经干细胞和是否注射3K3AAPC化合物；神经干细胞发育为神经细胞过程是细胞分化的过程，该过程中细胞膜上的蛋白质种类、数量会发生稳定性改变，如出现能识别神经递质的蛋白质等。
考点二 细胞的衰老、凋亡和癌变[重难深化类]
1．细胞衰老的特征
2．细胞凋亡
3．细胞的癌变
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)细胞普遍衰老会导致个体衰老(√)
(2)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程(√)
(2017·全国卷Ⅲ，T2D)
(3)在蛙的发育过程中，细胞不断分裂，但不发生凋亡(×)
(4)细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育(×)
(5)癌细胞具有细胞增殖失控的特点(√)
(2015·江苏卷，T2B)
(6)细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移(√)
(7)因创伤引起的细胞坏死属于细胞编程性死亡(×)
(8)癌细胞的分裂能力与分化程度呈正相关(×)
(9)细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小(×)
2．连线致癌因子分类
3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
(1)细胞癌变属于可遗传的变异吗？癌症属于人类遗传病吗？___________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果，基因突变是可遗传变异。人类体细胞的基因突变不会遗传给下一代，所以不属于遗传病
(2)病毒能使细胞发生癌变的原理是_________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：病毒感染人的细胞后，将其含有的病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变
1．图解细胞癌变的原理及特征
(1)细胞癌变的原理
(2)癌细胞的特征
“不死”
在适宜条件下能无限增殖
“变态”
形态结构发生改变(各种形态→球形)
“扩散”
细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内扩散和转移
2．关于细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的五个重要结论
(1)个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。
(2)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。
(3)除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。
(4)除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均对生物体有积极意义。
(5)除细胞坏死外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关，即受基因控制。
[对点落实]
1．(2018·浙江4月选考)下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述，正确的是( )
A．癌细胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的
B．癌细胞表面粘(黏)连蛋白的增加，使其易扩散转移
C．有些物理射线可诱发基因突变，导致细胞癌变
D．癌变是细胞异常分化的结果，此分化大多可逆
解析：选C 癌细胞的分裂失去控制，能够无限增殖；癌细胞表面粘(黏)连蛋白的减少，使其易扩散转移；有些物理射线属于物理致癌因子，可诱发基因突变，导致细胞癌变；癌变是细胞异常分化的结果，此分化不可逆。
2．(2019·石家庄模拟)细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B．细胞坏死最终细胞以细胞膜破裂，胞浆外溢而死亡
C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D．在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的
解析：选D 细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用；由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏，胞浆外溢造成死亡；吞噬细胞吞噬凋亡小体后通过细胞内的溶酶体将其消化；成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。
[类题通法]
“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
(1)从方式看
(2)从结果看
癌症的防治是社会关注的焦点。以新科技发现为素材，结合细胞结构和代谢考查癌症的致病原理、癌细胞的特点和防治措施是高考命题的热点。
[对点落实]
3．TGFβ1Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白TGFβ1与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是( )
A．恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易分散转移
B．复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
C．若该受体蛋白基因不表达，靶细胞仍能正常凋亡
D．从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
解析：选C 恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，使细胞之间的黏着性降低，因此它们易分散转移；胞内信号分子Smads激活后，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，实现了细胞质向细胞核的信息传递；若该受体蛋白基因不表达，就不能使信息传到细胞核诱导靶基因的表达，进而不能抑制靶细胞的不正常分裂，所以靶细胞不能正常凋亡；由题意“生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生”，可知复合物诱导的靶基因属于抑癌基因。
4．肿瘤细胞中的ATG7蛋白和ULK1蛋白促进自噬。研究发现，一种叫做具核梭杆菌(Fn)的细菌与直肠肿瘤有着特殊的关系，它能够帮助直肠肿瘤细胞抵抗化疗药物，进而降低化疗效果，过程如图所示。请回答下列问题：
(1)据图，化疗药物的作用是促进细胞________，由于具核梭杆菌能够抑制基因表达中________过程，进而影响化疗药物的效果，产生化疗抵抗。
(2)有人认为只要抑制TLR4受体，便可阻止具核梭杆菌对直肠肿瘤的作用，你认为该说法正确吗？________。为什么？______________________________________________。
(3)TLR4是具核梭杆菌的受体。有人提出，具核梭杆菌在已出现直肠肿瘤情况下，能促进直肠肿瘤细胞的生长，但并不具备诱导直肠肿瘤产生的作用。为了验证该假说，科研人员做了如下实验。
材料：8～10周龄雄性小鼠48只、生理盐水、氧化偶氮甲烷(AOM——能够诱导直肠肿瘤产生)、具核梭杆菌等。
大体操作过程：
①将上述小鼠随机均分为4组：第一组为生理盐水处理组；第二组为生理盐水＋AOM处理组；第三组为生理盐水＋Fn处理组；第四组为________________处理组。
②在相同且适宜的条件下培养81 d。
③解剖小鼠，统计每组肿瘤的数量及大小。
预测结果和实验结论：
将__________________对照，若______________________________________，说明具核梭杆菌本身不具备诱导肿瘤产生的作用；将_____________________________对照，若_______________________________________，说明具核梭杆菌能够促进肿瘤细胞生长。
解析：(1)据图可知，具核梭杆菌通过引起直肠肿瘤细胞自噬的激活来抑制其凋亡，从而帮助肿瘤细胞抵抗化疗药物，由此可推知化疗药物的作用是促进细胞凋亡，这也是化疗药物抗肿瘤治疗的主要机制之一；由于具核梭杆菌能够抑制基因表达中转录过程(使相关的mRNA含量下降)，这样可以通过ATG7蛋白和ULK1蛋白促进自噬，抑制细胞凋亡，进而影响化疗药物的效果，产生化疗抵抗。(2)据图可知，具核梭杆菌能通过TLR4和TLR8两种受体作用于直肠肿瘤细胞，如果抑制TLR4受体，具核梭杆菌还能通过TLR8受体作用于直肠肿瘤细胞，所以只抑制TLR4受体，不能阻止具核梭杆菌对直肠肿瘤的作用，此人观点不正确。(3)①为了验证具核梭杆菌能促进直肠肿瘤细胞的生长，但并不具备诱导直肠肿瘤产生的作用，实验应分为4组：第一组只用生理盐水处理，作为空白对照；第二组用生理盐水＋AOM处理，可与第一组对照证明AOM的单独作用；第三组用生理盐水＋Fn处理，可与第一、二组对照证明Fn的单独作用；第四组应该用生理盐水＋Fn＋AOM处理，可与第二、三组对照，用于证明Fn＋AOM的共同作用效果。预测结果和实验结论可用逆推法：要证明具核梭杆菌本身不具备诱导肿瘤产生的作用，可将第一、第二组与第三组对照，若第一、三组(Fn处理组)未发现肿瘤，第二组(AOM处理组)发现肿瘤，则说明具核梭杆菌本身不具备诱导肿瘤产生的作用；要证明具核梭杆菌能够促进肿瘤细胞生长，可将第二组与第四组对照，由于第四组既有AOM诱导肿瘤的发生，又有具核梭杆菌促进肿瘤细胞生长，所以如果第四组肿瘤大小与数量多于第二组，则说明具核梭杆菌能够促进肿瘤细胞生长。
答案：(1)凋亡 转录 (2)不正确 具核梭杆菌还能通过TLR8受体作用直肠肿瘤细胞 (3)①生理盐水＋Fn＋AOM 预测结果和实验结论：第一、第二组与第三组 第一、三组未发现肿瘤，第二组发现肿瘤 第二组与第四组 第四组肿瘤大小与数量多于第二组
课堂一刻钟
1．(2018·全国卷Ⅱ)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错误的是( )
A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
命题探源——以“本”为本
此选项是对人教版必修①教材P126页角注释文字的考查（癌症的发生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……）。由此可见，生物高考命题点多面广，任何一个细微之处都可信手拈来命制一个选项。备考的不二原则还是以“本”为本，千万不要忽视教材的基础地位。
解析：选A 正常细胞转变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，才能赋予癌细胞具有的特征。癌细胞膜上的糖蛋白减少，从而使癌细胞之间的黏着性降低；癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变的累积效应，癌细胞的形态结构发生显著变化，例如，体外培养的呈扁平梭形的正常成纤维细胞转变为癌细胞后变成球形；环境中的致癌因子会损伤细胞中的染色体，使正常细胞成为不受机体控制的恶性增殖细胞；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，使细胞表面的糖蛋白减少。
2．(2018·江苏高考改编)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC)，如图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图，下列叙述正确的是( )
A．组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B．MSC不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老
C．MSC中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡
D．不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞
易错探因——原理不明
细胞凋亡是受基因调控的，是凋亡基因表达的结果。
解析：选D 组织细胞中的DNA与MSC中的DNA相同，但是RNA不同；组织细胞是由MSC增殖分化形成的，因此组织细胞比MSC更容易衰老；当MSC中的基因都不能表达时，说明该细胞早就已经开始凋亡了；不同诱导因素能够使MSC分化形成不同类型的细胞。
3．(2015·海南高考)关于人体造血干细胞的叙述，错误的是( )
A．造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异
B．造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C．健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中
D．造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同
失分原因——记忆不准
此选项是对人教版必修①教材P118“细胞分化特点”的直接考查。只有对教材中的有关知识点记准记牢，才能不失分。
解析：选B 造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，是基因选择性表达的结果；哺乳动物成熟红细胞没有细胞核与各种细胞器，造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的；健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中；造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同，是细胞在生理方面的差异性。
4．(2016·天津高考)在培养人食管癌细胞的实验中，加入青蒿琥酯(Art)，随着其浓度升高，凋亡蛋白Q表达量增多，癌细胞凋亡率升高。下列叙述错误的是( )
A．为初步了解Art对癌细胞的影响，可用显微镜观察癌细胞的形态变化
B．在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的Art，可确定Art能否进入细胞
C．为检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，须设置不含Art的对照实验
D．用凋亡蛋白Q饲喂患癌鼠，可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡
易错探因——审题不细
蛋白质类物质不能通过饲喂的方式研究其功能，原因是其在消化道中会被蛋白酶分解而失去作用。此错误选项设置的很隐蔽，考生常因过多关注实验的过程、方法，而忽略了知识细节导致出错。
解析：选D 癌细胞的形态结构与正常细胞相比发生了变化，因此可以用显微镜观察癌细胞的形态变化，了解Art对癌细胞的影响；用同位素标记Art，通过检测其放射性，可确定Art是否进入细胞；要检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，应设置不含Art的对照实验；不能通过饲喂的方式来检测凋亡蛋白Q的作用，因为其化学本质为蛋白质，饲喂后会在相关消化酶的作用下被分解，失去其功效。
5．(2014·安徽高考)分别用β珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“＋”表示阳性，“－”表示阴性)。下列叙述不正确的是( )
探针
细胞总RNA
β珠蛋白基因
卵清蛋白基因
丙酮酸激酶基因
成红细胞
＋
－
＋
输卵管细胞
－
＋
＋
胰岛细胞
－
－
＋
解题关键——信息转换
解答本题的关键是明确实验原理，将表中信息转化为文字信息：阳性说明该基因在细胞中表达了，即转录产生了相应的RNA。
A．在成红细胞中，β珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态
B．输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β珠蛋白基因
C．丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要
D．上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关
解析：选B 依题意，以基因的片段为探针，可以检测不同细胞中基因的表达情况。依表格信息可知，在成红细胞中，β珠蛋白基因获得表达，而卵清蛋白基因未表达；同一生物体的不同组织细胞中具有相同的基因；丙酮酸激酶基因在三种细胞中都表达，说明其表达产物对细胞的基本生命活动很重要；不同细胞功能的差异是细胞分化的结果，与基因的选择性表达有关。
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.细胞分化和细胞的全能性，其中细胞分化的实质和特点是高考的高频点。
2.细胞衰老、凋亡和癌变的特点，其中癌变的原理和特点是常考点。
考查能力
1.识记能力：主要考查对细胞分化、衰老、凋亡和癌变特点的识记能力。
2.信息获取能力：借助新情景信息材料考查信息获取、处理和运用能力。
二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．细胞分化
(1)细胞分化的实质是基因的选择性表达。
(2)细胞分化在自然条件下是不可逆的。
2．细胞衰老：最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
3．细胞凋亡：受到严格的遗传机制决定的细胞程序性死亡。
4．细胞癌变
(1)癌细胞中遗传物质发生变化。
(2)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。
(3)抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
5．细胞分化、衰老、凋亡与遗传物质的关系
细胞分化、衰老、凋亡过程中遗传物质一般不发生改变。
[课下达标检测]
一、选择题
1．下列关于某一高等生物个体其体细胞的形态、功能相似程度的判断依据，错误的是( )
A．细胞器的种类和数量 B．蛋白质的种类和数量
C．DNA的种类和数量 D．表达的基因的种类
解析：选C 不同种细胞中细胞器的种类和数量不同，因此可作为判断依据；由于基因的选择性表达，不同种细胞中所含的蛋白质种类和数量不同，因此可作为判断依据；同一生物体不同体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都含有相同的DNA，因此DNA的种类和数量不能作为判断的依据；不同细胞选择表达的基因不同，因此可作为判断的依据。
2．(2019·衡水模拟)下列有关细胞生命历程的说法正确的是( )
A．细胞分裂后，物质运输效率会降低
B．细胞分化后，有利于提高各种生理功能的效率
C．细胞衰老后，细胞内的自由基会明显减少
D．细胞癌变后，细胞核的体积增大、核膜内折
解析：选B 物质的运输效率与细胞的大小有关，细胞越大，表面积和体积比越小，物质运输效率越低，细胞分裂体积减小，物质运输效率升高；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；自由基学说认为细胞衰老过程中产生大量自由基，自由基会破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子；细胞癌变后表面糖蛋白减少，黏着性降低，容易在体内分散和转移，细胞核体积增大、核膜内折是衰老细胞的特征。
3．下列关于人体细胞的叙述，错误的是( )
A．生物膜上的某些蛋白质具有运输物质和催化化学反应等功能
B．人体内的信息分子都需要通过血液运输后才能与靶细胞的受体结合
C．细胞的生长、分裂、分化、衰老、凋亡等生命活动都可在老年期发生
D．浆细胞与B细胞中某些蛋白质和mRNA不同
解析：选B 细胞膜上的载体蛋白可以协助物质进出细胞，线粒体内膜等膜结构上存在催化反应的酶；神经递质不需要经过血液运输，由突触前膜释放后，通过突触间隙的组织液作用于突触后膜；老年期存在细胞的分裂、生长、分化等现象，如造血干细胞的分裂、分化，也存在细胞衰老、凋亡现象；浆细胞是由B细胞增殖分化而来的，基因表达不同，细胞中某些蛋白质和mRNA不同。
4．科研人员为了研究肿瘤细胞转移的机理，在患头颈癌和纤维肉瘤的啮齿类动物细胞中，降低蛋白质LTBP3的表达量，发现在无LTBP3的表达和分泌的情况下，肿瘤细胞无法有效转移，其他研究还发现，LTBP3在肿瘤转移早期非常活跃。以下解释合理的是( )
A．LTBP3基因表达水平可预测早期头颈癌病人存活时间
B．LTBP3基因能在肿瘤细胞中表达是基因突变的结果
C．LTBP3是由核糖体合成的胞内蛋白
D．LTBP3基因只存在于肿瘤细胞中
解析：选A 由题意可知， LTBP3在早期头颈癌病人中含量高，可根据其表达量预测病人的生存期；LTBP3基因在肿瘤细胞中表达是基因选择性表达的结果；由题干信息可知，LTBP3是分泌蛋白；人体细胞是由受精卵发育来的，每个有核的细胞中均含有LTBP3基因。
5．研究发现，经溶血磷脂酸(LPA)触发，细胞可以转变成液体状而移动。若阻断LPA信号则可以阻止癌细胞的扩散。下列相关叙述错误的是( )
A．癌细胞易扩散与其细胞膜上糖蛋白的减少有关
B．LPA信号发挥作用后会改变细胞膜的流动程度
C．细胞癌变的实质是抑癌基因和原癌基因等发生基因突变
D．LPA信号发挥作用时，相应的靶细胞能产生抗体
解析：选D 癌细胞膜上糖蛋白等物质减少，使癌细胞彼此之间的黏着性降低，导致癌细胞易在体内扩散；由题意可知，经溶血磷脂酸(LPA)触发，细胞可以转变成液体状而移动，则LPA信号发挥作用后会改变细胞膜的流动程度；细胞癌变的机理是抑癌基因和原癌基因等发生基因突变；由题意可知，LPA的靶细胞可以是癌细胞，但癌细胞不能产生抗体，抗体是由浆细胞产生的。
6．科研人员利用蓝色光脉冲开启了一种名为Brn2的基因，当Brn2信号足够强时，干细胞就会快速转化为神经元。下列有关分析错误的是( )
A．该研究证明了蓝色光脉冲可以促使干细胞分化为神经元
B．Brn2基因在神经细胞的形成过程中具有重要作用
C．蓝色光脉冲使Brn2基因的碱基序列发生了改变
D．干细胞和神经元这两种细胞中，蛋白质的种类不完全相同
解析：选C 蓝色光脉冲通过开启Brn2基因使干细胞分化为神经细胞；蓝色光脉冲的作用是诱导基因表达，不是诱导基因突变，因此Brn2基因的碱基序列没有发生改变；干细胞和神经元这两种细胞中，既有相同的蛋白质，又有不同种类的蛋白质。
7．下列有关细胞生命历程与蛋白质的关系的叙述，正确的是( )
A．细胞癌变后细胞膜上糖蛋白增多是其在体内易扩散的重要原因
B．健康人衰老后头发基部的黑色素细胞因缺乏酪氨酸酶将导致头发变白
C．人体神经元与肌细胞的差异与它们所含蛋白质种类完全不同有关
D．细胞不同生命历程中蛋白质种类差异与核基因的特异性表达有关
解析：选D 细胞癌变后细胞膜上糖蛋白减少，使癌细胞间黏着性降低，易于分散和转移；健康人衰老后头发基部的黑色素细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，导致头发变白；人体神经元与肌细胞所含蛋白质有些种类相同(如呼吸酶)；细胞不同生命历程中蛋白质种类差异与核基因的特异性表达有关。
8．肿瘤药物靶向输送治疗癌症的机理如图。下列叙述正确的是( )
A．恶性肿瘤内有大量癌细胞，和正常细胞相比，癌细胞水分含量少，细胞呼吸速率加快
B．细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移
C．细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果，前者是异常表达，后者是正常表达
D．要控制肿瘤细胞的过度增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时
解析：选B 恶性肿瘤内有大量癌细胞，和正常细胞相比，癌细胞水分含量多，细胞呼吸速率快；细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移；细胞癌变是基因突变的结果，细胞凋亡是基因选择性表达的结果；要控制肿瘤细胞的过度增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂间期DNA复制时。
9．如图表示人体内红细胞的发育、分化过程，其中②过程为细胞增殖过程，④过程中会出现核糖体等细胞器丢失，下列相关叙述正确的是( )
A．①过程存在基因的选择性表达，不存在细胞的增殖
B．②过程中部分细胞会含有4个染色体组且会出现基因重组
C．③过程细胞核消失，形成的细胞仍能合成蛋白质
D．④过程形成的成熟红细胞与蛙的红细胞一样能进行无丝分裂
解析：选C ①过程(干细胞到有核红细胞的过程)为细胞分裂和分化，因此①过程存在基因的选择性表达，也存在细胞的增殖；②过程为细胞通过有丝分裂进行增殖的过程，有丝分裂过程中不会出现基因重组；③过程中有核红细胞丢失细胞核分化为网织红细胞，网织红细胞中不能发生核DNA复制和转录，但由于原有的mRNA仍能发挥作用，故仍有蛋白质的合成；④过程中网织红细胞丢失核糖体等细胞器后分化为成熟红细胞，因此成熟红细胞不能进行细胞增殖。
10．DNA损伤时，核蛋白多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)在核内积累，可引起细胞凋亡，过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．产物ADP核糖的组成元素是C、H、O、N、P
B．在核糖体上合成的PARP通过核孔进入细胞核
C．细胞质NAD＋浓度下降，只影响有氧呼吸过程
D．DNA损伤后，细胞能量供应减少导致自身凋亡
解析：选C ADP的组成元素是C、H、O、N、P，核糖的组成元素是C、H、O，因此ADP核糖的元素组成为C、H、O、N、P；PARP是核蛋白多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶，在核糖体上合成，通过核孔进入细胞核；细胞质NAD＋浓度下降，抑制糖酵解过程，既影响有氧呼吸过程也影响无氧呼吸过程，另外还会引起细胞内ADP核糖含量的变化；DNA损伤后，PARP在核内积累，使得NAD＋形成ADP核糖，细胞能量供应减少导致细胞的凋亡。
11．(2019·遂宁模拟)利用不同浓度的维生素K2(VK2)培养肿瘤细胞72 h后，测定肿瘤细胞凋亡率与细胞凋亡相关基因bcL2和bax的表达情况(以转录形成的mRNA相对值表示)，结果如图。下列有关叙述，最合理的是( )
A．肿瘤细胞在没有VK2诱导的情况下不会凋亡
B．bax基因稳定表达使VK2失去诱导细胞凋亡作用
C．VK2诱导细胞凋亡可能与bcL2表达减弱有关
D．bcL2基因是抑癌基因，bax基因是原癌基因
解析：选C 由图中信息可知，肿瘤细胞在没有VK2诱导的情况下也会凋亡，只是凋亡率相对较低；bax基因稳定表达，VK2可能通过抑制bcL2基因表达而诱导细胞凋亡；根据题干和图示可知，与细胞凋亡相关基因是bcL2，VK2诱导细胞凋亡可能是通过使bcL2基因表达减弱实现的；bcL2表达减弱，细胞凋亡率上升，说明bcL2不是抑癌基因，由图示可知bax基因表达与细胞凋亡率没有直接关系，无法说明bax是原癌基因。
12．科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞，这个细胞分化并最终衰老凋亡(如图所示)。下列相关推测错误的是( )
A．成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂
B．通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的基因突变
C．从图中可看出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制，染色体随机分配
D．根据该假说可以推测生物体内成体干细胞的数量保持相对稳定
解析：选C 分析题图可知，成体干细胞分裂前后核DNA数目不变，则分裂方式为有丝分裂，保证了亲子代细胞的遗传稳定性；由于子代的成体干细胞总含有永生化链，因此该种方式减少了成体干细胞积累DNA复制过程中产生的基因突变；从图中可以看出成体干细胞分裂时染色体不是随机分配的，成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链的染色体分配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞；由图可知，成体干细胞的数量基本不变。
二、非选择题
13．下图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题：
(1)图中A代表细胞膜上的________________。葡萄糖进入癌细胞后，可通过形成五碳糖进而合成______________作为DNA复制的原料。
(2)在有氧条件下，癌细胞呼吸作用的方式为________________。与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有________(填编号)。
(3)细胞在致癌因子的影响下，________________基因的结构发生改变而被激活，从而导致细胞发生癌变。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的过程______(填编号)不宜选为作用位点。
解析：(1)因为图中A能在细胞膜上协助葡萄糖进入细胞，由此可以推断其应该是载体蛋白；DNA的合成原料是脱氧核苷酸。(2)图示是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，从图中可以看出，癌细胞在有氧条件下既可进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。癌细胞的代谢比较旺盛，需要大量的物质做材料，所以与正常细胞相比，癌细胞内①②③过程会加强，这样能产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料，从而有利于癌细胞的增殖。(3)细胞癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生基因突变引起的，而原癌基因和抑癌基因发生改变而被激活，进而控制酶的合成来改变代谢途径。抑制机体内的癌细胞代谢，不能对正常细胞的代谢造成大的影响，图中代谢①④过程是所有正常细胞都能进行的，所以不宜作为作用位点。
答案：(1)载体蛋白 脱氧核苷酸 (2)有氧呼吸和无氧呼吸 ①②③ (3)原癌基因和抑癌 ①④
14．下图表示细胞凋亡的过程，图中Dnase为核酸内切酶，能够切割DNA形成DNA片段；Caspase是一类蛋白水解酶，能够选择性地切割某些蛋白质。请据图回答下列问题：
(1)凋亡诱导因子的膜受体的合成和加工需要______________________________(填细胞器名称)的参与，膜受体的存在体现了细胞膜具有________的功能。
(2)Dnase破坏DNA分子中特定位点的________________之间的化学键，从而形成DNA片段，使正常基因失去功能。Caspase切割特定蛋白质中的________________(填化学键的结构简式)，从而形成多肽片段，导致蛋白质失活。
(3)以下关于细胞凋亡的分析正确的是_______。(填编号)
①细胞凋亡过程中细胞代谢不断减缓直到停止
②细胞凋亡有利于生物体的生长发育
③胚胎发育时期不存在细胞凋亡
④细胞凋亡是基因控制的细胞程序性死亡
⑤细胞凋亡过程存在基因的选择性表达
解析：(1)膜受体的本质是糖蛋白，其中的蛋白质是在细胞中的核糖体上合成，需要内质网和高尔基体加工，并由高尔基体膜形成的囊泡运输到细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量；膜受体能够接受凋亡诱导因子，激活细胞中与凋亡有关的基因的表达，说明细胞膜具有信息交流的功能。(2)根据题意分析，Dnase破坏DNA分子中的某种化学键后形成了DNA片段，说明其破坏的是相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；Caspase切割特定蛋白质后形成了多肽片段，说明切割的是蛋白质分子中的肽键，肽键的结构简式为—NH—CO—。 (3)细胞凋亡过程中，细胞代谢逐渐减弱，但是不会停止，①错误；细胞凋亡是正常的生命现象，有利于生物体的生长发育，②正确；细胞凋亡存在于整个生命历程中，③错误；细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡过程，④正确；细胞凋亡过程是基因的选择性表达的结果，⑤正确。
答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体 信息交流
(2)相邻脱氧核苷酸 —NH—CO— (3)②④⑤
15．(2019·龙岩期中)人体内的细胞有的在增殖，有的在分化，有的在凋亡，有的在衰老，还有的可能处于坏死或癌变。请回答下列相关问题：
(1)人体内衰老的细胞的代谢变慢可能与__________________________________有关。
(2)人体细胞的正常生命历程包括____________________________。
(3)肺癌是发病率和死亡率增长最快，对人体生命健康造成最大威胁的恶性肿瘤之一。为了探究不同浓度的某物质(X)对肺癌细胞体外生长的影响，研究人员进行了以下实验，请完善实验思路。
材料与用具：小鼠肺癌细胞悬浮液、物质X、癌细胞培养液、生理盐水、蒸馏水、活细胞检测仪、细胞培养瓶等(说明：对动物细胞的培养过程和检测方法不做具体要求)
实验思路：
①取五个大小相同的细胞培养瓶，编号A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和________________，并测定初始细胞数。
②在B～E组中依次加入适量不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入________________作为对照；每组设置三个重复样品。
③以上各组均置于____________________________。
④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取平均值，求细胞存活率(细胞存活率＝实验组存活细胞数/对照组存活细胞数×100%)
实验结果如图：
实验结论：__________________________________________________________
_________________________________________________________(至少答出一条)。
解析：(1)人体内衰老的细胞的代谢变慢可能与细胞内水分减少，部分酶活性降低有关。(2)人体细胞的正常生命历程包括细胞的增殖、分化、衰老和凋亡。(3)该实验的自变量是物质X的浓度，实验组和对照组的设置除了自变量不同以外，其他无关变量要遵循等量性原则，该实验的因变量是细胞的存活率，看图可知物质X有促进癌细胞凋亡的作用，且其作用随浓度的增大和时间的延长而加强，实验思路如下：①取五个大小相同的细胞培养瓶，编号A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和癌细胞培养液，并测定初始细胞数。②在B～E组中依次加入不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入等量的生理盐水作为对照。③以上各组均置于相同且适宜的条件下培养。④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取平均值，求细胞存活率。根据实验结果得出实验结论：①物质X对细胞生长有抑制作用；②抑制作用随物质X的浓度的增大和时间的延长而加强。
答案：(1)细胞内水分减少，部分酶活性降低 (2)细胞的增殖、分化、衰老和凋亡 (3)实验思路：①癌细胞培养液 ②等量的生理盐水 ③相同且适宜的条件下培养 实验结论：物质X有促进癌细胞凋亡的作用；其作用随物质X的浓度的增大和时间的延长而加强
