生物（新教材）高二暑假作业之巩固练习3 细胞的生命历程含答案解析

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暑假练习03
细胞的生命历程




例1．真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是（　　）

A．Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B．Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体重新组装
C．Ⅲ时期，核膜组装完毕，可进入下一个细胞周期
D．组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔


一、选择题
1．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．细胞一旦进入到分裂期，持续的时间相对比较恒定
D．细胞周期是细胞从一次分裂开始到分裂结束的过程
2．现有体外培养的处于细胞周期不同时期的细胞株，且其数量与各时期的时长成正比，已知G1期、S期、G2期、分裂期的时长分别为5、7、4、3（单位：小时）。现对该细胞株依次进行如下操作：①加入DNA合成抑制剂，②维持12小时，③去除DNA合成抑制剂，④维持12小时，⑤加入DNA合成抑制剂。下列叙述错误的是（　　）
A．操作①只能抑制部分细胞的分裂活动
B．可以确定操作④后存在含有染色单体的细胞
C．理论上操作②后处于S期（非G1/S临界处）的细胞占7/26
D．操作⑤之后，经过7小时再去除DNA合成抑制剂，各细胞的分裂过程将同步
3．如图是细胞有丝分裂过程中染色体和DNA的比值曲线图，下列叙述正确的是（　　）

A．ac段细胞内蛋白质含量增加，DNA和染色体的数目加倍
B．cd段细胞内染色体、染色单体以及DNA的比例不发生变化
C．de段由于纺锤丝牵引，着丝粒断裂，染色体被纺锤丝拉向两极
D．ef段植物细胞中部形成赤道板，将来会发育成新的细胞壁
4．下列关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（　　）
A．造血干细胞的分化程度比胚胎干细胞高
B．造血干细胞可不断增殖分化，捐献造血干细胞不影响人体健康
C．造血干细胞中含有血红蛋白基因
D．造血干细胞与成熟红细胞中的酶相同
5．转分化是指一种已分化细胞转变成另一种分化细胞的现象。将发育中的蝾螈晶状体摘除，虹膜上一部分含黑色素的平滑肌细胞就会失去黑色素和肌纤维蛋白，再转变为能产生晶状体蛋白的晶状体细胞，最终再生晶状体。下列说法错误的是（　　）
A．晶状体的再生说明虹膜上的平滑肌细胞具有全能性
B．晶状体的再生过程发生了细胞的分裂与分化
C．与转分化之前相比，转分化后的细胞遗传物质未发生改变，但mRNA和蛋白质的种类和数量发生了较大的变化
D．若某动物体内因缺乏Cu2＋而使胰岛外分泌细胞转化为肝细胞，则该过程是一种转分化现象
6．生物体都会经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程。下列有关人体细胞生命历程的叙述，错误的是（　　）
A．细胞分化可能会导致葡萄糖的运输方式发生改变
B．DNA的损伤会影响到细胞的分化、衰老和凋亡
C．分裂期的细胞不能进行DNA复制和蛋白质合成
D．不同种细胞寿命的长短与其能否分裂无直接关联
7．研究发现，将能够分裂的人体细胞去除细胞核后与衰老的人体细胞进行融合，融合的细胞不能分裂；而将衰老的人体细胞去除细胞核后与能够分裂的人体细胞进行融合，融合的细胞能够分裂。下列叙述正确的是（　　）
A．与正常的人体细胞相比，衰老的人体细胞细胞核体积变小
B．能够分裂的细胞可以是已分化细胞，衰老的细胞只能取自老年人
C．上述研究过程中需要依赖细胞膜的流动性和细胞核的全能性
D．上述研究结果说明细胞的分裂能力与细胞核的功能密切相关
8．（多选）染色体两端有重复序列（TTAGGG）和蛋白质构成的端粒，细胞分裂一次，重复序列就缩短一点。端粒酶是一种由RNA和蛋白质形成的复合体，能够以自身RNA为模板，将变短的DNA末端重新加长。研究发现，老年人进行高压氧治疗后，细胞的端粒长度和衰老细胞的比例会发生变化，实验部分结果下表所示。下列叙述正确的是（　　）
项目
高压氧治疗前
高压氧治疗1周后
相对变化量
B细胞端粒长度
8.36单位
11.17单位
＋33.61%
T细胞端粒长度
8.04单位
10.20单位
＋26.87%
衰老T细胞的比例
10.29%
6.22%
－39.55%
A．端粒中的“TTAGGG”重复序列有利于保护正常基因序列
B．细胞衰老可能与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关
C．端粒酶能够以自身的“AATCCC”为模板，合成染色体DNA
D．高压氧治疗能提高B细胞、T细胞的端粒长度，降低衰老T细胞的比例
二、非选择题
9．如下图所示，甲是细胞有丝分裂示意图，乙是细胞有丝分裂过程中一个细胞内的染色体数目变化曲线图，丙表示在低倍显微镜视野中看到的洋葱根尖细胞，请据图回答下列问题。

（1）图甲中的A表示的是__________细胞有丝分裂的__________期。此时细胞中有__________条染色体，__________条染色单体。
（2）图甲中的B所处的时期相当于图乙中的A～B段，该生物的体细胞中有__________个DNA分子。
（3）用胰蛋白酶处理染色体后，剩余的细丝状结构是__________。
（4）图丙中属于分生区细胞的是__________（填图中字母）。若换上高倍物镜，要将分生区细胞移到视野中央，应将装片向__________方移动。
（5）在观察植物细胞有丝分裂的实验中，要对实验材料（洋葱根尖）进行染色，染色主要是让细胞内的__________染上颜色（紫色或红色），便于清楚地观察。有丝分裂形成的子细胞叫__________细胞。
（6）观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，临时装片的制作流程是__________。
10．为研究30Kc6蛋白对家蚕细胞凋亡的抑制作用，请根据以下提供材料与用具，以家蚕细胞的细胞数目变化和DNA碎片化为测定指标，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。
材料与用具：家蚕细胞悬液、一定浓度的H2O2溶液、30Kc6蛋白溶液、培养液、培养瓶、血细胞计数板、显微镜、DNA碎片化测定试剂盒等。
（要求与说明：细胞计数的具体操作过程和DNA碎片化测定试剂盒的具体操作不作要求，不考虑加入溶液对体积的影响，实验条件适宜）
回答下列问题：
（1）实验思路：
①取家蚕细胞悬液加入含培养液的培养瓶中，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录。
②将各瓶细胞悬液随机均分为A、B、C、D4组，A、B组用适量且等量的一定浓度的H2O2溶液处理，C、D组不作处理。
③________________________。
④_________________________。
⑤重复步骤3，统计并分析所得的数据。
（2）预测实验结果（以坐标曲线图形式表示DNA碎片化程度变化情况，并标出加入药物的时间点）。
（3）分析讨论：
①细胞凋亡过程除了DNA碎片化外，同时还伴随着线粒体的破裂现象，这些现象都是基因_____________________________________的结果。
②实验用H2O2需要控制特定浓度的原因是_____________________。
若想建立细胞凋亡模型除了要考虑H2O2浓度外，还需要考虑_______________。为获得这两个因素的最佳组合需要设计怎样的实验方案？___________________（简要方案说明）。

答案与解析




例1．【答案】D
【解析】A．真核细胞有丝分裂前期会发生核膜解体，即图中的Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构，A正确；B．根据图形可知，Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体的变化重新组装，B正确；C．真核细胞有丝分裂末期核膜会重新合成，即对应图中的Ⅲ时期，重新合成的核膜会为下一次细胞分裂做准备，C正确；D．核膜上的核孔可以允许蛋白质等大分子物质进出细胞核，但核孔具有选择性，大分子物质不能自由进出核孔，D错误。故选D。


1．【答案】C
【解析】A．不同生物的细胞大小和数目不同，其细胞周期长短也不相同，A错误；B．同一生物各种组织的细胞周期长短不完全相同，所以G1、S、G2和M期长短也不同，B错误；C．细胞一旦进入到分裂期，持续的时间相对比较恒定，C正确；D．细胞周期是指连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程，D错误。故选C。
2．【答案】B
【解析】细胞周期包括分裂间期和分裂期，间期包括G1、S、G2，则间期持续时间=5＋7＋4=16 h，分裂期包括前期、中期、后期和末期，分裂期持续时间为3 h，则细胞周期=间期＋分裂期=19 h。经过操作①②后，G1、G2和分裂期细胞全部停留在G1和S交界处，S期细胞分裂受到抑制，仍处于S期；经过操作③④后，细胞重新开始分裂，且处于S期与G2期的细胞恰好分裂至G1和S交界处，即有5/7的细胞处于G1期，2/7的细胞处于分裂期；经过操作⑤后，若处理时间大于等于7小时，全部细胞将处于G1和S交界处，可实现细胞周期同步化。因此，A．操作①加入DNA合成抑制剂能抑制间期DNA的复制，其他时期的细胞正常分裂，所以只能抑制部分细胞的分裂活动，A正确；B．由分析可知，操作④是去除DNA合成抑制剂后维持12h，经过①②加入DNA合成抑制剂维持12小时后，处于S期与G2期的细胞恰好分裂至G1和S交界处，此时有5/7的细胞处于G1期，2/7的细胞处于分裂期，不能确定是否存在后期之前的细胞，故不确定细胞中是否存在染色单体，B错误；C．由于G2＋分裂期＋G1=12小时，所以理论上操作②维持12 h后，最初在S期和G2交界点处的细胞刚好最后到达G1和S期的交界点，且处于G2和分裂期（4＋3=7小时）的细胞，在末期结束后细胞一分为二，数量加一倍，而之前处于S期的细胞仍停留在S期，所以处于S期（非G1/S临界处）的细胞占7/（7＋19）=7/26，C正确；D．由分析可知，若操作⑤加入DNA合成抑制剂后维持7 h，那么所有的细胞都将处于G1和S期的交界处，去除DNA合成抑制剂，各细胞的分裂进程将同步，D正确。故选B。
3．【答案】B
【解析】根据题意和图示分析可知，ab段表示G1期，bc段形成的原因是DNA的复制，cd段表示有丝分裂G2期、前期和中期，de段形成的原因是着丝粒分裂，ef段表示有丝分裂后期和末期。因此，A．ac段表示细胞分裂的间期，主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，因此细胞内蛋白质含量增加，DNA数目加倍，但染色体数目不变，A错误；B．cd段表示有丝分裂G2期、前期和中期，该过程中一条染色体上含有两条染色单体，染色体、染色单体以及DNA的比例均为1∶2∶2，B正确；C．de段着丝粒断裂不是纺锤丝牵引造成的，C错误；D．ef段表示有丝分裂后期和末期，植物细胞有丝分裂末期，赤道板位置形成细胞板，将来会发育成新的细胞壁，D错误。故选B。
4．【答案】D
【解析】A．造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板，胚胎干细胞可以分化为任何一种组织细胞，所以造血干细胞分化程度更高，A正确；B．骨髓中的造血干细胞可不断增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去，所以捐献造血干细胞不影响人体健康，B正确；C．造血干细胞内含有人体发育的所有基因，所以造血干细胞中含有血红蛋白基因，C正确；D．由于存在基因的选择性表达，造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，D错误。故选D。
5．【答案】A
【解析】A．细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，晶状体的再生并未形成一个完整个体，所以不能说明虹膜上的平滑肌细胞具有全能性，A错误；B．由题意可知，晶状体的再生过程中，平滑肌细胞转变为能产生晶状体蛋白的晶状体细胞，最终再生晶状体，所以晶状体的再生过程发生了细胞的分裂与分化，B正确；C．由题意可知，转分化是指一种已分化细胞转变成另一种分化细胞，由于都是由一个受精卵发育而来的，所以在转分化过程中细胞的遗传物质不会发生改变，但细胞种类发生改变，所以DNA转录和翻译得到的mRNA和蛋白质的种类和数量发生了较大的变化，C正确；D．由转分化的概念可知，胰岛外分泌细胞转化为肝细胞的过程是一种已分化细胞转化为另一种分化细胞的现象，所以是一种转分化现象，D正确。故选A。
6．【答案】C
【解析】A．一般细胞运输葡萄糖为主动运输，若分化为红细胞，则运输葡萄糖的方式为协助扩散，A正确；B．细胞的分化、衰老和凋亡是受基因调控的，故DNA的损伤会影响到细胞的分化、衰老和凋亡，B正确；C．分裂期的细胞不能进行DNA复制，但能合成蛋白质，C错误；D．根据自由基假说和端粒学说可知，细胞的寿命主要和产生自由基的多少、端粒的长短有关，与其能否分裂无直接关联，D正确。故选C。
7．【答案】D
【解析】A．衰老细胞的细胞核体积变大、核膜内折，A错误；B．有的已分化细胞仍能够分裂，如造血干细胞；人体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老的状态，故衰老的细胞不一定取自老年人，B错误；C．两个人体细胞融合依赖于细胞膜的流动性，但题述研究过程中不需要依赖细胞核的全能性，C错误；D．衰老细胞的细胞核中染色质收缩、染色加深，从而影响细胞核的功能，题述研究结果说明细胞的分裂能力与细胞核的功能密切相关，D正确。故选D。
8．【答案】ABD
【解析】A．结合分析可知，端粒缩短会导致细胞衰老，而端粒由重复序列（TTAGGG）和蛋白质构成，推测端粒中的“TTAGGG”重复序列有利于保护正常基因序列，A正确；B．结合题意“细胞分裂一次，重复序列就缩短一点”可知，细胞衰老可能与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关，B正确；C．由题可知，端粒酶中的RNA能逆转录形成DNA，进而能延长缩短的端粒，其合成DNA需要以RNA为模板，RNA中不含有碱基T，C错误；D．分析表格数据可知，与高压氧治疗前相比，高压氧治疗1周后B细胞、T细胞的端粒长度均有所增加，而衰老T细胞的比例显著降低，说明高压氧治疗能提高B细胞、T细胞的端粒长度，降低衰老T细胞的比例，D正确。故选ABD。
9．【答案】（1）动物　　中　　12　　12
（2）6
（3）DNA
（4）F　　右上
（5）染色质或染色体　　体
（6）解离—漂洗—染色—制片
【解析】图甲中，A图表示动物细胞有丝分裂的中期，B图表示植物细胞有丝分裂的后期。图乙表示有丝分裂过程中一个细胞内的染色体数目变化。图丙中的各图表示洋葱根尖中的各种细胞，根冠区细胞没有规则的形态；分生区细胞呈正方形，并且细胞排列紧密；伸长区细胞呈长方形，根毛区细胞具有根毛细胞，图中F表示根尖分生区细胞。
（1）图甲中的A细胞没有细胞壁，且染色体排在细胞中央赤道板的部位，表示动物细胞有丝分裂的中期。此时细胞中有6条染色体，12条染色单体。
（2）图甲中的B细胞中染色体的着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，分开的染色体在纺锤丝的牵引下分别向两极移动，所处的时期为有丝分裂后期，相当于图乙中的A～B段，结合图示可知，该生物的体细胞中有6个DNA分子。
（3）用胰蛋白酶处理染色体后，根据酶的专一性可知，蛋白酶能催化蛋白质的水解，而染色体由DNA和蛋白质组成，因此用蛋白酶处理染色体后，剩余的细丝状结构是DNA。
（4）根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，即图中F区的细胞代表根尖分生区，位于视野的右上方，因为换上高倍镜后实际观察到的面积变小，因此，换高倍物镜之前，需要将分生区细胞移到视野中央，由于在视野中看到的物像和实际位置是相反的，故应将装片向右上方移动。
（5）在观察植物细胞有丝分裂的实验中，为了便于观察，需要对实验材料进行染色，染色主要是让细胞内的染色质或染色体染上颜色（紫色或红色），便于观察清楚。有丝分裂是体细胞增殖的方式，因此，形成的子细胞叫体细胞。
（6）在观察洋葱根尖细胞的有丝分裂的实验中，需要制作临时装片来观察，制作装片的流程是解离—漂洗—染色—制片。
10．【答案】（1）每隔一段时间，分别取上述4组培养瓶内的培养物，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录　　当细胞数量和DNA碎片化程度达到一定值时向B、C组加入适量且等量的30Kc6蛋白溶液
（2）
（3）选择性表达　　H2O2引起细胞凋亡的作用效应与浓度有关　　过氧化氢的作用时间　　设置不同浓度以及每个浓度的不同作用时间处理组，观察各组细胞的凋亡率
【解析】（1）根据实验目的和的实验材料，结合给出的部分实验步骤，完善实验思路如下：
①取家蚕细胞悬液加入含培养液的培养瓶中，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录。②将各瓶细胞悬液随机均分为A、B、C、D4组，A、B组用适量且等量的一定浓度的H2O2溶液处理（H2O2使细胞凋亡），C、D组不作处理（对照组）。
③每隔一段时间，分别取上述4组培养瓶内的培养物，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录。
④当细胞数量和DNA碎片化程度达到一定值时，向B、C组分别加入等量且适量的30Kc6蛋白溶液（30Kc6蛋白对家蚕细胞凋亡的有抑制作用，A、B组中需要有一组加入30Kc6蛋白进行比较，C、D组中需要有一组加入30Kc6蛋白进行比较）。
⑤重复步骤3，统计并分析所得的数据。
（2）预测实验结果：四组曲线的起点相同，A、B两组经一定浓度的H2O2溶液处理后，细胞凋亡，且处理时间越长凋亡数目越多，DNA碎片化程度随时间延长而增加，C、D两组不作处理故无细胞凋亡。

（3）①细胞凋亡是细胞中基因编程性死亡，即与凋亡有关的基因会选择性表达，细胞凋亡过程中，除了DNA碎片化外，同时还伴随着线粒体的破裂现象，这些现象都是基因选择性表达的结果。
②由H2O2引起细胞凋亡的作用效应与浓度以及作用时间有关，因此实验用的H2O2需要控制特定浓度。要想建立细胞凋亡模型，除了要考虑H2O2浓度外，还需要考虑H2O2作用时间。为获得这两个因素的最佳组合，该实验的自变量为H2O2浓度和作用时间，需要设计的实验方案为：设置不同浓度以及每个浓度的不同作用时间处理，观察各组细胞的细胞凋亡率。