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适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习专题突破练3细胞的生命历程课件
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这是一份适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习专题突破练3细胞的生命历程课件，共46页。PPT课件主要包含了A组基础对点练，B组能力提升练，C组专项命题培优练等内容，欢迎下载使用。
考点1 有丝分裂与减数分裂1.(2023·辽宁模拟)细胞增殖周期中的分裂间期依次分为G1期(主要合成RNA和蛋白质)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成终止),分裂间期结束进入M期(细胞分裂期)。当细胞进入G1晚期时,两个中心粒开始稍稍分离,并成为母中心粒。在S期和G2期,每个母中心粒上逐渐形成一个相对应的中心粒,所以,在每一对新中心粒中包括一个母中心粒和一个子中心粒。在新的中心粒形成的同时,作为基质的周围物质也不断聚集,并且两对中心粒沿着核膜移向两极,M早期时,中心粒不仅复制完成,而且处在两极的位置。
以下说法错误的是( )A.中心体是由两个相互垂直的中心粒和周围物质组成的B.中心粒的复制与移动一方面保证了纺锤体的形成,另一方面决定了纺锤体的两极C.中心体在分裂期复制后,每组中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代D.同一个细胞周期中,DNA的复制与中心体的复制在S期是同步的
解析 中心体分布于动物和低等植物细胞中,由两个相互垂直的中心粒和周围物质组成,A项正确;中心粒复制后向两极移动,一方面保证了纺锤体的形成,另一方面决定了纺锤体的两极,同时也决定了分裂的方向,B项正确;中心体在间期复制后,每组中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代,C项错误;同一个细胞周期中,DNA的复制与中心体的复制都发生在间期,在S期是同步的,D项正确。
2.(2023·山东模拟预测)科学家在果蝇唾液腺细胞中发现了多线染色体。多线染色体的形成是由于染色体复制10次,每次复制产生的染色单体直接分离形成子染色体并行排列,且同源染色体发生配对,紧密结合形成非常巨大的染色体,多线化的细胞均处于永久间期。下列叙述正确的是( )A.多线染色体含有22条子染色体B.多线染色体的形成通常发生在减数分裂过程中C.多线染色体与处于分裂中期的染色体相比,染色质丝螺旋化程度要低D.多线染色体的形成过程中会发生核膜、核仁周期性消失和重建的现象
解析 由题干“多线染色体的形成是由于染色体复制10次,每次复制产生的染色单体直接分离形成子染色体并行排列”及“同源染色体发生配对”可知,多线染色体含有210条子染色体,A项错误;多线染色体的形成发生在果蝇唾液腺细胞中,果蝇唾液腺细胞是体细胞,不能进行减数分裂,B项错误;由题干“多线化的细胞均处于永久间期”可知,多线染色体与处于分裂中期(已高度螺旋)的染色体相比,染色质丝螺旋化程度要低,C项正确;由题干“多线化的细胞均处于永久间期”可知,多线化的细胞不能进入分裂期,因此多线染色体的形成过程中不会发生核膜、核仁周期性消失和重建的现象,D项错误。
3.(2023·河北模拟预测)某科研小组对兔子(2n=44)的精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数和核DNA分子数,结果如图所示,下列相关分析正确的是( )A.细胞a可能是次级精母细胞B.细胞c和细胞g中可能都含有同源染色体C.细胞f和细胞c中可能都存在染色单体D.细胞d和细胞e中可能都发生同源染色体联会
解析 细胞a的染色体数和核DNA分子数均为n,所以该细胞不可能是次级精母细胞,A项错误;细胞g处于有丝分裂后期,含有同源染色体,细胞c的染色体数和核DNA分子数都是2n,可能是正常的体细胞,也可能是减数分裂Ⅱ后期的细胞,正常体细胞中具有同源染色体,因此这两个细胞中可能都存在同源染色体,B项正确;细胞f处于有丝分裂的前、中期,也可能处于减数分裂Ⅰ的前、中、后期,都有染色单体,细胞c可能是正常的体细胞,也可能是减数分裂Ⅱ后期的细胞,有染色体,但是没有染色单体,C项错误;由图可知,细胞d和e中核DNA分子数多于染色体数,且数量比不是2∶1,因此两细胞均应处于分裂前的间期,不发生同源染色体的联会,D项错误。
4.(2023·广西南宁二模)果蝇(2n=8)的精原细胞和卵原细胞既能进行有丝分裂,也能进行减数分裂。下列关于细胞分裂的描述,正确的是( )A.有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ后期细胞中的核DNA分子数相同,染色体数不相同B.一个初级卵母细胞经过一次减数分裂能形成2种或4种卵细胞C.有丝分裂过程中,中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期D.若细胞中观察到两条Y染色体,该细胞可处于减数分裂Ⅱ或有丝分裂
解析 有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ后期细胞中的核DNA分子数不相同(4n,2n),染色体数相同(2n),A项错误;一个初级卵母细胞经过一次减数分裂只能产生1个卵细胞和3个极体,若不考虑其他变异,一个初级卵母细胞经过一次减数分裂能得到1种成熟的生殖细胞(即卵细胞),B项错误;中心体的复制和染色体组数的加倍分别发生在分裂间期和有丝分裂后期,C项错误;若在正常分裂的细胞中观察到两条Y染色体,则该细胞可能是减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞,也可能是有丝分裂后期的精原细胞,D项正确。
5.(2023·河北邯郸二模)哺乳动物卵母细胞的不对称分裂既存在于细胞质中,也存在于细胞核中。卵母细胞在选择遗传物质的过程中表现出独特的偏好性,重组交换率较高的染色体倾向于留在卵细胞中,下列选项正确的是( )A.姐妹染色单体分离是减数分裂中染色体特有的行为B.每条染色体都有50%的概率被分配到卵细胞或极体C.精卵结合会激活次级卵母细胞,以完成第二次不对称分裂D.卵细胞中的染色体和极体中的染色体是完全相同的
解析 有丝分裂和减数分裂过程中都会发生姐妹染色单体的分离,A项错误;细胞核的不对称分裂会影响染色体被分配到卵细胞或极体的概率,B项错误;精子进入卵细胞后,被激活的次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,故精卵结合会激活次级卵母细胞,以完成第二次不对称分裂,C项正确;重组交换率较高的染色体倾向于留在卵细胞中,所以卵细胞中的染色体和极体中的染色体不完全相同,D项错误。
6.(2023·浙江绍兴一模)用15N标记某基因型为AaXbY的动物精原细胞甲(2n=10)的所有DNA双链,将甲放在不含15N的培养基中进行培养,发现了一个含XY的异常精子,若无其他染色体畸变、染色体交叉互换发生,则下列叙述错误的是( )A.与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是AXbY、A、aB.产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条C.产生该异常精子的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有12个D.若在某初级精母细胞中发现含15N的DNA分子占一半,说明甲至少进行了一次有丝分裂
解析 A和a位于常染色体上,b位于X染色体上,减数分裂Ⅰ后期基因自由组合,故与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是AXbY、a、a或者aXbY、A、A,A项错误;初级精母细胞中染色体数目与体细胞中染色体数目相同,即10条,故产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条,B项正确;正常情况下,次级精母细胞中核DNA分子为10个,产生该异常精子的次级精母细胞多了一条染色体,故被标记的核DNA分子最多有12个,C项正确;根据DNA的半保留复制特点可知,甲进行一次有丝分裂,此时所有的DNA分子都含有15N和14N,再进行一次复制形成的初级精母细胞中含15N的DNA分子占一半,D项正确。
7.(2023·安徽池州模拟)已知某一精原细胞中的一条染色体(DNA被14C充分标记)上含有基因A和B;其同源染色体(DNA被32P充分标记)上含有基因a和b。现将该精原细胞置于无放射性的培养液中进行一次减数分裂(不考虑基因突变和染色体变异,且只考虑A/a和B/b这两对基因)。下列相关叙述错误的是( )A.若产生的每个精细胞均只含有14C和32P中的一种,则精细胞基因型共有2种B.若产生基因型为Ab的精细胞,则该精细胞同时含有14C和32PC.若产生4种基因型的精细胞,则减数分裂Ⅰ后期移向两极的基因均有4种D.无论产生几种基因型的精细胞,每个精细胞均具有放射性
解析 若产生的每个精细胞均只含有14C和32P中的一种,说明减数分裂Ⅰ前期这对同源染色体的非姐妹染色单体之间未交换片段,故该精原细胞经减数分裂最终产生AB和ab两种类型的精细胞,A项正确;若产生基因型为AB、ab、Ab、aB的4种精细胞,说明减数分裂Ⅰ前期这对同源染色体的非姐妹染色单体之间交换了相应的片段,其中Ab和aB的精细胞均同时含有14C和32P,此时减数分裂Ⅰ后期移向两极的基因组成为AABb和aaBb或AaBB和Aabb,即移向两极的基因均有3种,B项正确,C项错误;由于减数分裂时DNA只复制一次,且为半保留复制,所以无论产生几种基因型的精细胞,每个精细胞均具有放射性,D项正确。
考点2 细胞的分化、衰老和死亡8.(2023·河北模拟预测改编)科学家将某种iPS细胞与心肌细胞融合,获得杂交细胞H,并在一定条件下分别诱导iPS细胞和细胞H向心肌细胞分化,统计其分化率,结果如图。下列有关叙述不正确的是( )A.可以利用向细胞中导入特定基因或特定蛋白质等方法诱导形成iPS细胞B.iPS细胞和H细胞向心肌细胞分化的实质是基因的选择性表达C.iPS细胞和H细胞向心肌细胞分化所需要的时间大约是20 d,超过该时间不能再分化D.H细胞比iPS细胞分化率更高,可能与其中含有心肌细胞特有的物质有关
解析 制备iPS细胞时,可以借助载体将特定基因导入细胞,也可以直接将特定蛋白质导入细胞中,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,B项正确;诱导20 d后,iPS细胞和H细胞都具有较高的分化率,曲线图中显示,超过20 d,分化率仍较高,iPS细胞和H细胞还可以再分化,C项错误;H细胞是iPS细胞与心肌细胞融合形成的,其中含有心肌细胞特有的物质,由图可知, H细胞比iPS细胞分化率高,这可能与其细胞中含有心肌细胞特有的物质有关,D项正确。
9.(2023·山东聊城二模)细胞的凋亡与线粒体结构和功能的改变密切相关。当细胞衰老或受到不可修复的DNA损伤时,线粒体会释放其内膜上的细胞色素c。释放出来的细胞色素c能促进C-9酶前体转化为活化的C-9酶,进而激活C-3酶,促进细胞凋亡。下列叙述错误的是( )A.线粒体内膜上的细胞色素c可能参与[H]的氧化B.衰老细胞释放的细胞色素c较多,C-9酶更容易被活化C.抑制癌细胞的C-9酶或C-3酶的活性可抑制癌细胞增殖D.细胞凋亡的过程也有新的基因表达和某些生物大分子的合成
解析 [H]的氧化发生于线粒体内膜,推测线粒体内膜上的细胞色素c可能参与[H]的氧化,A项正确;当细胞衰老时,释放的细胞色素c较多,C-9酶更容易被活化,细胞更容易发生凋亡,B项正确;C-9酶和C-3酶的活化能促进细胞凋亡,故抑制癌细胞的C-9酶或C-3酶可促进癌细胞增殖,C项错误;细胞凋亡的过程也有新的基因表达和某些生物大分子的合成,凋亡的细胞内有些酶的活性增加,如C-9酶和C-3酶,D项正确。
10.(2023·江苏一模)细胞决定指细胞在发生可识别的形态变化之前,就已受到“约束”而向特定方向分化。细胞在这种决定状态下,沿特定类型分化的能力已经稳定下来,一般不会中途改变。研究发现,利用基因编辑方法关闭基因Brm(控制蛋白Brahma的合成),这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞。下列有关叙述错误的是( )A.细胞决定先于细胞分化发生B.细胞决定与基因选择性表达有关C.Brahma可激活心脏细胞所需基因,而关闭脑细胞所需基因D.上述研究发现与细胞决定相矛盾,但对细胞健康和疾病有借鉴意义
解析 细胞在决定状态下,沿特定类型分化的能力已经稳定下来,一般不会中途改变,因此,细胞决定先于细胞分化发生,A项正确;研究发现,利用基因编辑方法关闭基因Brm,这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞,该现象说明,细胞决定与基因选择性表达有关,B项正确;关闭基因Brm(控制蛋白Brahma的合成),这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞,据此可推测,Brahma可激活心脏细胞所需基因,而关闭脑细胞所需基因,C项正确;题述研究发现调控相关基因的表达能改变细胞分化的方向,这一发现并不能说明与细胞决定相矛盾,但能说明细胞决定与基因表达有关,同时这一研究对细胞健康和疾病有借鉴意义,D项错误。
1.(2023·山东一模改编)某研究小组采用放射性同位素14C进行了两组动物细胞学实验。实验一:诱导14C完全标记的细胞样本,使其分别在只有12C的培养基内进行有丝分裂和减数分裂,实验期间收集到分裂中期的细胞样本甲和乙以及分裂后期的样本丙和丁,统计样本放射性标记的染色体数和核DNA分子数,结果如下表所示。
实验二:使用放射性同位素14C分别标记尿嘧啶核苷酸和亮氨酸,其后添加到两组细胞培养基中,并对14C在细胞中的分布进行跟踪测定,实验过程中,发现细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量。下列分析不合理的是( )A.该生物的正常体细胞的染色体数为20B.四个样本中,取样时间最早的可能是甲C.上表中可以肯定属于减数分裂的样本是乙D.尿嘧啶核苷酸可以通过RNA的降解再次被利用,而蛋白质不能被降解
解析 在分裂中期,细胞甲含有20条标记的染色体,40个标记的核DNA分子,细胞乙含有10条标记的染色体,20个标记的核DNA分子,可以推测乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期,甲细胞可能处于有丝分裂中期或减数分裂Ⅰ中期,该生物的正常体细胞中含有20条染色体,A项正确;甲细胞可能处于有丝分裂中期或减数分裂Ⅰ中期,乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期,在分裂后期,细胞丙中含有20条标记的染色体,20个标记的核DNA分子,可能处于减数分裂Ⅱ后期或第二次有丝分裂后期(含有20条标记的染色体,20条未被标记的染色体),细胞丁中含有12条标记的染色体,12个标记的核DNA分子,可能处于第三次有丝分裂后期,因此肯定属于减数分裂的样本是乙,取样时间最早的可能是甲,B、C两项正确;
尿嘧啶核苷酸是RNA的基本组成单位,亮氨酸是蛋白质的基本组成单位,细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量,说明蛋白质的合成量远远多于RNA的合成量,但不能说明尿嘧啶核苷酸可以通过RNA的降解再次被利用,而蛋白质不能被降解,D项错误。
2.(2023·辽宁一模)研究表明,人类卵母细胞由于缺乏KIFC1蛋白,在分裂过程中常出现多极纺锤体,而小鼠、牛等哺乳动物卵母细胞的纺锤体则总是很稳定。清除了小鼠和牛卵母细胞中的KIFC1蛋白后,小鼠和牛的卵母细胞会像人类卵母细胞一样组装出不稳定的纺锤体。根据该研究结果,下列相关推测不合理的是( )A.KIFC1蛋白的作用可能是在纺锤丝之间形成桥梁,有助于纺锤丝对齐并阻止它们解体B.人类出现异常卵细胞的概率高于小鼠和牛等哺乳动物C.将KIFC1蛋白导入人类卵母细胞可能是一种减少缺陷卵子的潜在方法D.小鼠的KIFC1蛋白合成基因也可能在浆细胞中表达
解析 剔除了小鼠和牛卵母细胞中的KIFC1蛋白后,小鼠和牛的卵母细胞会像人类卵母细胞一样组装出不稳定的纺锤体,说明KIFC1蛋白与纺锤体的稳定有关,A项合理;由于人类卵母细胞纺锤体异常的概率高于小鼠、牛等哺乳动物,因此出现异常卵细胞的概率也高于小鼠、牛等哺乳动物,B项合理;KIFC1蛋白与卵母细胞纺锤体的形成有关,将KIFC1蛋白导入人类卵母细胞,使卵母细胞形成纺锤体的错误率下降,可能是减少缺陷卵子的新方法, C项合理;浆细胞为高度分化的细胞,不会进行有丝分裂,故小鼠的KIFC1蛋白合成基因不能在浆细胞中表达,D项不合理。
3.(2023·山东淄博一模改编)红色面包霉中,含R基因的孢子呈深红色,含r基因的孢子呈浅红色,R对r完全显性,子囊中基因型为Rr的合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子,8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排。绝大多数子囊为Ⅰ型(“4+4”模式),少数子囊为Ⅱ型(“2+2+2+2”模式),如下图所示。下列说法错误的是( )A.合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次B.Ⅰ型子囊中,R和r的分离发生在减数分裂ⅠC.Ⅱ型子囊中,R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换D.减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊和Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型相同
解析 结合题干“合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子”,正常情况下的减数分裂过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,正常情况下的有丝分裂过程中DNA复制一次,细胞分裂一次,故合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次,A项正确;R和r为等位基因,等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,B项正确;分析题图,Ⅰ型子囊中的孢子从左到右依次为RRRRrrrr,Ⅱ型子囊中的孢子从左到右依次为RRrrRRrr,结合题干“8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排”可知,Ⅰ型子囊中“4+4”模式的孢子是合子经过正常的减数分裂和有丝分裂得到的,R和r所在的染色体在减数分裂时并未发生互换,而Ⅱ型子囊中“2+2+2+2”模式的孢子则是R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换所致,C项正确;
基于C选项的分析可知,减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊中的2个细胞的基因型分别为RR和rr,而Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型均为Rr,故减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊和Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型不相同,D项错误。
4.(2023·河北唐山二模)细胞增殖和凋亡受多种蛋白调控。PI3K/AKT形成的蛋白通路在细胞凋亡及细胞周期的调控中起关键作用,胱天蛋白酶是促进细胞凋亡的关键蛋白,D1蛋白是调控细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白,胰岛素样生长因子(IGF)是PI3K/AKT通路的激活剂。为探究紫草素对细胞分裂和凋亡的影响,某研究小组用不同浓度的紫草素处理食道癌细胞,通过凝胶电泳技术检测细胞中相关蛋白的表达情况,其结果如图所示。
下列叙述错误的是( )A.条带1说明紫草素能促进细胞凋亡,且细胞凋亡率与紫草素浓度有关B.根据条带2推测,紫草素可能是通过抑制DNA复制而阻滞细胞增殖C.提高PI3K和AKT蛋白表达量有利于抑制细胞增殖和促进细胞凋亡D.紫草素具有促进食道癌细胞凋亡及阻滞细胞周期的作用,有望作为治疗食道癌的药物
解析 条带1是胱天蛋白酶的含量,与对照组相比,紫草素处理食道癌细胞,紫草素的浓度越高,胱天蛋白酶的表达量越高,胱天蛋白酶是促进细胞凋亡的关键蛋白,故条带1说明紫草素能促进细胞凋亡,且细胞凋亡率与紫草素浓度有关,A项正确;条带2是D1蛋白的含量,D1蛋白是调控细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白,与对照组相比,紫草素处理食道癌细胞,D1蛋白的表达量降低,说明紫草素可能是通过抑制DNA复制而阻滞细胞增殖,B项正确;由图可知,使用紫草素后,PI3K和AKT蛋白表达量下降,胱天蛋白酶表达量上升,D1蛋白表达量下降,加入IGF后,PI3K和AKT蛋白表达量上升,胱天蛋白酶表达量下降,D1蛋白表达量上升,说明PI3K和AKT蛋白能促进癌细胞增殖,抑制癌细胞凋亡,故提高PI3K和AKT蛋白表达量有利于促进细胞增殖和抑制细胞凋亡,C项错误;
由图可知,紫草素能通过调节某些蛋白的表达量来促进食道癌细胞凋亡及阻滞细胞周期,有望作为治疗食道癌的药物,D项正确。
5.(2023·福建福州模拟)胚胎发育的过程需要细胞的增殖与分化。研究发现,SAG分子能激活Hh信号通路,在胚胎发育中起调控作用。在SAG分子上引入NVOC基团,可获得没有活性的NVOC-SAG。NVOC-SAG若被紫外线照射,则可以发挥SAG的作用,改变细胞的基因表达,促进细胞分化。科研人员利用实验动物的胚胎进行了四组实验,检测胚胎中能够表达NKX2.1(一种与神经细胞发育有关的关键蛋白)的细胞所占的比例,结果如图所示。下列叙述正确的是( )A.Hh信号通路被激活后,细胞的结构、形态和功能不会发生改变B.通过比较对照组和SAG组可知,加入SAG可使胚胎细胞获得NKX2.1基因C.抑制Hh信号通路,有利于胚胎细胞分化成为各种体细胞D.利用该体系可以通过控制照射紫外线的时间点来调控胚胎的发育
解析 由题意可知,Hh信号通路被激活后,表达NKX2.1(一种与神经细胞发育有关的关键蛋白)的细胞比例也增加,可知细胞发生了分化,因此细胞的结构、形态和功能会发生一定改变,A项错误;SAG分子能激活Hh信号通路,促进细胞表达NKX2.1,NKX2.1基因在细胞中本来就含有,B项错误;激活Hh信号通路,有利于细胞的分化,抑制Hh信号通路,不利于细胞分化,C项错误;分析题意可知,NVOC-SAG若被紫外线照射,则可以发挥SAG的作用,改变细胞的基因表达,促进细胞分化,利用该体系可以通过控制照射紫外线的时间点来调控胚胎的发育,D项正确。
1.[细胞周期的调控](2023·河北模拟)CDK1(周期蛋白依赖性蛋白激酶)对细胞周期起着核心性调控作用,激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化,促进染色质凝缩,其活性的调节过程如图所示。下列说法错误的是( )注:Cyclin B/A为周期蛋白,Thr14、Tyr15和Thr161分别对应CDK1第14位的苏氨酸、第15位的酪氨酸和第161位的苏氨酸。A.激活后的CDK1在细胞有丝分裂前期起作用B.抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用C.CDK1发挥作用之后会被相关酶降解D.磷酸化的CDK1携带的磷酸基团可能来自ATP
解析 根据题意可知,CDK1可以使组蛋白磷酸化,促进染色质凝缩,有丝分裂前期染色质丝螺旋化,缩短变粗,因此CDK1发挥作用的时间为有丝分裂的前期,A项正确;由图可知,有激酶活性时CDK1与Cyclin B/A复合物中的Thr161处于磷酸化状态,因此抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用,B项正确;有激酶活性的CDK1发挥作用后,Cyclin B/A会被相关酶降解,CDK1变为无激酶活性状态,C项错误;ATP水解后的磷酸基团具有较高的转移势能,易与蛋白质结合并使其结构发生改变,因此CDK1磷酸化的磷酸基团很有可能来自ATP,D项正确。
2.[细胞焦亡]细胞焦亡是由消皮素(GSDM)介导的细胞程序性死亡,执行蛋白消皮素D(GSDMD)既是具有膜成孔活性的GSDM家族的一员,也是Caspase家族的底物。Caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶,可直接裂解GSDMD。GSDMD被裂解后,C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离,释放的N末端结构域与细胞膜结合形成直径为10~33 nm的孔,进而引起细胞膜溶解,从而诱导细胞焦亡。下列叙述正确的是( )A.细胞焦亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程B.GSDMD结构正常时才具备使细胞膜成孔的作用C.Caspase可催化GSDMD彻底水解形成氨基酸D.焦亡细胞的细胞膜溶解可激活机体的免疫监视作用
解析 细胞焦亡是由消皮素(GSDM)介导的细胞程序性死亡,细胞程序性死亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程,A项正确;据题意可知, GSDMD被裂解后,C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离,然后才具备使细胞膜成孔的作用,因此GSDMD结构正常时不具备使细胞膜成孔的作用,B项错误;据题意可知,Caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶,可催化GSDMD的C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离,不能催化GSDMD彻底水解形成氨基酸,C项错误;焦亡细胞的细胞膜溶解可激活机体的免疫自稳作用,D项错误。
3.[铁死亡](2023·山东模拟)铁死亡的本质为含铁量增多引发膜脂质过氧化物大量积累,脂质过氧化物进一步分解为醛和活性氧等活性衍生物,这些衍生物破坏了胞内蛋白、脂质及核酸等生物大分子,表现为线粒体膜密度增加,线粒体嵴变少甚至消失,细胞体积变小但核体积正常且无核浓缩现象,并最终导致细胞程序性死亡。下列说法正确的是( )A.铁死亡是由活性氧等衍生物破坏生物大分子引起的细胞凋亡B.长期铁含量过多会导致细胞有氧呼吸第三阶段的速率降低C.铁死亡诱导剂可以诱导异常细胞的铁死亡,利用这个特性可以有效治疗癌症D.若机体硒的缺乏会增加细胞对铁死亡的敏感性,则补充硒可降低铁死亡的发生概率
考点1 有丝分裂与减数分裂1.(2023·辽宁模拟)细胞增殖周期中的分裂间期依次分为G1期(主要合成RNA和蛋白质)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成终止),分裂间期结束进入M期(细胞分裂期)。当细胞进入G1晚期时,两个中心粒开始稍稍分离,并成为母中心粒。在S期和G2期,每个母中心粒上逐渐形成一个相对应的中心粒,所以,在每一对新中心粒中包括一个母中心粒和一个子中心粒。在新的中心粒形成的同时,作为基质的周围物质也不断聚集,并且两对中心粒沿着核膜移向两极,M早期时,中心粒不仅复制完成,而且处在两极的位置。
以下说法错误的是( )A.中心体是由两个相互垂直的中心粒和周围物质组成的B.中心粒的复制与移动一方面保证了纺锤体的形成,另一方面决定了纺锤体的两极C.中心体在分裂期复制后,每组中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代D.同一个细胞周期中,DNA的复制与中心体的复制在S期是同步的
解析 中心体分布于动物和低等植物细胞中,由两个相互垂直的中心粒和周围物质组成,A项正确;中心粒复制后向两极移动,一方面保证了纺锤体的形成,另一方面决定了纺锤体的两极,同时也决定了分裂的方向,B项正确;中心体在间期复制后,每组中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代,C项错误;同一个细胞周期中,DNA的复制与中心体的复制都发生在间期,在S期是同步的,D项正确。
2.(2023·山东模拟预测)科学家在果蝇唾液腺细胞中发现了多线染色体。多线染色体的形成是由于染色体复制10次,每次复制产生的染色单体直接分离形成子染色体并行排列,且同源染色体发生配对,紧密结合形成非常巨大的染色体,多线化的细胞均处于永久间期。下列叙述正确的是( )A.多线染色体含有22条子染色体B.多线染色体的形成通常发生在减数分裂过程中C.多线染色体与处于分裂中期的染色体相比,染色质丝螺旋化程度要低D.多线染色体的形成过程中会发生核膜、核仁周期性消失和重建的现象
解析 由题干“多线染色体的形成是由于染色体复制10次,每次复制产生的染色单体直接分离形成子染色体并行排列”及“同源染色体发生配对”可知,多线染色体含有210条子染色体,A项错误;多线染色体的形成发生在果蝇唾液腺细胞中,果蝇唾液腺细胞是体细胞,不能进行减数分裂,B项错误;由题干“多线化的细胞均处于永久间期”可知,多线染色体与处于分裂中期(已高度螺旋)的染色体相比,染色质丝螺旋化程度要低,C项正确;由题干“多线化的细胞均处于永久间期”可知,多线化的细胞不能进入分裂期,因此多线染色体的形成过程中不会发生核膜、核仁周期性消失和重建的现象,D项错误。
3.(2023·河北模拟预测)某科研小组对兔子(2n=44)的精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数和核DNA分子数,结果如图所示,下列相关分析正确的是( )A.细胞a可能是次级精母细胞B.细胞c和细胞g中可能都含有同源染色体C.细胞f和细胞c中可能都存在染色单体D.细胞d和细胞e中可能都发生同源染色体联会
解析 细胞a的染色体数和核DNA分子数均为n,所以该细胞不可能是次级精母细胞,A项错误;细胞g处于有丝分裂后期,含有同源染色体,细胞c的染色体数和核DNA分子数都是2n,可能是正常的体细胞,也可能是减数分裂Ⅱ后期的细胞,正常体细胞中具有同源染色体,因此这两个细胞中可能都存在同源染色体,B项正确;细胞f处于有丝分裂的前、中期,也可能处于减数分裂Ⅰ的前、中、后期,都有染色单体,细胞c可能是正常的体细胞,也可能是减数分裂Ⅱ后期的细胞,有染色体,但是没有染色单体,C项错误;由图可知,细胞d和e中核DNA分子数多于染色体数,且数量比不是2∶1,因此两细胞均应处于分裂前的间期,不发生同源染色体的联会,D项错误。
4.(2023·广西南宁二模)果蝇(2n=8)的精原细胞和卵原细胞既能进行有丝分裂,也能进行减数分裂。下列关于细胞分裂的描述,正确的是( )A.有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ后期细胞中的核DNA分子数相同,染色体数不相同B.一个初级卵母细胞经过一次减数分裂能形成2种或4种卵细胞C.有丝分裂过程中,中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期D.若细胞中观察到两条Y染色体,该细胞可处于减数分裂Ⅱ或有丝分裂
解析 有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ后期细胞中的核DNA分子数不相同(4n,2n),染色体数相同(2n),A项错误;一个初级卵母细胞经过一次减数分裂只能产生1个卵细胞和3个极体,若不考虑其他变异,一个初级卵母细胞经过一次减数分裂能得到1种成熟的生殖细胞(即卵细胞),B项错误;中心体的复制和染色体组数的加倍分别发生在分裂间期和有丝分裂后期,C项错误;若在正常分裂的细胞中观察到两条Y染色体,则该细胞可能是减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞,也可能是有丝分裂后期的精原细胞,D项正确。
5.(2023·河北邯郸二模)哺乳动物卵母细胞的不对称分裂既存在于细胞质中,也存在于细胞核中。卵母细胞在选择遗传物质的过程中表现出独特的偏好性,重组交换率较高的染色体倾向于留在卵细胞中,下列选项正确的是( )A.姐妹染色单体分离是减数分裂中染色体特有的行为B.每条染色体都有50%的概率被分配到卵细胞或极体C.精卵结合会激活次级卵母细胞,以完成第二次不对称分裂D.卵细胞中的染色体和极体中的染色体是完全相同的
解析 有丝分裂和减数分裂过程中都会发生姐妹染色单体的分离,A项错误;细胞核的不对称分裂会影响染色体被分配到卵细胞或极体的概率,B项错误;精子进入卵细胞后,被激活的次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,故精卵结合会激活次级卵母细胞,以完成第二次不对称分裂,C项正确;重组交换率较高的染色体倾向于留在卵细胞中,所以卵细胞中的染色体和极体中的染色体不完全相同,D项错误。
6.(2023·浙江绍兴一模)用15N标记某基因型为AaXbY的动物精原细胞甲(2n=10)的所有DNA双链,将甲放在不含15N的培养基中进行培养,发现了一个含XY的异常精子,若无其他染色体畸变、染色体交叉互换发生,则下列叙述错误的是( )A.与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是AXbY、A、aB.产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条C.产生该异常精子的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有12个D.若在某初级精母细胞中发现含15N的DNA分子占一半,说明甲至少进行了一次有丝分裂
解析 A和a位于常染色体上,b位于X染色体上,减数分裂Ⅰ后期基因自由组合,故与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是AXbY、a、a或者aXbY、A、A,A项错误;初级精母细胞中染色体数目与体细胞中染色体数目相同,即10条,故产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条,B项正确;正常情况下,次级精母细胞中核DNA分子为10个,产生该异常精子的次级精母细胞多了一条染色体,故被标记的核DNA分子最多有12个,C项正确;根据DNA的半保留复制特点可知,甲进行一次有丝分裂,此时所有的DNA分子都含有15N和14N,再进行一次复制形成的初级精母细胞中含15N的DNA分子占一半,D项正确。
7.(2023·安徽池州模拟)已知某一精原细胞中的一条染色体(DNA被14C充分标记)上含有基因A和B;其同源染色体(DNA被32P充分标记)上含有基因a和b。现将该精原细胞置于无放射性的培养液中进行一次减数分裂(不考虑基因突变和染色体变异,且只考虑A/a和B/b这两对基因)。下列相关叙述错误的是( )A.若产生的每个精细胞均只含有14C和32P中的一种,则精细胞基因型共有2种B.若产生基因型为Ab的精细胞,则该精细胞同时含有14C和32PC.若产生4种基因型的精细胞,则减数分裂Ⅰ后期移向两极的基因均有4种D.无论产生几种基因型的精细胞,每个精细胞均具有放射性
解析 若产生的每个精细胞均只含有14C和32P中的一种,说明减数分裂Ⅰ前期这对同源染色体的非姐妹染色单体之间未交换片段,故该精原细胞经减数分裂最终产生AB和ab两种类型的精细胞,A项正确;若产生基因型为AB、ab、Ab、aB的4种精细胞,说明减数分裂Ⅰ前期这对同源染色体的非姐妹染色单体之间交换了相应的片段,其中Ab和aB的精细胞均同时含有14C和32P,此时减数分裂Ⅰ后期移向两极的基因组成为AABb和aaBb或AaBB和Aabb,即移向两极的基因均有3种,B项正确,C项错误;由于减数分裂时DNA只复制一次,且为半保留复制,所以无论产生几种基因型的精细胞,每个精细胞均具有放射性,D项正确。
考点2 细胞的分化、衰老和死亡8.(2023·河北模拟预测改编)科学家将某种iPS细胞与心肌细胞融合,获得杂交细胞H,并在一定条件下分别诱导iPS细胞和细胞H向心肌细胞分化,统计其分化率,结果如图。下列有关叙述不正确的是( )A.可以利用向细胞中导入特定基因或特定蛋白质等方法诱导形成iPS细胞B.iPS细胞和H细胞向心肌细胞分化的实质是基因的选择性表达C.iPS细胞和H细胞向心肌细胞分化所需要的时间大约是20 d,超过该时间不能再分化D.H细胞比iPS细胞分化率更高,可能与其中含有心肌细胞特有的物质有关
解析 制备iPS细胞时,可以借助载体将特定基因导入细胞,也可以直接将特定蛋白质导入细胞中,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,B项正确;诱导20 d后,iPS细胞和H细胞都具有较高的分化率,曲线图中显示,超过20 d,分化率仍较高,iPS细胞和H细胞还可以再分化,C项错误;H细胞是iPS细胞与心肌细胞融合形成的,其中含有心肌细胞特有的物质,由图可知, H细胞比iPS细胞分化率高,这可能与其细胞中含有心肌细胞特有的物质有关,D项正确。
9.(2023·山东聊城二模)细胞的凋亡与线粒体结构和功能的改变密切相关。当细胞衰老或受到不可修复的DNA损伤时,线粒体会释放其内膜上的细胞色素c。释放出来的细胞色素c能促进C-9酶前体转化为活化的C-9酶,进而激活C-3酶,促进细胞凋亡。下列叙述错误的是( )A.线粒体内膜上的细胞色素c可能参与[H]的氧化B.衰老细胞释放的细胞色素c较多,C-9酶更容易被活化C.抑制癌细胞的C-9酶或C-3酶的活性可抑制癌细胞增殖D.细胞凋亡的过程也有新的基因表达和某些生物大分子的合成
解析 [H]的氧化发生于线粒体内膜,推测线粒体内膜上的细胞色素c可能参与[H]的氧化,A项正确;当细胞衰老时,释放的细胞色素c较多,C-9酶更容易被活化,细胞更容易发生凋亡,B项正确;C-9酶和C-3酶的活化能促进细胞凋亡,故抑制癌细胞的C-9酶或C-3酶可促进癌细胞增殖,C项错误;细胞凋亡的过程也有新的基因表达和某些生物大分子的合成,凋亡的细胞内有些酶的活性增加,如C-9酶和C-3酶,D项正确。
10.(2023·江苏一模)细胞决定指细胞在发生可识别的形态变化之前,就已受到“约束”而向特定方向分化。细胞在这种决定状态下,沿特定类型分化的能力已经稳定下来,一般不会中途改变。研究发现,利用基因编辑方法关闭基因Brm(控制蛋白Brahma的合成),这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞。下列有关叙述错误的是( )A.细胞决定先于细胞分化发生B.细胞决定与基因选择性表达有关C.Brahma可激活心脏细胞所需基因,而关闭脑细胞所需基因D.上述研究发现与细胞决定相矛盾,但对细胞健康和疾病有借鉴意义
解析 细胞在决定状态下,沿特定类型分化的能力已经稳定下来,一般不会中途改变,因此,细胞决定先于细胞分化发生,A项正确;研究发现,利用基因编辑方法关闭基因Brm,这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞,该现象说明,细胞决定与基因选择性表达有关,B项正确;关闭基因Brm(控制蛋白Brahma的合成),这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞,据此可推测,Brahma可激活心脏细胞所需基因,而关闭脑细胞所需基因,C项正确;题述研究发现调控相关基因的表达能改变细胞分化的方向,这一发现并不能说明与细胞决定相矛盾,但能说明细胞决定与基因表达有关,同时这一研究对细胞健康和疾病有借鉴意义,D项错误。
1.(2023·山东一模改编)某研究小组采用放射性同位素14C进行了两组动物细胞学实验。实验一:诱导14C完全标记的细胞样本,使其分别在只有12C的培养基内进行有丝分裂和减数分裂,实验期间收集到分裂中期的细胞样本甲和乙以及分裂后期的样本丙和丁,统计样本放射性标记的染色体数和核DNA分子数,结果如下表所示。
实验二:使用放射性同位素14C分别标记尿嘧啶核苷酸和亮氨酸,其后添加到两组细胞培养基中,并对14C在细胞中的分布进行跟踪测定,实验过程中,发现细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量。下列分析不合理的是( )A.该生物的正常体细胞的染色体数为20B.四个样本中,取样时间最早的可能是甲C.上表中可以肯定属于减数分裂的样本是乙D.尿嘧啶核苷酸可以通过RNA的降解再次被利用,而蛋白质不能被降解
解析 在分裂中期,细胞甲含有20条标记的染色体,40个标记的核DNA分子,细胞乙含有10条标记的染色体,20个标记的核DNA分子,可以推测乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期,甲细胞可能处于有丝分裂中期或减数分裂Ⅰ中期,该生物的正常体细胞中含有20条染色体,A项正确;甲细胞可能处于有丝分裂中期或减数分裂Ⅰ中期,乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期,在分裂后期,细胞丙中含有20条标记的染色体,20个标记的核DNA分子,可能处于减数分裂Ⅱ后期或第二次有丝分裂后期(含有20条标记的染色体,20条未被标记的染色体),细胞丁中含有12条标记的染色体,12个标记的核DNA分子,可能处于第三次有丝分裂后期,因此肯定属于减数分裂的样本是乙,取样时间最早的可能是甲,B、C两项正确;
尿嘧啶核苷酸是RNA的基本组成单位,亮氨酸是蛋白质的基本组成单位,细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量,说明蛋白质的合成量远远多于RNA的合成量,但不能说明尿嘧啶核苷酸可以通过RNA的降解再次被利用,而蛋白质不能被降解,D项错误。
2.(2023·辽宁一模)研究表明,人类卵母细胞由于缺乏KIFC1蛋白,在分裂过程中常出现多极纺锤体,而小鼠、牛等哺乳动物卵母细胞的纺锤体则总是很稳定。清除了小鼠和牛卵母细胞中的KIFC1蛋白后,小鼠和牛的卵母细胞会像人类卵母细胞一样组装出不稳定的纺锤体。根据该研究结果,下列相关推测不合理的是( )A.KIFC1蛋白的作用可能是在纺锤丝之间形成桥梁,有助于纺锤丝对齐并阻止它们解体B.人类出现异常卵细胞的概率高于小鼠和牛等哺乳动物C.将KIFC1蛋白导入人类卵母细胞可能是一种减少缺陷卵子的潜在方法D.小鼠的KIFC1蛋白合成基因也可能在浆细胞中表达
解析 剔除了小鼠和牛卵母细胞中的KIFC1蛋白后,小鼠和牛的卵母细胞会像人类卵母细胞一样组装出不稳定的纺锤体,说明KIFC1蛋白与纺锤体的稳定有关,A项合理;由于人类卵母细胞纺锤体异常的概率高于小鼠、牛等哺乳动物,因此出现异常卵细胞的概率也高于小鼠、牛等哺乳动物,B项合理;KIFC1蛋白与卵母细胞纺锤体的形成有关,将KIFC1蛋白导入人类卵母细胞,使卵母细胞形成纺锤体的错误率下降,可能是减少缺陷卵子的新方法, C项合理;浆细胞为高度分化的细胞,不会进行有丝分裂,故小鼠的KIFC1蛋白合成基因不能在浆细胞中表达,D项不合理。
3.(2023·山东淄博一模改编)红色面包霉中,含R基因的孢子呈深红色,含r基因的孢子呈浅红色,R对r完全显性,子囊中基因型为Rr的合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子,8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排。绝大多数子囊为Ⅰ型(“4+4”模式),少数子囊为Ⅱ型(“2+2+2+2”模式),如下图所示。下列说法错误的是( )A.合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次B.Ⅰ型子囊中,R和r的分离发生在减数分裂ⅠC.Ⅱ型子囊中,R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换D.减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊和Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型相同
解析 结合题干“合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子”,正常情况下的减数分裂过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,正常情况下的有丝分裂过程中DNA复制一次,细胞分裂一次,故合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次,A项正确;R和r为等位基因,等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,B项正确;分析题图,Ⅰ型子囊中的孢子从左到右依次为RRRRrrrr,Ⅱ型子囊中的孢子从左到右依次为RRrrRRrr,结合题干“8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排”可知,Ⅰ型子囊中“4+4”模式的孢子是合子经过正常的减数分裂和有丝分裂得到的,R和r所在的染色体在减数分裂时并未发生互换,而Ⅱ型子囊中“2+2+2+2”模式的孢子则是R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换所致,C项正确;
基于C选项的分析可知,减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊中的2个细胞的基因型分别为RR和rr,而Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型均为Rr,故减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊和Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型不相同,D项错误。
4.(2023·河北唐山二模)细胞增殖和凋亡受多种蛋白调控。PI3K/AKT形成的蛋白通路在细胞凋亡及细胞周期的调控中起关键作用,胱天蛋白酶是促进细胞凋亡的关键蛋白,D1蛋白是调控细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白,胰岛素样生长因子(IGF)是PI3K/AKT通路的激活剂。为探究紫草素对细胞分裂和凋亡的影响,某研究小组用不同浓度的紫草素处理食道癌细胞,通过凝胶电泳技术检测细胞中相关蛋白的表达情况,其结果如图所示。
下列叙述错误的是( )A.条带1说明紫草素能促进细胞凋亡,且细胞凋亡率与紫草素浓度有关B.根据条带2推测,紫草素可能是通过抑制DNA复制而阻滞细胞增殖C.提高PI3K和AKT蛋白表达量有利于抑制细胞增殖和促进细胞凋亡D.紫草素具有促进食道癌细胞凋亡及阻滞细胞周期的作用,有望作为治疗食道癌的药物
解析 条带1是胱天蛋白酶的含量,与对照组相比,紫草素处理食道癌细胞,紫草素的浓度越高,胱天蛋白酶的表达量越高,胱天蛋白酶是促进细胞凋亡的关键蛋白,故条带1说明紫草素能促进细胞凋亡,且细胞凋亡率与紫草素浓度有关,A项正确;条带2是D1蛋白的含量,D1蛋白是调控细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白,与对照组相比,紫草素处理食道癌细胞,D1蛋白的表达量降低,说明紫草素可能是通过抑制DNA复制而阻滞细胞增殖,B项正确;由图可知,使用紫草素后,PI3K和AKT蛋白表达量下降,胱天蛋白酶表达量上升,D1蛋白表达量下降,加入IGF后,PI3K和AKT蛋白表达量上升,胱天蛋白酶表达量下降,D1蛋白表达量上升,说明PI3K和AKT蛋白能促进癌细胞增殖,抑制癌细胞凋亡,故提高PI3K和AKT蛋白表达量有利于促进细胞增殖和抑制细胞凋亡,C项错误;
由图可知,紫草素能通过调节某些蛋白的表达量来促进食道癌细胞凋亡及阻滞细胞周期,有望作为治疗食道癌的药物,D项正确。
5.(2023·福建福州模拟)胚胎发育的过程需要细胞的增殖与分化。研究发现,SAG分子能激活Hh信号通路,在胚胎发育中起调控作用。在SAG分子上引入NVOC基团,可获得没有活性的NVOC-SAG。NVOC-SAG若被紫外线照射,则可以发挥SAG的作用,改变细胞的基因表达,促进细胞分化。科研人员利用实验动物的胚胎进行了四组实验,检测胚胎中能够表达NKX2.1(一种与神经细胞发育有关的关键蛋白)的细胞所占的比例,结果如图所示。下列叙述正确的是( )A.Hh信号通路被激活后,细胞的结构、形态和功能不会发生改变B.通过比较对照组和SAG组可知,加入SAG可使胚胎细胞获得NKX2.1基因C.抑制Hh信号通路,有利于胚胎细胞分化成为各种体细胞D.利用该体系可以通过控制照射紫外线的时间点来调控胚胎的发育
解析 由题意可知,Hh信号通路被激活后,表达NKX2.1(一种与神经细胞发育有关的关键蛋白)的细胞比例也增加,可知细胞发生了分化,因此细胞的结构、形态和功能会发生一定改变,A项错误;SAG分子能激活Hh信号通路,促进细胞表达NKX2.1,NKX2.1基因在细胞中本来就含有,B项错误;激活Hh信号通路,有利于细胞的分化,抑制Hh信号通路,不利于细胞分化,C项错误;分析题意可知,NVOC-SAG若被紫外线照射,则可以发挥SAG的作用,改变细胞的基因表达,促进细胞分化,利用该体系可以通过控制照射紫外线的时间点来调控胚胎的发育,D项正确。
1.[细胞周期的调控](2023·河北模拟)CDK1(周期蛋白依赖性蛋白激酶)对细胞周期起着核心性调控作用,激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化,促进染色质凝缩,其活性的调节过程如图所示。下列说法错误的是( )注:Cyclin B/A为周期蛋白,Thr14、Tyr15和Thr161分别对应CDK1第14位的苏氨酸、第15位的酪氨酸和第161位的苏氨酸。A.激活后的CDK1在细胞有丝分裂前期起作用B.抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用C.CDK1发挥作用之后会被相关酶降解D.磷酸化的CDK1携带的磷酸基团可能来自ATP
解析 根据题意可知,CDK1可以使组蛋白磷酸化,促进染色质凝缩,有丝分裂前期染色质丝螺旋化,缩短变粗,因此CDK1发挥作用的时间为有丝分裂的前期,A项正确;由图可知,有激酶活性时CDK1与Cyclin B/A复合物中的Thr161处于磷酸化状态,因此抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用,B项正确;有激酶活性的CDK1发挥作用后,Cyclin B/A会被相关酶降解,CDK1变为无激酶活性状态,C项错误;ATP水解后的磷酸基团具有较高的转移势能,易与蛋白质结合并使其结构发生改变,因此CDK1磷酸化的磷酸基团很有可能来自ATP,D项正确。
2.[细胞焦亡]细胞焦亡是由消皮素(GSDM)介导的细胞程序性死亡,执行蛋白消皮素D(GSDMD)既是具有膜成孔活性的GSDM家族的一员,也是Caspase家族的底物。Caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶,可直接裂解GSDMD。GSDMD被裂解后,C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离,释放的N末端结构域与细胞膜结合形成直径为10~33 nm的孔,进而引起细胞膜溶解,从而诱导细胞焦亡。下列叙述正确的是( )A.细胞焦亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程B.GSDMD结构正常时才具备使细胞膜成孔的作用C.Caspase可催化GSDMD彻底水解形成氨基酸D.焦亡细胞的细胞膜溶解可激活机体的免疫监视作用
解析 细胞焦亡是由消皮素(GSDM)介导的细胞程序性死亡,细胞程序性死亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程,A项正确;据题意可知, GSDMD被裂解后,C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离,然后才具备使细胞膜成孔的作用,因此GSDMD结构正常时不具备使细胞膜成孔的作用,B项错误;据题意可知,Caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶,可催化GSDMD的C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离,不能催化GSDMD彻底水解形成氨基酸,C项错误;焦亡细胞的细胞膜溶解可激活机体的免疫自稳作用,D项错误。
3.[铁死亡](2023·山东模拟)铁死亡的本质为含铁量增多引发膜脂质过氧化物大量积累,脂质过氧化物进一步分解为醛和活性氧等活性衍生物,这些衍生物破坏了胞内蛋白、脂质及核酸等生物大分子,表现为线粒体膜密度增加,线粒体嵴变少甚至消失,细胞体积变小但核体积正常且无核浓缩现象,并最终导致细胞程序性死亡。下列说法正确的是( )A.铁死亡是由活性氧等衍生物破坏生物大分子引起的细胞凋亡B.长期铁含量过多会导致细胞有氧呼吸第三阶段的速率降低C.铁死亡诱导剂可以诱导异常细胞的铁死亡,利用这个特性可以有效治疗癌症D.若机体硒的缺乏会增加细胞对铁死亡的敏感性,则补充硒可降低铁死亡的发生概率
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