备战2025年高考二轮复习生物（河北版）大单元3 细胞的增殖、分化、衰老和死亡等生命历程 层级二关键突破提升练（Word版附解析）

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1.(2024·湖南长沙三模)黏连蛋白(参与姐妹染色单体之间的黏连)是一种糖蛋白,研究发现乙酰转移酶具有促进黏连蛋白与染色体稳定结合的作用。乙酰转移酶能使黏连蛋白SMC3上两个保守的赖氨酸残基乙酰化,从而稳定黏连蛋白与染色体的结合。在某生物体内发现了与乙酰转移酶功能相抗衡的去乙酰化酶,它能将乙酰化的黏连蛋白去乙酰化。非组蛋白是染色质结构中,除组蛋白之外的其他蛋白质成分的统称,其功能是参与基因表达的调控。下列关于黏连蛋白的叙述,正确的是( )
A.黏连蛋白中的蛋白质属于染色体中的非组蛋白
B.去乙酰化有助于黏连蛋白在细胞周期中循环使用
C.黏连蛋白的合成与染色单体的形成同时发生
D.黏连蛋白的乙酰化有助于有丝分裂后期纺锤体发挥作用
答案B
解析染色体中非组蛋白的作用是调控基因的表达,因此黏连蛋白中的蛋白质不属于染色体中的非组蛋白,A项错误;黏连蛋白去乙酰化后可以使姐妹染色单体分离,当再次被乙酰化后又有利于姐妹染色单体的黏连,因此去乙酰化有助于黏连蛋白在细胞周期中循环使用,B项正确;黏连蛋白参与姐妹染色单体之间的黏连,其合成应发生在染色单体的形成之前,C项错误;黏连蛋白乙酰化后有助于姐妹染色单体的黏连,在有丝分裂后期姐妹染色单体分开后,由纺锤体将它们分别拉向细胞两极,因此黏连蛋白的乙酰化会抑制有丝分裂后期纺锤体发挥作用,D项错误。
2.(2024·湖南衡阳模拟)Hela细胞是1951年从一位妇女宫颈分离得到的宫颈癌细胞,图1为Hela细胞的细胞周期示意图及各时期时间。cAMP(环化腺苷一磷酸)是一种细胞内重要的化学分子。研究表明,cAMP对Hela细胞的G2/M/G1期均有抑制作用,大致机理如图2所示。信号分子1和信号分子2可结合在细胞膜的受体上从而影响cAMP的合成水平,继而促进或抑制细胞分裂。下列分析错误的是( )
图1 Hela细胞的细胞周期示意图
图2 cAMP作用机理
A.Hela细胞至今仍存活,说明其具有无限增殖的特点
B.A时期Hela细胞内主要进行DNA复制所需的蛋白质的合成与核糖体的增生,染色体加倍发生在C时期
C.根据图2可知,信号分子1促进Hela细胞的G2/M/G1期
D.以足量的cAMP刺激Hela细胞再用培养液培养,预计约6.1 h后,所有Hela细胞的增殖进程都会停滞
答案C
解析Hela细胞至今已存活70多年,说明其具有无限增殖的特点,A项正确。A时期为G1期,主要进行DNA复制所需的蛋白质的合成与核糖体的增生,为DNA的复制做准备;有丝分裂过程中染色体数目的加倍是由于着丝粒的分裂,而着丝粒的分裂发生在有丝分裂后期即C时期,B项正确。信号分子1和信号分子2可结合在细胞膜的受体上从而影响cAMP的合成水平,继而促进或抑制细胞分裂。cAMP对Hela细胞的G2/M/G1期均有抑制作用,根据图2可知,信号分子1抑制Hela细胞的G2/M/G1期,C项错误。以足量的cAMP刺激Hela细胞,会抑制Hela细胞的G2/M/G1期,但不会抑制S期,因此经过S期的时长6.1 h后,所有Hela细胞的增殖进程都会停滞,D项正确。
3.(2024·湖南常德三模)细胞周期阻滞时,若细胞生长则会出现不可逆衰老,而细胞不生长则不会出现衰老现象。为验证这一结论,科学家用HT细胞设计如下图所示实验,其中血清中含细胞生长所需的生长因子,药剂X可诱导蛋白L的表达,蛋白L具有阻滞细胞周期的作用。下列说法错误的是( )
A.蛋白L使细胞停滞在G1期
B.在有无血清的情况下,药剂X均可诱导L蛋白的合成
C.将乙组细胞转移至不含药剂X的培养液中,细胞周期不能恢复正常
D.丙组会出现细胞衰老的特征
答案D
解析药剂X可诱导蛋白L的表达,比较甲和乙,加入药剂X后,G1期细胞数目增加,说明蛋白L使细胞停滞在G1期,A项正确;比较丙和丁,在没有血清的条件下,丙组加入药剂X,G1期细胞数目增加,所以在有无血清的情况下,药剂X均可诱导L蛋白的合成,B项正确;乙组细胞添加的药剂X可诱导蛋白L的表达,蛋白L具有阻滞细胞周期的作用,同时乙组细胞添加了适量血清,血清中含细胞生长所需的生长因子,细胞周期阻滞时,若细胞生长则会出现不可逆衰老,如果将乙组细胞转移至不含药剂X的培养液中,细胞周期不能恢复正常,C项正确;丙组不含血清,即没有生长因子,细胞不生长则不会出现衰老现象,D项错误。
突破点2 细胞分裂过程中的遗传与变异现象
4.(多选)(2023·河北卷)某雄性果蝇(2n=8)的一条2号染色体和X染色体发生了片段互换,丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育。该雄蝇与正常雌蝇杂交获得F1。不考虑其他突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体
B.F1雌蝇产生的配子一半可育
C.F1雄蝇的细胞中一条2号染色体结构异常
D.此种变异不能为生物进化提供原材料
答案AB
解析假设发生互换的染色体分别记为2'和X',由题意可知,丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育,则该雄果蝇可产生可育配子的染色体组成为2'X'、2Y,其与正常雌蝇杂交获得F1,F1染色体组成为22'XX'、22XY,其中雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体,即1号和3号染色体能形成正常的四分体,A项正确;F1雌蝇(22'XX')产生的配子2X和2'X'可育,2'X和2X'不可育,即F1雌蝇产生的配子一半可育,B项正确;F1雄蝇(22XY)的细胞中两条2号染色体结构均正常,C项错误;题干所述变异为染色体结构变异中的易位,突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供了原材料,D项错误。
5.(2024·陕西西安模拟)下图是基因型为AaBB的二倍体动物某个细胞的分裂示意图(展示部分染色体)。下列叙述正确的是( )
A.该细胞为次级卵母细胞,此时期正在发生基因重组
B.出现此细胞基因组成的原因是发生了染色体互换
C.此细胞产生的卵细胞基因型为ABb或aBB或ABB或aBb
D.图示细胞内含有6条姐妹染色单体
答案C
解析图中同源染色体分离,细胞处于减数分裂Ⅰ后期,又由于其细胞质不均等分裂,所以为初级卵母细胞,A项错误;含基因A、a的一对同源染色体移向细胞两极,其发生了互换,含基因B、b的一对同源染色体移向了细胞的同一极,发生了染色体数目变异和基因突变,B项错误;分析题图可知,该细胞为初级卵母细胞,分裂后得到的次级卵母细胞为AaBBBb,减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开随机移向细胞两极,故此细胞产生的卵细胞基因型为ABb或aBB或ABB或aBb,C项正确;该图中含有4条染色体,8条姐妹染色单体,D项错误。
6.(多选)(2024·河北卷)酵母细胞中的M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成。蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化,三者间的调控关系如图所示。现有一株细胞体积变小的酵母突变体,研究发现其M蛋白的编码基因表达量发生显著改变。下列分析正确的是( )
A.该突变体变小可能是M增多且被激活后造成细胞分裂间期变短所致
B.P和K都可改变M的空间结构,从而改变其活性
C.K不足或P过量都可使酵母细胞积累更多物质而体积变大
D.M和P之间的活性调控属于负反馈调节
答案AB
解析据题干信息“M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成”可知,M蛋白被激活后可促进细胞进入分裂前期,导致分裂间期变短,使得间期蛋白质合成量不足,细胞体积变小,A项正确;据题干信息“蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化”可知,K和P分别通过磷酸化和去磷酸化改变M的空间结构,从而改变其活性,B项正确;据题图可知,蛋白K对M有抑制作用,蛋白P对M有激活作用,故K不足或P过量都会使酵母细胞中被激活的蛋白M增多,促进细胞进入分裂前期,间期蛋白质积累不足而体积变小,C项错误;据题图可知,当M增多时,会激活促进蛋白P的产生,而蛋白P又会反过来继续激活促进蛋白M的产生,使得M继续增多,故M和P之间的活性调控属于正反馈调节,D项错误。
7.(2024·河北邢台一模)某雄性动物的基因型为AaXBY,现对其体内的一个精原细胞的分裂进行分析。不考虑基因突变,下列叙述正确的是( )
A.若四分体时期发生了染色体互换,则该精原细胞可能产生4种基因型的精细胞
B.若产生的精细胞的基因型为AXBY,则该精原细胞的异常发生在减数分裂Ⅱ时
C.该精原细胞经过减数分裂产生的四个子细胞的基因型相同
D.减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期时,细胞中的Y染色体数一般为2条
答案A
解析如果四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间没有发生互换,则该精原细胞产生2种基因型的精细胞;如果四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换,该精原细胞可能会产生4种基因型的精细胞,A项正确。若产生的精细胞的基因型为AXBY,说明同源染色体没有分离,则该精原细胞的异常发生在减数分裂Ⅰ后期,B项错误;该精原细胞在减数分裂Ⅰ后期会发生同源染色体的分离、非同源染色体自由组合,所以该精原细胞经过减数分裂形成的四个细胞是两种类型,即这四个子细胞的基因型两两相同,C项错误;减数分裂Ⅰ后期细胞中的Y染色体数一般为1条,减数分裂Ⅱ后期时,由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,细胞中的Y染色体数一般为2条或0条,D项错误。
8.(多选)(2024·山东泰安三模)PDCD5是一种同肿瘤细胞生长及凋亡密切相关的蛋白质。研究者通过慢病毒载体构建了稳定过量表达PDCD5的人表皮癌细胞A431细胞株,并对该细胞株的细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡情况进行了研究,结果分别如图1、图2和图3所示,同时验证了PDCD5在肿瘤生长过程中通过改变p53基因表达量(p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生)发挥其作用。已知细胞分裂间期分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期),M期为分裂期。下列叙述错误的是( )
图1
图2
图3
A.对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株
B.PDCD5通过影响DNA复制来抑制细胞增殖
C.实验组A431细胞中p53蛋白的量较对照组要高
D.PDCD5会使实验组的基因表达水平均明显提高
答案BD
解析对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株,目的是排除导入A431细胞株的重组载体中载体本身对实验结果的影响,A项正确;G2期为DNA合成后期,由图2可知,PDCD5通过阻断G2期进入M期而抑制细胞增殖,G2期已经不再进行DNA复制,B项错误;实验验证了PDCD5在肿瘤生长过程中通过改变p53基因的表达量发挥其作用,由图3可知,PDCD5能促进细胞凋亡,而p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生,故实验组A431细胞中p53蛋白的量比对照组要高,C项正确;PDCD5会使某些蛋白质的基因表达水平明显提高,但由于PDCD5促进细胞凋亡的作用,多数基因的表达水平会由于细胞逐渐凋亡而降低,D项错误。
9.(2024·湖南永州二模)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。将染色体DNA都被32P标记的1个精原细胞置于不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为下图细胞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。下列叙述错误的是( )
A.细胞①中含32P的核DNA分子数是4或5
B.细胞①的形成过程中发生了基因突变和基因重组
C.细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、0
D.该模型中动物精原细胞的基因型为HhRr或Hhrr
答案C
解析根据DNA分子半保留复制原则,1个精原细胞(DNA中的P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分子一条链含有32P,另一条链不含32P,该子细胞经过减数分裂Ⅰ前间期的DNA复制,形成的细胞①中每条染色体只有一条染色单体的DNA分子一条链中含32P,共四条染色单体含32P。所以含32P的核DNA分子数是4,若细胞①发生染色体互换,则含32P的核DNA分子数是5,A项正确。据图可知,细胞①发生了H和h的互换(基因重组),且发生了R、r的基因突变,B项正确。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所在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1。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条染色体不移向细胞同一极,则形成的细胞⑥和⑦含32P的核DNA分子数均为1;如果含有32P的2条染色体移向细胞同一极,则形成的细胞⑥和⑦中含32P的核DNA分子数为2、0。即细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1或2、1、2、0,C项错误。据图可知,细胞①发生了H和h的互换(基因重组),且发生了R、r的基因突变,该模型中动物精原细胞的基因型为HhRr或Hhrr,D项正确。