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专题能力训练五细胞的生命历程一、选择题1.人体细胞出现纺锤体的分裂方式包括2种,分裂方式1的过程中细胞内始终存在同源染色体,分裂方式2的过程中细胞内会出现两次基因重组。下列关于分裂方式1和分裂方式2的叙述,正确的是()A.分裂方式1有细胞周期,而分裂方式2没有细胞周期B.人体内能进行分裂方式1的细胞均不能进行分裂方式2C.分裂方式2的过程中发生交叉互换与基因突变的频率一样低D.人体内进行分裂方式1和2的细胞内都会出现4个染色体组答案:A解析:分裂方式1的过程中细胞内始终存在同源染色体,说明分裂方式1是有丝分裂;分裂方式2的过程中细胞内会出现两次基因重组,说明分裂方式2是减数分裂。减数分裂没有细胞周期,A项正确。精原细胞能进行分裂方式1,也能进行分裂方式2,B项错误。减数分裂过程中,发生基因突变的频率比发生交叉互换的频率低,C项错误。只有进行有丝分裂的细胞才出现细胞中含4个染色体组的情况,D项错误。2.(2019山西晋城模拟)细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期)。其中分裂间期又包括G1期(大量蛋白质合成)、S期(DNA复制)和G2期(少量蛋白质合成)。右图是某细胞周期各时期的时间,若在培养液中加入DNA合成抑制剂,下列说法正确的是()A.S期参与的酶主要有解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶B.要观察有丝分裂M期各时期染色体的变化,选择材料时只考虑M期的长短C.G2期细胞至少需要11.5 h后才能到达G1期和S期的交界处D.所有细胞被抑制在G1期和S期的交界处都需22 h答案:C解析:S期是DNA复制时期,该时期参与的酶主要有DNA聚合酶、解旋酶,RNA聚合酶参与的是转录过程,主要在G1期发挥作用。观察有丝分裂分裂期各时期染色体的形态,应选择M期占细胞周期比例较大的细胞,不能只考虑M期的长短。进行细胞分裂的各个细胞并不是同步进行的,不同时期的细胞被抑制在G1期和S期的交界处所需时间不同,最长需要22h。3.下图是某动物细胞分裂过程中核DNA含量的变化曲线。下列说法正确的是()A.a属于减数第一次分裂,b属于减数第二次分裂B.与过程中DNA含量增加的原因都是着丝点的分裂C.a过程可使精原细胞的数目增加,b过程能产生生殖细胞D.交叉互换发生的时期是和答案:C解析:a过程中核DNA含量前后不变,属于有丝分裂,b过程中核DNA含量最后减半,属于减数分裂,A项错误。与过程中DNA含量增加的原因都是DNA复制,B项错误。a过程(有丝分裂)可使精原细胞的数目增加,b过程(减数分裂)能产生生殖细胞,C项正确。减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体会发生交叉互换,对应的是题图中的,D项错误。4.(2019江西抚州测试)研究发现,VPS4B(一种蛋白质)能够调控肿瘤细胞的增殖过程。在癌细胞培养过程中,下调VPS4B的含量,细胞分裂间期各时期比例(%)变化如下表。下列分析合理的是()G1期S期G2期对照组51.5433.1315.33下调VPS4B组67.2419.7812.98A.核糖体中合成的VPS4B不需加工即可发挥调控作用B.VPS4B的缺失或功能被抑制可导致细胞周期缩短C.VPS4B可能在S期与G2期的转换过程中起重要作用D.下调VPS4B的含量可能成为治疗癌症的新思路答案:D解析:核糖体上合成的多肽,需要经加工修饰形成一定的空间结构后才能发挥作用。分析表格可知,下调VPS4B含量,处于G1期的细胞增多,处于S期和G2期的细胞减少,则下调VPS4B含量会抑制DNA复制,故VPS4B缺失或其功能被抑制可导致细胞周期延长。根据表格数据可知,VPS4B可能在G1期与S期的转换过程中起作用。治疗癌症时应阻止癌细胞无限增殖,由题中信息可知,下调VPS4B含量可抑制DNA复制,进而抑制癌细胞无限增殖,达到治疗癌症的目的。5.(2019辽宁部分重点高中联考)若某一果蝇精原细胞中8条染色体上的全部DNA已被15N标记,其中一对同源染色体上有基因A和a。现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续分裂2次,产生4个子细胞(不考虑突变和交叉互换)。下列叙述正确的是()A.若4个子细胞中均含8条染色体,则每个子细胞中的核DNA均含15NB.若4个子细胞中均含4条染色体,则每个子细胞中有一半核DNA含15NC.若4个子细胞中均含8条染色体,则每个子细胞中均含2个A基因D.若4个子细胞中均含4条染色体,则有一半子细胞含有a基因答案:D解析:若4个子细胞中均含8条染色体,则细胞进行的是2次有丝分裂,1个DNA复制2次,形成2个含15N的DNA和2个不含15N的DNA,有丝分裂后期着丝点分裂,新形成的染色体随机组合,分别移向两极,则每个子细胞中含有15N的核DNA数不确定,A项错误。若4个子细胞中均含4条染色体,则细胞进行的是减数分裂,因此DNA只复制一次,则每个子细胞中所有核DNA均含15N,B项错误。若4个子细胞中均含8条染色体,则细胞进行的是有丝分裂,则每个子细胞中均只含有1个A基因,C项错误。若4个子细胞中均含4条染色体,则细胞进行的是减数分裂,因此有一半子细胞含有a基因,D项正确。6.下图为进行有性生殖生物的生活史示意图。下列说法错误的是()A.过程中精卵要通过细胞膜表面蛋白进行识别B.过程存在细胞的增殖、分化和凋亡C.发生的基因突变有可能传递给子代D.经产生的细胞不具有生长发育所需的全套遗传信息答案:D解析:是受精过程,精子和卵细胞通过细胞膜表面的糖蛋白进行识别,A项正确。过程是由受精卵发育成成体的过程,该过程中伴随着细胞的增殖、分化和凋亡,B项正确。过程中,如果发生基因突变,则可能导致生殖细胞带有突变基因,可能传给子代,C项正确。精子和卵细胞中各有一个染色体组,一个染色体组中包含控制生物生长发育所需要的全套遗传信息,D项错误。7.下图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图,、表示染色体片段。下列叙述错误的是()A.图甲所示细胞处在减数第二次分裂中期,此时不进行核DNA的复制B.由两图可以看出,分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交换C.若图甲所示细胞继续分裂,可能会发生等位基因的分离D.若两图所示细胞来源于同一个精原细胞,则图乙所示细胞是由图甲所示细胞分裂形成的答案:D解析:图甲所示细胞中无同源染色体,着丝点排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期,此时不进行核DNA的复制,A项正确。题图细胞中,、染色体片段发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换,B项正确。若图甲所示细胞继续分裂,由于发生了交叉互换,可能含有等位基因,所以可能发生等位基因的分离,C项正确。图甲和图乙所示细胞的染色体组成不同,图乙所示细胞不可能是由图甲所示细胞分裂形成的,D项错误。8.(2019山东枣庄模拟)研究发现,细胞中活化的蛋白质Bak可通过改变线粒体外膜的通透性,使线粒体内外膜之间的细胞色素c等小分子物质释放,进而激活细胞凋亡信号,促使细胞凋亡;同时还发现,在血液肿瘤细胞中,通过使用抗癌药物,蛋白质Bak的活化率可以高达80%。下列描述错误的是()A.原癌基因和抑癌基因发生突变是细胞癌变的根本原因B.线粒体外膜通透性的改变可能是因为外膜上蛋白质分子发生了改变C.含活化的蛋白质Bak细胞的死亡是由生命活动缺少能量所致D.可通过诱导肿瘤细胞中蛋白质Bak的活化来治疗癌症答案:C解析:由题意可知,含活化的蛋白质Bak的细胞的死亡是由于线粒体外膜通透性改变,释放细胞色素c等小分子物质,进而激活细胞凋亡信号,促使细胞凋亡。9.(2019北京东城联考)下图为人体细胞的生命历程示意图,为各个时期的细胞,ac表示生理过程。据图分析,下列叙述正确的是()A.与外界环境进行物质交换的能力比强B.比的基因更容易发生突变C.与的基因型和蛋白质均相同D.体内细胞分化形成的过程不可逆答案:D解析:细胞体积越大,其相对表面积越小,物质交换的效率越低,因此与相比,的相对表面积较小,其与外界环境进行物质交换的效率较低,A项错误。与相比,的分裂能力强,更容易发生基因突变,B项错误。与细胞是由同一个受精卵有丝分裂形成的,含有相同的DNA,但两者选择性表达的基因不同,因此所含的蛋白质不完全相同,C项错误。细胞分化一般不可逆,因此体内细胞分化形成的过程不可逆,D项正确。二、非选择题10.图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像;图乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线。甲乙丙丁(1)图甲中具有同源染色体的细胞有。(2)图甲中B、E细胞各含有、个染色体组。其中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的(填标号)阶段。(3)图丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解,图丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系。图丁对应于图丙中的(填“”“”或“”);细胞的基因型是。答案:(1)A、B、D(缺一不可)(2)41(3)aB解析:(1)通过观察分析图甲可知,图甲中A、B、D细胞具有同源染色体。(2)图甲中B细胞含有4个染色体组,而E细胞只含1个染色体组;E细胞处于减数第二次分裂前期,对应于图乙中的阶段。(3)图丁细胞处于减数第二次分裂后期,且细胞质均等分裂,对应于图丙中的;根据卵原细胞(AaBb)和丁细胞(Ab)的基因组成可知,细胞的基因型是aB。11.(2019天津理综)作物M的F1基因杂合,具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1(以两对同源染色体为例)。改造F1相关基因,获得具有与F1优良性状一致的N植株,该植株在形成配子时,有丝分裂替代减数分裂,其卵细胞不能受精,直接发育成克隆胚,过程见途径2。据图回答下列问题。(1)与途径1相比,途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂,不会发生由和导致的基因重组,也不会发生染色体数目。(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例,理论上,自交胚与F1基因型一致的概率是,克隆胚与N植株基因型一致的概率是。(3)通过途径获得的后代可保持F1的优良性状。答案:(1)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换非同源染色体自由组合减半(2)1/2n100%(3)2解析:(1)途径1是通过减数分裂形成配子,而途径2中通过有丝分裂产生配子,有丝分裂过程中不发生基因重组,且子细胞中染色体数不减半,故与途径1相比,途径2中N植株形成配子时不会发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合,也不会发生染色体数目减半。(2)由题意可知,要保持F1优良性状需要基因杂合,一对杂合基因的个体自交获得杂合子的概率是1/2,若该植株有n对独立遗传的等位基因,根据自由组合定律,杂合子自交子代中每对基因均杂合的概率为1/2n,故自交胚与F1基因型(基因杂合)一致的概率为1/2n。而克隆胚的形成相当于无性繁殖过程,子代和N植株遗传信息一致,故克隆胚与N植株基因型一致的概率是100%。(3)途径1产生自交胚的过程存在基因重组,F1产生的配子具有多样性,经受精作用后的子代具有多样性,不可保持F1的优良性状;而途径2产生克隆胚的过程不存在基因重组,子代和亲本的遗传信息一致,可以保持F1的优良性状。12.蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽,具有抗菌、抗病毒等广泛的生物学效应。体外研究发现,蜂毒素对多种癌细胞具有强烈的杀伤作用。请回答以下问题。(1)在取材方面,蜂毒素只能从工蜂的毒腺细胞中获取,其根本原因是。(2)相关研究已表明,蜂毒素可引起细胞凋亡。科研人员为进一步研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,进行了以下实验。请完善相关实验并回答问题。方法步骤:a.取4只相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液和;b.1号培养瓶为空白对照组,向24号培养瓶分别加入;c.培养48 h后,检测并统计,结果如图1所示;d.检测凋亡基因(Bax、Bel-2)的表达,结果如图2所示。(3)分析与讨论。a.图1表明,。b.图1、图2表明,促进胃癌细胞凋亡的是,抑制胃癌细胞凋亡的是。因此,从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是。答案:(1)基因的选择性表达(2)a.等量的(离体)胃癌细胞b.浓度为2 g/mL、4 g/mL、6 g/mL的蜂毒素溶液c.胃癌细胞的凋亡率(3)a.蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,一定范围内,随蜂毒素浓度增大,诱导效应增强b.Bax蛋白Bel-2 蛋白能够促进Bax基因的表达,抑制Bel-2基因的表达解析:(1)蜂毒素只能从工蜂的毒腺细胞中获取,其根本原因是控制蜂毒素合成的基因只能在工蜂的毒腺细胞中表达。(2)本实验是为了研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,所以自变量应为蜂毒素浓度。对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则,各组间除自变量不同外,其他无关变量应相同且适宜。最后以胃癌细胞的凋亡率为指标呈现实验结果。(3)a.分析图1曲线可知,蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,一定范围内,随蜂毒素浓度增大诱导效应增强。b.比较题中图1、图2曲线可知,随蜂毒素浓度增大,Bax蛋白含量越高,胃癌细胞凋亡也越高,所以促进胃癌细胞凋亡的是Bax蛋白。同理,抑制胃癌细胞凋亡的是Bel-2蛋白。因此,从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是蜂毒素能够促进Bax基因的表达,同时抑制Bel-2基因的表达。- 7 -
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