2025年高考生物二輪專題復習講義：專題三 細胞的生命歷程

第1講細胞的增殖和受精作用2015高考導航考綱考頻考情分析1.細胞的生長和增殖的周期性與無絲分裂(Ⅰ)2．細胞的有絲分裂(Ⅱ)(2014·T1)3．細胞的減數分裂與動物的受精過程(Ⅱ)4．實驗：觀察細胞的有絲分裂和減數分裂(2014·T1)1.趨勢分析：有絲分裂與減數分裂的比較常結合分裂圖像及染色體與DNA的數量變化曲線來考查；配子的形成常結合DNA復制與變異等知識進行考查。2．備考指南：(1)重點關注細胞分裂圖像的識別、細胞分裂過程中染色體、DNA的數量變化。(2)并列比較法理解減數分裂和有絲分裂的區(qū)別。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))蛙的紅細胞eq\o(□,\s\up1(2))DNA復制eq\o(□,\s\up1(3))染色體的著絲點排列在赤道板上eq\o(□,\s\up1(4))染色體消失eq\o(□,\s\up1(5))著絲點分裂eq\o(□,\s\up1(6))受精作用[鏈接思考]1．參與動植物細胞分裂的細胞器完全相同嗎？提示：不完全相同。相同的細胞器是核糖體、線粒體；不同的是植物細胞還有高爾基體，動物細胞還有中心體，低等植物細胞還有中心體、高爾基體。2.有絲分裂和減數分裂過程中哪些類型的細胞細胞質分裂不均等？提示：初級卵母細胞，次級卵母細胞。[真題自測]判一判(1)剪取大蒜根尖分生區(qū)，經染色在光鏡下可見有絲分裂各時期(2014重慶，1B)()(2)洋蔥根尖細胞有絲分裂過程中核DNA分子數與染色體數的比值變化如下圖所示(2014廣東，24A)()(3)分析上圖可知，該時期細胞中染色體數是體細胞染色體數的兩倍，并且通過核孔進入細胞核的物質減少(2014江蘇，12CD)()(4)紡錘體形成于有絲分裂前期，消失于分裂后期(2013江蘇，3C)()(5)卵裂時個別細胞染色體異常分離，可形成人類的21三體綜合征個體與減數分裂同源染色體聯會行為有關(2013安徽，4⑤)()(6)如圖f～g過程中同源染色體分離，染色體數目減半(2011天津，4D)()(7)基因型為AABb的個體形成如圖所示的細胞，該細胞中基因a是由基因A突變產生的(2011江蘇，11B改編)()(8)人類精子的形成過程中，姐妹染色單體攜帶的遺傳信息可能是不同的(2010江蘇，21B)()提示：(1)×。有絲分裂中分裂間期持續(xù)時間最長，細胞絕大多數處于間期，且解離時細胞被殺死，所以在光鏡下不一定能觀察到有絲分裂所有時期。(2)×。洋蔥根尖細胞有絲分裂過程中，伴隨DNA的復制，DNA與染色體數目的比值變?yōu)?，但是當進入有絲分裂后期著絲點分裂后，DNA與染色體數目的比值又恢復為1。(3)×。該時期為有絲分裂中期，細胞中染色體數與體細胞染色體數相同；該時期核膜已經解體，無細胞核，故不存在物質通過核孔進入細胞核的情況。(4)×。紡錘體消失于分裂末期。(5)×。卵裂過程中只能進行有絲分裂，有絲分裂過程中無聯會現象。(6)×。該圖中發(fā)生的細胞增殖方式只有有絲分裂，無減數分裂，而同源染色體的分離只發(fā)生在減數分裂中。(7)√。該個體的基因型為AABb，無基因a，所以圖中的基因a是基因突變的結果。(8)√。由于可能會發(fā)生基因突變、同源染色體四分體時期的交叉互換和非同源染色體之間染色體片段的易位，所以姐妹染色單體攜帶的遺傳信息可能不同。命題點1借助模式圖和圖表考查有絲分裂和減數分裂下列圖像是一些二倍體生物(基因型為AaBb)細胞分裂和細胞中染色體組成的相關模式圖，請據圖分析。(1)圖甲中，正處于減數分裂過程中的細胞是圖________(填數字)；圖①與圖②兩細胞在分裂過程中有不同之處，與此直接相關的細胞器是____________。(2)圖甲中細胞①下一個時期的細胞內，a、b、c的數量分別為________。圖③分裂產生的子細胞名稱是______________________，并在圖丙坐標右側畫出該子細胞的相關柱形圖。(3)圖甲中，對應圖乙中BC段的是(用數字表示)______，圖丙中(一)→(二)，完成了圖乙中的________段的變化。(4)在觀察根尖有絲分裂裝片時，不能看到圖甲②中染色體向兩極移動的動態(tài)過程，其原因是________________；用高倍顯微鏡觀察洋蔥表皮細胞臨時裝片時，能清楚地看到細胞核，但看不到染色體，是因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)圖甲中，①處于有絲分裂中期，②處于有絲分裂后期，③處于減數第一次分裂后期。圖①與圖②兩細胞子細胞的形成方式不同，植物細胞形成細胞板，與高爾基體有關，動物細胞從細胞中央向內進行凹陷。(2)分析圖丙可知，a是染色體的數目，b是染色單體的數目，c是DNA的數目，①細胞的下一個時期是有絲分裂后期，染色體的數目是8，染色單體的數目是0，DNA的數目是8；③處于減數第一次分裂后期，細胞會均等分裂，是初級精母細胞，子細胞是次級精母細胞，剛形成的次級精母細胞中染色體的數目為2，染色單體的數目為4，DNA的數目為4。(3)圖乙的BC段是含有染色單體的階段，所以①③對應BC段；圖丙的(一)表示DNA沒有復制時或末期時，(二)表示DNA復制完成，含有染色單體的時期，綜合考慮其對應圖乙的AB段。(4)在觀察根尖有絲分裂裝片時，不能看到圖甲②中染色體向兩極移動的動態(tài)過程，其原因是根尖在解離時已被鹽酸殺死；洋蔥表皮細胞是成熟的細胞，已高度分化，不再進行分裂。[答案](1)③高爾基體(2)8、0、8次級精母細胞如圖所示(3)①③AB(4)根尖已被殺死洋蔥表皮細胞是高度分化的細胞，不再進行分裂思維拓展(1)圖甲中②屬于哪一類細胞？判斷的依據是什么？提示：低等植物細胞。具有中心體和細胞壁。(2)若圖甲中的①③細胞來自同一個體，則①和③最終產生子細胞的基因型分別是什么？提示：①→AaBb，③→AB、ab或Ab、aB。(3)圖甲①中含有幾個四分體？圖乙中含有四分體的階段是哪一段？提示：0。BC。(4)若該動物為雌性(基因型為AaBb)，請繪出產生Ab卵細胞的初級卵母細胞在減數第一次分裂后期的細胞圖像。提示：如圖所示eq\x()(5)觀察有關有絲分裂、減數分裂與受精過程中核DNA含量、染色體數目變化的曲線，回答下列問題：四分體形成于__________時段；等位基因的分離發(fā)生在________時段；著絲點分裂發(fā)生于________時刻，基因重組可發(fā)生于______________時段，基因突變易發(fā)生于______________時段；____________時段中的染色單體消失。提示：6～78～93、11、176～7、8～90～1、5～6、14～153～4、11～12、17～18(6)請用坐標直方圖的形式表示出有絲分裂中期、有絲分裂后期、減Ⅰ后期、減Ⅱ后期中的染色體、染色單體和核DNA的數量關系圖。提示：如圖所示(7)假如僅將一對同源染色體兩條染色體的DNA用15N標記，然后放在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)進行兩次有絲分裂，最后形成的4個子細胞中是否都含有標記？提示：不確定，可能有三種情況。1．細胞不同時期圖像的識別(1)根據染色體形態(tài)和行為判斷eq\a\vs4\al(染色體相對散亂，,排列在紡錘體中央)→eq\a\vs4\al(前,期)eq\o(→,\s\up7(有無同),\s\do5(源染色體))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(無：減Ⅱ,有\(zhòng)o(→,\s\up7(是否),\s\do5(聯會))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(是：減Ⅰ,否：有絲分裂))))eq\a\vs4\al(染色體排列,在赤道板上)→中期eq\o(→,\s\up7(有無同),\s\do5(源染色體))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(無：減Ⅱ,有\(zhòng)o(→,\s\up7(有無),\s\do5(“四分體”))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(有：減Ⅰ,無：有絲分裂))))eq\a\vs4\al(染色體,移向兩極)→后期eq\o(→,\s\up7(每一極有無),\s\do5(同源染色體))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(無\o(→,\s\up7(是否存在姐),\s\do5(妹染色單體))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(是：減Ⅰ,否：減Ⅱ)),有：有絲分裂))(2)依據細胞質分配方式判斷(針對減數分裂)2.柱形圖分析減數分裂(以精子的形成過程為例)3．DNA含量、染色體數目變化的曲線分析(1)判斷DNA含量、染色體數目變化曲線的依據與方法：①依據：DNA含量是逐漸增加的，有一個復制過程，而染色體數量不是逐漸增加的。②方法：(2)判斷曲線中的有絲分裂、減數分裂和受精作用的依據與方法①依據：a．有絲分裂：起點和終點的染色體數目和DNA含量是相同的；b．減數分裂：終點染色體和DNA含量是起點的一半；c．受精作用：染色體和DNA含量同時加倍。②方法：一看“染色體峰值”eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(最大為4N——有絲分裂,最大為2N——減數分裂))二看“豎直下降”次數eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(兩次——減數分裂,一次——有絲分裂))三看“最終結果”eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(減半——減數分裂,相等——有絲分裂))四看“染色體和DNA同時加倍的點”——受精作用4．涉及細胞分裂的4個誤區(qū)(1)誤認為只要細胞分裂就有細胞周期，實際上只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，高度分化的細胞、進行減數分裂的性原細胞都沒有細胞周期。(2)誤認為著絲點分裂是紡錘絲牽拉的結果，實際上著絲點先分裂，之后紡錘絲牽拉。(3)誤認為赤道板是細胞的結構，實際上細胞板是真實存在的結構，而赤道板并非真實存在。(4)誤認為同源染色體形態(tài)、大小完全相同，反例，如性染色體的形態(tài)、大小不同。猜想1如圖Ⅰ、Ⅱ分別表示某些二倍體生物核DNA數目和染色體數目的變化、細胞分裂過程中染色體的行為變化，據圖分析下列說法中，不正確的是()A．圖Ⅰ中①④表示細胞分裂過程中DNA分子正在進行復制B．圖Ⅰ中a、b段分別表示有絲分裂和減數分裂，c段內發(fā)生了受精作用C．圖Ⅱ中進行有絲分裂的細胞有D和D′D．圖Ⅱ中含有兩個染色體組的細胞有A′、B、B′、C、C′、D解析：選D。圖Ⅱ中進行有絲分裂的細胞有D和D′，其余細胞均進行減數分裂；圖Ⅱ中含有兩個染色體組的細胞有A′、B′、C，C′、D，A、B細胞中只含有一個染色體組，D′細胞中含有4個染色體組。[解題模板]在復習時通過繪制細胞有絲分裂和減數分裂圖像，并列表比較，掌握各時期圖像中染色體行為的變化特點。解題可依據下列模板進行：第一步，通過有無細胞壁和中心體判斷細胞種類；第二步，觀察圖像中染色體行為變化判斷分裂時期；第三步，根據有無同源染色體及同源染色體變化特點判斷分裂方式；第四步，結合選擇題的選項或非選擇題的問題，聯系生物知識進行判斷或確定答案。命題點2綜合分析細胞分裂與遺傳變異的關系下圖分別表示對幾種生物體內正在進行分裂的細胞進行觀察的結果。下列有關敘述不正確的是()A．若圖甲為分裂過程中的某階段，則A，a的不同是基因突變的結果B．若圖乙表示分生區(qū)細胞分裂過程中的某階段，則基因重組可發(fā)生在這一階段C．若圖乙表示減數分裂過程中的某階段，則基因的自由組合定律可發(fā)生在這一階段D．若圖丙表示果蠅卵巢內的幾種細胞，則b組細胞會出現染色體變異[解析]A、B項均為有絲分裂存在基因突變但不存在基因重組，A正確，B錯誤。若圖乙表示減數分裂過程中的某階段，那么該階段可能是減數第一次分裂的前、中、后期，基因的自由組合可發(fā)生在此階段，C正確。若圖丙表示果蠅卵巢內的幾種細胞，根據細胞中染色體數量可知，b組可表示卵原細胞、初級卵母細胞或處于減數第二次分裂后期的細胞，因此b組細胞中可能會出現染色體變異，D正確。[答案]B思維拓展(1)甲細胞能否發(fā)生基因的分離定律和基因的自由組合定律？提示：不能。因甲進行有絲分裂。(2)下圖①中A和a形成的原因有哪些？若出現下圖②則原因是什么？提示：基因突變或交叉互換?；蛲蛔儭?3)誘變育種的機理和秋水仙素的作用機理通常作用于丙圖中的哪一組細胞？提示：b組。(4)若某三體(AAa)生物能進行正常的減數分裂(同源染色體隨機分離)，那么該三體產生配子的種類及比例怎樣？提示：Aa∶A∶AA∶a＝2∶2∶1∶1。(5)假如Aa的小鼠在形成配子時，出現了處于減數第二次分裂中期Aa型的細胞，最可能的原因是什么？提示：A和a所在的染色體發(fā)生了交叉互換。(6)基因型為AaXBY的小鼠，產生了一個aaXBXBY的配子可能的原因是什么？提示：含a的染色體一定在減Ⅱ時未分離，XBY在減Ⅰ時未分離，且XB在減Ⅱ時又未分離。1．減數分裂與遺傳規(guī)律2．細胞分裂與可遺傳變異(1)基因突變：任何方式的細胞分裂過程中，都有遺傳物質的復制，受生物體內或體外各種因素的干擾，都可導致DNA復制過程中發(fā)生差錯，從而發(fā)生基因突變。(2)基因重組：發(fā)生于減Ⅰ四分體時期和減Ⅰ后期，即同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換和基因的自由組合。(3)染色體變異①染色體數目變異：如多倍體：發(fā)生于有絲分裂末期，染色體加倍，沒有形成兩個子細胞。②染色體結構的變異：一般發(fā)生于減數分裂同源染色體聯會時期。(4)原核細胞的變異：原核生物的變異類型只有基因突變，不存在真正意義上的染色體，自然也沒有基因重組和染色體變異。3．細胞分裂過程中產生異常細胞的原因分析(1)紡錘體形成受阻：低溫誘導或用秋水仙素處理，使有絲分裂過程中紡錘體的形成受阻，導致體細胞內染色體數目加倍，形成多倍體細胞。(2)同源染色體不分離：在減數第一次分裂后期，同源染色體不分離導致所產生的次級精(卵)母細胞異常，進而使產生的配子全部異常。(3)姐妹染色單體不分離：在減數第二次分裂后期，姐妹染色單體不分離，導致產生的配子有一半異常。4．姐妹染色單體上出現等位基因的原因分析eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(（1）體細胞中發(fā)生，,作用時間在間期，,親代基因純合))?一定是基因突變。eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(（2）姐妹染色單體的其,中一條有兩種顏色，,作用時間是減Ⅰ前))?一定是交叉互換。(3)無任何提示，則上述兩種情況都有可能。猜想2一個基因型為AaXbY的雄果蠅經減數分裂產生了甲、乙兩個異常精細胞，精細胞甲的染色體組成為aYY，精細胞乙的染色體組成為AXbY。下列敘述不正確的是()A．精細胞甲和精細胞乙不可能來自同一個初級精母細胞B．與精細胞乙同時形成的另外三個精細胞都是異常精細胞C．精細胞甲形成的原因是染色體在減數第二次分裂前多復制一次D．精細胞乙形成的原因是X和Y染色體在減數第一次分裂過程中未分離解析：選C。精細胞甲(aYY)中的異常體現在多了一條Y，其形成的原因是在減數第二次分裂后期，著絲點分裂后，兩條Y染色體沒有移向兩極，而是移向了同一極。[解題模板]如何根據配子異常情況推測減數分裂何時發(fā)生異常，若親代為AaXBY：(1)若配子中出現Aa或XY在一起時，則一定是減Ⅰ分裂異常。(2)若配子中A與a、X與Y分開，但出現了兩個AA/aa或兩個XX/YY的配子，則一定是減Ⅱ分裂異常。(3)若出現AAa或Aaa或XXY或XYY的配子時，則一定是減Ⅰ和減Ⅱ分裂均異常。(4)若配子中無A和a或無XB和Y時，則可能是減Ⅰ或減Ⅱ分裂異常。猜想3在熒光顯微鏡下觀察被標記的某動物的睪丸細胞，等位基因A、a被分別標記為紅、黃色，等位基因B、b被分別標記為藍、綠色。①③細胞都處于染色體向兩極移動的時期。不考慮基因突變和交叉互換，下列有關推測合理的是()A．①時期的細胞中向每一極移動的都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個B．③時期的細胞中向每一極移動的都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各1個C．②時期的初級精母細胞中都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個D．圖中精細胞產生的原因是減數第一次分裂或減數第二次分裂過程異常解析：選C。據圖分析可知，①為有絲分裂后期的細胞，該時期著絲點分裂，向每一極移動的基因有A、a、B、b，因而有紅、黃、藍、綠色熒光點，且各有1個；由最終產生的精細胞可知，減數第一次分裂發(fā)生異常，即B、b對應的同源染色體未分離，而是進入同一個次級精母細胞，所以形成的兩個次級精母細胞中的基因組成不相同，分別為AABBbb和aa，所以D、B選項是錯的。②時期的初級精母細胞每條染色體含有兩條染色單體，此細胞的基因為A、A、a、a、B、B、b、b；圖中精細胞含有A、B、b基因，其產生原因可能是減數第一次分裂過程中同源染色體沒有分開。[解題技巧]DNA復制與細胞分裂中染色體標記情況分析(1)首先確定細胞分裂方式，是有絲分裂還是減數分裂，有絲分裂常以一條染色體為研究對象，減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象。(2)其次確定標記過程中DNA復制次數和在未標記培養(yǎng)液中細胞分裂次數(時期)。(3)最后圖示細胞分裂過程，如下圖：①標記DNA分子：②轉至不含放射性培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個細胞周期：1．(2014·重慶重點中學聯考)某二倍體生物(染色體數為2N)染色體上的DNA用3H充分標記，置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其有絲分裂過程中細胞局部結構變化過程如圖所示，有關敘述錯誤的是()A．圖A中DNA復制的酶一定是從1運進的，與3直接相連的膜性細胞器是內質網B．圖B中DNA數∶染色單體數∶染色體數∶同源染色體對數＝4∶4∶2∶1C．圖C表示細胞處于有絲分裂的末期，其判斷依據是核膜重新構建D．經過連續(xù)兩次細胞有絲分裂，子細胞含3H的染色體數一定為N解析：選D。根據題意，圖示為某二倍體生物有絲分裂過程中細胞局部結構變化過程。A為細胞核，1為核孔，2和3分別為核膜的內膜和外膜，DNA復制需要的解旋酶和DNA聚合酶是由細胞質中的核糖體合成的，并通過1核孔運入細胞核參與DNA的復制。內質網內連3核膜、外連細胞膜，是細胞內膜面積最大的細胞器，A項正確；B中核膜逐漸解體，出現4染色體，應該為有絲分裂前期，此時細胞經過間期復制，染色體數目、同源染色體數目不變，分別為2N條、N對，而DNA數目由于復制加倍，由2N→4N，染色單體數也從0→4N，所以細胞中DNA數∶染色單體數∶染色體數∶同源染色體對數＝4∶4∶2∶1，B項正確；圖C中核膜小泡逐漸融合變成核膜，且染色體逐漸解旋變細為染色質，故該圖表示有絲分裂末期，C項正確；DNA分子的復制是半保留復制，復制后，每個DNA分子中有一條鏈含3H。則第一次有絲分裂后所形成的子細胞中，含3H的染色體數均為2N，但每條染色體的DNA分子的兩條鏈均為雜合的(3H1H)；繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，由于DNA的半保留復制，每條染色體的一條染色單體上DNA分子的兩條鏈為雜合的(3H1H)，另一條染色單體上DNA分子的兩條鏈為純合的(1H1H)，即一半染色單體含放射性，但有絲分裂后期，著絲點分裂，姐妹染色單體成為子染色體后，子染色體的分離具有隨機性，因此，含3H的染色體進入同一個子細胞的數量為0～2N，D項錯誤。2．根據示意圖做出的判斷不正確的是()A．若細胞甲取自根尖分生區(qū)，則該植物很可能高度不育B．甲細胞中含有兩個染色體組C．細胞乙取自雄果蠅，1、2號染色體應屬于性染色體D．細胞乙不可能取自雄果蠅，1、2號染色體出現的差異可能是由染色體結構變異引起的解析：選C。由于細胞乙的細胞質不均等分裂，所以該細胞應取自雌性個體，C項錯誤。雄性個體中兩條性染色體大小不等是正?，F象，但是雌性個體中出現兩條大小不等的同源染色體，可能是染色體結構變異導致的。細胞甲中沒有同源染色體，該植物減數分裂過程中會發(fā)生聯會紊亂，不能形成正常的配子，高度不育。3.如圖為某高等動物的細胞分裂示意圖，據此判斷下列現象中不可能發(fā)生在該細胞分裂過程中的是()A．DNA數目是體細胞的2倍B．染色體數目是體細胞的2倍C．非姐妹染色單體間的交叉互換D．非同源染色體的自由組合解析：選B。由圖中同源染色體排列在赤道板上判斷該圖為減數第一次分裂中期圖。減數分裂過程中會出現DNA的復制、同源染色體的聯會、形成四分體、非姐妹染色單體間的交叉互換、同源染色體分離、非同源染色體的自由組合等行為。減數分裂過程中染色體數目先減半(減Ⅰ)再暫時加倍(減Ⅱ后期)，最后再減半，所以染色體數目不會超過體細胞中染色體數目。4．基因型為AaXBY的精原細胞進行減數分裂，下列說法正確的是()A．四分體時期常染色體和性染色體間可能進行交叉互換導致基因重組B．細胞中相同基因的分離發(fā)生在減數第一次分裂后期C．在減數第二次分裂后期細胞中存在兩條X染色體或兩條Y染色體D．分裂過程中染色體數∶DNA分子數＝1∶2解析：選C。選項A不正確，四分體時期的交叉互換只發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間；選項B不正確，相同基因的分離發(fā)生在減數第二次分裂的后期；選項C正確，減數第一次分裂過程中同源染色體發(fā)生分離，減數第二次分裂后期，隨著著絲點的分裂，姐妹染色單體分離，細胞中會存在兩條X染色體或兩條Y染色體；選項D不正確，在減數第一次分裂及減數第二次分裂后期之前，染色體數∶DNA分子數＝1∶2，當減Ⅱ后期著絲點分裂后，染色體數∶DNA分子數＝1∶1。5．如圖甲表示基因型為AaBb的某高等雌性動物處于細胞分裂不同時期的圖像，乙表示該動物細胞分裂的不同時期染色體數目變化曲線，丙表示該動物形成生殖細胞的過程圖解，丁表示某細胞中染色體與基因的位置關系。請據圖分析回答：(1)在不考慮變異的情況下，圖甲中含有等位基因的細胞有________。(2)圖甲中B、E細胞各含有________、________條染色體；其中E細胞所處的分裂時期屬于圖乙中的________(填標號)階段。(3)在細胞分裂過程中，細胞中染色體數暫時加倍處在圖乙中的________(填標號)階段。(4)基因突變最可能在圖甲中的________細胞中發(fā)生。(5)圖丁對應于圖丙中的細胞________(填“①”“②”或“③”)；細胞Ⅳ的基因組成是________。解析：(1)通常情況下，含有等位基因的細胞中一定有同源染色體，圖甲中含有同源染色體的細胞是A、B、D。(2)圖甲中B細胞含有8條染色體，E細胞含有2條染色體。圖甲中E細胞處于減數第二次分裂前期，對應圖乙中的②階段。(3)在細胞分裂過程中，細胞中染色體數暫時加倍的時期分別是減數第二次分裂的后期和有絲分裂的后期，對應于圖乙中的③⑥階段。(4)基因突變一般發(fā)生在DNA復制過程中，最可能在圖甲的A細胞中發(fā)生。(5)圖丁的細胞處于減數第二次分裂后期，由于細胞質均等分裂，所以為第一極體，對應于圖丙中的細胞②；由于第一極體的基因型是AAbb，所以細胞③的基因組成為aaBB，故細胞Ⅳ的基因組成是aB。答案：(1)A、B、D(2)82②(3)③⑥(4)A(5)②aB1．(2014·重慶名校聯考)下圖是自然界中豌豆的生殖周期示意圖，下列有關敘述正確的是()A．非等位基因的自由組合發(fā)生于c過程中B．基因的表達僅發(fā)生在a過程中C．純種豌豆自交產生的子代表現型不一定只有一種D．在d過程中同源染色體會發(fā)生聯會解析：選A。由圖可知，a是有絲分裂，b是分裂、分化過程，c是減數分裂，d是受精作用，非等位基因的自由組合發(fā)生在減數分裂過程中，故A正確?；虻谋磉_在a、b、c過程中都有，故B錯誤。純種豌豆自交產生的子代表現型應只有一種，因為豌豆是自花傳粉、閉花受粉，故C錯誤。在受精過程中不會發(fā)生同源染色體聯會，故D錯誤。2．(原創(chuàng)題)在細胞增殖過程中，染色體和DNA都有復制和加倍的過程，下列相關敘述錯誤的是()A．染色體復制后其數量是之前的二倍B．細胞中b、d過程發(fā)生在細胞分裂間期C．細胞中a過程發(fā)生在細胞分裂間期D．細胞中c過程發(fā)生在細胞有絲分裂后期和減數第二次分裂后期解析：選A。染色體復制前含有一個DNA分子，復制后含有兩個DNA分子，著絲點數目并不增加，復制前后都是一條染色體，因此，通過復制染色體的數量并不增加，而DNA分子的數量加倍；DNA的復制與加倍是同一過程，發(fā)生在細胞分裂間期；染色體復制發(fā)生在間期；細胞有絲分裂后期和減數第二次分裂后期著絲點一分為二，染色體數目加倍。3．(2014·四川樂山第二次調研)根據每個細胞中核DNA相對含量的不同，將某高等哺乳動物睪丸中連續(xù)增殖的精原細胞歸為A、B、C三組，每組細胞數目如圖1所示；將睪丸中參與配子形成過程的細胞歸為D、E、F三組，每組細胞數目如圖2所示；根據細胞中每條染色體上DNA含量在細胞周期中的變化繪制曲線，如圖3所示。下列敘述中錯誤的是()A．圖2中F組細胞變成E組細胞的過程發(fā)生在圖3的丙～丁段B．圖1中C組細胞和圖2的F細胞不是都對應于圖3的乙～丙段C．圖1中B組細胞和圖2的E細胞變成F細胞都對應于圖3中的甲～乙段D．圖1中的所有細胞都是精原細胞，圖3的乙～丙段的細胞不都是初級精母細胞解析：選A。圖1表示睪丸中連續(xù)增殖的精原細胞分裂方式為有絲分裂，A表示間期的G1期和末期，B表示間期的S期，C表示間期的G2、前、中、后期；圖2配子形成過程的分裂方式為減數分裂，D表示精細胞(減數第二次分裂的末期)，E表示減數第一次分裂間期的G1期、減數第一次分裂的末期到減數第二次分裂的后期，F表示減數第一次分裂間期的G2期到減數第一次分裂的后期；圖3中甲之前表示G1期，甲→乙表示S期，乙→丙表示有絲分裂的G2期到中期。減數分裂的G2到減數第二次分裂的中期，丙→丁表示有絲分裂后期、減數第二次分裂后期，丁→戊表示有絲分裂后期到末期、減數第二次分裂后期到末期。圖2中F組細胞變成E組細胞的過程發(fā)生在減數第一次分裂末期，在圖3的乙～丙段，A不符合題意。圖1中C組細胞的后期不在圖3的乙～丙段，圖2的F細胞都對應于圖3的乙～丙段，B符合題意。圖1中的B表示DNA的復制過程，由圖2中的E→F的過程DNA的相對含量加倍，所以兩者都對應圖3的甲～乙段，C項符合題意；圖1表示精原細胞的有絲分裂，所以所有細胞都是精原細胞，而圖3的乙～丙段表示細胞中含有姐妹染色單體，所以其細胞不都是初級精母細胞，D項符合題意。4．通過觀察染色體的形態(tài)，可推測細胞中DNA量的變化。用此方法，在下列時期能檢測到培養(yǎng)的皮膚細胞中DNA量加倍的是()A．有絲分裂的前期、中期和后期B．細胞周期的間期中DNA復制時C．減數分裂的第二次分裂的中期D．減數分裂的第一次分裂的前期解析：選A。在減數分裂及有絲分裂過程中DNA含量加倍的時期分別有：減數第一次分裂前的間期DNA復制之后、前期、中期、后期和末期變成2個細胞之前，有絲分裂的間期DNA復制之后、前期、中期、后期和末期變成2個細胞之前；而題干信息表明是皮膚細胞，皮膚細胞不能進行減數分裂，所以只有選項A正確。5．(2014·重慶三峽名校聯考)在體外培養(yǎng)小鼠體細胞時，發(fā)現細胞分為3種類型：甲類細胞核DNA量是乙類細胞的兩倍，丙類細胞核DNA量介于甲、乙兩類細胞之間。以下推測正確的是()A．甲類細胞均處于分裂期，在三類細胞中所占比例最大B．乙類細胞無分裂能力，屬于高度分化的細胞C．丙類細胞已經進入衰老期，將停止細胞分裂D．用藥物抑制細胞的DNA復制，乙類細胞比例將增加解析：選D。根據題目信息可知，甲類細胞均處于分裂期，分裂期占整個細胞周期的時間少，在細胞周期中各期所占時間與所占細胞的數目成正相關，所以甲在三類細胞中所占比例最小，A錯；乙類細胞沒有進行分裂，但不一定屬于高度分化的細胞，B錯；丙類細胞核DNA含量介于甲、乙兩類細胞之間，說明丙類細胞進行了DNA復制，不能說明已經進入衰老期，將停止細胞分裂，C錯；用藥物抑制細胞的DNA復制，細胞將停留在間期，所以乙類細胞比例將增加，D正確。6.如圖是蛙的紅細胞的無絲分裂過程，和有絲分裂相比，下列敘述正確的是()A．沒有DNA和染色體的復制B．分裂過程中沒有出現紡錘體和染色體的變化C．子細胞中染色體減少一半D．無絲分裂只發(fā)生在原核生物的細胞中，有絲分裂只發(fā)生在真核生物的細胞中解析：選B。無絲分裂和有絲分裂過程中都會出現DNA的復制和有關蛋白質的合成，也就是染色體的復制，A錯誤。和有絲分裂相比，無絲分裂過程中沒有形成紡錘體，因此就沒有染色體的規(guī)律性分配行為，B正確。由于染色體復制后才進行分配，所以染色體數量不會減半，C錯誤。無絲分裂和有絲分裂一樣，都是真核細胞的增殖方式，原核細胞如細菌等進行二分裂，D錯誤。7．如圖為精原細胞增殖以及形成精子的過程示意圖。圖中標明了部分染色體與染色體上的基因。設①③細胞都處于染色體的著絲點向兩極移動的時期。下列關于圖解的敘述正確的是()A．①中有同源染色體，染色體數目為2n，DNA數目為4aB．②中有同源染色體，染色體數目為2n，DNA數目為4aC．②中有姐妹染色單體，①③中也可能有姐妹染色單體D．③中無同源染色體，染色體數目為n，DNA數目為2a解析：選B。精原細胞通過有絲分裂增殖，①處于染色體的著絲點向兩極移動的時期，即有絲分裂后期，由于著絲點分裂，所以染色體數目會暫時加倍，染色體數目為4n，A錯誤。精原細胞通過減數分裂及變形過程形成精子，初級精母細胞中同源染色體會發(fā)生聯會現象，此時染色體數目為2n，DNA復制后數目為4a，B正確。由于①③細胞都處于染色體的著絲點向兩極移動的時期，此時姐妹染色單體分離成為子染色體，C錯誤。減數第一次分裂完成，同源染色體分離，③中無同源染色體，但在其分裂后期，染色體會發(fā)生暫時性加倍變?yōu)?n，D錯誤。8．下列有關細胞分裂的描述合理的是()A．圖1是次級卵母細胞，將產生一個卵細胞和一個極體，每個子細胞含有2條非同源染色體B．觀察到的某生物(2n＝6)減數第二次分裂后期細胞如圖2所示，出現該現象的原因是減數第一次分裂中有一對染色體沒有相互分離C．圖3為體細胞的有絲分裂，圖中含有4對同源染色體，兩個染色體組D．圖4為某二倍體生物體內的一個細胞，在分裂形成此細胞的過程中，細胞內可形成2個四分體解析：選B。圖1中的細胞處于減數第二次分裂后期，由于其細胞質是均等分裂的，所以不可能是次級卵母細胞，A錯誤。圖2中的細胞處于減數第二次分裂后期，該細胞的異常之處是含有一對同源染色體，產生的原因是減數第一次分裂后期這對同源染色體沒有相互分離，B正確。圖3的細胞中有四個染色體組，C錯誤。圖4細胞處于減數第二次分裂后期，在分裂形成此細胞的過程中，細胞內可形成3個四分體，D錯誤。9.如圖所示甲、乙兩個分裂細胞(正常生物體為二倍體)，下列有關敘述中不正確的是()A．甲是減數分裂圖像，乙是有絲分裂圖像B．乙細胞所屬動物的體細胞中有4條染色體C．甲細胞中染色體、染色單體、DNA數目依次是2、4、4D．甲細胞的親代細胞基因型一定是AaBb解析：選D。甲細胞中沒有同源染色體，染色體上有姐妹染色單體，應是減數第二次分裂前期圖像，乙細胞中一極有同源染色體，著絲點分裂，應是有絲分裂后期圖像；有絲分裂后期染色體數目加倍，乙細胞所屬動物的體細胞中應有4條染色體；甲細胞中染色體、染色單體、DNA數目依次是2、4、4；甲細胞處于減數第二次分裂前期，不能判斷其親代細胞的基因型。10.如圖表示在不同生命活動過程中，某二倍體生物細胞內染色體數的變化曲線，關于此圖，下列敘述不正確的是()A．自然狀況下該生物體內基因重組只發(fā)生在a段B．從a段到b段是一次完整的細胞周期C．b段細胞內不可能存在同源染色體D．a、b段染色體均出現過含姐妹染色單體的時期解析：選B。由圖可知，ab段表示減數分裂過程，c段表示受精作用過程，而d段表示有絲分裂過程。自然狀況下，基因重組發(fā)生在減數第一次分裂時期的同源染色體間的交叉互換和非同源染色體的自由組合過程中，A項正確；細胞周期是連續(xù)分裂的細胞才具有的，減數分裂并不連續(xù)，因此不能用ab段表示一個周期，B項錯誤；b段為減數第二次分裂，不存在同源染色體，C項正確；a和b段都有姐妹染色單體出現，D項正確。11．騾子是馬(2n＝64)和驢(2n＝62)交配形成的受精卵發(fā)育而成的。騾子通常不育，下列解釋正確的是()A．騾子體細胞中染色體不能正常地復制和平均分配B．原始生殖細胞進行減數分裂時同源染色體聯會紊亂C．受精卵在發(fā)育過程中有部分染色體丟失D．騾子原始生殖細胞中有2個染色體組但無同源染色體解析：選D。騾子原始生殖細胞(性原細胞)中含有來自馬、驢的各1個染色體組，但因馬和驢是不同物種，所以二者不是同源染色體，也不能進行聯會；騾子體細胞中染色體能夠正常地復制且能夠平均分配。12．長翅紅眼雄蠅與長翅白眼雌蠅交配，產下一只染色體組成為aaXXY的殘翅白眼果蠅。已知翅長、眼色基因分別位于常染色體和X染色體上，在沒有基因突變的情況下，與參與受精的卵細胞一起產生的極體的染色體組成及基因分布可能為(A—長翅，a—殘翅，B—紅眼，b—白眼)()A．③ B．①③C．②④ D．①③④解析：選D。長翅紅眼雄果蠅(A_XBY)和長翅白眼雌果蠅(A_XbXb)產下的殘翅白眼果蠅的染色體組成為aaXbXbY，則其異常X染色體一定來自它的母本。若其母本減數第一次分裂正常，產生基因型為AXb的極體和基因型為aXb的次級卵母細胞，在減數第二次分裂時，含Xb染色體的著絲點分裂后沒有分到兩個子細胞中，所以產生了基因型為aXbXb的卵細胞和基因型為a的極體，對應圖③。若其母本在減數第一次分裂后期同源染色體未分離，則能產生基因型為aXbXb的卵細胞和基因型為aXbXb、A的極體，對應①④。13．(2014·重慶一中月考)如下甲圖表示骨髓細胞有絲分裂過程中DNA含量的變化曲線，乙、丙圖表示性腺內某細胞分裂的兩個時期的結構模式圖，a、b表示染色體片段。請分析并回答問題：(1)骨髓細胞的細胞周期是________小時；在圖甲曲線上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段中，染色體數量倍增發(fā)生在________段，mRNA的合成主要發(fā)生在________段，基因突變最可能發(fā)生于________段。(2)圖乙所示細胞中含有染色單體________條，其細胞名稱為______________________________。(3)由圖乙、丙可推測，該細胞在分裂過程中一定發(fā)生的變異類型是______________。解析：(1)一個細胞周期包括分裂間期與分裂期，圖中間期應是12小時，分裂期是8小時，共20小時；在圖甲曲線上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段中，染色體數量倍增發(fā)生在Ⅱ段，mRNA的合成主要發(fā)生在間期DNA復制前即Ⅲ段，基因突變最可能發(fā)生于DNA復制階段，即Ⅰ段。(2)圖乙所示細胞中有四條染色體，每條染色體有兩條染色單體，共含有8條染色單體，細胞中沒有同源染色體，應是減數第二次分裂中期，細胞名稱為次級精母細胞或次級卵母細胞或極體。(3)由圖乙中a片段與圖丙中b片段可推測發(fā)生了交叉互換，所以該細胞在分裂過程中一定發(fā)生的變異類型是基因重組。答案：(1)20ⅡⅢⅠ(2)8次級精母細胞或次級卵母細胞或極體(3)基因重組14．某同學在顯微鏡下觀察洋蔥根尖細胞的裝片時，在低倍鏡下觀察到如圖甲所示的細胞，在高倍鏡下看到如圖乙所示的視野，圖丙是該同學根據細胞分裂中染色體變化規(guī)律繪制的每條染色體上的DNA含量變化的坐標圖。請據圖回答下列問題：(1)從圖甲可以看出，生物體通過________________________________________________________________________完成個體發(fā)育。(2)圖乙中的B細胞處于圖丙中的________段。(3)下圖為某同學構建的減數分裂中染色體的變化模型圖，其中正確的是________(多選)。(4)基因突變導致遺傳物質發(fā)生改變的時期對應丙圖中的________段。(5)另一同學用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的某個裝片，并統計各時期的細胞數量。各時期細胞數記錄在下表中：細胞分裂時期樣本1樣本2樣本3總數間期M1M2M3M分裂期前期A1A2A3A中期B1B2B3B后期C1C2C3C末期D1D2D3D計數細胞的總數N若該實驗的目的是研究細胞周期中每個時期所經歷的時間長短，請分析：①表中的樣本1、樣本2、樣本3具體是指什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②洋蔥根尖細胞的一個細胞周期大約為720分鐘。則分裂間期所需要的時間為________分鐘。解析：(1)圖甲表示細胞分裂、細胞分化過程，個體發(fā)育過程涉及細胞分裂和細胞分化。(2)圖丙中的DE段表示每條染色體上有1個DNA分子，圖乙中的B細胞處于有絲分裂的后期，每條染色體上只含有1個DNA分子，故對應圖丙中的DE段。(3)模型圖A可表示減數第二次分裂的后期，模型圖C可表示減數第一次分裂的后期，模型圖B、D在正常的減數分裂過程中是不可能出現的。(4)基因突變發(fā)生在細胞分裂的間期，此時DNA分子能夠進行復制。(5)細胞周期中，各時期所需時間的計算公式是t＝T×n/N(T為一個細胞周期所需的時間，N為取樣的總細胞數，n為某一時期的細胞數)，根據表格數據與公式，可以推出分裂間期所需要的時間t為720M/N分鐘。答案：(1)細胞分裂、細胞分化(或細胞分裂、細胞生長、細胞分化)(2)DE(3)AC(4)AB(5)①三個不同視野中的細胞②720M/N15．(2014·高考江蘇卷)某研究者用非洲爪蟾性腺為材料進行了下列實驗。請回答下列問題：(1)對非洲爪蟾的精巢切片進行顯微觀察，繪制了以下示意圖。上圖中甲、乙、丙、丁細胞含有同源染色體的有______；稱為初級精母細胞的有________。丁細胞中染色體的互換區(qū)段內同一位點上的基因________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。(2)如對卵巢切片進行顯微觀察，無法看到和乙細胞同時期的細胞，其原因是________________________________________________________________________。(3)該研究者進行了一系列“誘導早期卵母細胞成熟的物質”實驗，結果如下：實驗一eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(早期卵母細胞\o(→,\s\up7(注射早期卵母細胞),\s\do5(少量細胞質))早期卵母細胞,早期卵母細胞\o(→,\s\up7(注射成熟卵細胞),\s\do5(少量細胞質))成熟卵細胞))實驗二eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(早期卵母細胞\o(→,\s\up7(孕酮))成熟卵細胞,早期卵母細胞\o(→,\s\up7(孕酮＋蛋白質),\s\do5(合成抑制劑))早期卵母細胞))由實驗一可得出推論：__________________________含有可以誘導卵母細胞成熟的物質。由實驗二可得出推論：這種誘導早期卵母細胞成熟的“促成熟因子”的化學成分是________；孕酮在實驗二中的作用是________________________________________________________________________。解析：(1)根據有絲分裂和減數分裂的特征可以判斷：甲細胞處于減數第一次分裂中期，乙細胞處于減數第二次分裂后期，丙細胞處于有絲分裂后期，丁細胞處于減數第一次分裂后期。只有減數第二次分裂的細胞(乙細胞)無同源染色體存在。雄性生物處于減數第一次分裂過程的細胞均稱為初級精母細胞。因不知親代的基因型是純合的還是雜合的，丁中同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換后，互換區(qū)段內同一位點上的基因可能相同，也可能不同。(2)乙細胞處于減數第二次分裂后期，在卵巢切片中無法觀察到此時期的細胞，因為卵母細胞在卵巢中不能分裂到減數第二次分裂后期，可能在輸卵管中發(fā)育到該時期。(3)由實驗一的相互對照可知，成熟卵細胞的細胞質中含有可以誘導卵母細胞成熟的物質。在實驗二中，孕酮處理組形成成熟卵細胞，可見孕酮有誘導早期卵母細胞成熟的功能；當蛋白質合成抑制劑與孕酮同時處理時，蛋白質合成抑制劑抑制蛋白質的合成，早期卵細胞不能發(fā)育成熟，推測誘導早期卵母細胞成熟的“促成熟因子”的化學成分是蛋白質；孕酮的作用則是誘導早期卵母細胞合成“促成熟因子”，從而促進其發(fā)育成熟。答案：(1)甲、丙、丁甲、丁不一定相同(2)卵母細胞在卵巢中不能分裂到該時期(3)成熟卵細胞的細胞質蛋白質誘導早期卵母細胞合成“促成熟因子”第2講細胞的分化、衰老、凋亡和癌變2015高考導航考綱考頻考情分析1.細胞的分化(Ⅱ)(2013·T5)2．細胞的全能性(Ⅱ)(2013·T5)3．細胞的衰老、凋亡以及與人體健康的關系(Ⅱ)4．癌細胞的主要特征及防治(Ⅱ)(2013·T9)1.趨勢分析：常結合白血病、癌癥等實例考查對細胞全能性、細胞分化、細胞凋亡、細胞癌變等知識的遷移。2．備考指南：(1)聯想對比法理解細胞分化、衰老、凋亡與癌變等概念與特點。(2)實例分析法加深理解細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))基因的選擇性表達eq\o(□,\s\up1(2))多種酶的活性eq\o(□,\s\up1(3))呼吸速率eq\o(□,\s\up1(4))細胞編程性死亡eq\o(□,\s\up1(5))形成不同組織、器官eq\o(□,\s\up1(6))穩(wěn)定性eq\o(□,\s\up1(7))突變eq\o(□,\s\up1(8))易擴散和轉移eq\o(□,\s\up1(9))維持內部環(huán)境穩(wěn)定[鏈接思考]1．哪些過程會有染色體的周期性變化？提示：細胞增殖與細胞癌變。2．同一個體的不同細胞的DNA、RNA、蛋白質均不相同嗎？提示：DNA相同，RNA、蛋白質部分不同。[真題自測]判一判(1)據圖可知胚胎干細胞具有分化潛能(2014廣東，24A改編)()(2)當細胞衰老時，其細胞膜的通透性不會發(fā)生改變(2014全國新課標Ⅰ，1B改編)()(3)TGF-β1—Smads是一條抑制腫瘤的信號傳遞途徑。研究表明，胞外蛋白TGF-β1與靶細胞膜上受體結合，激活胞內信號分子Smads，生成復合物轉移到細胞核內，誘導靶基因的表達，阻止細胞異常增殖，抑制惡性腫瘤的發(fā)生。從而推測出從功能來看，復合物誘導的靶基因屬于抑癌基因，且復合物的轉移實現了細胞質向細胞核的信息傳遞(2014四川，7BC)()(4)同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中(2013全國Ⅱ，6A)()(5)細胞凋亡使細胞自主有序死亡，有利于生物體內部環(huán)境的穩(wěn)定(2013天津，3D)()(6)骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同，基因表達產物不同(2011安徽，2A)()(7)病毒癌基因可整合到宿主基因組誘發(fā)癌變(2012全國新課標，2C)()(8)人體的免疫系統對癌變細胞具有清除作用(2011山東，3C)()提示：(1)√。胚胎干細胞屬于全能干細胞，具備分化成各種體細胞的潛能。(2)×。細胞衰老的主要特征之一是細胞膜的通透性改變，物質運輸功能降低。(3)×。由題意可知，復合物誘導的靶基因表達的結果是阻止細胞異常增殖，抑制惡性腫瘤的發(fā)生，故其靶基因屬于抑癌基因。復合物由細胞外蛋白TGF-β1誘導產生，然后轉移至細胞核內起作用，實現了細胞外與細胞核之間的信息傳遞。(4)√。無論細胞分化到什么程度，某些基本的物質和能量代謝是所有細胞共有的，如細胞呼吸、轉錄、翻譯等，這些反應中涉及的酶就是分化程度不同的細胞中所共有的酶，如RNA聚合酶等。(5)√。細胞凋亡是受基因調控的細胞自主有序的死亡，有利于生物體內部環(huán)境的穩(wěn)定。(6)×。骨髓干細胞與胰島樣細胞基因組成相同，僅基因表達產物不同而已。(7)√。致癌因子有物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子，其中病毒致癌因子就是病毒癌基因，該基因可以整合到宿主的基因組，從而誘發(fā)細胞癌變。(8)√。癌細胞在體內屬于抗原，免疫系統會對抗原進行清除。命題點1辨析細胞的分化及全能性科學家將4個關鍵基因移植入已分化的肌肉細胞中并表達，使這個細胞成為多能干細胞(iPS細胞)。如圖為該實驗示意圖。下列有關敘述正確的是()A．iPS細胞所攜帶遺傳信息與肌肉細胞相同B．圖示過程體現了iPS細胞的全能性C．關鍵基因表達使細胞功能趨向專門化D．應用該技術可提高器官移植的成功率[解析]A錯誤，iPS細胞的遺傳信息與肌肉細胞不相同，iPS細胞中多了4個關鍵基因；B錯誤，該過程沒有形成完整個體，因此并沒有體現iPS細胞的全能性；C錯誤，4個關鍵基因的表達提高了iPS細胞的全能性；D正確，應用該技術得到的新生器官替換供體病變器官，屬于自體移植，可避免免疫排斥反應，故可大大提高器官移植的成功率。[答案]D思維拓展(1)細胞分化具有什么特點？植物細胞全能性的表達所需要的條件是什么？提示：持久性、穩(wěn)定性、不可逆性和普遍性。離體；適宜的營養(yǎng)和環(huán)境條件；植物激素。(2)在細胞分化和全能性表達的過程中分別存在中心法則中的哪些過程？提示：在細胞分化過程中往往存在轉錄和翻譯過程；而全能性的表達過程中存在DNA分子的復制、轉錄和翻譯過程。(3)甲狀腺細胞能接受促甲狀腺激素信號刺激但不能接受促甲狀腺激素釋放激素刺激，其直接原因和根本原因是什么？提示：直接原因是甲狀腺細胞膜上具有促甲狀腺激素的受體。根本原因是基因的選擇性表達。(4)分化的細胞一定不再進行分裂嗎？提示：不一定。如B淋巴細胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。1．細胞分裂、分化、全能性表達的模式圖分析(1)圖中①③⑤細胞特征相似：細胞核大，細胞質濃，液泡小或無，都應具有較旺盛的細胞分裂能力。其中①→③表示通過細胞分裂使細胞數目增加；③→⑤表示通過細胞生長使細胞體積增大。(2)圖中②④的細胞形態(tài)特征與①有較大區(qū)別，所以①→②和①→④均表示細胞分化過程。圖中⑥表示圖中④的某些細胞失去了最高分裂次數限制，無限增殖，發(fā)生了細胞癌變。(3)圖中⑦⑧⑨表示從②中取出的一個細胞經過植物組織培養(yǎng)，獲得了完整的植株，體現了植物細胞的全能性。2．細胞分裂、分化與全能性的關系(1)細胞分化的實質是基因的選擇性表達。同一生物體不同部位的細胞DNA、基因、tRNA相同，但mRNA和蛋白質不同。分化程度越低，全能性越高；分化程度越高，全能性越低。例如：受精卵分化程度最低(尚未分化)，全能性最高。(2)全能性的體現是細胞分裂、分化的結果。3．細胞分化與全能性需特別注意的幾個問題(1)細胞分化過程中遺傳物質未改變，只是基因選擇性表達。(2)細胞全能性得以體現的標志是：必須由離體的組織、器官或細胞發(fā)育成完整個體(或表達出所有性狀)，若只發(fā)育到某個器官則不能體現出細胞全能性。(3)精子、卵細胞是高度分化的細胞，但全能性很高。(4)目前，還沒有任何實驗證明動物細胞的全能性，但有實驗證明動物細胞核具有全能性。理論上動物細胞同樣應該具有全能性。猜想1如圖表示人體部分細胞所經歷的生長發(fā)育的各個階段，下列有關敘述正確的是()A．細胞甲的分裂能力最強，分化程度最高B．過程①②中均發(fā)生了遺傳物質的改變C．T細胞與B細胞內所含的基因不同D．淋巴因子作用于膜受體后即被滅活解析：選D。細胞甲的分裂能力強，分化程度低，A項錯誤；①過程為有絲分裂，②過程為細胞分化，這兩個過程中均不發(fā)生遺傳物質的改變，B項錯誤；T細胞與B細胞所含的基因相同，C項錯誤；淋巴因子在發(fā)揮作用后即被滅活，D項正確。[技能點撥]利用細胞分化過程中的變與不變解答細胞分化問題(1)不變：DNA、基因。生物體內的細胞來自受精卵的有絲分裂，體細胞的遺傳物質相同，細胞分化不會改變細胞內的遺傳物質。(2)變：mRNA、蛋白質。細胞分化的實質是基因的選擇性表達，其導致同一生物個體不同種類的細胞中的mRNA存在差異，進而導致蛋白質存在差異，從而使細胞在形態(tài)、結構和生理功能上出現差異。命題點2結合社會熱點考查細胞分化、衰老、凋亡和癌變如圖是人體細胞生命歷程的概括，下列敘述錯誤的是()A．能進行1、2過程的細胞都具有細胞周期，但周期的長短不同，6過程無細胞周期B．3過程可發(fā)生在整個生命歷程中C．4過程中因為酪氨酸酶活性降低，使細胞內色素沉積D．5過程中細胞的遺傳物質發(fā)生了變化[解析]圖中1、2過程代表細胞分裂，能連續(xù)進行分裂的細胞都具有細胞周期，但周期長短不同，6過程不分裂，無細胞周期，A項正確。3過程代表細胞分化，可發(fā)生在整個生命歷程中，B項正確。4過程代表細胞衰老，細胞衰老過程中，由于細胞物質代謝、運輸能力下降，導致細胞內色素沉積，C項錯誤。5過程代表細胞癌變，是由細胞內的原癌基因與抑癌基因發(fā)生突變引起的，D項正確。[答案]C思維拓展(1)圖中哪個過程不僅發(fā)生基因的表達，還會發(fā)生基因的復制？提示：1、2過程(有絲分裂)，因為在有絲分裂的間期，要進行蛋白質的合成和DNA的復制。(2)人體病變是否只與細胞衰老和凋亡有關？提示：不是。因為細胞增殖和細胞分化過程中出現的異常也會引起人體病變。(3)細胞壞死與細胞凋亡有何區(qū)別？提示：細胞壞死是由種種不利因素引起的非正常死亡，不受基因控制，且對機體不利；而細胞凋亡是細胞生命歷程中的正常變化，受基因的控制，且對個體的發(fā)育具有積極意義。(4)原癌基因或抑癌基因發(fā)生突變即癌癥，對嗎？提示：不對。至少包括原癌基因和抑癌基因在內的5～6個基因發(fā)生基因突變。(5)(2014·高考山東卷改編)神經系統正常發(fā)育過程中神經細胞數量的調節(jié)機制如圖所示。那么該細胞的死亡被稱為哪一現象？是否有利于神經系統的正常發(fā)育？提示：細胞凋亡。利于。1．細胞的生命歷程之間的相互關系2．細胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌變的比較與基因的關系結果遺傳物質變化細胞分裂是基因控制的單細胞生物完成生殖，多細胞生物產生新細胞染色體上的遺傳物質復制后均分細胞分化是基因控制的形成不同組織器官遺傳物質不發(fā)生改變細胞癌變受突變基因控制無限增殖的癌細胞遺傳物質發(fā)生改變細胞衰老是基因控制的細胞正常死亡遺傳物質不發(fā)生改變細胞凋亡是基因控制的由基因決定的細胞自動結束生命的正常死亡過程遺傳物質不發(fā)生改變猜想2如圖為人體某細胞所經歷的生長發(fā)育各個階段示意圖，圖中①～⑦為不同的細胞，a～c表示細胞所進行的生理過程。據圖分析，下列敘述不正確的是()A．進入c過程的細胞，酶活性逐漸降低，代謝逐漸減慢B．過程a、b、c是基因控制的，對個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用C．細胞⑤⑥⑦的核基因相同，細胞內的蛋白質種類和數量也相同，因此具有全能性D．如果在a、b、c過程中，原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，則會成為癌細胞解析：選C。由圖可知，過程a、b、c分別為細胞的增殖、分化、衰老和凋亡。衰老細胞的酶活性降低，代謝減慢；細胞增殖、分化、衰老和凋亡過程對生物個體的生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用，且均受基因控制；細胞⑤⑥⑦中蛋白質的種類和數量不同；原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，會導致細胞癌變。[易錯易混]特別注意的幾個問題：(1)細胞分化一般針對多細胞生物而言，單細胞生物不存在細胞分化。(2)細胞死亡并不是對機體都有害，細胞凋亡對機體是有利的。(3)多細胞生物細胞的衰老和機體的衰老并不同步，不是相同過程。(4)癌細胞是一種畸形分化的細胞，它在形態(tài)、結構和生理功能上都發(fā)生了很大的變化，但又不同于正常的細胞分化，細胞癌變過程中遺傳物質發(fā)生了變化。另外，要明確原癌基因與抑癌基因的作用：原癌基因主要負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程；抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。癌癥的發(fā)生就是一系列原癌基因與抑癌基因的突變逐漸積累的結果。猜想3中科院發(fā)現一種誘導細胞凋亡的新機制。在H2O2和TNF-α(一種淋巴因子)等因素的誘導下，鼠肝細胞內的溶酶體釋放微量的胰凝乳蛋白酶，并將細胞質內的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者與線粒體、溶酶體的膜結合，誘導內容物釋放，最終導致細胞凋亡(如圖所示)。請結合所學知識分析，下列敘述正確的是()A．胰凝乳蛋白酶的釋放增加了cBid的數量，cBid進一步引起溶酶體內容物的釋放是負反饋調節(jié)B．cBid可能會引起細胞能量供應能力下降，加速細胞的凋亡C．溶酶體中胰凝乳蛋白酶的釋放具有促進細胞凋亡的作用，而其他內容物釋放無此功能D．細胞壞死后，釋放的內容物可引起組織發(fā)炎解析：選B。胰凝乳蛋白酶釋放使cBid增多進一步引起溶酶體內容物的釋放是正反饋調節(jié)；溶酶體中含大量的水解酶，大量釋放會引起細胞大分子物質的降解，也能促進細胞凋亡；細胞壞死后釋放的內容物會引起局部組織發(fā)炎。[解題模板]對細胞凋亡的考查有兩大常見命題點：一是考查細胞凋亡的實例；二是以圖示形式展現細胞凋亡的過程，然后結合過程回答相關問題。前者屬于基礎題，后者屬于創(chuàng)新題。解題的落腳點是細胞凋亡的概念。細胞凋亡是受基因控制的編程性自動死亡，對機體的生長發(fā)育是有利的?？捎脤Ρ鹊姆椒▉韰^(qū)分細胞的壞死，即不受基因控制的，屬于被動死亡，是病理性的，對機體有害。另外，還要識記常見的細胞凋亡的實例，如：①清除被病原體感染的細胞；②生物體內細胞的自然更新；③衰老細胞的清除等。1．(原創(chuàng)題)Scripps研究所的一組研究人員發(fā)現一個人工合成的小分子能誘導細胞去分化，即誘使細胞發(fā)生生長倒退，從當前狀態(tài)返回到祖細胞狀態(tài)。這種化合物名為reversine。下列敘述不正確的是()A．肌細胞經去分化形成祖細胞，說明人體內的細胞分化具有可逆性B．該項研究使“從病人自己的成熟細胞衍生干細胞樣細胞”成為可能C．祖細胞能分化成脂肪細胞和骨細胞等，說明祖細胞是一種干細胞D．圖中的脂肪細胞、骨細胞、肌細胞以及祖細胞內遺傳信息應相同解析：選A。由題可知，肌細胞去分化是在一種人工合成的化合物誘導下完成的，但不能得出人體內細胞也能去分化；具有增殖分化功能的細胞均為干細胞；圖中四種細胞均為人的體細胞，所以攜帶的遺傳信息應相同。2．(2014·重慶楊家坪中學月考)經科學家研究知道，控制合成單羧酸轉運蛋白1(MCT1)基因的表達是將抗癌藥物3-BrPA運輸至細胞內的充分必要條件。下圖表示了3-BrPA作用于癌細胞的機理，表格中數據是研究者用相同劑量3-BrPA處理5種細胞所得的實驗結果。據此可推斷()MCT1基因表達水平死亡率正常細胞00癌細胞1中40%癌細胞2低30%癌細胞3高60%癌細胞400A．正常細胞和癌細胞4死亡率為0的原因是它們對3-BrPA的敏感性最強B．癌細胞3死亡率最高是因為只有它具有MCT1的基因C．由圖可推斷MCT1可能是載體，3-BrPA主要作用于細胞呼吸的第一階段D．細胞中的MCT1基因表達水平越高，該細胞對于3-BrPA的敏感性越低解析：選C。從表中所提供的數據可知，細胞中都有MCT1的基因，只是表達程度不同，B錯誤。隨著MCT1基因表達程度的增大，細胞的死亡率也在升高，說明MCT1基因表達水平越高的細胞對3-BrPA的敏感性越強，A、D錯誤。從圖中可看出，MCT1可能是3-BrPA的載體，可協助3-BrPA進入細胞內，抑制葡萄糖分解為丙酮酸的過程，C正確。3．如圖表示細胞凋亡過程，其中酶Ⅰ為核酸內切酶，能夠切割DNA形成DNA片段；酶Ⅱ為一類蛋白質水解酶，能選擇性地促進某些蛋白質的水解，從而造成細胞凋亡。下列相關敘述，錯誤的是()A．凋亡誘導因子與膜受體結合，可反映細胞膜具有信息交流的功能B．死亡信號發(fā)揮作用后，細胞內將有新型蛋白質的合成以及蛋白質的水解C．吞噬細胞吞噬凋亡細胞時，利用了細胞膜選擇透過性的特點D．酶Ⅰ能切割DNA分子而酶Ⅱ不能，表明酶具有專一性的特點解析：選C。細胞膜上的受體接受并傳遞信息，可反映出細胞膜具有信息交流的功能，A正確；從題干信息可知，細胞凋亡過程中有凋亡基因的表達以及蛋白水解酶分解蛋白質的現象，B正確；吞噬細胞吞噬凋亡細胞時，利用的是細胞膜的流動性，C錯誤；不同酶催化的底物不同，可反映出酶的專一性，D正確。4．據美國全國廣播公司報道，奧地利科學家已經使用干細胞在實驗室中培育出微型人腦?？蒲腥藛T選取人類胚胎干細胞或成人皮膚細胞，將其培育成神經外胚層，再放入特制的凝膠中，引導組織進一步生長。這個豌豆大小的組織已經達到9周胎兒大腦的發(fā)育水平，但尚不能獨立思考。下列相關描述，正確的是()A．由成人皮膚細胞培育成微型人腦，體現了動物細胞的全能性B．培育出微型人腦的過程中，發(fā)生了細胞分裂和細胞分化過程C．若培育過程中出現了細胞壞死，其根本原因是基因表達D．若培育過程中出現了細胞癌變，則癌變細胞內的呼吸速率減慢解析：選B。選項A，由體細胞培育成微型人腦是一個從細胞發(fā)育成組織的過程，該過程不能體現動物細胞的全能性。選項B，人類胚胎干細胞或成人皮膚細胞經過細胞分裂和細胞分化完成了微型人腦的發(fā)育。選項C，細胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡，與基因表達無關。選項D，癌變細胞代謝活動會增強，所以呼吸速率不會減慢。5．干細胞中c-Myc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、sox2和Oct-3/4等基因處于活躍表達狀態(tài)。Oct-3/4的精確表達對于維持干細胞的正常自我更新是至關重要的。科學家利用逆轉錄病毒，將Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四個關鍵基因轉入高度分化的體細胞內，讓其重新變成一個多功能iPS細胞(如圖所示)。請分析回答：(1)Oct-3/4基因在高度分化的細胞中處于__________狀態(tài)。依據圖示的原理，體細胞癌變是____________等基因異常表達的結果；細胞凋亡是在圖中____________等基因控制下的細胞____________過程。(2)研究人員利用小鼠體細胞誘導形成的iPS細胞，進一步誘導又獲得了心肌細胞、血管平滑肌細胞等多種組織細胞，iPS細胞的這種變化過程稱做________。(3)科研人員研究了甘氨酸對癌細胞代謝和分裂的影響，實驗結果如表所示。敘述不正確的是()培養(yǎng)方式及檢測結果細胞類型在含甘氨酸的細胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，檢測培養(yǎng)液中甘氨酸的含量從含有甘氨酸的細胞培養(yǎng)液轉移到不含甘氨酸的細胞培養(yǎng)液中，培養(yǎng)一段時間后，觀察細胞的分裂速度慢速分裂的癌細胞增加不變快速分裂的癌細胞減少減緩A.甘氨酸進出兩種癌細胞都需載體蛋白協助B．慢速分裂的癌細胞內蛋白質合成不需甘氨酸C．缺乏甘氨酸可延長快速分裂癌細胞的細胞周期D．癌細胞膜與正常細胞相比糖蛋白減少解析：(1)通過圖示可以推測，在高度分化的體細胞中，Oct-3/4基因處于未表達狀態(tài)或沉默狀態(tài)。c-Myc、Klf4基因分別為原癌基因和抑癌基因，它們異常表達，高度分化的體細胞可以變?yōu)槟[瘤細胞；在c-Myc、Klf4、Fas等基因的控制下，細胞發(fā)生程序性死亡，引起細胞凋亡。(2)iPS細胞類似胚胎干細胞，誘導其獲得心肌細胞、血管平滑肌細胞等多種組織細胞的過程屬于細胞分化。(3)根據表中信息可以看出，慢速分裂的癌細胞不利用培養(yǎng)液中的甘氨酸，可能是細胞內的甘氨酸就可以滿足其分裂所需。答案：(1)未表達(或沉默)c-Myc、Klf4c-Myc、Klf4、Fas程序性死亡(2)細胞分化(3)B1．(2014·重慶市名校聯考)關于細胞生命歷程的敘述正確的是()A．細胞分化導致基因選擇性表達，細胞種類增多，核DNA遺傳物質改變B．細胞凋亡，相關基因活動加強，有利于個體的生長發(fā)育C．洋蔥根尖細胞有16條染色體，則分生區(qū)細胞分裂時可形成8個四分體D．細胞癌變后喪失了原來的生理狀態(tài)，同時其細胞核全能性也喪失；細胞膜上糖蛋白減少，其原因是其核糖體數目減少解析：選B。細胞分化的本質是基因的選擇性表達，細胞種類增多，但核DNA遺傳物質不變，A錯誤；細胞凋亡時，與凋亡有關的基因表達；細胞凋亡對于多細胞生物體完成正常發(fā)育、維持內部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關鍵的作用，B正確；洋蔥根尖細胞有16條染色體，分生區(qū)細胞的分裂方式是有絲分裂，同源染色體不聯會，不能形成四分體，C錯誤；細胞癌變使細胞膜表面糖蛋白減少，黏著性降低，因此細胞易于分散和轉移；但是細胞核的全能性不變，癌細胞具有不死(無限增殖)的特點，蛋白質合成比以前旺盛，核糖體數目增多，D錯誤。2．正常細胞轉變?yōu)榘┘毎倪^程中，一般不會發(fā)生改變的是()A．細胞中的DNA數 B．細胞中的線粒體數C．細胞中的中心體數 D．細胞的形態(tài)結構解析：選C。細胞癌變是正常細胞的原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變的結果，與正常細胞相比，癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生了變化，并且具有無限增殖的能力，同時，消耗能量增多，因此，細胞中的線粒體數會增加，DNA數(包括核DNA和細胞質的DNA)也會增加，但每個細胞中的中心體數量一般不變。3.取同一生物個體的不同類型細胞，檢測其基因表達，結果如右圖。下列分析正確的是()A．基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因3B．細胞a～g中生理功能最為近似的應該是細胞b和細胞eC．組成基因1～6的脫氧核苷酸種類、數量和排列方式均不同D．a～g各個細胞中染色體上所含基因的種類和數量完全不同解析：選B。一般情況下，活細胞中都會發(fā)生ATP的水解，即控制ATP水解酶合成的基因都需要表達，由此推測基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因2，A項錯誤；分析題圖可知，細胞b和細胞e內基因的表達情況相同，所以二者的生理功能最為近似，B項正確；組成基因1～6的脫氧核苷酸種類可能相同，即都含有4種脫氧核苷酸，C項錯誤；同一個體的不同細胞中所含遺傳物質相同，只是表達的情況不同而已，D項錯誤。4．在美國紐約倫斯勒的神經干細胞研究所工作的SallyTemple等研究人員發(fā)現“人視網膜色素上皮組織也存在神經干細胞”，并將該成果發(fā)表在《細胞——干細胞》(CellStemCell)期刊上。下列敘述不正確的是()A．圖中a過程中只有部分基因得到表達B．圖中b過程中核酸的種類和含量都不會發(fā)生變化C．富含脂肪的細胞用蘇丹Ⅲ染色后，顯微鏡下可觀察到橘黃色顆粒物質D．兩種骨細胞代謝相對比較緩慢的可能原因與自由水所占比例較低有關解析：選B。圖示表示細胞分化，原因為基因的選擇性表達，所以A正確。細胞分化時，不同的基因轉錄生成不同的mRNA，所以核酸的種類和含量會有變化，所以B錯誤。蘇丹Ⅲ可將脂肪染成橘黃色顆粒，所以C正確。新陳代謝強弱與自由水的含量有關，所以D正確。5．細胞凋亡和細胞壞死是細胞死亡的兩種方式。細胞壞死是因病理因素而產生的被動死亡。近期研究表明，存在于人體內的一種名為RIP3的蛋白激酶通過調節(jié)能量代謝，可以將腫瘤壞死因子誘導的細胞凋亡轉換為細胞壞死。下列有關敘述不正確的是()A．在人體造血干細胞中不存在控制RIP3合成的基因B．通過調控RIP3的合成可以調控細胞死亡的方式C．若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制細胞壞死D．以上研究結果證明細胞壞死與部分基因表達有關解析：選A。人體的造血干細胞也源于受精卵的有絲分裂，故也應存在控制RIP3合成的基因，A錯誤。由于“RIP3蛋白激酶通過調節(jié)能量代謝，可以將腫瘤壞死因子誘導的細胞凋亡轉換為細胞壞死”，因而通過調控RIP3的合成可以調控細胞死亡的方式，B正確；要想在一定程度上抑制細胞壞死也可以采取抑制RIP3活性的方法，C正確；通過上述分析細胞的壞死可與RIP3蛋白激酶基因的表達有關，D正確。6.下列關于細胞衰老和凋亡的敘述，錯誤的是()A．細胞普遍衰老會導致個體衰老B．效應T細胞可誘導靶細胞發(fā)生凋亡C．細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡D．衰老細胞內染色質固縮影響基因表達解析：選C。個體的衰老過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程，A項正確；靶細胞是被病原體侵染的細胞，效應T細胞可與靶細胞結合并誘導其發(fā)生凋亡，B項正確；細胞壞死是由各種不利因素引起的細胞死亡，C項錯誤；衰老細胞的染色質固縮使基因表達受到影響。7．下列關于癌細胞的結構或物質與功能相適應的說法，錯誤的是()A．細胞的畸形分化與癌細胞的產生有直接關系B．癌細胞細胞膜兩側鑲嵌的糖蛋白數量比正常的體細胞少C．體細胞癌變后會喪失原來的生理狀態(tài)，但其細胞核依然具有全能性D．癌細胞的分裂、生長過程需要大量的核糖體參與合成蛋白質解析：選B。細胞癌變是細胞畸形分化的結果，A項正確；糖蛋白只位于細胞膜的外側，B項錯誤；細胞癌變后原有的生理功能會喪失，但其細胞核仍具有全能性，C項正確；癌細胞增殖時，需要合成大量蛋白質，而蛋白質的合成場所是核糖體，D項正確。8．下列關于細胞生命歷程的說法，正確的是()A．單細胞的DNA在體外大量擴增的過程體現了細胞的全能性B．細胞癌變前后形態(tài)和結構有明顯變化C．脊椎動物細胞凋亡僅發(fā)生在胚胎發(fā)育時期