2025年高考生物二轮专题复习讲义：专题三 细胞的生命历程

第1讲细胞的增殖和受精作用2015高考导航考纲考频考情分析1.细胞的生长和增殖的周期性与无丝分裂(Ⅰ)2．细胞的有丝分裂(Ⅱ)(2014·T1)3．细胞的减数分裂与动物的受精过程(Ⅱ)4．实验：观察细胞的有丝分裂和减数分裂(2014·T1)1.趋势分析：有丝分裂与减数分裂的比较常结合分裂图像及染色体与DNA的数量变化曲线来考查；配子的形成常结合DNA复制与变异等知识进行考查。2．备考指南：(1)重点关注细胞分裂图像的识别、细胞分裂过程中染色体、DNA的数量变化。(2)并列比较法理解减数分裂和有丝分裂的区别。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))蛙的红细胞eq\o(□,\s\up1(2))DNA复制eq\o(□,\s\up1(3))染色体的着丝点排列在赤道板上eq\o(□,\s\up1(4))染色体消失eq\o(□,\s\up1(5))着丝点分裂eq\o(□,\s\up1(6))受精作用[链接思考]1．参与动植物细胞分裂的细胞器完全相同吗？提示：不完全相同。相同的细胞器是核糖体、线粒体；不同的是植物细胞还有高尔基体，动物细胞还有中心体，低等植物细胞还有中心体、高尔基体。2.有丝分裂和减数分裂过程中哪些类型的细胞细胞质分裂不均等？提示：初级卵母细胞，次级卵母细胞。[真题自测]判一判(1)剪取大蒜根尖分生区，经染色在光镜下可见有丝分裂各时期(2014重庆，1B)()(2)洋葱根尖细胞有丝分裂过程中核DNA分子数与染色体数的比值变化如下图所示(2014广东，24A)()(3)分析上图可知，该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍，并且通过核孔进入细胞核的物质减少(2014江苏，12CD)()(4)纺锤体形成于有丝分裂前期，消失于分裂后期(2013江苏，3C)()(5)卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体与减数分裂同源染色体联会行为有关(2013安徽，4⑤)()(6)如图f～g过程中同源染色体分离，染色体数目减半(2011天津，4D)()(7)基因型为AABb的个体形成如图所示的细胞，该细胞中基因a是由基因A突变产生的(2011江苏，11B改编)()(8)人类精子的形成过程中，姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的(2010江苏，21B)()提示：(1)×。有丝分裂中分裂间期持续时间最长，细胞绝大多数处于间期，且解离时细胞被杀死，所以在光镜下不一定能观察到有丝分裂所有时期。(2)×。洋葱根尖细胞有丝分裂过程中，伴随DNA的复制，DNA与染色体数目的比值变为2，但是当进入有丝分裂后期着丝点分裂后，DNA与染色体数目的比值又恢复为1。(3)×。该时期为有丝分裂中期，细胞中染色体数与体细胞染色体数相同；该时期核膜已经解体，无细胞核，故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。(4)×。纺锤体消失于分裂末期。(5)×。卵裂过程中只能进行有丝分裂，有丝分裂过程中无联会现象。(6)×。该图中发生的细胞增殖方式只有有丝分裂，无减数分裂，而同源染色体的分离只发生在减数分裂中。(7)√。该个体的基因型为AABb，无基因a，所以图中的基因a是基因突变的结果。(8)√。由于可能会发生基因突变、同源染色体四分体时期的交叉互换和非同源染色体之间染色体片段的易位，所以姐妹染色单体携带的遗传信息可能不同。命题点1借助模式图和图表考查有丝分裂和减数分裂下列图像是一些二倍体生物(基因型为AaBb)细胞分裂和细胞中染色体组成的相关模式图，请据图分析。(1)图甲中，正处于减数分裂过程中的细胞是图________(填数字)；图①与图②两细胞在分裂过程中有不同之处，与此直接相关的细胞器是____________。(2)图甲中细胞①下一个时期的细胞内，a、b、c的数量分别为________。图③分裂产生的子细胞名称是______________________，并在图丙坐标右侧画出该子细胞的相关柱形图。(3)图甲中，对应图乙中BC段的是(用数字表示)______，图丙中(一)→(二)，完成了图乙中的________段的变化。(4)在观察根尖有丝分裂装片时，不能看到图甲②中染色体向两极移动的动态过程，其原因是________________；用高倍显微镜观察洋葱表皮细胞临时装片时，能清楚地看到细胞核，但看不到染色体，是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)图甲中，①处于有丝分裂中期，②处于有丝分裂后期，③处于减数第一次分裂后期。图①与图②两细胞子细胞的形成方式不同，植物细胞形成细胞板，与高尔基体有关，动物细胞从细胞中央向内进行凹陷。(2)分析图丙可知，a是染色体的数目，b是染色单体的数目，c是DNA的数目，①细胞的下一个时期是有丝分裂后期，染色体的数目是8，染色单体的数目是0，DNA的数目是8；③处于减数第一次分裂后期，细胞会均等分裂，是初级精母细胞，子细胞是次级精母细胞，刚形成的次级精母细胞中染色体的数目为2，染色单体的数目为4，DNA的数目为4。(3)图乙的BC段是含有染色单体的阶段，所以①③对应BC段；图丙的(一)表示DNA没有复制时或末期时，(二)表示DNA复制完成，含有染色单体的时期，综合考虑其对应图乙的AB段。(4)在观察根尖有丝分裂装片时，不能看到图甲②中染色体向两极移动的动态过程，其原因是根尖在解离时已被盐酸杀死；洋葱表皮细胞是成熟的细胞，已高度分化，不再进行分裂。[答案](1)③高尔基体(2)8、0、8次级精母细胞如图所示(3)①③AB(4)根尖已被杀死洋葱表皮细胞是高度分化的细胞，不再进行分裂思维拓展(1)图甲中②属于哪一类细胞？判断的依据是什么？提示：低等植物细胞。具有中心体和细胞壁。(2)若图甲中的①③细胞来自同一个体，则①和③最终产生子细胞的基因型分别是什么？提示：①→AaBb，③→AB、ab或Ab、aB。(3)图甲①中含有几个四分体？图乙中含有四分体的阶段是哪一段？提示：0。BC。(4)若该动物为雌性(基因型为AaBb)，请绘出产生Ab卵细胞的初级卵母细胞在减数第一次分裂后期的细胞图像。提示：如图所示eq\x()(5)观察有关有丝分裂、减数分裂与受精过程中核DNA含量、染色体数目变化的曲线，回答下列问题：四分体形成于__________时段；等位基因的分离发生在________时段；着丝点分裂发生于________时刻，基因重组可发生于______________时段，基因突变易发生于______________时段；____________时段中的染色单体消失。提示：6～78～93、11、176～7、8～90～1、5～6、14～153～4、11～12、17～18(6)请用坐标直方图的形式表示出有丝分裂中期、有丝分裂后期、减Ⅰ后期、减Ⅱ后期中的染色体、染色单体和核DNA的数量关系图。提示：如图所示(7)假如仅将一对同源染色体两条染色体的DNA用15N标记，然后放在含14N的培养基中连续进行两次有丝分裂，最后形成的4个子细胞中是否都含有标记？提示：不确定，可能有三种情况。1．细胞不同时期图像的识别(1)根据染色体形态和行为判断eq\a\vs4\al(染色体相对散乱，,排列在纺锤体中央)→eq\a\vs4\al(前,期)eq\o(→,\s\up7(有无同),\s\do5(源染色体))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(无：减Ⅱ,有\o(→,\s\up7(是否),\s\do5(联会))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(是：减Ⅰ,否：有丝分裂))))eq\a\vs4\al(染色体排列,在赤道板上)→中期eq\o(→,\s\up7(有无同),\s\do5(源染色体))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(无：减Ⅱ,有\o(→,\s\up7(有无),\s\do5(“四分体”))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(有：减Ⅰ,无：有丝分裂))))eq\a\vs4\al(染色体,移向两极)→后期eq\o(→,\s\up7(每一极有无),\s\do5(同源染色体))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(无\o(→,\s\up7(是否存在姐),\s\do5(妹染色单体))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(是：减Ⅰ,否：减Ⅱ)),有：有丝分裂))(2)依据细胞质分配方式判断(针对减数分裂)2.柱形图分析减数分裂(以精子的形成过程为例)3．DNA含量、染色体数目变化的曲线分析(1)判断DNA含量、染色体数目变化曲线的依据与方法：①依据：DNA含量是逐渐增加的，有一个复制过程，而染色体数量不是逐渐增加的。②方法：(2)判断曲线中的有丝分裂、减数分裂和受精作用的依据与方法①依据：a．有丝分裂：起点和终点的染色体数目和DNA含量是相同的；b．减数分裂：终点染色体和DNA含量是起点的一半；c．受精作用：染色体和DNA含量同时加倍。②方法：一看“染色体峰值”eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(最大为4N——有丝分裂,最大为2N——减数分裂))二看“竖直下降”次数eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(两次——减数分裂,一次——有丝分裂))三看“最终结果”eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(减半——减数分裂,相等——有丝分裂))四看“染色体和DNA同时加倍的点”——受精作用4．涉及细胞分裂的4个误区(1)误认为只要细胞分裂就有细胞周期，实际上只有连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的细胞、进行减数分裂的性原细胞都没有细胞周期。(2)误认为着丝点分裂是纺锤丝牵拉的结果，实际上着丝点先分裂，之后纺锤丝牵拉。(3)误认为赤道板是细胞的结构，实际上细胞板是真实存在的结构，而赤道板并非真实存在。(4)误认为同源染色体形态、大小完全相同，反例，如性染色体的形态、大小不同。猜想1如图Ⅰ、Ⅱ分别表示某些二倍体生物核DNA数目和染色体数目的变化、细胞分裂过程中染色体的行为变化，据图分析下列说法中，不正确的是()A．图Ⅰ中①④表示细胞分裂过程中DNA分子正在进行复制B．图Ⅰ中a、b段分别表示有丝分裂和减数分裂，c段内发生了受精作用C．图Ⅱ中进行有丝分裂的细胞有D和D′D．图Ⅱ中含有两个染色体组的细胞有A′、B、B′、C、C′、D解析：选D。图Ⅱ中进行有丝分裂的细胞有D和D′，其余细胞均进行减数分裂；图Ⅱ中含有两个染色体组的细胞有A′、B′、C，C′、D，A、B细胞中只含有一个染色体组，D′细胞中含有4个染色体组。[解题模板]在复习时通过绘制细胞有丝分裂和减数分裂图像，并列表比较，掌握各时期图像中染色体行为的变化特点。解题可依据下列模板进行：第一步，通过有无细胞壁和中心体判断细胞种类；第二步，观察图像中染色体行为变化判断分裂时期；第三步，根据有无同源染色体及同源染色体变化特点判断分裂方式；第四步，结合选择题的选项或非选择题的问题，联系生物知识进行判断或确定答案。命题点2综合分析细胞分裂与遗传变异的关系下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述不正确的是()A．若图甲为分裂过程中的某阶段，则A，a的不同是基因突变的结果B．若图乙表示分生区细胞分裂过程中的某阶段，则基因重组可发生在这一阶段C．若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则基因的自由组合定律可发生在这一阶段D．若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，则b组细胞会出现染色体变异[解析]A、B项均为有丝分裂存在基因突变但不存在基因重组，A正确，B错误。若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，那么该阶段可能是减数第一次分裂的前、中、后期，基因的自由组合可发生在此阶段，C正确。若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，根据细胞中染色体数量可知，b组可表示卵原细胞、初级卵母细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞，因此b组细胞中可能会出现染色体变异，D正确。[答案]B思维拓展(1)甲细胞能否发生基因的分离定律和基因的自由组合定律？提示：不能。因甲进行有丝分裂。(2)下图①中A和a形成的原因有哪些？若出现下图②则原因是什么？提示：基因突变或交叉互换。基因突变。(3)诱变育种的机理和秋水仙素的作用机理通常作用于丙图中的哪一组细胞？提示：b组。(4)若某三体(AAa)生物能进行正常的减数分裂(同源染色体随机分离)，那么该三体产生配子的种类及比例怎样？提示：Aa∶A∶AA∶a＝2∶2∶1∶1。(5)假如Aa的小鼠在形成配子时，出现了处于减数第二次分裂中期Aa型的细胞，最可能的原因是什么？提示：A和a所在的染色体发生了交叉互换。(6)基因型为AaXBY的小鼠，产生了一个aaXBXBY的配子可能的原因是什么？提示：含a的染色体一定在减Ⅱ时未分离，XBY在减Ⅰ时未分离，且XB在减Ⅱ时又未分离。1．减数分裂与遗传规律2．细胞分裂与可遗传变异(1)基因突变：任何方式的细胞分裂过程中，都有遗传物质的复制，受生物体内或体外各种因素的干扰，都可导致DNA复制过程中发生差错，从而发生基因突变。(2)基因重组：发生于减Ⅰ四分体时期和减Ⅰ后期，即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和基因的自由组合。(3)染色体变异①染色体数目变异：如多倍体：发生于有丝分裂末期，染色体加倍，没有形成两个子细胞。②染色体结构的变异：一般发生于减数分裂同源染色体联会时期。(4)原核细胞的变异：原核生物的变异类型只有基因突变，不存在真正意义上的染色体，自然也没有基因重组和染色体变异。3．细胞分裂过程中产生异常细胞的原因分析(1)纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。(2)同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致所产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。(3)姐妹染色单体不分离：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体不分离，导致产生的配子有一半异常。4．姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(（1）体细胞中发生，,作用时间在间期，,亲代基因纯合))⇒一定是基因突变。eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(（2）姐妹染色单体的其,中一条有两种颜色，,作用时间是减Ⅰ前))⇒一定是交叉互换。(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。猜想2一个基因型为AaXbY的雄果蝇经减数分裂产生了甲、乙两个异常精细胞，精细胞甲的染色体组成为aYY，精细胞乙的染色体组成为AXbY。下列叙述不正确的是()A．精细胞甲和精细胞乙不可能来自同一个初级精母细胞B．与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常精细胞C．精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂前多复制一次D．精细胞乙形成的原因是X和Y染色体在减数第一次分裂过程中未分离解析：选C。精细胞甲(aYY)中的异常体现在多了一条Y，其形成的原因是在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后，两条Y染色体没有移向两极，而是移向了同一极。[解题模板]如何根据配子异常情况推测减数分裂何时发生异常，若亲代为AaXBY：(1)若配子中出现Aa或XY在一起时，则一定是减Ⅰ分裂异常。(2)若配子中A与a、X与Y分开，但出现了两个AA/aa或两个XX/YY的配子，则一定是减Ⅱ分裂异常。(3)若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时，则一定是减Ⅰ和减Ⅱ分裂均异常。(4)若配子中无A和a或无XB和Y时，则可能是减Ⅰ或减Ⅱ分裂异常。猜想3在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是()A．①时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个B．③时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个C．②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个D．图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常解析：选C。据图分析可知，①为有丝分裂后期的细胞，该时期着丝点分裂，向每一极移动的基因有A、a、B、b，因而有红、黄、蓝、绿色荧光点，且各有1个；由最终产生的精细胞可知，减数第一次分裂发生异常，即B、b对应的同源染色体未分离，而是进入同一个次级精母细胞，所以形成的两个次级精母细胞中的基因组成不相同，分别为AABBbb和aa，所以D、B选项是错的。②时期的初级精母细胞每条染色体含有两条染色单体，此细胞的基因为A、A、a、a、B、B、b、b；图中精细胞含有A、B、b基因，其产生原因可能是减数第一次分裂过程中同源染色体没有分开。[解题技巧]DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析(1)首先确定细胞分裂方式，是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。(3)最后图示细胞分裂过程，如下图：①标记DNA分子：②转至不含放射性培养液中培养一个细胞周期：1．(2014·重庆重点中学联考)某二倍体生物(染色体数为2N)染色体上的DNA用3H充分标记，置于不含3H的培养基中培养，其有丝分裂过程中细胞局部结构变化过程如图所示，有关叙述错误的是()A．图A中DNA复制的酶一定是从1运进的，与3直接相连的膜性细胞器是内质网B．图B中DNA数∶染色单体数∶染色体数∶同源染色体对数＝4∶4∶2∶1C．图C表示细胞处于有丝分裂的末期，其判断依据是核膜重新构建D．经过连续两次细胞有丝分裂，子细胞含3H的染色体数一定为N解析：选D。根据题意，图示为某二倍体生物有丝分裂过程中细胞局部结构变化过程。A为细胞核，1为核孔，2和3分别为核膜的内膜和外膜，DNA复制需要的解旋酶和DNA聚合酶是由细胞质中的核糖体合成的，并通过1核孔运入细胞核参与DNA的复制。内质网内连3核膜、外连细胞膜，是细胞内膜面积最大的细胞器，A项正确；B中核膜逐渐解体，出现4染色体，应该为有丝分裂前期，此时细胞经过间期复制，染色体数目、同源染色体数目不变，分别为2N条、N对，而DNA数目由于复制加倍，由2N→4N，染色单体数也从0→4N，所以细胞中DNA数∶染色单体数∶染色体数∶同源染色体对数＝4∶4∶2∶1，B项正确；图C中核膜小泡逐渐融合变成核膜，且染色体逐渐解旋变细为染色质，故该图表示有丝分裂末期，C项正确；DNA分子的复制是半保留复制，复制后，每个DNA分子中有一条链含3H。则第一次有丝分裂后所形成的子细胞中，含3H的染色体数均为2N，但每条染色体的DNA分子的两条链均为杂合的(3H1H)；继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，每条染色体的一条染色单体上DNA分子的两条链为杂合的(3H1H)，另一条染色单体上DNA分子的两条链为纯合的(1H1H)，即一半染色单体含放射性，但有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体成为子染色体后，子染色体的分离具有随机性，因此，含3H的染色体进入同一个子细胞的数量为0～2N，D项错误。2．根据示意图做出的判断不正确的是()A．若细胞甲取自根尖分生区，则该植物很可能高度不育B．甲细胞中含有两个染色体组C．细胞乙取自雄果蝇，1、2号染色体应属于性染色体D．细胞乙不可能取自雄果蝇，1、2号染色体出现的差异可能是由染色体结构变异引起的解析：选C。由于细胞乙的细胞质不均等分裂，所以该细胞应取自雌性个体，C项错误。雄性个体中两条性染色体大小不等是正常现象，但是雌性个体中出现两条大小不等的同源染色体，可能是染色体结构变异导致的。细胞甲中没有同源染色体，该植物减数分裂过程中会发生联会紊乱，不能形成正常的配子，高度不育。3.如图为某高等动物的细胞分裂示意图，据此判断下列现象中不可能发生在该细胞分裂过程中的是()A．DNA数目是体细胞的2倍B．染色体数目是体细胞的2倍C．非姐妹染色单体间的交叉互换D．非同源染色体的自由组合解析：选B。由图中同源染色体排列在赤道板上判断该图为减数第一次分裂中期图。减数分裂过程中会出现DNA的复制、同源染色体的联会、形成四分体、非姐妹染色单体间的交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体的自由组合等行为。减数分裂过程中染色体数目先减半(减Ⅰ)再暂时加倍(减Ⅱ后期)，最后再减半，所以染色体数目不会超过体细胞中染色体数目。4．基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，下列说法正确的是()A．四分体时期常染色体和性染色体间可能进行交叉互换导致基因重组B．细胞中相同基因的分离发生在减数第一次分裂后期C．在减数第二次分裂后期细胞中存在两条X染色体或两条Y染色体D．分裂过程中染色体数∶DNA分子数＝1∶2解析：选C。选项A不正确，四分体时期的交叉互换只发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；选项B不正确，相同基因的分离发生在减数第二次分裂的后期；选项C正确，减数第一次分裂过程中同源染色体发生分离，减数第二次分裂后期，随着着丝点的分裂，姐妹染色单体分离，细胞中会存在两条X染色体或两条Y染色体；选项D不正确，在减数第一次分裂及减数第二次分裂后期之前，染色体数∶DNA分子数＝1∶2，当减Ⅱ后期着丝点分裂后，染色体数∶DNA分子数＝1∶1。5．如图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像，乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答：(1)在不考虑变异的情况下，图甲中含有等位基因的细胞有________。(2)图甲中B、E细胞各含有________、________条染色体；其中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的________(填标号)阶段。(3)在细胞分裂过程中，细胞中染色体数暂时加倍处在图乙中的________(填标号)阶段。(4)基因突变最可能在图甲中的________细胞中发生。(5)图丁对应于图丙中的细胞________(填“①”“②”或“③”)；细胞Ⅳ的基因组成是________。解析：(1)通常情况下，含有等位基因的细胞中一定有同源染色体，图甲中含有同源染色体的细胞是A、B、D。(2)图甲中B细胞含有8条染色体，E细胞含有2条染色体。图甲中E细胞处于减数第二次分裂前期，对应图乙中的②阶段。(3)在细胞分裂过程中，细胞中染色体数暂时加倍的时期分别是减数第二次分裂的后期和有丝分裂的后期，对应于图乙中的③⑥阶段。(4)基因突变一般发生在DNA复制过程中，最可能在图甲的A细胞中发生。(5)图丁的细胞处于减数第二次分裂后期，由于细胞质均等分裂，所以为第一极体，对应于图丙中的细胞②；由于第一极体的基因型是AAbb，所以细胞③的基因组成为aaBB，故细胞Ⅳ的基因组成是aB。答案：(1)A、B、D(2)82②(3)③⑥(4)A(5)②aB1．(2014·重庆名校联考)下图是自然界中豌豆的生殖周期示意图，下列有关叙述正确的是()A．非等位基因的自由组合发生于c过程中B．基因的表达仅发生在a过程中C．纯种豌豆自交产生的子代表现型不一定只有一种D．在d过程中同源染色体会发生联会解析：选A。由图可知，a是有丝分裂，b是分裂、分化过程，c是减数分裂，d是受精作用，非等位基因的自由组合发生在减数分裂过程中，故A正确。基因的表达在a、b、c过程中都有，故B错误。纯种豌豆自交产生的子代表现型应只有一种，因为豌豆是自花传粉、闭花受粉，故C错误。在受精过程中不会发生同源染色体联会，故D错误。2．(原创题)在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述错误的是()A．染色体复制后其数量是之前的二倍B．细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期C．细胞中a过程发生在细胞分裂间期D．细胞中c过程发生在细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期解析：选A。染色体复制前含有一个DNA分子，复制后含有两个DNA分子，着丝点数目并不增加，复制前后都是一条染色体，因此，通过复制染色体的数量并不增加，而DNA分子的数量加倍；DNA的复制与加倍是同一过程，发生在细胞分裂间期；染色体复制发生在间期；细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期着丝点一分为二，染色体数目加倍。3．(2014·四川乐山第二次调研)根据每个细胞中核DNA相对含量的不同，将某高等哺乳动物睾丸中连续增殖的精原细胞归为A、B、C三组，每组细胞数目如图1所示；将睾丸中参与配子形成过程的细胞归为D、E、F三组，每组细胞数目如图2所示；根据细胞中每条染色体上DNA含量在细胞周期中的变化绘制曲线，如图3所示。下列叙述中错误的是()A．图2中F组细胞变成E组细胞的过程发生在图3的丙～丁段B．图1中C组细胞和图2的F细胞不是都对应于图3的乙～丙段C．图1中B组细胞和图2的E细胞变成F细胞都对应于图3中的甲～乙段D．图1中的所有细胞都是精原细胞，图3的乙～丙段的细胞不都是初级精母细胞解析：选A。图1表示睾丸中连续增殖的精原细胞分裂方式为有丝分裂，A表示间期的G1期和末期，B表示间期的S期，C表示间期的G2、前、中、后期；图2配子形成过程的分裂方式为减数分裂，D表示精细胞(减数第二次分裂的末期)，E表示减数第一次分裂间期的G1期、减数第一次分裂的末期到减数第二次分裂的后期，F表示减数第一次分裂间期的G2期到减数第一次分裂的后期；图3中甲之前表示G1期，甲→乙表示S期，乙→丙表示有丝分裂的G2期到中期。减数分裂的G2到减数第二次分裂的中期，丙→丁表示有丝分裂后期、减数第二次分裂后期，丁→戊表示有丝分裂后期到末期、减数第二次分裂后期到末期。图2中F组细胞变成E组细胞的过程发生在减数第一次分裂末期，在图3的乙～丙段，A不符合题意。图1中C组细胞的后期不在图3的乙～丙段，图2的F细胞都对应于图3的乙～丙段，B符合题意。图1中的B表示DNA的复制过程，由图2中的E→F的过程DNA的相对含量加倍，所以两者都对应图3的甲～乙段，C项符合题意；图1表示精原细胞的有丝分裂，所以所有细胞都是精原细胞，而图3的乙～丙段表示细胞中含有姐妹染色单体，所以其细胞不都是初级精母细胞，D项符合题意。4．通过观察染色体的形态，可推测细胞中DNA量的变化。用此方法，在下列时期能检测到培养的皮肤细胞中DNA量加倍的是()A．有丝分裂的前期、中期和后期B．细胞周期的间期中DNA复制时C．减数分裂的第二次分裂的中期D．减数分裂的第一次分裂的前期解析：选A。在减数分裂及有丝分裂过程中DNA含量加倍的时期分别有：减数第一次分裂前的间期DNA复制之后、前期、中期、后期和末期变成2个细胞之前，有丝分裂的间期DNA复制之后、前期、中期、后期和末期变成2个细胞之前；而题干信息表明是皮肤细胞，皮肤细胞不能进行减数分裂，所以只有选项A正确。5．(2014·重庆三峡名校联考)在体外培养小鼠体细胞时，发现细胞分为3种类型：甲类细胞核DNA量是乙类细胞的两倍，丙类细胞核DNA量介于甲、乙两类细胞之间。以下推测正确的是()A．甲类细胞均处于分裂期，在三类细胞中所占比例最大B．乙类细胞无分裂能力，属于高度分化的细胞C．丙类细胞已经进入衰老期，将停止细胞分裂D．用药物抑制细胞的DNA复制，乙类细胞比例将增加解析：选D。根据题目信息可知，甲类细胞均处于分裂期，分裂期占整个细胞周期的时间少，在细胞周期中各期所占时间与所占细胞的数目成正相关，所以甲在三类细胞中所占比例最小，A错；乙类细胞没有进行分裂，但不一定属于高度分化的细胞，B错；丙类细胞核DNA含量介于甲、乙两类细胞之间，说明丙类细胞进行了DNA复制，不能说明已经进入衰老期，将停止细胞分裂，C错；用药物抑制细胞的DNA复制，细胞将停留在间期，所以乙类细胞比例将增加，D正确。6.如图是蛙的红细胞的无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是()A．没有DNA和染色体的复制B．分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化C．子细胞中染色体减少一半D．无丝分裂只发生在原核生物的细胞中，有丝分裂只发生在真核生物的细胞中解析：选B。无丝分裂和有丝分裂过程中都会出现DNA的复制和有关蛋白质的合成，也就是染色体的复制，A错误。和有丝分裂相比，无丝分裂过程中没有形成纺锤体，因此就没有染色体的规律性分配行为，B正确。由于染色体复制后才进行分配，所以染色体数量不会减半，C错误。无丝分裂和有丝分裂一样，都是真核细胞的增殖方式，原核细胞如细菌等进行二分裂，D错误。7．如图为精原细胞增殖以及形成精子的过程示意图。图中标明了部分染色体与染色体上的基因。设①③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期。下列关于图解的叙述正确的是()A．①中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4aB．②中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4aC．②中有姐妹染色单体，①③中也可能有姐妹染色单体D．③中无同源染色体，染色体数目为n，DNA数目为2a解析：选B。精原细胞通过有丝分裂增殖，①处于染色体的着丝点向两极移动的时期，即有丝分裂后期，由于着丝点分裂，所以染色体数目会暂时加倍，染色体数目为4n，A错误。精原细胞通过减数分裂及变形过程形成精子，初级精母细胞中同源染色体会发生联会现象，此时染色体数目为2n，DNA复制后数目为4a，B正确。由于①③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期，此时姐妹染色单体分离成为子染色体，C错误。减数第一次分裂完成，同源染色体分离，③中无同源染色体，但在其分裂后期，染色体会发生暂时性加倍变为2n，D错误。8．下列有关细胞分裂的描述合理的是()A．图1是次级卵母细胞，将产生一个卵细胞和一个极体，每个子细胞含有2条非同源染色体B．观察到的某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如图2所示，出现该现象的原因是减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离C．图3为体细胞的有丝分裂，图中含有4对同源染色体，两个染色体组D．图4为某二倍体生物体内的一个细胞，在分裂形成此细胞的过程中，细胞内可形成2个四分体解析：选B。图1中的细胞处于减数第二次分裂后期，由于其细胞质是均等分裂的，所以不可能是次级卵母细胞，A错误。图2中的细胞处于减数第二次分裂后期，该细胞的异常之处是含有一对同源染色体，产生的原因是减数第一次分裂后期这对同源染色体没有相互分离，B正确。图3的细胞中有四个染色体组，C错误。图4细胞处于减数第二次分裂后期，在分裂形成此细胞的过程中，细胞内可形成3个四分体，D错误。9.如图所示甲、乙两个分裂细胞(正常生物体为二倍体)，下列有关叙述中不正确的是()A．甲是减数分裂图像，乙是有丝分裂图像B．乙细胞所属动物的体细胞中有4条染色体C．甲细胞中染色体、染色单体、DNA数目依次是2、4、4D．甲细胞的亲代细胞基因型一定是AaBb解析：选D。甲细胞中没有同源染色体，染色体上有姐妹染色单体，应是减数第二次分裂前期图像，乙细胞中一极有同源染色体，着丝点分裂，应是有丝分裂后期图像；有丝分裂后期染色体数目加倍，乙细胞所属动物的体细胞中应有4条染色体；甲细胞中染色体、染色单体、DNA数目依次是2、4、4；甲细胞处于减数第二次分裂前期，不能判断其亲代细胞的基因型。10.如图表示在不同生命活动过程中，某二倍体生物细胞内染色体数的变化曲线，关于此图，下列叙述不正确的是()A．自然状况下该生物体内基因重组只发生在a段B．从a段到b段是一次完整的细胞周期C．b段细胞内不可能存在同源染色体D．a、b段染色体均出现过含姐妹染色单体的时期解析：选B。由图可知，ab段表示减数分裂过程，c段表示受精作用过程，而d段表示有丝分裂过程。自然状况下，基因重组发生在减数第一次分裂时期的同源染色体间的交叉互换和非同源染色体的自由组合过程中，A项正确；细胞周期是连续分裂的细胞才具有的，减数分裂并不连续，因此不能用ab段表示一个周期，B项错误；b段为减数第二次分裂，不存在同源染色体，C项正确；a和b段都有姐妹染色单体出现，D项正确。11．骡子是马(2n＝64)和驴(2n＝62)交配形成的受精卵发育而成的。骡子通常不育，下列解释正确的是()A．骡子体细胞中染色体不能正常地复制和平均分配B．原始生殖细胞进行减数分裂时同源染色体联会紊乱C．受精卵在发育过程中有部分染色体丢失D．骡子原始生殖细胞中有2个染色体组但无同源染色体解析：选D。骡子原始生殖细胞(性原细胞)中含有来自马、驴的各1个染色体组，但因马和驴是不同物种，所以二者不是同源染色体，也不能进行联会；骡子体细胞中染色体能够正常地复制且能够平均分配。12．长翅红眼雄蝇与长翅白眼雌蝇交配，产下一只染色体组成为aaXXY的残翅白眼果蝇。已知翅长、眼色基因分别位于常染色体和X染色体上，在没有基因突变的情况下，与参与受精的卵细胞一起产生的极体的染色体组成及基因分布可能为(A—长翅，a—残翅，B—红眼，b—白眼)()A．③ B．①③C．②④ D．①③④解析：选D。长翅红眼雄果蝇(A_XBY)和长翅白眼雌果蝇(A_XbXb)产下的残翅白眼果蝇的染色体组成为aaXbXbY，则其异常X染色体一定来自它的母本。若其母本减数第一次分裂正常，产生基因型为AXb的极体和基因型为aXb的次级卵母细胞，在减数第二次分裂时，含Xb染色体的着丝点分裂后没有分到两个子细胞中，所以产生了基因型为aXbXb的卵细胞和基因型为a的极体，对应图③。若其母本在减数第一次分裂后期同源染色体未分离，则能产生基因型为aXbXb的卵细胞和基因型为aXbXb、A的极体，对应①④。13．(2014·重庆一中月考)如下甲图表示骨髓细胞有丝分裂过程中DNA含量的变化曲线，乙、丙图表示性腺内某细胞分裂的两个时期的结构模式图，a、b表示染色体片段。请分析并回答问题：(1)骨髓细胞的细胞周期是________小时；在图甲曲线上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段中，染色体数量倍增发生在________段，mRNA的合成主要发生在________段，基因突变最可能发生于________段。(2)图乙所示细胞中含有染色单体________条，其细胞名称为______________________________。(3)由图乙、丙可推测，该细胞在分裂过程中一定发生的变异类型是______________。解析：(1)一个细胞周期包括分裂间期与分裂期，图中间期应是12小时，分裂期是8小时，共20小时；在图甲曲线上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段中，染色体数量倍增发生在Ⅱ段，mRNA的合成主要发生在间期DNA复制前即Ⅲ段，基因突变最可能发生于DNA复制阶段，即Ⅰ段。(2)图乙所示细胞中有四条染色体，每条染色体有两条染色单体，共含有8条染色单体，细胞中没有同源染色体，应是减数第二次分裂中期，细胞名称为次级精母细胞或次级卵母细胞或极体。(3)由图乙中a片段与图丙中b片段可推测发生了交叉互换，所以该细胞在分裂过程中一定发生的变异类型是基因重组。答案：(1)20ⅡⅢⅠ(2)8次级精母细胞或次级卵母细胞或极体(3)基因重组14．某同学在显微镜下观察洋葱根尖细胞的装片时，在低倍镜下观察到如图甲所示的细胞，在高倍镜下看到如图乙所示的视野，图丙是该同学根据细胞分裂中染色体变化规律绘制的每条染色体上的DNA含量变化的坐标图。请据图回答下列问题：(1)从图甲可以看出，生物体通过________________________________________________________________________完成个体发育。(2)图乙中的B细胞处于图丙中的________段。(3)下图为某同学构建的减数分裂中染色体的变化模型图，其中正确的是________(多选)。(4)基因突变导致遗传物质发生改变的时期对应丙图中的________段。(5)另一同学用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂的某个装片，并统计各时期的细胞数量。各时期细胞数记录在下表中：细胞分裂时期样本1样本2样本3总数间期M1M2M3M分裂期前期A1A2A3A中期B1B2B3B后期C1C2C3C末期D1D2D3D计数细胞的总数N若该实验的目的是研究细胞周期中每个时期所经历的时间长短，请分析：①表中的样本1、样本2、样本3具体是指什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②洋葱根尖细胞的一个细胞周期大约为720分钟。则分裂间期所需要的时间为________分钟。解析：(1)图甲表示细胞分裂、细胞分化过程，个体发育过程涉及细胞分裂和细胞分化。(2)图丙中的DE段表示每条染色体上有1个DNA分子，图乙中的B细胞处于有丝分裂的后期，每条染色体上只含有1个DNA分子，故对应图丙中的DE段。(3)模型图A可表示减数第二次分裂的后期，模型图C可表示减数第一次分裂的后期，模型图B、D在正常的减数分裂过程中是不可能出现的。(4)基因突变发生在细胞分裂的间期，此时DNA分子能够进行复制。(5)细胞周期中，各时期所需时间的计算公式是t＝T×n/N(T为一个细胞周期所需的时间，N为取样的总细胞数，n为某一时期的细胞数)，根据表格数据与公式，可以推出分裂间期所需要的时间t为720M/N分钟。答案：(1)细胞分裂、细胞分化(或细胞分裂、细胞生长、细胞分化)(2)DE(3)AC(4)AB(5)①三个不同视野中的细胞②720M/N15．(2014·高考江苏卷)某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。请回答下列问题：(1)对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有______；称为初级精母细胞的有________。丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。(2)如对卵巢切片进行显微观察，无法看到和乙细胞同时期的细胞，其原因是________________________________________________________________________。(3)该研究者进行了一系列“诱导早期卵母细胞成熟的物质”实验，结果如下：实验一eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(早期卵母细胞\o(→,\s\up7(注射早期卵母细胞),\s\do5(少量细胞质))早期卵母细胞,早期卵母细胞\o(→,\s\up7(注射成熟卵细胞),\s\do5(少量细胞质))成熟卵细胞))实验二eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(早期卵母细胞\o(→,\s\up7(孕酮))成熟卵细胞,早期卵母细胞\o(→,\s\up7(孕酮＋蛋白质),\s\do5(合成抑制剂))早期卵母细胞))由实验一可得出推论：__________________________含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。由实验二可得出推论：这种诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是________；孕酮在实验二中的作用是________________________________________________________________________。解析：(1)根据有丝分裂和减数分裂的特征可以判断：甲细胞处于减数第一次分裂中期，乙细胞处于减数第二次分裂后期，丙细胞处于有丝分裂后期，丁细胞处于减数第一次分裂后期。只有减数第二次分裂的细胞(乙细胞)无同源染色体存在。雄性生物处于减数第一次分裂过程的细胞均称为初级精母细胞。因不知亲代的基因型是纯合的还是杂合的，丁中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后，互换区段内同一位点上的基因可能相同，也可能不同。(2)乙细胞处于减数第二次分裂后期，在卵巢切片中无法观察到此时期的细胞，因为卵母细胞在卵巢中不能分裂到减数第二次分裂后期，可能在输卵管中发育到该时期。(3)由实验一的相互对照可知，成熟卵细胞的细胞质中含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。在实验二中，孕酮处理组形成成熟卵细胞，可见孕酮有诱导早期卵母细胞成熟的功能；当蛋白质合成抑制剂与孕酮同时处理时，蛋白质合成抑制剂抑制蛋白质的合成，早期卵细胞不能发育成熟，推测诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是蛋白质；孕酮的作用则是诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”，从而促进其发育成熟。答案：(1)甲、丙、丁甲、丁不一定相同(2)卵母细胞在卵巢中不能分裂到该时期(3)成熟卵细胞的细胞质蛋白质诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”第2讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变2015高考导航考纲考频考情分析1.细胞的分化(Ⅱ)(2013·T5)2．细胞的全能性(Ⅱ)(2013·T5)3．细胞的衰老、凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)4．癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)(2013·T9)1.趋势分析：常结合白血病、癌症等实例考查对细胞全能性、细胞分化、细胞凋亡、细胞癌变等知识的迁移。2．备考指南：(1)联想对比法理解细胞分化、衰老、凋亡与癌变等概念与特点。(2)实例分析法加深理解细胞凋亡与细胞坏死的区别。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))基因的选择性表达eq\o(□,\s\up1(2))多种酶的活性eq\o(□,\s\up1(3))呼吸速率eq\o(□,\s\up1(4))细胞编程性死亡eq\o(□,\s\up1(5))形成不同组织、器官eq\o(□,\s\up1(6))稳定性eq\o(□,\s\up1(7))突变eq\o(□,\s\up1(8))易扩散和转移eq\o(□,\s\up1(9))维持内部环境稳定[链接思考]1．哪些过程会有染色体的周期性变化？提示：细胞增殖与细胞癌变。2．同一个体的不同细胞的DNA、RNA、蛋白质均不相同吗？提示：DNA相同，RNA、蛋白质部分不同。[真题自测]判一判(1)据图可知胚胎干细胞具有分化潜能(2014广东，24A改编)()(2)当细胞衰老时，其细胞膜的通透性不会发生改变(2014全国新课标Ⅰ，1B改编)()(3)TGF­β1—Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白TGF­β1与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。从而推测出从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因，且复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递(2014四川，7BC)()(4)同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中(2013全国Ⅱ，6A)()(5)细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定(2013天津，3D)()(6)骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同(2011安徽，2A)()(7)病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变(2012全国新课标，2C)()(8)人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用(2011山东，3C)()提示：(1)√。胚胎干细胞属于全能干细胞，具备分化成各种体细胞的潜能。(2)×。细胞衰老的主要特征之一是细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。(3)×。由题意可知，复合物诱导的靶基因表达的结果是阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生，故其靶基因属于抑癌基因。复合物由细胞外蛋白TGF­β1诱导产生，然后转移至细胞核内起作用，实现了细胞外与细胞核之间的信息传递。(4)√。无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如细胞呼吸、转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的酶，如RNA聚合酶等。(5)√。细胞凋亡是受基因调控的细胞自主有序的死亡，有利于生物体内部环境的稳定。(6)×。骨髓干细胞与胰岛样细胞基因组成相同，仅基因表达产物不同而已。(7)√。致癌因子有物理致癌因子、化学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，该基因可以整合到宿主的基因组，从而诱发细胞癌变。(8)√。癌细胞在体内属于抗原，免疫系统会对抗原进行清除。命题点1辨析细胞的分化及全能性科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是()A．iPS细胞所携带遗传信息与肌肉细胞相同B．图示过程体现了iPS细胞的全能性C．关键基因表达使细胞功能趋向专门化D．应用该技术可提高器官移植的成功率[解析]A错误，iPS细胞的遗传信息与肌肉细胞不相同，iPS细胞中多了4个关键基因；B错误，该过程没有形成完整个体，因此并没有体现iPS细胞的全能性；C错误，4个关键基因的表达提高了iPS细胞的全能性；D正确，应用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，属于自体移植，可避免免疫排斥反应，故可大大提高器官移植的成功率。[答案]D思维拓展(1)细胞分化具有什么特点？植物细胞全能性的表达所需要的条件是什么？提示：持久性、稳定性、不可逆性和普遍性。离体；适宜的营养和环境条件；植物激素。(2)在细胞分化和全能性表达的过程中分别存在中心法则中的哪些过程？提示：在细胞分化过程中往往存在转录和翻译过程；而全能性的表达过程中存在DNA分子的复制、转录和翻译过程。(3)甲状腺细胞能接受促甲状腺激素信号刺激但不能接受促甲状腺激素释放激素刺激，其直接原因和根本原因是什么？提示：直接原因是甲状腺细胞膜上具有促甲状腺激素的受体。根本原因是基因的选择性表达。(4)分化的细胞一定不再进行分裂吗？提示：不一定。如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。1．细胞分裂、分化、全能性表达的模式图分析(1)图中①③⑤细胞特征相似：细胞核大，细胞质浓，液泡小或无，都应具有较旺盛的细胞分裂能力。其中①→③表示通过细胞分裂使细胞数目增加；③→⑤表示通过细胞生长使细胞体积增大。(2)图中②④的细胞形态特征与①有较大区别，所以①→②和①→④均表示细胞分化过程。图中⑥表示图中④的某些细胞失去了最高分裂次数限制，无限增殖，发生了细胞癌变。(3)图中⑦⑧⑨表示从②中取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。2．细胞分裂、分化与全能性的关系(1)细胞分化的实质是基因的选择性表达。同一生物体不同部位的细胞DNA、基因、tRNA相同，但mRNA和蛋白质不同。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)全能性的体现是细胞分裂、分化的结果。3．细胞分化与全能性需特别注意的几个问题(1)细胞分化过程中遗传物质未改变，只是基因选择性表达。(2)细胞全能性得以体现的标志是：必须由离体的组织、器官或细胞发育成完整个体(或表达出所有性状)，若只发育到某个器官则不能体现出细胞全能性。(3)精子、卵细胞是高度分化的细胞，但全能性很高。(4)目前，还没有任何实验证明动物细胞的全能性，但有实验证明动物细胞核具有全能性。理论上动物细胞同样应该具有全能性。猜想1如图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段，下列有关叙述正确的是()A．细胞甲的分裂能力最强，分化程度最高B．过程①②中均发生了遗传物质的改变C．T细胞与B细胞内所含的基因不同D．淋巴因子作用于膜受体后即被灭活解析：选D。细胞甲的分裂能力强，分化程度低，A项错误；①过程为有丝分裂，②过程为细胞分化，这两个过程中均不发生遗传物质的改变，B项错误；T细胞与B细胞所含的基因相同，C项错误；淋巴因子在发挥作用后即被灭活，D项正确。[技能点拨]利用细胞分化过程中的变与不变解答细胞分化问题(1)不变：DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂，体细胞的遗传物质相同，细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。(2)变：mRNA、蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达，其导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异，进而导致蛋白质存在差异，从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现差异。命题点2结合社会热点考查细胞分化、衰老、凋亡和癌变如图是人体细胞生命历程的概括，下列叙述错误的是()A．能进行1、2过程的细胞都具有细胞周期，但周期的长短不同，6过程无细胞周期B．3过程可发生在整个生命历程中C．4过程中因为酪氨酸酶活性降低，使细胞内色素沉积D．5过程中细胞的遗传物质发生了变化[解析]图中1、2过程代表细胞分裂，能连续进行分裂的细胞都具有细胞周期，但周期长短不同，6过程不分裂，无细胞周期，A项正确。3过程代表细胞分化，可发生在整个生命历程中，B项正确。4过程代表细胞衰老，细胞衰老过程中，由于细胞物质代谢、运输能力下降，导致细胞内色素沉积，C项错误。5过程代表细胞癌变，是由细胞内的原癌基因与抑癌基因发生突变引起的，D项正确。[答案]C思维拓展(1)图中哪个过程不仅发生基因的表达，还会发生基因的复制？提示：1、2过程(有丝分裂)，因为在有丝分裂的间期，要进行蛋白质的合成和DNA的复制。(2)人体病变是否只与细胞衰老和凋亡有关？提示：不是。因为细胞增殖和细胞分化过程中出现的异常也会引起人体病变。(3)细胞坏死与细胞凋亡有何区别？提示：细胞坏死是由种种不利因素引起的非正常死亡，不受基因控制，且对机体不利；而细胞凋亡是细胞生命历程中的正常变化，受基因的控制，且对个体的发育具有积极意义。(4)原癌基因或抑癌基因发生突变即癌症，对吗？提示：不对。至少包括原癌基因和抑癌基因在内的5～6个基因发生基因突变。(5)(2014·高考山东卷改编)神经系统正常发育过程中神经细胞数量的调节机制如图所示。那么该细胞的死亡被称为哪一现象？是否有利于神经系统的正常发育？提示：细胞凋亡。利于。1．细胞的生命历程之间的相互关系2．细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的比较与基因的关系结果遗传物质变化细胞分裂是基因控制的单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞染色体上的遗传物质复制后均分细胞分化是基因控制的形成不同组织器官遗传物质不发生改变细胞癌变受突变基因控制无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变细胞衰老是基因控制的细胞正常死亡遗传物质不发生改变细胞凋亡是基因控制的由基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡过程遗传物质不发生改变猜想2如图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述不正确的是()A．进入c过程的细胞，酶活性逐渐降低，代谢逐渐减慢B．过程a、b、c是基因控制的，对个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用C．细胞⑤⑥⑦的核基因相同，细胞内的蛋白质种类和数量也相同，因此具有全能性D．如果在a、b、c过程中，原癌基因和抑癌基因发生突变，则会成为癌细胞解析：选C。由图可知，过程a、b、c分别为细胞的增殖、分化、衰老和凋亡。衰老细胞的酶活性降低，代谢减慢；细胞增殖、分化、衰老和凋亡过程对生物个体的生长发育和机体稳态的维持具有重要作用，且均受基因控制；细胞⑤⑥⑦中蛋白质的种类和数量不同；原癌基因和抑癌基因发生突变，会导致细胞癌变。[易错易混]特别注意的几个问题：(1)细胞分化一般针对多细胞生物而言，单细胞生物不存在细胞分化。(2)细胞死亡并不是对机体都有害，细胞凋亡对机体是有利的。(3)多细胞生物细胞的衰老和机体的衰老并不同步，不是相同过程。(4)癌细胞是一种畸形分化的细胞，它在形态、结构和生理功能上都发生了很大的变化，但又不同于正常的细胞分化，细胞癌变过程中遗传物质发生了变化。另外，要明确原癌基因与抑癌基因的作用：原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症的发生就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。猜想3中科院发现一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和TNF­α(一种淋巴因子)等因素的诱导下，鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，并将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者与线粒体、溶酶体的膜结合，诱导内容物释放，最终导致细胞凋亡(如图所示)。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是()A．胰凝乳蛋白酶的释放增加了cBid的数量，cBid进一步引起溶酶体内容物的释放是负反馈调节B．cBid可能会引起细胞能量供应能力下降，加速细胞的凋亡C．溶酶体中胰凝乳蛋白酶的释放具有促进细胞凋亡的作用，而其他内容物释放无此功能D．细胞坏死后，释放的内容物可引起组织发炎解析：选B。胰凝乳蛋白酶释放使cBid增多进一步引起溶酶体内容物的释放是正反馈调节；溶酶体中含大量的水解酶，大量释放会引起细胞大分子物质的降解，也能促进细胞凋亡；细胞坏死后释放的内容物会引起局部组织发炎。[解题模板]对细胞凋亡的考查有两大常见命题点：一是考查细胞凋亡的实例；二是以图示形式展现细胞凋亡的过程，然后结合过程回答相关问题。前者属于基础题，后者属于创新题。解题的落脚点是细胞凋亡的概念。细胞凋亡是受基因控制的编程性自动死亡，对机体的生长发育是有利的。可用对比的方法来区分细胞的坏死，即不受基因控制的，属于被动死亡，是病理性的，对机体有害。另外，还要识记常见的细胞凋亡的实例，如：①清除被病原体感染的细胞；②生物体内细胞的自然更新；③衰老细胞的清除等。1．(原创题)Scripps研究所的一组研究人员发现一个人工合成的小分子能诱导细胞去分化，即诱使细胞发生生长倒退，从当前状态返回到祖细胞状态。这种化合物名为reversine。下列叙述不正确的是()A．肌细胞经去分化形成祖细胞，说明人体内的细胞分化具有可逆性B．该项研究使“从病人自己的成熟细胞衍生干细胞样细胞”成为可能C．祖细胞能分化成脂肪细胞和骨细胞等，说明祖细胞是一种干细胞D．图中的脂肪细胞、骨细胞、肌细胞以及祖细胞内遗传信息应相同解析：选A。由题可知，肌细胞去分化是在一种人工合成的化合物诱导下完成的，但不能得出人体内细胞也能去分化；具有增殖分化功能的细胞均为干细胞；图中四种细胞均为人的体细胞，所以携带的遗传信息应相同。2．(2014·重庆杨家坪中学月考)经科学家研究知道，控制合成单羧酸转运蛋白1(MCT1)基因的表达是将抗癌药物3­BrPA运输至细胞内的充分必要条件。下图表示了3­BrPA作用于癌细胞的机理，表格中数据是研究者用相同剂量3­BrPA处理5种细胞所得的实验结果。据此可推断()MCT1基因表达水平死亡率正常细胞00癌细胞1中40%癌细胞2低30%癌细胞3高60%癌细胞400A．正常细胞和癌细胞4死亡率为0的原因是它们对3­BrPA的敏感性最强B．癌细胞3死亡率最高是因为只有它具有MCT1的基因C．由图可推断MCT1可能是载体，3­BrPA主要作用于细胞呼吸的第一阶段D．细胞中的MCT1基因表达水平越高，该细胞对于3­BrPA的敏感性越低解析：选C。从表中所提供的数据可知，细胞中都有MCT1的基因，只是表达程度不同，B错误。随着MCT1基因表达程度的增大，细胞的死亡率也在升高，说明MCT1基因表达水平越高的细胞对3­BrPA的敏感性越强，A、D错误。从图中可看出，MCT1可能是3­BrPA的载体，可协助3­BrPA进入细胞内，抑制葡萄糖分解为丙酮酸的过程，C正确。3．如图表示细胞凋亡过程，其中酶Ⅰ为核酸内切酶，能够切割DNA形成DNA片段；酶Ⅱ为一类蛋白质水解酶，能选择性地促进某些蛋白质的水解，从而造成细胞凋亡。下列相关叙述，错误的是()A．凋亡诱导因子与膜受体结合，可反映细胞膜具有信息交流的功能B．死亡信号发挥作用后，细胞内将有新型蛋白质的合成以及蛋白质的水解C．吞噬细胞吞噬凋亡细胞时，利用了细胞膜选择透过性的特点D．酶Ⅰ能切割DNA分子而酶Ⅱ不能，表明酶具有专一性的特点解析：选C。细胞膜上的受体接受并传递信息，可反映出细胞膜具有信息交流的功能，A正确；从题干信息可知，细胞凋亡过程中有凋亡基因的表达以及蛋白水解酶分解蛋白质的现象，B正确；吞噬细胞吞噬凋亡细胞时，利用的是细胞膜的流动性，C错误；不同酶催化的底物不同，可反映出酶的专一性，D正确。4．据美国全国广播公司报道，奥地利科学家已经使用干细胞在实验室中培育出微型人脑。科研人员选取人类胚胎干细胞或成人皮肤细胞，将其培育成神经外胚层，再放入特制的凝胶中，引导组织进一步生长。这个豌豆大小的组织已经达到9周胎儿大脑的发育水平，但尚不能独立思考。下列相关描述，正确的是()A．由成人皮肤细胞培育成微型人脑，体现了动物细胞的全能性B．培育出微型人脑的过程中，发生了细胞分裂和细胞分化过程C．若培育过程中出现了细胞坏死，其根本原因是基因表达D．若培育过程中出现了细胞癌变，则癌变细胞内的呼吸速率减慢解析：选B。选项A，由体细胞培育成微型人脑是一个从细胞发育成组织的过程，该过程不能体现动物细胞的全能性。选项B，人类胚胎干细胞或成人皮肤细胞经过细胞分裂和细胞分化完成了微型人脑的发育。选项C，细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，与基因表达无关。选项D，癌变细胞代谢活动会增强，所以呼吸速率不会减慢。5．干细胞中c­Myc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、sox2和Oct­3/4等基因处于活跃表达状态。Oct­3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将Oct­3/4、Sox2、c­Myc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞(如图所示)。请分析回答：(1)Oct­3/4基因在高度分化的细胞中处于__________状态。依据图示的原理，体细胞癌变是____________等基因异常表达的结果；细胞凋亡是在图中____________等基因控制下的细胞____________过程。(2)研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的iPS细胞，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，iPS细胞的这种变化过程称做________。(3)科研人员研究了甘氨酸对癌细胞代谢和分裂的影响，实验结果如表所示。叙述不正确的是()培养方式及检测结果细胞类型在含甘氨酸的细胞培养液中培养一段时间后，检测培养液中甘氨酸的含量从含有甘氨酸的细胞培养液转移到不含甘氨酸的细胞培养液中，培养一段时间后，观察细胞的分裂速度慢速分裂的癌细胞增加不变快速分裂的癌细胞减少减缓A.甘氨酸进出两种癌细胞都需载体蛋白协助B．慢速分裂的癌细胞内蛋白质合成不需甘氨酸C．缺乏甘氨酸可延长快速分裂癌细胞的细胞周期D．癌细胞膜与正常细胞相比糖蛋白减少解析：(1)通过图示可以推测，在高度分化的体细胞中，Oct­3/4基因处于未表达状态或沉默状态。c­Myc、Klf4基因分别为原癌基因和抑癌基因，它们异常表达，高度分化的体细胞可以变为肿瘤细胞；在c­Myc、Klf4、Fas等基因的控制下，细胞发生程序性死亡，引起细胞凋亡。(2)iPS细胞类似胚胎干细胞，诱导其获得心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞的过程属于细胞分化。(3)根据表中信息可以看出，慢速分裂的癌细胞不利用培养液中的甘氨酸，可能是细胞内的甘氨酸就可以满足其分裂所需。答案：(1)未表达(或沉默)c­Myc、Klf4c­Myc、Klf4、Fas程序性死亡(2)细胞分化(3)B1．(2014·重庆市名校联考)关于细胞生命历程的叙述正确的是()A．细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多，核DNA遗传物质改变B．细胞凋亡，相关基因活动加强，有利于个体的生长发育C．洋葱根尖细胞有16条染色体，则分生区细胞分裂时可形成8个四分体D．细胞癌变后丧失了原来的生理状态，同时其细胞核全能性也丧失；细胞膜上糖蛋白减少，其原因是其核糖体数目减少解析：选B。细胞分化的本质是基因的选择性表达，细胞种类增多，但核DNA遗传物质不变，A错误；细胞凋亡时，与凋亡有关的基因表达；细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用，B正确；洋葱根尖细胞有16条染色体，分生区细胞的分裂方式是有丝分裂，同源染色体不联会，不能形成四分体，C错误；细胞癌变使细胞膜表面糖蛋白减少，黏着性降低，因此细胞易于分散和转移；但是细胞核的全能性不变，癌细胞具有不死(无限增殖)的特点，蛋白质合成比以前旺盛，核糖体数目增多，D错误。2．正常细胞转变为癌细胞的过程中，一般不会发生改变的是()A．细胞中的DNA数 B．细胞中的线粒体数C．细胞中的中心体数 D．细胞的形态结构解析：选C。细胞癌变是正常细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，与正常细胞相比，癌细胞的形态结构发生了变化，并且具有无限增殖的能力，同时，消耗能量增多，因此，细胞中的线粒体数会增加，DNA数(包括核DNA和细胞质的DNA)也会增加，但每个细胞中的中心体数量一般不变。3.取同一生物个体的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如右图。下列分析正确的是()A．基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因3B．细胞a～g中生理功能最为近似的应该是细胞b和细胞eC．组成基因1～6的脱氧核苷酸种类、数量和排列方式均不同D．a～g各个细胞中染色体上所含基因的种类和数量完全不同解析：选B。一般情况下，活细胞中都会发生ATP的水解，即控制ATP水解酶合成的基因都需要表达，由此推测基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因2，A项错误；分析题图可知，细胞b和细胞e内基因的表达情况相同，所以二者的生理功能最为近似，B项正确；组成基因1～6的脱氧核苷酸种类可能相同，即都含有4种脱氧核苷酸，C项错误；同一个体的不同细胞中所含遗传物质相同，只是表达的情况不同而已，D项错误。4．在美国纽约伦斯勒的神经干细胞研究所工作的SallyTemple等研究人员发现“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞”，并将该成果发表在《细胞——干细胞》(CellStemCell)期刊上。下列叙述不正确的是()A．图中a过程中只有部分基因得到表达B．图中b过程中核酸的种类和含量都不会发生变化C．富含脂肪的细胞用苏丹Ⅲ染色后，显微镜下可观察到橘黄色颗粒物质D．两种骨细胞代谢相对比较缓慢的可能原因与自由水所占比例较低有关解析：选B。图示表示细胞分化，原因为基因的选择性表达，所以A正确。细胞分化时，不同的基因转录生成不同的mRNA，所以核酸的种类和含量会有变化，所以B错误。苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色颗粒，所以C正确。新陈代谢强弱与自由水的含量有关，所以D正确。5．细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。近期研究表明，存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白激酶通过调节能量代谢，可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列有关叙述不正确的是()A．在人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因B．通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式C．若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死D．以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关解析：选A。人体的造血干细胞也源于受精卵的有丝分裂，故也应存在控制RIP3合成的基因，A错误。由于“RIP3蛋白激酶通过调节能量代谢，可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死”，因而通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式，B正确；要想在一定程度上抑制细胞坏死也可以采取抑制RIP3活性的方法，C正确；通过上述分析细胞的坏死可与RIP3蛋白激酶基因的表达有关，D正确。6.下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，错误的是()A．细胞普遍衰老会导致个体衰老B．效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D．衰老细胞内染色质固缩影响基因表达解析：选C。个体的衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A项正确；靶细胞是被病原体侵染的细胞，效应T细胞可与靶细胞结合并诱导其发生凋亡，B项正确；细胞坏死是由各种不利因素引起的细胞死亡，C项错误；衰老细胞的染色质固缩使基因表达受到影响。7．下列关于癌细胞的结构或物质与功能相适应的说法，错误的是()A．细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系B．癌细胞细胞膜两侧镶嵌的糖蛋白数量比正常的体细胞少C．体细胞癌变后会丧失原来的生理状态，但其细胞核依然具有全能性D．癌细胞的分裂、生长过程需要大量的核糖体参与合成蛋白质解析：选B。细胞癌变是细胞畸形分化的结果，A项正确；糖蛋白只位于细胞膜的外侧，B项错误；细胞癌变后原有的生理功能会丧失，但其细胞核仍具有全能性，C项正确；癌细胞增殖时，需要合成大量蛋白质，而蛋白质的合成场所是核糖体，D项正确。8．下列关于细胞生命历程的说法，正确的是()A．单细胞的DNA在体外大量扩增的过程体现了细胞的全能性B．细胞癌变前后形态和结构有明显变化C．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期