新高考新教材2024届高考生物二轮总复习专题三细胞的生命历程课件

这是一份新高考新教材2024届高考生物二轮总复习专题三细胞的生命历程课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，网络构建知识串联，长句表达思维训练，专项模块•素能培优，对点训练，答案D，答案C，答案B，同源染色体，2一定源于互换等内容，欢迎下载使用。

含有本物种的全套遗传物质
完整有机体或分化成其他各种细胞
原癌基因和抑癌基因发生突变
基因控制的细胞程序性死亡
1.多数抗肿瘤药物是细胞周期特异性药物,作用于细胞分裂间期或分裂期。某种药物作用于分裂期,抑制癌细胞分裂,请简要分析该药物可能的作用机制。
提示 抑制纺锤体形成(抑制着丝粒分裂等)。
2.在减数分裂前的间期,染色体复制后,在显微镜下为什么观察不到每条染色体上的两条姐妹染色单体?
提示 间期染色体复制后,每条染色体上的两条染色单体各是一条长的细丝,呈染色质丝的状态,在显微镜下观察不到。
3.与体细胞相比,生殖细胞中的遗传物质减少了一半,是否还具有全能性?请说明理由。
提示 具有。在生物的体细胞中染色体是成对存在的,基因也是成对存在的。生殖细胞中的染色体数目减少了一半,基因也减少了一半,但仍然含有控制生物体生长、发育的全套遗传信息,因此生殖细胞仍然具有全能性。
4.细胞代谢产生的自由基是如何引起细胞衰老的?
提示 自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。当自由基攻击磷脂分子时,对生物膜损伤比较大。此外,自由基还会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老。
5.端粒酶是延长端粒的一种酶,是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体,属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板,合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合,从而来稳定染色体的结构。据此从染色体水平分析癌细胞无限增殖的原因。
提示 癌细胞能激活端粒酶活性,合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合,从而来稳定染色体的结构。
6.病毒致癌因子为什么会引起细胞癌变?
提示 致癌病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列,它们通过感染人的细胞后,将其基因组整合到人的基因组中,从而诱发人的细胞癌变。
7.人体内有细胞发生癌变,就一定会患癌症吗?为什么老年人癌症的发病率会提高?
提示 人体内有细胞发生癌变,不一定会患癌症。因为正常情况下,人体免疫系统会识别并清除掉体内产生的癌细胞。老年人免疫能力弱,免疫系统的识别和清除功能弱,因此癌症的发病率会提高。
8.老年人的头发变白与白化病患者的头发为白色的原因分别是什么?
提示 老年人由于毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,头发变白;白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常, 细胞中缺少酪氨酸酶所致。
1.细胞周期中的关注点
a+b+c+d+e+f
特别提醒细胞分裂三点提示
2.有丝分裂和减数分裂的比较(以二倍体生物为例)(1)妙用“三结合”法分析细胞分裂的方式及特点①结合不同分裂时期的特点判断细胞分裂方式及时期
②结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式
③结合细胞质的分裂情况作出判断
(2)有丝分裂和减数分裂的快速辨析
点拨“特殊行为”包括①同源染色体联会及互换行为;②四分体排列于赤道板两侧;③同源染色体分离(非同源染色体自由组合)行为。
(3)厘清细胞分裂过程中细胞分裂图像、坐标曲线和直方图之间的对应关系
(4)多倍体、单倍体生物的细胞分裂图像判断如果题干中明确为二倍体生物,则没有必要考虑其他类型的生物;若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等,可确定为二倍体生物;若没有特殊说明,还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。①细胞中有同源染色体,也可能表示减数分裂Ⅱ,如四倍体生物的减数分裂。②细胞中无同源染色体,也可能表示有丝分裂,如含一个染色体组的单倍体生物。
题组一　精典对练——拿高分▶题型一　结合细胞周期,考查生命观念、科学思维1.研究表明,周期蛋白依赖性激酶(CDK)是细胞周期调控的核心物质,各种CDK在细胞周期内特定的时间被激活,驱使细胞完成细胞周期。其中CDK1(CDK的一种)在分裂间期活性高,分裂期活性迅速下降,以顺利完成分裂。下列说法错误的是(　　)A.温度的变化会影响一个细胞周期持续时间的长短B.CDK1可能与细胞分裂间期相关蛋白质的合成有关C.CDK1抑制剂可干扰细胞周期,抑制癌细胞的增殖D.CDK1持续保持较高活性的细胞,细胞周期会缩短
答案 D　解析 温度会影响酶的活性,进而影响一个细胞周期持续时间的长短,A项正确。CDK1在分裂间期活性高,分裂期活性迅速下降,其可能与细胞分裂间期相关蛋白质的合成有关,B项正确。CDK1抑制剂可干扰细胞周期,抑制癌细胞的增殖,C项正确。CDK1持续保持较高活性的细胞可能会一直处于分裂间期,不能进入分裂期,D项错误。
2.下表数据为实验测得的体外培养某种动物细胞一个细胞周期各阶段的时间。下列说法正确的是(　　)
A.G2期的细胞中,每条染色体含2条染色单体,导致染色体数目加倍B.M期中心粒倍增为两组并在周围发出星射线,形成纺锤体C.用含有DNA合成抑制剂的培养液培养10 h后,细胞都被阻断在S期D.在细胞培养液中加入碱基类似物可能会引起细胞基因突变
解析 DNA在间期的S期复制,G2期的细胞中DNA加倍,但染色体没加倍,染色体加倍发生在后期,A项错误。中心粒的倍增发生在间期,B项错误。用含有DNA合成抑制剂的培养液进行处理,细胞都被阻断在S期需要3.5+1.5+10=15(h),C项错误。引起基因突变的因素主要可以分为三类:物理因素(如X射线、激光、紫外线等)、生物因素(如某些病毒等)和化学因素(如亚硝酸盐、碱基类似物等),D项正确。
▶题型二　借助有丝分裂与减数分裂的比较,考查科学思维3.研究发现,细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的黏连蛋白有关。动物细胞内存在一种SGO蛋白,保护黏连蛋白不被水解酶(该水解酶在分裂中期开始大量起作用)破坏,其主要集中在染色体的着丝粒位置,如上图所示。下列说法错误的是(　　)
A.黏连蛋白和SGO蛋白结构不同的根本原因是控制它们合成的基因不同B.在细胞分裂过程中,细胞会产生水解酶将黏连蛋白分解,而染色体上的其他蛋白质不受影响,这体现了酶的专一性C.如果阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成,则图示过程会推后进行D.图中染色体的行为变化主要是着丝粒分裂、姐妹染色单体分开,可发生在减数分裂Ⅱ后期
解析 黏连蛋白、SGO蛋白都是蛋白质,不同蛋白质的结构与功能不同的根本原因是控制蛋白质合成的基因不同,A项正确。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,细胞会产生水解酶将黏连蛋白分解,而染色体上的其他蛋白质不受影响,体现了酶的专一性,B项正确。如果阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成,则无SGO蛋白保护黏连蛋白,水解黏连蛋白的酶在中期就起作用,导致着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,故图示过程会由细胞分裂后期提前到中期,C项错误。着丝粒分裂后,姐妹染色单体分开成为染色体,并在纺锤丝的牵引下移向两极,发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期,D项正确。
4.研究人员发现一只表现为少精症的突变小鼠,他们用仪器分别检测正常小鼠和突变小鼠曲细精管中各种细胞的数量,结果如下图所示(精原细胞的核DNA相对含量为2C)。下列叙述错误的是(　　)
A.曲细精管中DNA含量为C的细胞可能是精细胞或精子B.曲细精管中DNA含量为4C的细胞中均含有2条X染色体C.突变小鼠表现为少精症的原因可能是精子形成过程被阻滞在次级精母细胞时期D.精子形成过程中,有脂质物质起到了调节作用
答案 B　解析 精原细胞的核DNA相对含量为2C,则曲细精管中DNA含量为C的细胞对应精细胞或精子,A项正确。曲细精管中DNA含量为4C的细胞如果是处于有丝分裂前、中期的精原细胞或初级精母细胞,则细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体,B项错误。与正常小鼠相比,突变小鼠DNA含量为2C的细胞明显增加,而DNA含量为C的细胞(精细胞)明显减少,可推知次级精母细胞增加,说明突变小鼠精子形成过程阻滞在减数分裂Ⅱ(次级精母细胞形成精细胞)过程,C项正确。性激素可以促进生殖细胞的形成和生殖器官的发育,性激素属于脂质,故精子形成过程中,有脂质物质起到了调节作用,D项正确。
题后点拨科学思维之分析判断——细胞分裂中相关物质、结构等的判断
题组二　易错防范——不失分1.有丝分裂是为了保证亲子代细胞遗传的稳定性,形成具有与亲代细胞核遗传物质相同的子代细胞;而减数分裂是为了形成遗传物质具有多样性的配子,再通过受精作用,进而形成具有多样性性状组合的子代个体。判断下列有关细胞分裂的叙述是否正确。(1)细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制。(　　)(2)二倍体动物有丝分裂中期染色体的着丝粒排列在赤道板上,后期染色单体分开。(　　)(3)细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目。(　　)
(4)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,可将细胞周期阻断在分裂中期。(　　)(5)某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都会发生染色单体分开的现象。(　　)(6)同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换导致了染色体结构变异。(　　)
2.研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期,进行的部分实验如下:用含过量3H-TdR的培养液培养某动物细胞,经X h后获得细胞群甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR的培养液中继续培养得到细胞群乙。下列相关叙述正确的是(　　)A.X必须大于或等于一个细胞周期的时间B.细胞群甲中最先进入M期的细胞是S期最晚期的细胞C.若不含3H-TdR的培养液中缺乏氨基酸供应,细胞将停留在S期D.细胞群乙在小于M+G1+G2的时间内加入3H-TdR即可获得分裂同步的细胞
答案 B　解析 X必须大于或等于M+G1+G2的时间,这样细胞群甲被抑制在S期或G1/S期交界处,A项错误。在含过量3H-TdR的培养液中培养X小时后得到的细胞群甲都处于S期,故细胞群甲中最先进入M期的细胞是S期最晚期的细胞,B项正确。若不含3H-TdR的培养液中缺乏脱氧核苷酸供应,细胞将停留在S期,C项错误。细胞群乙在大于M+G1+G2的时间后加入3H-TdR即可获得分裂同步的细胞,D项错误。
3.下页左上图所示为某动物细胞分裂图像(Ⅰ~Ⅳ表示染色体)。下列叙述正确的是(　　)
A.甲、丙细胞中均有2个染色体组,丁细胞中有4条染色单体B.丁细胞为次级精母细胞,若Ⅲ为X染色体,则Ⅳ不可能是Y染色体C.乙→丙过程一定发生基因突变,丙细胞可能发生基因重组D.乙细胞中Ⅰ和Ⅱ上的基因在亲子代间传递时遵循自由组合定律
解析 甲细胞处于有丝分裂后期,含有4个染色体组,A项错误。丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,根据细胞质均等分裂可知该细胞为初级精母细胞,则丁细胞为次级精母细胞,Ⅲ和Ⅳ为非同源染色体,故若Ⅲ是X染色体,则Ⅳ不可能是Y染色体,B项正确。乙→丙过程不一定会发生基因突变,C项错误。乙细胞中的Ⅰ和Ⅱ属于一对同源染色体,其上的基因在亲子代间进行传递时不遵循自由组合定律,D项错误。
4.(2023浙江卷)某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如下图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是(　　)A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
解析 该动物为二倍体(2n=4),甲细胞含有同源染色体,且着丝粒排列在赤道板上,为有丝分裂中期;乙细胞不含有同源染色体,着丝粒分裂,为减数第二次分裂后期,A项正确。甲细胞含有两个染色体组,每个染色体组含有四个DNA分子,乙细胞含有两个染色体组,每个染色体组含有两个DNA分子,B项错误。甲细胞分裂后产生AAXBY或AaXBY两种基因型的子细胞,C项正确。形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合,即发生了基因重组,同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上,即发生了染色体结构的变异,D项正确。
易错点拨细胞分裂的三个易错点
1.分析DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况(1)分析思路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的培养液中细胞分裂次数(时期)。
(2)有丝分裂与DNA复制①过程图解:一般只研究　　　条染色体。 a.复制一次(母链被标记,培养液中不含同位素标记)
b.在不含放射性的培养液中再培养一个细胞周期
②规律总结:若只复制一次,产生的子细胞中染色体都带有标记;若复制两次,第二次分裂后期所有染色体中只有一半带有标记,但产生的子细胞中被标记的染色体数无法确定。
(3)减数分裂与DNA复制①过程图解:减数分裂一般选取一对　　　　　　为研究对象(母链被标记,培养液中不含同位素标记) 
②规律总结:减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。
2.细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因分析
3.姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析(1)一定源于基因突变
(3)无任何提示,则上述两种情况都有可能。(4)若同源染色体同一位置或姐妹染色单体同一位置出现“不同字母”表示的基因,如A与B(b),则可能发生了　　　　　　　　　　。 
4.分析XXY与XYY异常个体的成因(1)XXY的成因
(2)XYY的成因:父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后,两条Y染色体进入同一个精细胞。
题组一　精典对练——拿高分▶题型一　借助细胞分裂与遗传变异,考查科学思维1.在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,下列关于该细胞的说法,错误的是(　　)
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
答案 C　解析 着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构,A项正确。进行有丝分裂时,“染色体桥”在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极,不会改变其子细胞中染色体的数目,B项正确。姐妹染色单体连接在一起,着丝粒分裂后出现“染色体桥”结构,因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段,C项错误。姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时,会在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的一条子染色体可能携带有2个相同基因,产生含有2个相同基因的子细胞,若该细胞的基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞,D项正确。
2.(2021河北卷)下图中①②③为3个精原细胞,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞。②减数分裂时3条同源染色体中任意2条正常分离,另一条随机移向一极。不考虑其他变异,下列叙述错误的是(　　)
A.①减数分裂Ⅰ前期2对同源染色体联会B.②经减数分裂形成的配子有一半正常C.③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合,最终产生4种基因型的配子D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
答案 C　解析 同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期,A项正确。②经减数分裂产生的配子中有一半多一条染色体,另一半正常,B项正确。 1个③细胞只能产生2种基因型的配子,C项错误。染色体变异用光学显微镜可以观察到,D项正确。
▶题型二　借助同位素标记法辨析细胞分裂的特点,考查科学思维3.将全部核DNA分子双链被32P标记的1个果蝇精原细胞置于不含32P标记的培养基中培养,先经过一次有丝分裂,再经过一次减数分裂,产生了8个精细胞。下列说法错误的是(　　)A.有丝分裂中期和减数分裂 Ⅰ 中期细胞内染色体数目相同,带标记的染色单体数目不同B.有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期细胞内染色体数目不同,带标记的染色体数目也不同C.减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期细胞内染色体数目相同,带标记的染色体数目不同D.产生的8个精细胞,每个细胞内含有4条染色体,均有2条被标记
解析 在有丝分裂前的间期DNA复制一次,所形成的子代DNA都含32P,即有丝分裂中期细胞中所有的染色单体上都带有放射性,即含32P标记的染色单体数目是16条,带标记的染色体数目是8条;减数分裂Ⅰ中期细胞中染色体数目是8条,又因为果蝇精原细胞经过一次有丝分裂,又进入减数分裂,故核DNA共经过两次复制,形成的染色体上的两条姐妹染色单体一条带32P标记,一条不带,所以带标记的染色单体数目只有8条,A项正确。有丝分裂后期着丝粒分裂,细胞中染色体数目是16条,且都带标记,减数分裂Ⅰ后期细胞中染色体数目是8条,且都带标记,B项正确。减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期细胞中的染色体数目都是8条,但是带标记的染色体数目不同,减
数分裂Ⅰ后期细胞中带标记的染色体数目是8条,减数分裂Ⅱ后期细胞中带标记的染色体数目是4条,C项正确。产生的8个精细胞中,每个细胞内含有4条染色体,由于分裂时染色体随机分配,带标记的染色体数不确定,D项错误。
4.小鼠有20对染色体,若用3H-胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记小鼠精原细胞的染色体DNA分子,再在不含有标记的培养液中连续分裂2代。下列判断错误的是(　　)A.第一次分裂中期,含有3H的DNA单链有80条B.在形成的第1代子细胞中,所有染色体均含有3HC.第二次分裂后期,含有3H的染色体有40条D.在形成的第二代子细胞中,所有染色体均含有3H
答案 D　解析 由于DNA的复制方式为半保留复制,小鼠有40个DNA分子,复制一次形成80个DNA分子,第一次分裂的中期,细胞内DNA单链有80条被3H标记,A项正确。在形成的第1代子细胞中,所有染色体DNA的一条链都被3H标记,B项正确。在第二次分裂前的间期染色体进行复制后,每一条染色体的一条染色单体的DNA双链中一条链含3H,一条不含,而另一条染色单体的DNA两条链都不含3H,所以第二次分裂后期,含有3H的染色体有40条,C项正确。由于姐妹染色单体分开后形成的子染色体随机组合,所以在形成的第二代子细胞中,含3H的染色体数目可能是0~40条,D项错误。
题组二　易错防范——不失分1.某基因型为bbXAY的二倍体(2n=4)雄性动物,其精原细胞形成精细胞过程中某个时期的示意图如右图所示。下列叙述正确的是(　　)A.该细胞的形成过程发生了基因突变和染色体变异B.该精原细胞形成精子过程中,等位基因B、b的分离发生在减数分裂ⅠC.该细胞的染色体数目和染色体组型均与精原细胞相同D.该细胞每一极的3条染色体分别组成1个染色体组
答案 A　解析 由于该二倍体动物体细胞中染色体数为4条,基因型为bbXAY,所以该细胞的形成过程发生了基因突变和染色体变异,A项正确。基因B、b位于复制后的一条染色体上,因此该精原细胞形成精子过程中,等位基因B、b的分离发生在减数分裂Ⅱ,B项错误。该细胞的染色体数目与精原细胞不同,C项错误。该细胞每一极的3条染色体中的2条非同源染色体组成一个染色体组,D项错误。
2.下图甲、乙表示同一个精原细胞在减数分裂过程中产生的两个细胞。下列叙述正确的是(　　)A.甲细胞中存在A、a基因可能是因为发生了互换或基因突变B.甲细胞分裂结束形成的每个子细胞中含有两个染色体组C.乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,其子细胞为精细胞或第二极体D.乙细胞中染色体数目与体细胞的相同
答案 D　解析 由题图可知,甲、乙两细胞均处于减数分裂Ⅱ后期,甲细胞中存在A、a基因,若为互换的结果,则乙细胞中也应该有A、a基因,因此甲细胞中存在A、a基因是因为发生了基因突变,A项错误。甲细胞分裂结束形成的子细胞只含有一个染色体组,B项错误。精原细胞进行减数分裂不能形成极体,C项错误。乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,细胞中染色体数目与体细胞的相同,D项正确。
3.(2023河北二模)1个精原细胞(DNA中的P均为31P)在含32P的培养液中培养,形成了2个子细胞,然后转入含31P的培养液中继续培养,其中1个子细胞继续分裂过程形成了细胞①,细胞①进行一次分裂形成了细胞②和细胞③,细胞②和③处于相同的分裂时期。细胞①和细胞②的染色体组成如下图所示,H/h及R/r是其中的两对基因。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞①两对同源染色体上的基因均发生了基因重组B.细胞②所含的染色体中可能只有1条含有32PC.细胞③含有32P的染色体不可能只位于一极D.细胞②和细胞③的子细胞含有32P染色体的数目有可能不相等
解析 题图中细胞①处于减数第一次分裂前期,分析细胞①中基因组成可知,H和h发生了互换,即发生了基因重组,而姐妹染色单体上含有R和r,则说明发生了基因突变,A项错误。根据DNA分子半保留复制,1个精原细胞(DNA中的P都为31P)在含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31P,另一条链含32P,该子细胞经过减数第一次分裂前的间期复制,形成的细胞①中只有4条染色单体的DNA分子含有32P,细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离,正常情况下,细胞②可能有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但根据题图可知,H、h所在的染色体发生过互换,当互换的H所在的染色单体含有
32P、h所在的染色单体不含32P,细胞②中有3条染色体含有32P,当互换的H和h所在的染色单体都不含有32P,细胞②中有2条染色体含有32P,B项错误。细胞③的基因型为HhRr(h为互换的片段),如果发生互换的h所在的染色单体没有32P,则细胞③中有2条染色体含有32P(分布在非同源染色体上);在减数第二次分裂后期,这2条含有32P的非同源染色体可以位于一极,C项错误。根据以上分析可知,正常情况下,细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但由于细胞①中发生了H和h的互换,而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P,故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等,D项正确。
　DNA、基因不变,mRNA、蛋白质有变化, 细胞分化的实质是基因的选择性表达
在所有细胞中都表达的基因与细胞分化无关,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因的表达不能证明细胞已经发生分化;只有在特定细胞中选择性表达的基因表达(如胰岛素基因的表达、血红蛋白基因的表达),可以证明细胞发生了分化。
2.细胞衰老(1)细胞衰老的特征
(2)细胞衰老的原因①自由基学说a.自由基的概念:通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。b.自由基的危害:攻击生物膜的组成成分　　　　　　,引发雪崩式的反应,对　　　　　损伤比较大;攻击DNA,可能引起　　　　　　;攻击蛋白质,使蛋白质活性　　　　,导致细胞衰老。 
②端粒学说a.端粒的概念:每条染色体的　　　　都有一段特殊序列的　　　　　　　　　　,称为端粒。 b.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会　　　　　一截,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。 
点拨①白化病患者头发变白缘于基因突变导致酪氨酸酶缺乏,老年人头发变白缘于酪氨酸酶活性降低。②衰老细胞中某些酶活性降低,而不是所有酶活性都降低。
3.“三看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
点拨①被病原体感染的细胞,由免疫系统清除属于细胞凋亡。②因感染病原体导致细胞死亡属于细胞坏死。
4.图解细胞癌变的原理及特征
特别提醒有关原癌基因和抑癌基因的三点提示
题组一　精典对练——拿高分▶题型一　结合细胞分化与细胞全能性的关系,考查生命观念、科学思维1.有研究表明“渐冻症”是由于突变的基因使神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动;也有研究结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关叙述错误的是(　　)A.植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,也可以起到一定的治疗作用B.将控制合成破坏神经元的毒蛋白基因替换,可以起到一定的治疗作用C.诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多D.诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核遗传物质不完全相同
答案 D　解析 植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,也可以起到一定的治疗作用,A项正确。该病是由于突变的基因使神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动,因此将控制合成破坏神经元的毒蛋白基因替换,可以起到一定的治疗作用,B项正确。诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多,C项正确。诱导多能干细胞分化成的多种细胞中核遗传物质完全相同,但细胞质中的mRNA和蛋白质不完全相同,D项错误。
2.(2021山东卷)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(　　)A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化C.抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
答案 C　解析 α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,其降解产物氨基酸可被细胞再利用,A项正确。由题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”可知,α-酮戊二酸含量降低可促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B项正确。由题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”可知,如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C项错误。目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,D项正确。
▶题型二　借助细胞衰老和凋亡,考查生命观念、科学思维3.自由基的产生可引起细胞衰老。细胞产生的自由基会攻击磷脂和蛋白质分子而损伤细胞,当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基。某小组分别在正常温度、中度高温和极端高温条件下处理组织细胞,细胞内的自由基产生速率如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A.自由基引起细胞损伤的过程体现了正反馈调节B.正常温度下细胞也会产生自由基,说明正常温度下细胞也会衰老C.在处理时间相同的情况下,极端高温组细胞的物质运输功能最强D.该实验结果可说明,长期处于高温环境下,细胞衰老的速率会加快
解析 细胞内产生的自由基会攻击磷脂和蛋白质分子引起细胞的损伤,自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基,新产生的自由基又会攻击磷脂和蛋白质分子从而加重细胞的损伤,体现了正反馈调节,A项正确。由题图可知,正常温度下细胞也会产生自由基,说明正常温度下细胞也会衰老,B项正确。自由基产生后会攻击磷脂分子,对生物膜的损伤比较大,会使细胞膜物质运输功能降低,由题图可知,在处理时间相同的情况下,极端高温组细胞内自由基产生速率最大,其物质运输功能受影响最严重,C项错误。由题图可知,随着处理时间的延长,中度高温和极端高温环境下,细胞内自由基的产生速率明显增大,可推出,长期处于高温环境下,细胞衰老的速率会加快,D项正确。
4.科学研究发现,4种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动,4种基因的表达产物EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3之间的关系如下图所示。下列相关说法错误的是(　　)
注“-”表示抑制,“+”表示促进。
A.调控秀丽隐杆线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于4种B.正常情况下,发生凋亡的细胞内EGL-1、CED-3的含量增加C.若CED-9基因发生突变而不能表达,会引起细胞癌变D.若CED-4基因发生突变而不能表达,细胞凋亡过程会受很大影响
答案 C　解析 由题图可知,调控秀丽隐杆线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于4种,A项正确。正常情况下,发生凋亡的细胞内EGL-1解除了CED-9对CED-4的抑制,使CED-4、CED-3大量表达从而启动凋亡,因此发生凋亡的细胞内EGL-1、CED-3的含量增加,B项正确。若CED-9基因发生突变而不能表达,会使CED-4基因正常表达进而启动细胞凋亡,而细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起的,C项错误。若CED-4基因发生突变而不能表达,会影响CED-3基因的正常表达,进而影响细胞凋亡过程的启动,D项正确。
▶题型三　围绕细胞癌变,考查生命观念、科学思维5.癌症是危害人类健康的重大疾病,人体细胞内的原癌基因可以控制细胞的生长和分裂进程。下图是导致正常细胞成为癌细胞的三种途径,下列说法正确的是(　　)
A.机体清除癌细胞的过程不属于细胞凋亡B.防癌疫苗可预防物理、化学致癌因子引起的细胞癌变C.由上述材料信息可知,癌细胞的出现一定是由基因突变引起的,变异的基因不再表达D.癌细胞表面会出现异常的抗原,且在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位
解析 机体通过细胞毒性T细胞清除癌细胞,该过程属于细胞凋亡,A项错误。防癌疫苗主要预防病毒致癌因子对人体的影响,如人乳头瘤病毒疫苗等,B项错误。癌细胞的出现可能是由基因突变引起的,且变异的基因表达出高活性蛋白,也可能是基因多拷贝或基因移位导致的癌变,且变异的基因也会表达,C项错误。细胞癌变后,细胞内特定基因会表达产生异常抗原,如甲胎蛋白、癌胚抗原,且癌细胞表面糖蛋白等物质减少,容易分散和转移,即某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位,D项正确。
6.他莫昔芬(Tam)是一种治疗乳腺癌的药物。研究人员从长期使用Tam的乳腺癌患者体内取癌细胞进行培养,获得细胞系R;从未使用过Tam的乳腺癌患者体内取癌细胞培养,获得细胞系D。将细胞系R和D用同样浓度的Tam处理相同时间,发现细胞系R的细胞死亡率明显偏低,氧气消耗速率低,葡萄糖摄取速率较高。下列相关叙述错误的是(　　)A.乳腺癌细胞与正常乳腺细胞相比较,细胞的形态发生明显改变B.长期使用Tam的乳腺癌患者的癌细胞系R对Tam产生了耐药性C.长期使用Tam的乳腺癌患者的癌细胞系R的有氧呼吸过程逐渐增强D.细胞系R和细胞系D中,细胞不具有贴壁生长和接触抑制的特征
解析 乳腺细胞发生癌变变成乳腺癌细胞,细胞的形态会发生变化,与正常细胞形态大小不一样,A项正确。将细胞系R和D用同样浓度的Tam处理相同时间后,细胞系R的死亡率偏低,表明细胞系R对Tam产生了耐药性,B项正确。细胞系R的氧气消耗速率低,葡萄糖摄取速率高,说明细胞无氧呼吸过程逐渐加强,C项错误。细胞系 R 和细胞系D中的细胞都是癌细胞,癌细胞能够无限增殖,形态结构发生变化且不具有贴壁生长和接触抑制的特征,D项正确。
▶题型四　综合细胞的生命历程,考查生命观念、科学思维7.人体内β-淀粉样蛋白在脑脊液积累可诱发阿尔茨海默病,其合成离不开内质网等细胞器。内质网对细胞损伤因素(如缺氧)极为敏感,当细胞受到损伤因素作用时,内质网腔内出现错误折叠蛋白和未折叠蛋白聚集等现象,称为内质网应激(ERS)。内质网功能持续紊乱,并最终启动该细胞的凋亡程序。肿瘤细胞有ERS保护机制,可促进未折叠蛋白的正常折叠,加速错误折叠蛋白降解。下列叙述错误的是(　　)A.抑制相关细胞高尔基体的功能有可能缓解阿尔茨海默病症状B.内质网功能紊乱会诱发某些特定基因的表达从而加快细胞凋亡C.肿瘤细胞的ERS保护机制可能使其能耐受缺氧环境D.敲除与ERS相关的基因,可防止细胞发生癌变
解析 β-淀粉样蛋白在脑脊液内积累可诱发阿尔茨海默病,β-淀粉样蛋白属于分泌蛋白,抑制相关细胞高尔基体的功能,减少β-淀粉样蛋白的分泌,有可能缓解阿尔茨海默病症状,A项正确。细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,因此,内质网功能紊乱会诱发某些特定基因(与细胞凋亡相关的基因)的表达,从而加快细胞凋亡,B项正确。肿瘤细胞的ERS保护机制可能使其能耐受缺氧等损伤细胞的因素,C项正确。敲除与ERS相关的基因可能会使细胞发生癌变的概率下降,但不能防止细胞发生癌变,D项错误。
题组二　易错防范——不失分1.作为生物体结构和功能的基本单位,大多数细胞的生命周期要经历细胞分裂、分化、衰老、凋亡的过程,这些过程对于生物体进行正常生命活动及维持机体的稳态都有积极作用。判断下列关于细胞生命历程的叙述是否正确。(1)高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖。(　　)(2)细胞分化要通过基因的选择性表达来实现。(　　)(3)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。(　　)
(4)细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱。(　　)(5)可通过检测cfDNA(脱落破碎体细胞DNA)中的相关基因进行癌症的筛查。(　　)(6)凋亡细胞内有活跃的基因表达,主动引导细胞走向坏死。(　　)(7)细胞凋亡由与程序性死亡相关的基因的表达所启动。(　　)(8)细胞癌变由与癌变有关的基因显性突变引起。(　　)
2.研究发现,小鼠气管上皮细胞中的分泌细胞具有“去分化”的能力,这对高等脊椎动物细胞在不同器官中和受伤情形下的再生能力可能具有更为普遍的贡献。下列相关叙述正确的是(　　)A.干细胞内遗传物质的改变是分泌细胞形成的根本原因B.受伤细胞的死亡与衰老细胞的死亡均属于细胞凋亡C.所有细胞在受伤情况下都具有“去分化”的能力D.分泌细胞“去分化”时,细胞内有些蛋白质的合成将会中断
答案 D　解析 干细胞内基因的选择性表达是分泌细胞形成的根本原因,A项错误。细胞受伤的死亡属于细胞坏死,衰老细胞的死亡属于细胞凋亡,B项错误。在受伤情形下能够再生的细胞才具有“去分化”的能力,C项错误。分泌细胞“去分化”时,有些基因不能表达,因此细胞内有些蛋白质的合成将会中断,D项正确。
3.在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因,细胞凋亡的关键因子Dnase和Caspase被激活,Dnase能切割DNA形成DNA片段,Caspase能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,被吞噬细胞吞噬清除。下列分析错误的是(　　)A.Dnase、Caspase被激活,是不同细胞遗传信息的表达情况不同的结果B.癌细胞结构改变,可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序C.细胞在衰老过程中才能表达固有的凋亡相关基因D.吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体后,通过溶酶体中的水解酶将其分解
解析 Dnase、Caspase被激活,是不同细胞遗传信息的表达情况不同的结果,即基因选择性表达的结果,A项正确。癌细胞结构改变,糖蛋白等物质减少,可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序,进而无限增殖,B项正确。凋亡相关基因是机体固有的,在一些没有衰老的细胞中也能表达凋亡相关基因,如某些被病原体感染的细胞,C项错误。吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体后,与溶酶体发生融合,溶酶体中的水解酶将其分解,D项正确。
4.科学研究发现,细胞分裂周期激酶(CDC7)抑制剂能诱导p53基因(抑癌基因)突变,导致肝癌细胞衰老,而对正常细胞无衰老诱导作用。抑郁症治疗药物“舍曲林”可以促进这些衰老的肝癌细胞凋亡,对其他细胞无此作用。这些发现有望为肝癌精准治疗提供新方法。请结合细胞癌变、衰老及凋亡相关知识判断,下列与上述信息相关的叙述,正确的是(　　)A.突变后的p53基因可阻止细胞不正常增殖B.CDC7抑制剂和“舍曲林”的作用具有特异性C.肝癌细胞衰老后细胞内水分可能减少、核可能变小D.“舍曲林”处理后肝癌细胞的凋亡不受相关基因的调控
答案 B　解析 p53基因为人体抑癌基因,其不突变时有阻止细胞不正常增殖的作用,突变后没有此作用。由题意可知,CDC7抑制剂和“舍曲林”分别对肝癌细胞和衰老的肝癌细胞起作用,对正常细胞不起作用,说明它们的作用有特异性。细胞衰老后细胞内水分减少、核变大。细胞凋亡是受基因控制的一种程序性死亡,“舍曲林”处理后肝癌细胞的凋亡仍受基因控制。
5.(2023广东卷)中外科学家经多年合作研究,发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是(　　)A.p53基因突变可能引起细胞癌变B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
解析 抑癌基因发生基因突变可能会引起细胞癌变,p53是抑癌基因之一,所以p53发生基因突变可能引起细胞癌变,A项正确。抑癌基因表达的产物会抑制细胞的生长和增殖,对细胞的生长和增殖起到调控作用,B项正确。由于circDNMT1可通过与p53表达出的蛋白质结合诱发乳腺癌,所以circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快,C项错误。由于circDNMT1的表达会诱发乳腺癌,所以对其进行基因编辑可用于乳腺癌的基础研究,D项正确。
易错点拨细胞分化、衰老、死亡和癌变的三个易错点
热点突破3常考细胞类型
上述微网建构中的10种细胞是高考命题的重要切入点,考查内容涉及相关细胞在结构与功能等方面的特殊性及细胞在相关实验中的应用等。
1.下列关于酵母菌和乳酸菌的叙述,错误的是(　　)A.酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸B.酵母菌有线粒体,而乳酸菌无线粒体C.酵母菌具有细胞核,而乳酸菌具有拟核D.溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁
答案 D　解析 酵母菌为兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸;乳酸菌为厌氧型生物,只能进行无氧呼吸,A项正确。酵母菌为真核生物,有细胞核,有线粒体、溶酶体等具膜细胞器;乳酸菌为原核生物,没有细胞核,但有拟核,其细胞中只有核糖体一种细胞器,无线粒体、溶酶体等具膜细胞器,B、C两项正确。溶菌酶通过水解细菌细胞壁中的肽聚糖从而破坏细菌(如乳酸菌)的细胞壁,而不能破坏酵母菌的细胞壁,D项错误。
2.下列与细胞相关的叙述,正确的是(　　)A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸C.蓝细菌细胞的能量来源于其线粒体中的有氧呼吸过程D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
答案 B　解析 核糖体无膜结构,溶酶体具有单层膜结构,A项错误。酵母菌是真核细胞,其细胞核内既有DNA,也有RNA,B项正确。蓝细菌细胞是原核细胞,无线粒体,C项错误。在叶绿体的基质中能进行光合作用的暗反应从而固定CO2,在叶绿体的类囊体薄膜上能进行光反应生成ATP,D项错误。