专题4 细胞的生命历程（非选择题）-2025年高考生物二轮复习模块分练【新高考版】（含解析）

这是一份专题4 细胞的生命历程（非选择题）-2025年高考生物二轮复习模块分练【新高考版】（含解析），共10页。
1.棉田杂草会严重影响棉花的产量,农业上常用除草剂乙草胺去除棉田杂草。为了减小除草时乙草胺对棉花生长的影响，科学家以棉花根尖（细胞中含52条染色体）作实验材料进行了相关研究。
（1）研究者将正常生长的棉花根尖放入不同质量浓度的乙草胺溶液中，继续培养一段时间后，切取根尖2-3mm,以获取_____区的细胞，用于制作根尖细胞有丝分裂临时装片。制片前需对根尖进行_____，经漂洗后用_____进行染色，然后再用显微镜观察，
（2）该种棉花细胞有丝分裂后期细胞内应有_____条染色体。
（3）研究发现乙草胺主要通过阻碍蛋白质合成而抑制细胞生长和增殖，由此推断乙草胺有可能作用于细胞分裂_____期。经乙草胺处理后的细胞常会出现染色质受损等现象,最终细胞死亡，这种现象称为_____。
（4）如表为不同质量浓度的乙草胺与处理时间对棉花根尖细胞有丝分裂的影响。
注：有丝分裂指数（%）=分裂期细胞数/观察细胞总数×100%
用不同质量浓度的乙草胺对根尖细胞进行处理，乙草胺对根尖细胞有丝分裂有____作用，当乙草胺质量浓度固定不变时，这种影响随______而增强。因此，在使用乙草胺除棉田杂草时,要注意______。
2.金属铬被广泛用于工业生产，如果含铬的废弃物处理不当进入土壤和水体，就会对生物产生危害。
(1)用蚕豆(2n=12)作为实验材料，观察铬离子对其根部细胞增殖的影响，结果见图1(注:细胞分裂指数是指视野内分裂期细胞数占细胞总数的比例)。为了获得上述实验数据，研究人员需要对蚕豆根尖_________区细胞进行观察、统计。图1显示，对照组细胞分裂指数仅约为24‰，其原因是___________。随着铬离子浓度升高，处于有丝分裂的细胞数量__________。
(2)研究者在实验中观察到如图2所示的图像，其中箭头所示为染色体断裂后形成的染色体断片，是细胞重度毒害的指标之一:
①图中含有染色体断片的细胞正处于有丝分裂的__________期。
②研究发现铬离子对细胞增殖的影响还与其处理时长相关，现需验证，请完善表格。
(3)为了避免铬对生物体细胞增殖等生命活动产生影响，应该_________。
3.如图甲表示细胞周期中染色体（质）出现螺旋化和解螺旋的周期性变化，图乙是某生物细胞有丝分裂过程中某一时期细胞图，图丙为细胞周期中细胞内核DNA分子数变化的曲线图，图丁为某生物细胞周期各时期图像（未排序）。
请据图回答下列问题：
（1）细胞不能无限长大，原因之一是细胞体积越大，____越小，细胞物质运输的效率越低。
（2）染色体处于图甲中e的状态下，细胞中的染色体数、染色单体数、核DNA分子数比为____。
（3）请用图丁中的字母和箭头表示一个完整的细胞周期____。图丁中结构1的名称是____若图丙、丁表示同一种生物的细胞分裂，则图丙中的2n=____。
（4）图乙与图丁所示细胞有丝分裂在分裂期的区别主要表现在____期。
（5）在观察有丝分裂实验时，可用____（填“碘一碘化钾溶液”或“甲紫溶液”）使染色体着色。
（6）完成一次分裂后，细胞的发育方向主要有两种可能，一种是继续完成如图丁所示的过程，另一种是经过____形成某种组织、细胞。
4.脑缺血会使局部脑神经细胞缺氧受损，造成不可逆损伤，甚至死亡。骨髓基质细胞是骨髓中的一类干细胞,经诱导'可以形成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等：干细胞疗法可实现缺血坏死神经细胞的修复和重建,是治疗缺血性脑损伤的有效策略。请据此回答下列问题：
（1）脑缺血导致的神经细胞死亡属于_____(填“细胞凋亡”或“细胞坏死”根据题干信息推测，缺氧对脑细胞产生不可逆损伤的机理是_____。
（2）骨髓基质细胞经过_____过程形成心肌细胞、神经细胞等不同细胞，这些细胞的核基因和骨髓基质细胞的核基因一般_____（填“相同”或“不同）
（3）研究发现，骨髓基质细胞的线粒体有助于因缺氧而受损的脑神经细胞（A）的供能机制的恢复,有关验证实验步骤及结果如表所示，细胞内的线粒体和ATP水平越高，说明代谢供能越旺盛。
分析表中结果可知，表中①为_____，骨髓基质细胞的线粒体对缺氧受损的脑神经细胞的恢复作用机理可能是_______________________
5.细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的粘连蛋白有关，细胞分裂过程中，后期促进复合物（APC）、分离酶、保全素是调控的关键因素，其中分离酶能将粘连蛋白水解，后期促进复合物（APC）是细胞周期从中期到后期的调控因子。分离酶的活性需要被严密调控，保全素能与分离酶紧密结合，并充当假底物而抑制分离酶的活性。细胞分裂过程中三种物质的含量变化如图所示。请回答下列问题：
（1）正常情况下，小鼠受精卵细胞以_____分裂的方式，将亲代细胞的染色体_____，从而保证亲子代细胞间遗传性状的稳定性。
（2）在人类细胞中，分离酶在分裂间期时被阻挡在细胞核外，如果此时核膜的通透性发生不恰当改变，最终会导致无法保证核DNA平均分配，其原因是_____。
（3）根据题中信息，推测APC在细胞周期中的作用可能是_____。
（4）细胞分裂过程中还伴随着一系列周期相关分子信号的启动，研究发现蛋白Numb参与细胞周期进程的调控。为了研究Numb蛋白的功能，研究者对实验组细胞（通过干扰RNA以抑制Numb蛋白的合成）和对照组细胞（不进行处理）中处于各时期的细胞比例进行了统计，结果如表所示。
请据表分析，Numb蛋白的作用可能为：_____。
6.绿茶含有丰富的儿茶素，被认为在延缓细胞衰老中发挥着重要作用。科学家为探索儿茶素的抗衰老机制，以EGCG（一种儿茶素）为研究对象，进行了相关研究。
（1）关于细胞衰老的机制，自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多，会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，例如使细胞呼吸酶的活性________，导致有氧呼吸第三阶段氧不能被有效利用，从而产生更多的________，加速细胞衰老。
（2）儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂，可以中和或防止由氧自由基（ROS）引起的氧化应激反应，从而发挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性，研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4组，利用BHA（常用的抗氧化剂）和EGCG进行相关实验：
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率，结果如图1所示。图中对照组培养在________的培养基中。
②据图推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用的，公众认知可能被颠覆，请说明理由：________。
（3）为验证上述推测，科学家进一步检测了秀丽隐杆线虫的线粒体呼吸酶活性、细胞呼吸强度和ROS含量，结果如图2所示。
EGCG组处理6h后，导致ROS含量升高的原因是________。培养24h及120h后，细胞呼吸强度恢复，ROS水平降低。表明EGCG首先通过短期内升高ROS的含量，从而________氧化应激反应来提高身体的防御能力，然后再通过某种途径降低ROS的含量。
（4）以往的研究表明，ROS的升高会激活体内一种依赖skn基因表达的信号通路。该通路可提高超氧化物歧化酶SOD的含量，进而清除ROS。科学家将skn基因敲除线虫分为两组，一组用EGCG处理，另一组不做处理，检测不同时间的存活率。若实验结果是________，则说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用的。
答案以及解析
1.答案：（1）分生；解离；碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红液）
（2）104
（3）间；细胞坏死
（4）抑制；处理时间的延长；乙草胺的施用浓度和作用时间长短
解析：（1）在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞，切取棉花根尖2~3mm可以获取分生区的细胞。制作根尖细胞有丝分裂临时装片的流程为解离→漂洗→染色→制片，制片前需对根尖进行解离，使组织中的细胞相互分离开来。解离后的根尖经漂洗后用甲紫溶液或醋酸洋红液进行染色，而后可在显微镜下观察。
（2）该种棉花细胞体细胞中有52条染色体，有丝分裂后期，染色体数目加倍，为104条。
（3）细胞在分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，乙草胺主要通过阻碍蛋白质合成而抑制细胞生长和增殖，由此推断乙草胺有可能作用于细胞分裂间期。在种种不利因素的影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡称为细胞坏死。在除草剂乙草胺的作用下，细胞出现染色质受损等现象，最终死亡，该过程属于细胞坏死。
（4）与空白对照组（乙草胺质量浓度为0）相比，实验组中细胞有丝分裂指数减小，说明乙草胺对棉花根尖细胞有丝分裂有抑制作用，且乙草胺质量浓度越大，抑制作用越强。当乙草胺质量浓度固定不变时，这种抑制作用会随处理时间的延长而增强。所以在使用乙草胺除棉田杂草时，要注意乙草胺的施用浓度和作用时间长短。
2.答案：(1)分生；分裂期在细胞周期中所占比例小(或分裂间期在细胞周期中所占比例大)；减少
(2)①中；②每隔24小时(或间隔固定时间)；与对照组相比，随着培养时间延长，细胞分裂指数降低，染色体断片增多
(3)勿随意丢弃含铬的废弃物(或对含铬的废弃物进行适当处理后丢弃
解析： (1)要观察细胞有丝分裂过程，应选择细胞分裂旺盛的分生区细胞进行观察、统计。由于一个细胞周期中分裂期所占比例小(或分裂间期在细胞周期中所占比例大)，因此对照组细胞分裂指数仅约为24‰。据图1分析可知，随着铬离子浓度的升高，细胞分裂指数降低，即处于有丝分裂的细胞数量减少。
(2)①据图2可知，图示细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上，故处于有丝分裂中期。②本实验的目的验证铬离子对细胞增殖的影响还与其处理时长相关，故实验的自变量为有无铬离子和铬离子处理时间，因变量为细胞增殖情况，实验设计应遵循对照原则和单一变量原则。故i应为每隔24小时（或间隔固定时间），进行取材、制片、观察、记录、统计。结合结论可知，本实验的预期结果（ⅱ）应为与对照组相比，随着培养时间延长，细胞分裂指数降低，染色体断片增多。
（3）由于含铬的废弃物处理不当，进入土壤和水体，就会对生物产生危害，因此为了避免铬对生物体细胞增殖等生命活动产生影响，应对含铬的废弃物进行适当处理后丢弃（或勿随意丢弃含铬的废弃物）。
3.答案：（1）细胞的表面积与体积的比值（或细胞的相对表面积）
（2）1：2：2
（3）C→E→D→A→B→F；细胞板；6
（4）前期和末
（5）甲紫溶液
（6）细胞分化
解析：（1）细胞体积越大，细胞的表面积与体积的比值（或细胞的相对表面积）越小，细胞物质运输的效率越低，且细胞生长也受核质比等因素影响，因此，细胞不能无限长大。
（2）图甲中e表示1条染色体中有2条染色单体，每条染色单体中含1个DNA，因此，细胞中的染色体数：染色单体数：核DNA分子数=1：2：2。
（3）图丁中A是细胞分裂后期，B和F都是细胞分裂末期，C是细胞分裂间期，D是细胞分裂中期，E是细胞分裂前期，C→E→D→A→B→F表示一个完整的细胞周期。图丁中结构1的名称是细胞板。由图丁E可知细胞中有6条染色体，因此，若丙、丁两图表示同一种生物的细胞分裂，则图丙中的2n=6。
（4）图乙是动物细胞有丝分裂图，图丁是高等植物细胞有丝分裂图，二者在分裂期的区别主要表现在前期和末期。
（5）在观察有丝分裂实验时，可用甲紫溶液使染色体着色。
（6）完成一次分裂后，细胞的发育方向主要有两种可能，一种是继续完成如图丁所示的过程，使细胞继续增殖，另一种是经过细胞分化形成某种组织、细胞。
4.答案：（1）细胞坏死；缺氧导致脑神经细胞的有氧呼吸受阻，无法为生命活动提供足够的能量，且无氧呼吸产生的乳酸若大量积累，对脑神经细胞有一定的毒害作用
（2）增殖和分化（细胞分化）；相同
（3）正常脑神经细胞；骨髓基质细胞的线粒体转移到了因缺氧而损伤的脑神经细胞中，增加这些脑神经细胞中线粒体的数量，促进细胞有氧呼吸，修复损伤的脑神经细胞的供能机制（合理即可）
解析：（1）细胞调亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，而细胞坏死是由外界不利因素引起的细胞损伤和死亡，脑缺血所导致的神经细胞死亡属于细胞坏死。缺氧导致脑神经细胞的有氧呼吸受阻，无法为生命活动提供足够的能量，同时无氧呼吸会产生乳酸，高浓度的乳酸对细胞有一定的毒害作用。
（2）骨髓基质细胞经过增殖、分化可形成心肌细胞、神经细胞等不同细胞，细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化得到的细胞的核基因和骨髓基质细胞的核基因一般相同。
（3）该实验的目的是验证骨髓基质细胞的线粒体有助于因缺氧损伤的脑神经细胞（A）的供能机制的修复，该实验的自变量是培养基中是否有骨髓基质细胞的线粒体。由此可知，第3组为正常对照组，则培养的①应该是正常脑神经细胞，用于判断另外两组中细胞的代谢水平是否达到了正常。第3组的ATP水平属于正常水平，则第1组神经细胞内ATP水平略高于正常水平；第2组在实验中起对照作用。根据实验结果推测，骨髓基质细胞的线粒体对缺氧受损脑神经细胞的恢复作用的机理可能是：骨髓基质细胞的线粒体转移到了因缺氧而损伤的脑神经细胞中，增加缺氧损伤的脑神经细胞中线粒体的数量，促进细胞有氧呼吸，修复受损的脑神经细胞的供能机制。
5.答案：（1）有丝；复制并均分到子细胞中
（2）核膜通透性的不恰当改变，使分离酶进入细胞核内，水解粘连蛋白，使得姐妹染色单体提前分离，染色体分配混乱（合理即可）
（3）APC在分裂后期将保全素分解，释放分离酶（合理即可）
（4）阻止细胞分裂由G2期进入M期（合理即可）
解析：（1）通过有丝分裂，可将亲代细胞的染色体复制并均分到子细胞中，从而保证亲子代细胞间遗传性状的稳定性。
（2）若核膜的通透性发生不恰当改变，会使分离酶进入细胞核内，提前水解粘连蛋白，则会使姐妹染色单体提前分离，染色体分配混乱，导致核DNA无法平均分配。
（3）由“后期促进复合物（APC）是细胞周期从中期到后期的调控因子”和有丝分裂后期姐妹染色单体分开及题图信息可推知，APC可能在分裂后期将保全素分解，释放分离酶，分离酶分解染色单体之间的粘连蛋白，为染色单体移动到细胞两极做准备。
（4）由题干信息可知，实验组不能合成Numb蛋白，对照组能合成Numb蛋白。与对照组相比，实验组G2期的细胞比例降低，M期的细胞比例升高，推测Numb蛋白作用可能是阻止细胞分裂由G2期进入M期。
6.答案：（1）下降；自由基
（2）不含BHA和EGCG；BHA组和EGCG组的作用效果不同；且同时添加BHA和EGCG后，效果与对照组相似
（3）线粒体呼吸酶活性下降（导致细胞呼吸强度减弱），氧不能被有效利用；提高
（4）实验组和对照组的存活率无显著差异
解析：（2）①题述实验的自变量是抗氧化剂的种类，所以对照组培养在不含BHA和EGCG的培养基中。②BHA是常用的抗氧化剂，但是分析题图可知BHA组和EGCG组的作用效果不同；且同时添加BHA和EGCG后，效果与对照组相似，所以推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用的。
（3）与对照组相比，EGCG组处理6h后，线粒体呼吸酶活性下降，细胞呼吸强度减弱，ROS含量增加，所以EGCG组处理6h后，导致ROS含量升高的原因是线粒体呼吸酶活性下降（导致细胞呼吸强度减弱），氧不能被有效利用。
（4）skn基因敲除线虫中，skn基因表达的信号通路受到抑制，无法提高超氧化物歧化酶SOD的含量，也就不能清除ROS，所以，无论是否用EGCG处理skn基因敲除线虫，存活率基本相同，即实验组和对照组的存活率无显著差异，说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用的。
0
0.5
1.0
2.0
12
9.09
8.13
7.18
5.7
24
9.30
7.38
7.09
4.99
48
9.13
6.66
6.19
4.03
项目组别
对照组
实验组
步骤
1
用蒸馏水将蚕豆培养至胚根1cm左右
2
转入不含铬离子的增养液培养
转入含一定浓度铬离子的培养液培养
3
i：_________进行取材、制片、观察、记录、统计
预测结果
ii：_________
结论
铬离子对细胞增殖的影响与处理时长呈正相关
分组
一组
二组
三组
处理方式
用含骨髓基质细胞线粒体的培养基对A进行培养
用不含骨髓基质细胞线粒体的培养基对A进行培养
用不含骨髓基质细胞线粒体的培养基对①进行培养
实验结果
A内线粒体量增加，ATP水平相对值为1.1
A内线粒体量不变，ATP水平相对值为0.7
细胞内线粒体量不变，ATP水平相对值为1.0
G1期
S期
G2期
M期（分裂期）
实验组
34%
29%
28%
9%
对照组
34%
29%
34%
3%