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课时2　细胞周期同步化、细胞分裂过程中的遗传变异、细胞衰老的学说
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热点 考情
细胞周期调控与细胞增殖的同步化 ①2024·河北卷，14；①2023·重庆卷，14；①2022·浙江1月选考，8
细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 ①2024·山东卷，6、17；②2024·广东卷，9；③2024·浙江6月选考，18；④2024·浙江1月选考，10；①2023·浙江6月选考，17；②2023·湖南卷，9；③2023·浙江1月选考，20；④2023·山东卷，6；①2022·全国乙卷，1；②2022·北京卷，4；③2022·湖北卷，20；④2022·山东卷，8
细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 ①2024·甘肃卷，4；①2023·江苏卷，1；②2023·山东卷，3；①2022·辽宁卷，17；②2022·重庆卷，6；③2022·山东卷，1；④2022·海南卷，2
焦点1　细胞周期同步化与细胞周期的调控
【知识盘查】
实现动物细胞周期同步化的三种方法
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：
假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。
②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。
③除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期，又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7～15 h。
④再加入DNA合成可逆抑制剂，培养适当时间后，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
【曾经这样考】
(2023·重庆卷，14)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定毒副作用，某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示，下列推测正确的是(　　)
注：G1：DNA合成前期　S：DNA合成期　G2：分裂准备期　M：分裂期
A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期
B.试剂K对细胞周期阻滞作用不可逆
C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组凋亡率应最低
D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
答案　C
解析　根据表中Ⅰ、Ⅱ组数据可知，Ⅱ组S期细胞比例明显增多，故试剂K可以将细胞阻滞在S期，A错误；根据表中Ⅱ、Ⅲ组数据可知，去除试剂K后，S期细胞比例大幅下降，G2＋M期细胞数目大幅增多，说明试剂K对细胞周期阻滞作用是可逆的，B错误；用药物甲处理后，Ⅰ组细胞主要处于G1和S期，细胞凋亡率较低，Ⅲ组细胞主要处于G2＋M期，细胞凋亡率较高，说明药物甲主要作用于G2＋M期，促进细胞凋亡，Ⅱ组处于G2＋M期细胞数目最少，凋亡率应最低，C正确；浆细胞已经高度分化，不再分裂，受药物甲的影响较小，造血干细胞分裂旺盛，受药物甲的影响较大，D错误。
【还会这样考】
1.(2024·九省联考安徽卷，4)某种连续分裂的动物细胞，细胞周期如图所示，包括G1期(8 h)、S期(8 h)、G2期(6 h)和M期(2 h)。现有该种细胞若干，为使所有细胞处于细胞周期同一时相，需按如下步骤操作：①在培养液中添加过量TdR(一种DNA合成抑制剂)，培养细胞足够时间；②去除TdR，培养细胞10 h；③再次添加过量TdR，培养细胞足够时间。下列叙述错误的是(　　)
A.操作①后，原处于S期的细胞停滞于S/G2交界处
B.操作①后，原处于M期的细胞停滞于G1/S交界处
C.操作②后，培养液中没有处于S期的细胞
D.操作③后，所有细胞都停滞于G1/S交界处
答案　A
解析　操作①：在培养液中添加过量TdR(一种DNA合成抑制剂)，培养细胞足够时间后，原处于S期细胞被抑制，停滞在S期，A错误；操作①后，原处于M期的细胞沿着细胞周期运转，最后停滞于G1/S交界处，B正确；操作②：去除TdR，培养细胞10 h，使所有被积累在G1/S交界处和停留在S期(8 h)的细胞都通过S期，C正确；操作③：再次添加过量TdR，培养细胞足够时间后，细胞通过G2、M和G1期的运转，最终被阻滞在G1/S交界处，D正确。
2.(2024·重庆一模)细胞周期可分为分裂间期和分裂期，根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。下列相关叙述错误的是(　　)
A.与G1期相比，G2期细胞中染色体数与核DNA数目均不变
B.抑制DNA合成后，检验点2不能通过
C.有丝分裂的意义在于保持亲子代细胞之间遗传的稳定性
D.细胞癌变可能与细胞周期调控异常有关
答案　A
解析　由题意可知，G2期的染色体已经完成复制，与G1期相比，染色体数目不变，核DNA数目加倍，A错误；S期完成DNA的复制，若DNA合成被抑制，则检验点2不能通过，B正确；有丝分裂所产生的子细胞和亲代细胞核遗传物质完全相同，故能保持亲子代细胞之间遗传的稳定性，C正确；当细胞周期调控机制遭到破坏时，可导致正常细胞的分裂失控，并可向癌细胞转化，D正确。
焦点2　细胞分裂过程中的遗传变异分析
【知识盘查】
在近几年高考中，此部分内容主要以选择题的形式考查，命题以综合考查细胞分裂过程中几种常见的变异类型为主。
1.细胞分裂过程中变异类型的推断
[例1] (2022·全国乙卷，1)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)
A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期
C.减数第一次分裂 D.减数第二次分裂
答案　D
解析　在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则A与a基因此时位于同一条染色体的姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是减数第二次分裂的后期，D正确。
借助图形进行分析(以雄性动物为例)
　　
[练1] (2023·湖南长郡中学调研)某个精原细胞在减数分裂过程中一条染色体发生了如图所示的着丝粒横裂(正常为纵裂)。下列叙述正确的是(　　)
A.该过程可能发生在减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ
B.横裂结束后，异常染色体上可能存在等位基因
C.横裂结束后，细胞中染色体数目出现了异常
D.减数分裂结束后，每个细胞中都含有异常染色体
答案　B
解析　减数分裂过程中着丝粒分裂只能发生在减数分裂Ⅱ后期，A错误；如果同源染色体发生了部分片段的互换或基因突变，那么横裂结束后，异常染色体上可能存在等位基因，B正确；横裂结束后，细胞中染色体数目并不会出现异常，C错误；该初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常，一个次级精母细胞减数分裂Ⅱ不正常，最终可能有一半(即两个)细胞内含有异常染色体，D错误。
2.染色体异常个体的成因分析
(1)XXX成因
(2)
(3)XXY成因
[例2] (2024·广东卷，9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是(　　)
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
答案　A
解析　由患儿染色体组成可知，父亲提供的精子中同时存在X染色体和Y染色体，X染色体和Y染色体本应该在减数分裂Ⅰ后期分离，二者未分离而进入同一个精子中，所以导致该患儿染色体异常最可能的原因是精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离，A符合题意。
[练2] (2024·河北唐山调研)一对表型正常的夫妇，生下一个红绿色盲和白化病两病兼患的儿子(图中b是红绿色盲致病基因，a是白化病致病基因)。若不考虑基因突变，该夫妇体内不可能存在的细胞是(　　)
答案　D
解析　由夫妇表型正常，但其儿子红绿色盲和白化病两病兼患(aaXbY)可推知，该夫妇的基因型为AaXBY、AaXBXb。
3.根据配子类型判断变异原因
假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或互换：
[例3] (2023·山东卷，6)减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在—起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是(　　)
A.卵细胞基因组成最多有5种可能
B.若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee
C.若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能
D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能
答案　C
解析　正常情况下，卵细胞的基因型可能为E或e。不考虑减数分裂Ⅰ发生互换，则减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体上的基因为EE或ee，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，卵细胞的基因型可能为EE、ee、_(表示没有相应的基因)，若考虑减数分裂Ⅰ同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，则减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体上的基因为Ee，卵细胞的基因组成还可以是Ee，卵细胞基因组成最多有6种可能，A错误；不考虑其他突变和基因被破坏的情况，若卵细胞为Ee，则减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体基因型为_，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee和_，B错误；若卵细胞为E且第一极体不含E，说明未发生互换，次级卵母细胞的基因组成为EE，第一极体的基因组成为ee，则次级卵母细胞产生的第二极体为E，第一极体产生的第二极体为e或ee、_，C正确；若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，若不发生交换，则第一极体为EE，若发生交换，则第一极体只能是Ee，综合以上，第一极体有Ee和EE两种可能，D错误。
4.细胞分裂中标记染色体去向的分析方法
(1)若两次都是有丝分裂
(注：表示被3H标记的DNA链；表示没有被3H标记的DNA链)
(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
[例4] (2023·浙江1月选考，20)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
答案　D
解析　由图可知，甲细胞为减数第二次分裂前期或中期，此时同源染色体已经分开到不同的细胞，细胞中已经没有同源染色体，A错误；乙为减数第二次分裂后期或末期，此时细胞中也无同源染色体，即不可能同时有X和Y染色体，而是有2条X或2条Y染色体，B错误；乙时期细胞着丝粒已经分开，无染色单体，C错误；因A和a发生了互换，减数分裂产生的4个精细胞基因型为：AXD、aXD、AY、aY，D正确。
焦点3　细胞衰老的两种学说、铁死亡与细胞焦亡
【知识盘查】
1.细胞衰老的原因
2.铁死亡与细胞焦亡
(1)铁死亡
铁死亡是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是在二价铁或酯氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡。
细胞形态方面，铁死亡会导致细胞线粒体变小，膜密度增高，嵴减少。细胞核中形态变化不明显，核体积正常且无核浓缩现象。
(2)细胞焦亡
细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式，其特征为依赖于炎性半胱天冬酶，并伴有大量促炎症因子的释放。电镜下，可以清楚地看到在细胞膜破裂前，焦亡的细胞形成大量小泡，即焦亡小体。之后细胞膜上会形成孔隙，细胞膜破裂，内容物流出。
因此，细胞焦亡使细胞膜的通透性改变，会引发炎症反应，与细胞内基因的表达调控有关，但细胞核遗传物质未发生改变。
【曾经这样考】
1.(2024·山东卷，2)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是(　　)
A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B.转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变
C.该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大
D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
答案　C
解析　巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞，该过程需要细胞呼吸提供能量，A正确；载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变，B正确；由题意可知，心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱，即该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率减小，C错误；溶酶体是细胞内的“消化车间”，内部含有多种水解酶，巨噬细胞中的溶酶体能分解被吞噬的死亡细胞，D正确。
2.(2023·山东卷，3)研究发现，病原体侵入细胞后，细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(　　)
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
答案　B
解析　蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的，A正确；根据题干信息“细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡”，说明了蛋白酶L影响细胞焦亡，所以如果敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡，B错误；细胞焦亡后，病原体被释放，可以被体内的巨噬细胞吞噬消化，C正确；细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化，D正确。
3.(2022·辽宁卷17改编)Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2＋形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2＋过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列叙述错误的是(　　)
注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式。
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B.运铁蛋白结合与释放Fe3＋的环境pH不同
C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D.运铁蛋白携带Fe3＋进入细胞不需要消耗能量
答案　D
解析　铁死亡为细胞发生的铁依赖的程序性死亡，铁死亡和细胞自噬都受基因调控，A正确；运铁蛋白结合Fe3＋发生在细胞外液中，pH为7.35～7.45，运铁蛋白释放Fe3＋发生在晚期内体中，pH为5.0，B正确；细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，细胞膜的流动性与构成膜的脂质分子有关，故细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低，C正确；运铁蛋白携带Fe3＋通过胞吞方式进入细胞，该过程需要消耗能量，D错误。
【还会这样考】
1.(2024·重庆一中模拟)Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，经一系列过程最终以Fe2＋的形式进入细胞质基质。若细胞内Fe2＋积累过多，关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)活性受到抑制，细胞的抗氧化能力下降，活性氧(ROs)大量堆积，从而引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为“铁死亡”。下列叙述错误的是(　　)
A.Fe3＋进入细胞依赖于细胞膜的识别功能和流动性
B.抑制GPx4的活性有利于延缓细胞凋亡
C.ROs的自由基可攻击生物膜产生更多的自由基
D.细胞“铁死亡”过程中存在凋亡基因的表达
答案　B
解析　Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，即以胞吞的方式进入细胞，所以此过程依赖于细胞膜表面受体的识别和结合以及细胞膜的流动性，A正确；若抑制GPx4的活性，则细胞的抗氧化能力下降，活性氧大量堆积导致细胞凋亡，B错误；自由基可攻击生物膜的磷脂，产生更多的自由基，C正确；“铁死亡”是铁依赖的程序性死亡，属于细胞凋亡，所以存在凋亡基因的表达，D正确。
2.(2024·江淮十校联考)研究表明雌性蜥蜴在繁殖期承受压力会缩短其后代的端粒，从而缩短后代的寿命。某科研机构为探究其机理，将生理状况相同的处于繁殖期雌性蜥蜴随机均分成两组，第一组做皮质酮(固醇类激素)处理，第二组不接受皮质酮处理，结果发现第一组后代的端粒比第二组短20%以上。下列相关描述错误的是(　　)
A.可用PCR技术和凝胶电泳测量端粒DNA的长度
B.端粒是指染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体
C.繁殖期雌性蜥蜴受到捕食者攻击时体内可能会产生更多皮质酮
D.实验表明繁殖期雌性蜥蜴端粒长度会受到皮质酮影响进而缩短后代寿命
答案　D
解析　端粒含特殊序列的DNA，所以可用PCR扩增特定序列后，用凝胶电泳检测核酸序列的长度，A正确；端粒是指染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，B正确；繁殖期雌性蜥蜴经过皮质酮处理后，后代端粒缩短，说明雌性蜥蜴在繁殖期承受压力后可能会产生更多皮质酮，进而缩短其后代的端粒，缩短后代寿命，而不是缩短雌性蜥蜴端粒长度，C正确，D错误。
3.(2024·河北邯郸一模)细胞焦亡是近年来人们发现的一种新的细胞程序性死亡方式，由机体受到病理性刺激而产生，表现为细胞不断涨大直至破裂，细胞内容物溢出后可促进白细胞介素的释放，加重炎症反应。下列说法错误的是(　　)
A.人类胚胎发育过程中尾部的消失属于细胞凋亡
B.细胞焦亡过程中，细胞膜的通透性会发生变化
C.细胞凋亡和细胞焦亡都与细胞内基因的表达调控有关
D.细胞焦亡过程中，细胞的核遗传物质发生了改变
答案　D
解析　细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程，人类胚胎发育过程中尾部的消失属于细胞凋亡，A正确：细胞焦亡过程中细胞不断涨大直至破裂，细胞膜的通透性会发生变化，B正确；细胞凋亡和细胞焦亡都是一种细胞程序性死亡方式，都与细胞内基因的表达调控有关，C正确；细胞焦亡属于细胞程序性死亡，细胞的核遗传物质没有发生改变，D错误。
4.(2024·湖南岳阳市模拟)端粒学说认为，端粒是位于染色体末端的一种结构，正常细胞染色体端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一部分，从而抑制细胞分裂、加快细胞衰老；而端粒酶能以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸，进而修复缩短的端粒。下列相关叙述错误的是(　　)
A.端粒和端粒酶的化学本质不完全相同
B.正常细胞端粒酶的活性小于癌细胞端粒酶的活性
C.端粒酶修复端粒主要发生在细胞周期的分裂间期
D.适当提高端粒酶的活性能抑制肿瘤细胞的增殖
答案　D
解析　端粒的主要成分是DNA和蛋白质，端粒酶的主要成分是RNA和蛋白质，两者的化学本质不完全相同，A正确；正常细胞的端粒酶活性低，每次细胞分裂后端粒会缩短一部分，缩短的端粒难以修复，从而抑制细胞分裂，癌细胞的端粒酶活性高，缩短的端粒被快速修复，能无限增殖，B正确；端粒酶修复端粒发生了逆转录过程，此时DNA需要解旋，因此主要发生在细胞周期的分裂间期，C正确；肿瘤细胞端粒酶活性高，缩短的端粒被快速修复，能无限增殖，抑制其端粒酶的活性能抑制端粒酶对端粒的修复，从而抑制肿瘤细胞的分裂，D错误。
限时练8　细胞周期同步化、细胞分裂过程中的遗传变异、细胞衰老的学说
(时间：30分钟　分值：50分)
【精准强化】
焦点1　细胞周期同步化与细胞周期的调控
1.(2024·山东烟台调研)科学家把整个细胞群体处于细胞周期同一时期的现象称为细胞周期同步化。昆虫产下一批卵后同时受精，会出现所有受精卵同时卵裂的现象，这是一种自然同步化；通过人工选择或诱导可使受精卵细胞都停在分裂中期，这是一种人工同步化。下列叙述正确的是(　　)
A.连续分裂的细胞，从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一次有丝分裂
B.根据裂殖酵母不同时期细胞体积和重量不同，采用离心法分离出处于某一时期的细胞，这是一种自然同步化
C.将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，可让所有细胞都停留在G1期与S期交界处
D.细胞周期同步化后更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素
答案　D
解析　细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程，A错误；根据裂殖酵母不同时期细胞体积和重量不同，采用离心法分离出处于某一时期的细胞，是通过人工选择处于某一时期的细胞，这是一种人工同步化，B错误；将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，处于S期的细胞立刻被抑制，处于G1期的细胞停留在G1期与S期交界处，S期后的细胞经过一次有丝分裂后，再分裂时会停留在G1期与S期交界处，C错误；细胞周期同步化后使细胞处于同一时期，更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素，D正确。
2.(2024·湖南雅礼中学调研)细胞周期的分裂间期包括G1期(主要合成RNA和核糖体)、S期(DNA复制时期)和G2期(DNA复制后期，大量合成RNA及蛋白质)，M期为分裂期。P38蛋白在细胞周期的调节中起着重要作用，科学家研究了P38抑制剂(P38i)和核糖体翻译功能的抑制剂茴香霉素(AMS)对细胞周期的作用，如图所示。下列推测合理的是(　　)
A.P38i能够使细胞阻滞在G2期
B.P38i能拮抗AMS对细胞周期的影响
C.AMS促使M期细胞正常进行细胞分裂
D.AMS需要进入细胞核内发挥作用
答案　B
解析　据图可知，与对照组相比，加入P38i组的G1期和G2/M期细胞数量几乎没发生变化，故不能说明P38i能够使细胞阻滞在G2期，A错误；据图可知，与单独添加AMS组相比，同时添加AMS与P38i组的G1期细胞数量增多，可说明P38i能拮抗AMS对细胞周期的影响，B正确；AMS抑制了核糖体的翻译功能，主要影响了G2期的进行，不能促使M期细胞正常进行细胞分裂，C错误；AMS抑制了核糖体的翻译功能，翻译过程在细胞质中进行，所以AMS需要在细胞质内发挥作用，D错误。
3.(2024·河北石家庄调研)CDK－cyclin复合体是由细胞周期蛋白(cyclin，有多种类型)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK，有多种类型)组成的，该复合体可以调控细胞周期内相邻时期之间的转换。下列叙述正确的是(　　)
A.cyclin和CDK在核糖体上合成后，即具有生物活性
B.调控前期转换成中期与中期转换成后期的CDK－cyclin复合体一定相同
C.抑制cyclin和CDK的结合，不会引起细胞内ATP的大量积累
D.不同CDK的功能不同，根本原因在于氨基酸的排列顺序不同
答案　C
解析　cyclin和CDK在核糖体上合成后没有生物活性，二者组成复合体后才具有生物活性，A错误；根据题干信息可知，cyclin和CDK都有多种类型，由二者组成的CDK－cyclin复合体也应该有多种类型，因此调控前期转换成中期与中期转换成后期的CDK－cyclin复合体不一定相同，B错误；细胞内ATP的含量少而稳定，C正确；不同CDK的功能不同，根本原因在于基因的碱基排列顺序不同，D错误。
焦点2　细胞分裂过程中的遗传变异分析
4.(2023·江苏卷，8)由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病，患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是(　　)
A.病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B.通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
C.患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D.降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
答案　C
解析　唐氏综合征的发病与母亲的年龄密切相关，病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时第21号染色体不分离，A正确；染色体变异可以通过观察染色体组型进行产前诊断，B正确；唐氏综合征患者减数分裂时出现联会紊乱，但仍能形成一定比例的可育配子，C错误；由题意可知，唐氏综合征患者常伴有自身免疫病，因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状，D正确。
5.(2024·山东省实验中学高三押题)某二倍体高等动物(2n＝4)的一个基因型为AaBbCc的精原细胞(全部DNA被32P标记)在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再减数分裂形成如图所示的1个细胞，图中仅标明部分基因。不考虑图示以外的其他变异，下列叙述正确的是(　　)
A.该细胞的核DNA分子数为6个
B.形成该细胞的过程发生了基因突变
C.该细胞的核DNA分子含32P的有4个、5个或6个
D.该细胞分裂形成的精子基因型为BbC、Aac、aBC、Abc 4种
答案　D
解析　该细胞中有4条染色体，8个核DNA分子，A错误；由图可知，细胞中非同源染色体发生片段交换属于染色体变异中的易位，B错误；一个精原细胞(DNA被32P全部标记)在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再减数分裂，所以DNA复制两次，根据DNA半保留复制的特点，减数分裂染色体复制后有一半染色单体被标记，图示细胞由于发生了易位，不清楚交换片段的DNA标记情况，所以该细胞的核DNA分子含32P的有4个或5个，C错误；由图可知，该细胞的子细胞为abBBCC和AAabcc，所以该细胞分裂形成的精子基因型为BbC、Aac、aBC、Abc 4种，D正确。
6.(2024·广东惠州调研)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞分裂两次后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是(　　)
A.若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N
B.若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA数为N/2
C.若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中可能会发生基因重组
D.若子细胞中有的染色体不含3H，则细胞分裂过程中发生了同源染色体分离
答案　C
解析　若进行有丝分裂，则细胞中DNA复制两次，第二次分裂形成的子细胞中含3H的染色体数为0～2N不等；若进行减数分裂，则DNA只复制一次，子细胞中所有DNA均含3H，故A、B、D错误。
焦点3　细胞衰老的两种学说、铁死亡与细胞焦亡
7.(2024·湖南长郡中学联考)“铁死亡”是一种铁依赖的程序性死亡，其本质为细胞内亚铁离子含量增多引发膜脂质过氧化物大量积累，破坏膜结构的完整性及部分生物大分子导致细胞死亡。下列叙述正确的是(　　)
A.“铁死亡”与细胞凋亡类似，均属于由遗传机制决定的细胞坏死
B.巨噬细胞吞噬衰老的红细胞释放亚铁离子，可实现铁元素的循环利用
C.膜脂质过氧化物大量积累后，会增强生物膜的流动性
D.与细胞自噬不同，“铁死亡”不利于生物体稳态的维持
答案　B
解析　细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式，细胞凋亡属于由遗传机制决定的细胞程序性死亡，但不等同于细胞坏死，A错误；红细胞中血红蛋白含有亚铁离子，巨噬细胞将衰老的红细胞吞噬后可释放亚铁离子，进而实现铁元素的循环利用，B正确；“铁死亡”导致膜脂质过氧化物大量积累，会降低生物膜的流动性，C错误；通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，“铁死亡”是一种新型的程序性死亡，细胞自噬和“铁死亡”均有利于维持生物体稳态，D错误。
8.(2024·新未来联考)细胞衰老的过程是细胞生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。下列关于细胞衰老的叙述，正确的是(　　)
A.哺乳动物衰老的红细胞体积变小，其染色质收缩，染色加深
B.“高堂明镜悲白发”中的白发是由黑色素细胞中的酪氨酸酶活性降低所致
C.端粒随着细胞分裂次数的增加而变长，使新陈代谢加快而导致细胞衰老
D.自由基学说认为自由基通过攻击磷脂直接导致核糖体损伤而使细胞衰老
答案　B
解析　哺乳动物衰老的红细胞无染色质，A错误；白发是由黑色素细胞中的酪氨酸酶活性降低所致，B正确；端粒的实质是DNA—蛋白质复合物，其随着细胞分裂次数的增加而变短，使细胞活动趋于异常而衰老，C错误；自由基学说认为自由基会攻击磷脂，磷脂是生物膜的组成成分，但核糖体不具有膜结构，D错误。
【综合提升】
9.(2024·辽宁沈阳重点高中联考)如图为某昆虫(2N＝8)体内一个减数分裂Ⅰ后期细胞的局部示意图(图中只显示其中2条染色体)，细胞另一极的结构未绘出，已知该昆虫的基因型为GgXEY(只考虑一次变异)，下列叙述正确的是(　　)
A.图示完整细胞内应有8条染色单体
B.图示细胞的子细胞染色体和DNA数均减半
C.图示细胞经过分裂能得到3种或4种配子
D.图示细胞为次级精母细胞，应进行均等分裂
答案　C
解析　该昆虫细胞中含有8条染色体，图示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，完整细胞内应有8条染色体，即有16条染色单体，A错误；该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，所以分裂产生的子细胞中染色体和核DNA数均减半，但细胞质中的DNA分配情况未知，B错误；图示细胞处于减数分裂I后期，G、g在同一条染色体上，经过分裂能得到3种(发生基因突变)或4种(发生互换)配子，C正确；根据该动物的基因型GgXEY可知该动物的性别为雄性，则该细胞为初级精母细胞，D错误。
10.(2024·山东菏泽联考)将果蝇的精原细胞(2N＝8)的所有染色体DNA链都用放射性同位素32P标记，再置于含31P的培养液中培养。实验期间收集细胞甲、乙、丙、丁，统计样本放射性标记的染色体数和核DNA数，不考虑突变及互换，根据表格情况分析，下列叙述正确的是(　　)
细胞 32P标记染色体数 32P标记DNA数
甲 8 16
乙 8 8
丙 4 8
丁 6 6
A.细胞甲可能处于第二次有丝分裂中期
B.细胞乙可能处于减数分裂Ⅱ中期
C.细胞丙可能处于有丝分裂后的减数分裂Ⅰ后期
D.细胞丁可能处于第三次有丝分裂后期
答案　D
解析　第一次有丝分裂结束后，每条染色体上的DNA都是一条链有标记、一条链没有标记，在进行到第二次有丝分裂的中期时，每条染色体上有2个DNA分子，但只有一个DNA分子有标记，此时32P标记DNA数与32P标记染色体数是相等的，都为8，A错误；减数分裂过程中DNA只复制了一次，则减数分裂Ⅱ中期每条染色体上的2个DNA分子都被标记，32P标记DNA数是32P标记染色体数的2倍，且减数分裂Ⅱ中期染色体数目为4条，B错误；第一次有丝分裂结束后，每条染色体上的DNA都是一条链有标记、一条链没有标记，再进行到减数分裂，DNA又复制一次，每条染色体上只有一个DNA分子有标记，则减数分裂Ⅰ后期，32P标记DNA数与32P标记染色体数是相等的，C错误；第二次有丝分裂结束后，每个子细胞中标记的染色体数目情况多样，可在0～8条之间，可能6条标记的染色体进入同一个子细胞，则该细胞进行到第三次有丝分裂后期时，32P标记染色体数和32P标记DNA数都为6，D正确。
11.(2024·湖北新高考联考协作体测试改编)“花有重开日，人无再少年。”人体衰老是一种自然规律。有学者研究秀丽隐杆线虫发现，基因可以影响细胞衰老及寿命，该虫age－1单基因突变，平均寿命可提高65%，最大提高110%。age－1突变型有较强的抗氧化酶(具有将体内形成的过氧化物转换为毒害较低或无害的物质的功效)活性。下列有关叙述正确的是(　　)
A.age－1基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B.age－1突变型可能通过减少自由基的产生来减缓衰老
C.只有在辐射以及有害物质入侵时才会刺激细胞产生自由基
D.衰老细胞中全部基因的表达受阻，新陈代谢减弱
答案　B
解析　由age－1突变型有较强的抗氧化酶活性可知，age－1基因可能通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，A错误；根据自由基学说可知，自由基的产生可使细胞衰老，而age－1突变型有较强的抗氧化酶活性，可减缓细胞衰老，提高寿命，因此age－1突变型可能通过减少自由基的产生来减缓衰老，B正确；在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基，C错误；衰老细胞中部分基因的表达受阻，新陈代谢减弱，D错误。
12.(2024·湖北卷，13)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
答案　A
解析　细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知，芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽，A错误；由图2可知，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数，而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命，B正确；芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖，无性繁殖不会改变染色体的数目，C正确；一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，因此该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路，D正确。课时2　细胞周期同步化、细胞分裂过程中的遗传变异、细胞衰老的学说
考情速览
热点 考情
细胞周期调控与细胞增殖的同步化 ①2024·河北卷，14；①2023·重庆卷，14；①2022·浙江1月选考，8
细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 ①2024·山东卷，6、17；②2024·广东卷，9；③2024·浙江6月选考，18；④2024·浙江1月选考，10；①2023·浙江6月选考，17；②2023·湖南卷，9；③2023·浙江1月选考，20；④2023·山东卷，6；①2022·全国乙卷，1；②2022·北京卷，4；③2022·湖北卷，20；④2022·山东卷，8
细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 ①2024·甘肃卷，4；①2023·江苏卷，1；②2023·山东卷，3；①2022·辽宁卷，17；②2022·重庆卷，6；③2022·山东卷，1；④2022·海南卷，2
焦点1　细胞周期同步化与细胞周期的调控
【知识盘查】
实现动物细胞周期同步化的三种方法
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：
假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。
②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。
③除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期，又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7～15 h。
④再加入DNA合成可逆抑制剂，培养适当时间后，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
【曾经这样考】
(2023·重庆卷，14)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定毒副作用，某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示，下列推测正确的是(　　)
注：G1：DNA合成前期　S：DNA合成期　G2：分裂准备期　M：分裂期
A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期
B.试剂K对细胞周期阻滞作用不可逆
C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组凋亡率应最低
D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
【还会这样考】
1.(2024·九省联考安徽卷，4)某种连续分裂的动物细胞，细胞周期如图所示，包括G1期(8 h)、S期(8 h)、G2期(6 h)和M期(2 h)。现有该种细胞若干，为使所有细胞处于细胞周期同一时相，需按如下步骤操作：①在培养液中添加过量TdR(一种DNA合成抑制剂)，培养细胞足够时间；②去除TdR，培养细胞10 h；③再次添加过量TdR，培养细胞足够时间。下列叙述错误的是(　　)
A.操作①后，原处于S期的细胞停滞于S/G2交界处
B.操作①后，原处于M期的细胞停滞于G1/S交界处
C.操作②后，培养液中没有处于S期的细胞
D.操作③后，所有细胞都停滞于G1/S交界处
2.(2024·重庆一模)细胞周期可分为分裂间期和分裂期，根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。下列相关叙述错误的是(　　)
A.与G1期相比，G2期细胞中染色体数与核DNA数目均不变
B.抑制DNA合成后，检验点2不能通过
C.有丝分裂的意义在于保持亲子代细胞之间遗传的稳定性
D.细胞癌变可能与细胞周期调控异常有关
焦点2　细胞分裂过程中的遗传变异分析
【知识盘查】
在近几年高考中，此部分内容主要以选择题的形式考查，命题以综合考查细胞分裂过程中几种常见的变异类型为主。
1.细胞分裂过程中变异类型的推断
[例1] (2022·全国乙卷，1)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)
A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期
C.减数第一次分裂 D.减数第二次分裂
借助图形进行分析(以雄性动物为例)
　　
[练1] (2023·湖南长郡中学调研)某个精原细胞在减数分裂过程中一条染色体发生了如图所示的着丝粒横裂(正常为纵裂)。下列叙述正确的是(　　)
A.该过程可能发生在减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ
B.横裂结束后，异常染色体上可能存在等位基因
C.横裂结束后，细胞中染色体数目出现了异常
D.减数分裂结束后，每个细胞中都含有异常染色体
2.染色体异常个体的成因分析
(1)XXX成因
(2)
(3)XXY成因
[例2] (2024·广东卷，9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是(　　)
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
[练2] (2024·河北唐山调研)一对表型正常的夫妇，生下一个红绿色盲和白化病两病兼患的儿子(图中b是红绿色盲致病基因，a是白化病致病基因)。若不考虑基因突变，该夫妇体内不可能存在的细胞是(　　)
3.根据配子类型判断变异原因
假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或互换：
[例3] (2023·山东卷，6)减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在—起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是(　　)
A.卵细胞基因组成最多有5种可能
B.若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee
C.若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能
D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能
4.细胞分裂中标记染色体去向的分析方法
(1)若两次都是有丝分裂
(注：表示被3H标记的DNA链；表示没有被3H标记的DNA链)
(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
[例4] (2023·浙江1月选考，20)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
焦点3　细胞衰老的两种学说、铁死亡与细胞焦亡
【知识盘查】
1.细胞衰老的原因
2.铁死亡与细胞焦亡
(1)铁死亡
铁死亡是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是在二价铁或酯氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡。
细胞形态方面，铁死亡会导致细胞线粒体变小，膜密度增高，嵴减少。细胞核中形态变化不明显，核体积正常且无核浓缩现象。
(2)细胞焦亡
细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式，其特征为依赖于炎性半胱天冬酶，并伴有大量促炎症因子的释放。电镜下，可以清楚地看到在细胞膜破裂前，焦亡的细胞形成大量小泡，即焦亡小体。之后细胞膜上会形成孔隙，细胞膜破裂，内容物流出。
因此，细胞焦亡使细胞膜的通透性改变，会引发炎症反应，与细胞内基因的表达调控有关，但细胞核遗传物质未发生改变。
【曾经这样考】
1.(2024·山东卷，2)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是(　　)
A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B.转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变
C.该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大
D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
2.(2023·山东卷，3)研究发现，病原体侵入细胞后，细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(　　)
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
3.(2022·辽宁卷17改编)Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2＋形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2＋过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列叙述错误的是(　　)
注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式。
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B.运铁蛋白结合与释放Fe3＋的环境pH不同
C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D.运铁蛋白携带Fe3＋进入细胞不需要消耗能量
【还会这样考】
1.(2024·重庆一中模拟)Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，经一系列过程最终以Fe2＋的形式进入细胞质基质。若细胞内Fe2＋积累过多，关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)活性受到抑制，细胞的抗氧化能力下降，活性氧(ROs)大量堆积，从而引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为“铁死亡”。下列叙述错误的是(　　)
A.Fe3＋进入细胞依赖于细胞膜的识别功能和流动性
B.抑制GPx4的活性有利于延缓细胞凋亡
C.ROs的自由基可攻击生物膜产生更多的自由基
D.细胞“铁死亡”过程中存在凋亡基因的表达
2.(2024·江淮十校联考)研究表明雌性蜥蜴在繁殖期承受压力会缩短其后代的端粒，从而缩短后代的寿命。某科研机构为探究其机理，将生理状况相同的处于繁殖期雌性蜥蜴随机均分成两组，第一组做皮质酮(固醇类激素)处理，第二组不接受皮质酮处理，结果发现第一组后代的端粒比第二组短20%以上。下列相关描述错误的是(　　)
A.可用PCR技术和凝胶电泳测量端粒DNA的长度
B.端粒是指染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体
C.繁殖期雌性蜥蜴受到捕食者攻击时体内可能会产生更多皮质酮
D.实验表明繁殖期雌性蜥蜴端粒长度会受到皮质酮影响进而缩短后代寿命
3.(2024·河北邯郸一模)细胞焦亡是近年来人们发现的一种新的细胞程序性死亡方式，由机体受到病理性刺激而产生，表现为细胞不断涨大直至破裂，细胞内容物溢出后可促进白细胞介素的释放，加重炎症反应。下列说法错误的是(　　)
A.人类胚胎发育过程中尾部的消失属于细胞凋亡
B.细胞焦亡过程中，细胞膜的通透性会发生变化
C.细胞凋亡和细胞焦亡都与细胞内基因的表达调控有关
D.细胞焦亡过程中，细胞的核遗传物质发生了改变
4.(2024·湖南岳阳市模拟)端粒学说认为，端粒是位于染色体末端的一种结构，正常细胞染色体端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一部分，从而抑制细胞分裂、加快细胞衰老；而端粒酶能以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸，进而修复缩短的端粒。下列相关叙述错误的是(　　)
A.端粒和端粒酶的化学本质不完全相同
B.正常细胞端粒酶的活性小于癌细胞端粒酶的活性
C.端粒酶修复端粒主要发生在细胞周期的分裂间期
D.适当提高端粒酶的活性能抑制肿瘤细胞的增殖
限时练8　细胞周期同步化、细胞分裂过程中的遗传变异、细胞衰老的学说
(时间：30分钟　分值：50分)
选择题：第1～2题，每小题5分，3～12题，每小题4分，共50分。
【精准强化】
焦点1　细胞周期同步化与细胞周期的调控
1.(2024·山东烟台调研)科学家把整个细胞群体处于细胞周期同一时期的现象称为细胞周期同步化。昆虫产下一批卵后同时受精，会出现所有受精卵同时卵裂的现象，这是一种自然同步化；通过人工选择或诱导可使受精卵细胞都停在分裂中期，这是一种人工同步化。下列叙述正确的是(　　)
连续分裂的细胞，从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一次有丝分裂
根据裂殖酵母不同时期细胞体积和重量不同，采用离心法分离出处于某一时期的细胞，这是一种自然同步化
将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，可让所有细胞都停留在G1期与S期交界处
细胞周期同步化后更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素
2.(2024·湖南雅礼中学调研)细胞周期的分裂间期包括G1期(主要合成RNA和核糖体)、S期(DNA复制时期)和G2期(DNA复制后期，大量合成RNA及蛋白质)，M期为分裂期。P38蛋白在细胞周期的调节中起着重要作用，科学家研究了P38抑制剂(P38i)和核糖体翻译功能的抑制剂茴香霉素(AMS)对细胞周期的作用，如图所示。下列推测合理的是(　　)
P38i能够使细胞阻滞在G2期
P38i能拮抗AMS对细胞周期的影响
AMS促使M期细胞正常进行细胞分裂
AMS需要进入细胞核内发挥作用
3.(2024·河北石家庄调研)CDK－cyclin复合体是由细胞周期蛋白(cyclin，有多种类型)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK，有多种类型)组成的，该复合体可以调控细胞周期内相邻时期之间的转换。下列叙述正确的是(　　)
cyclin和CDK在核糖体上合成后，即具有生物活性
调控前期转换成中期与中期转换成后期的CDK－cyclin复合体一定相同
抑制cyclin和CDK的结合，不会引起细胞内ATP的大量积累
不同CDK的功能不同，根本原因在于氨基酸的排列顺序不同
焦点2　细胞分裂过程中的遗传变异分析
4.(2023·江苏卷，8)由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病，患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是(　　)
病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
5.(2024·山东省实验中学高三押题)某二倍体高等动物(2n＝4)的一个基因型为AaBbCc的精原细胞(全部DNA被32P标记)在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再减数分裂形成如图所示的1个细胞，图中仅标明部分基因。不考虑图示以外的其他变异，下列叙述正确的是(　　)
该细胞的核DNA分子数为6个
形成该细胞的过程发生了基因突变
该细胞的核DNA分子含32P的有4个、5个或6个
该细胞分裂形成的精子基因型为BbC、Aac、aBC、Abc 4种
6.(2024·广东惠州调研)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞分裂两次后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是(　　)
若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N
若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA数为N/2
若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中可能会发生基因重组
若子细胞中有的染色体不含3H，则细胞分裂过程中发生了同源染色体分离
焦点3　细胞衰老的两种学说、铁死亡与细胞焦亡
7.(2024·湖南长郡中学联考)“铁死亡”是一种铁依赖的程序性死亡，其本质为细胞内亚铁离子含量增多引发膜脂质过氧化物大量积累，破坏膜结构的完整性及部分生物大分子导致细胞死亡。下列叙述正确的是(　　)
“铁死亡”与细胞凋亡类似，均属于由遗传机制决定的细胞坏死
巨噬细胞吞噬衰老的红细胞释放亚铁离子，可实现铁元素的循环利用
膜脂质过氧化物大量积累后，会增强生物膜的流动性
与细胞自噬不同，“铁死亡”不利于生物体稳态的维持
8.(2024·新未来联考)细胞衰老的过程是细胞生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。下列关于细胞衰老的叙述，正确的是(　　)
哺乳动物衰老的红细胞体积变小，其染色质收缩，染色加深
“高堂明镜悲白发”中的白发是由黑色素细胞中的酪氨酸酶活性降低所致
端粒随着细胞分裂次数的增加而变长，使新陈代谢加快而导致细胞衰老
自由基学说认为自由基通过攻击磷脂直接导致核糖体损伤而使细胞衰老
【综合提升】
9.(2024·辽宁沈阳重点高中联考)如图为某昆虫(2N＝8)体内一个减数分裂Ⅰ后期细胞的局部示意图(图中只显示其中2条染色体)，细胞另一极的结构未绘出，已知该昆虫的基因型为GgXEY(只考虑一次变异)，下列叙述正确的是(　　)
图示完整细胞内应有8条染色单体
图示细胞的子细胞染色体和DNA数均减半
图示细胞经过分裂能得到3种或4种配子
图示细胞为次级精母细胞，应进行均等分裂
10.(2024·山东菏泽联考)将果蝇的精原细胞(2N＝8)的所有染色体DNA链都用放射性同位素32P标记，再置于含31P的培养液中培养。实验期间收集细胞甲、乙、丙、丁，统计样本放射性标记的染色体数和核DNA数，不考虑突变及互换，根据表格情况分析，下列叙述正确的是(　　)
细胞 32P标记染色体数 32P标记DNA数
甲 8 16
乙 8 8
丙 4 8
丁 6 6
细胞甲可能处于第二次有丝分裂中期
细胞乙可能处于减数分裂Ⅱ中期
细胞丙可能处于有丝分裂后的减数分裂Ⅰ后期
细胞丁可能处于第三次有丝分裂后期
11.(2024·湖北新高考联考协作体测试改编)“花有重开日，人无再少年。”人体衰老是一种自然规律。有学者研究秀丽隐杆线虫发现，基因可以影响细胞衰老及寿命，该虫age－1单基因突变，平均寿命可提高65%，最大提高110%。age－1突变型有较强的抗氧化酶(具有将体内形成的过氧化物转换为毒害较低或无害的物质的功效)活性。下列有关叙述正确的是(　　)
age－1基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
age－1突变型可能通过减少自由基的产生来减缓衰老
只有在辐射以及有害物质入侵时才会刺激细胞产生自由基
衰老细胞中全部基因的表达受阻，新陈代谢减弱
12.(2024·湖北卷，13)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路

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