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(共67张PPT)
[课标要求]　1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。2.活动：制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片，或观察其永久装片。
1.细胞增殖
有丝
减数
物质准备
生长、
发育、繁殖、遗传
2.细胞周期
(1)模式图
连续分裂
下一次分裂完成
DNA分子的复制
生长
蛋白质
蛋白质
(2)细胞周期4种常用表示方法
a→b→a
A→G
S期
分裂期
①细胞周期必须是分裂前的间期在前，分裂期在后，不能颠倒。②只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期，进行减数分裂的细胞没有细胞周期。③G1期与G2期的区别是G1期合成的RNA和有关蛋白质大多是与DNA复制有关的，如解旋酶、DNA聚合酶、组成染色体的蛋白质等；而G2期合成的RNA和有关蛋白质大多是与分裂期有关的，如微管蛋白，以形成纺锤丝等结构。
×
(1)(2022·天津卷)秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期。( )
(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。( )
(3)(必修1 P111“正文”)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期。( )
(4)酵母菌和醋酸菌均以有丝分裂的方式进行增殖。( )
×
×
×
考向1　细胞周期的概念和表示方法
1.(2026·陕西西安模拟)细胞周期包括分裂前的间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，如图1；细胞增殖过程中核DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的核DNA含量，可分析其所处的细胞周期。根据细胞核DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株分为三组，每组的细胞数目如图2。据图分析，下列说法错误的是(　　)
D
A.分裂前的间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与
B.染色体的着丝粒分裂发生在图1中的M期
C.图2中的乙存在于图1中的S期
D.将细胞周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数减少
解析　分裂前的间期进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成，核糖体是蛋白质的合成场所，A正确；染色体的着丝粒分裂发生在细胞分裂后期，所属时期为图1中的M期，B正确；图2中乙组细胞的核DNA含量为2C～4C，则乙组细胞均为S期细胞，C正确；将细胞周期阻断在核DNA复制前会导致核DNA含量为2C的G1期细胞增多，即图2中甲组细胞数增多，D错误。
常和细胞周期联系的5个“热点”
考向2　细胞周期调控和同步化
2.某植物细胞的细胞周期可分为DNA合成前期(G1期，时长5小时)、DNA合成期(S期，时长7小时)、DNA合成后期(G2期，时长3小时)、分裂期(M期，时长7小时)四个连续的时期。TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中抑制DNA合成，用于诱导细胞周期同步化，洗脱TdR后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化，进行了以下操作：①在含高浓度TdR培养基中培养至少7小时，洗脱TdR；②在含高浓度TdR培养基中培养至少15小时，洗脱TdR；③在普通培养基中培养7～15小时；④在普通培养基中培养至少15小时。下列操作顺序能实现实验目的的是(　　)
A.①④① B.②③② C.③②③ D.④①④
解析　要实现细胞周期同步化，即第一步：在含高浓度TdR培养基中培养至少15 h(G2＋M＋G1)，使细胞停留在S期或G1/S交界处，然后洗脱TdR；第二步：在普通培养基中培养至少7 h(S时期)，但不超过15 h(G2＋M＋G1)，防止有些细胞再次进入S期，无法达到细胞周期同步化的目的；第三步：操作同第一步，使所有细胞停留在G1/S交界处。即实验步骤为②③②可以实现周期同步化。
B
DNA合成阻断法与细胞周期同步化
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，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。
1.有丝分裂过程和意义
(1)有丝分裂各时期的特点
时期 植物细胞 动物细胞 主要特点
前期 ①出现______；
②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；
③形成________
染色体
纺锤体
中期 染色体的着丝粒排列在________上
后期 ①着丝粒一分为二；
②纺锤丝(星射线)牵引染色体移向细胞的两极；
③染色体数目_______
末期 ①染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝；
②纺锤丝逐渐消失；
③____________重新出现
加倍
赤道板
核膜、核仁
(2)动植物细胞有丝分裂的主要区别
纺锤丝
中心粒
细胞板
细胞膜
①中心体在间期倍增，在前期两组中心粒分别移向细胞两极，在末期随着细胞分裂进入两个子细胞。②星射线和纺锤丝都由微管蛋白组装而成，在前期形成纺锤体。③除了动物，低等植物中也有中心体，故不能通过中心体或纺锤体的形成方式鉴别动植物细胞，可以通过有无细胞壁或末期是否会形成细胞板(细胞质的分裂方式)鉴别。
(3)有丝分裂的意义
①将亲代细胞经复制之后的________(关键是______的复制)，精确地_____分配到两个子细胞中。
②保持了细胞的亲代和子代之间_____的稳定性。
染色体
DNA
平均
遗传
2.细胞周期中细胞结构或物质的周期性变化
(1)染色体形态及行为变化
①当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝—————。
②当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶核DNA＝_____。
1∶2∶2
1∶1
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
时期
项目 　　 分裂
间期 分裂期
前期 中期 后期 末期
核DNA 2n→4n ________ 4n _________ 4n→2n
染色体 2n 2n ________ _______________ 4n→2n
染色单体 0→4n ____________ ___________ 4n→0 0
4n
4n
2n
2n→4n
4n
4n
染色体的数目始终和着丝粒的数目相等；染色体加倍的原因是着丝粒分裂。
①A→B、L→M、P→Q变化原因都是____________。
②G→H、N→O、R→S变化原因都是____________________________，染色体数目加倍。
③C→D、R→S的变化很相似，但原因不同，C→D的变化原因是___________________
____________。
DNA分子复制
着丝粒分裂、姐妹染色单体分开
一个亲代细胞分裂成
两个子代细胞
3.无丝分裂
染色体
纺锤丝
蛙的红细胞
细胞核
中部
[教材边角]
(必修1 P115“思维训练”)(1)细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越____。(2)从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越____。(3)细胞体积________越小越好，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。
小
低
并不是
√
(1)(2024·北京卷)有丝分裂前的间期进行DNA复制。( )
(2)(2023·河北卷)动物细胞有丝分裂DNA总量在分裂后期减半。( )
(3)(经典高考题)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。( )
(4)(经典高考题)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍。( )
(5)(必修1 P114“正文”)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。( )
(6)(必修1 P114“正文”)低等植物细胞和动物细胞都含有中心体，有丝分裂前期，中心粒发出星射线形成纺锤体。( )
×
√
×
√
√
D
考向1　有丝分裂过程及特点
1.如图是某生物体细胞有丝分裂不同分裂时期的图像，下列对图像的叙述错误的是
(　　)
A.该生物可能是动物
B.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
C.甲细胞中染色体的数目未加倍
D.甲、乙、丙三个细胞内染色体、染色单体、核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
解析　由于该生物体细胞不含细胞壁，但含有中心体，因此该生物是动物，A正确；甲细胞染色体散乱分布，处于前期；乙细胞染色体着丝粒分裂，处于后期；丙细胞着丝粒整齐地排列在赤道板上，处于中期，B正确；甲细胞位于有丝分裂前期，染色体数目未加倍，C正确；甲、丙两细胞中，均含有4条染色体，每条染色体含2条姐妹染色单体，含2个核DNA，故染色体∶染色单体∶核DNA分子数的比例均为1∶2∶2，乙细胞无染色单体，染色体∶核DNA分子数的比例为1∶1，D错误。
考向2　有丝分裂过程中染色体、核DNA数量变化分析
2.(2026·河北石家庄模拟)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A.在间期，DNA进行半保留复制，形成16个核DNA分子
B.在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子
C.在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道板上，易于观察染色体
D.在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体
D
解析　分裂间期进行DNA分子的复制，DNA的复制方式为半保留复制，复制完成后DNA分子数目加倍，形成16个核DNA分子，A正确；有丝分裂前期的染色体由于着丝粒未分开，每条染色体由2条姐妹染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；有丝分裂中期，所有着丝粒排列在细胞中央的赤道板上，此时的染色体高度螺旋化，形态比较稳定，数目比较清晰，易于观察，C正确；有丝分裂后期，着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，细胞中有16条染色体，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开，D错误。
3.(2026·河南郑州模拟)图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是(　　)
C
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C.图2中a时期对应图1中的AB段，c时期对应图1中的EF段
D.有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况
解析　图1中的CD段包括G2期、有丝分裂前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，A正确；图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a时期表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的AB段，C错误；图2中d时期表示染色体∶核DNA＝2∶1，有丝分裂过程中不存在这种情况，D正确。
关注细胞周期中的“加倍”
1.实验原理
分生区
碱性染料
独立
高倍显微镜
染色体
2.方法步骤
使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
甲紫
使细胞分散，有利于观察
①根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。②不能观察到一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。
关键点拨　实验操作的注意事项
考向　考查实验原理、过程和结果分析
1.(2022·广东卷，改编)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　)
C
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
解析　根尖解离后需要先漂洗，洗去解离液后再进行染色，A错误；将已经染色的根尖置于载玻片上，加一滴清水后，用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片后需要用拇指轻轻按压盖玻片，使细胞分散开，再进行观察，B错误；在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形，排列紧密)后，再换用高倍镜进行观察，此时为使视野清晰，需要用细准焦螺旋进行调焦，C正确；分裂中期的染色体着丝粒整齐地排列在赤道板上，据图可知，图示分裂中期细胞位于视野左上方，故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央，D错误。
2.(2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给五位同学观察细胞并计数，结果如下表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是(　　)
C
学生 分裂
间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
解析　取用的材料处于旺盛的分裂阶段时，观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期，只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多，可能原因是该同学进行拍照记录的区域处于分裂间期的细胞比例相对较低，C错误。
1.(2025·浙江1月选考)某哺乳动物的体细胞核DNA含量为2C，对其体外培养细胞的核DNA含量进行检测，结果如图所示，其中甲、乙、丙表示不同核DNA含量的细胞及其占细胞总数的百分比。下列叙述错误的是(　　)
D
A.甲中细胞具有核膜和核仁
B.乙中细胞进行核DNA复制
C.丙中部分细胞的染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上
D.若培养液中加入秋水仙素，丙占细胞总数的百分比会减小
解析　据题图可知，甲中是细胞核DNA含量为2C的细胞，在甲乙丙三组细胞占比最大，说明此时细胞处于G1期，DNA还未进行复制，细胞具有核膜和核仁，A正确；据图可知，乙中细胞核DNA含量为2C～4C，说明细胞处于S期，细胞进行DNA复制，B正确；据图可知，丙中细胞核DNA含量为4C，说明细胞处于G2期和分裂期；当细胞处于有丝分裂中期时，细胞中染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上，C正确；秋水仙素抑制纺锤体的形成，若培养液中加入秋水仙素，细胞无法完成细胞分裂，丙占细胞总数的百分比会增大，D错误。
2.(2023·河北卷)关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　 )
A.精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞
B.DNA在分裂间期边解旋边复制
C.细胞DNA总量在分裂后期减半
D.核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成
解析　精原细胞能通过有丝分裂产生新的精原细胞，A正确；DNA分子的复制过程发生在分裂间期，DNA复制的特点表现为边解旋边复制，B正确；在有丝分裂过程中后期细胞DNA总量不会减半，C错误；在有丝分裂末期，核膜、核仁重新出现，即核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成，D正确。
C
3.(2023·辽宁卷)如图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　)
B
A.②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期，非同源染色体自由组合
D.⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
解析　②时期已经完成了核DNA的复制，相当于高等动物细胞的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物细胞有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；由图可知，③时期染色体的着丝粒排列在赤道板上，相当于高等动物有丝分裂中期，B正确；④时期着丝粒已分裂，染色体分别移向细胞两极，C错误；⑤时期，细胞质的分裂方式与动物细胞相同，都是从细胞中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞，D错误。
细胞周期检验与调控
细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M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。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题：
角度1　教材基础知识迁移应用
(1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是____________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过________________________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否________(填序号：①损伤和修复、②完成复制)；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是________。
角度2　细胞周期调控与癌症治疗
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是______________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制________的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。
答案　(1)染色体数不变，核DNA数加倍
(2)染色体正确复制和精确地平均分配到两个子细胞中　①②　检验点5　(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4
解析　(1)DNA复制发生在S期，着丝粒分裂导致染色体数目加倍，发生在M期；与G1期细胞相比，G2期细胞染色体数不变，核DNA数加倍。(2)有丝分裂的重要意义是将亲代细胞经复制之后的染色体(关键是DNA的复制)，精确地平均分配到两个子细胞中，使亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性。检验点1、2和3都在分裂间期，间期DNA复制，在DNA复制过程中其双螺旋结构解开易受损伤，所以要检验DNA分子是否损伤和修复以及DNA是否完成复制。染色体分离发生在分裂后期，应该在检验点5检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。(3)癌细胞的主要特征是可以无限增殖。DNA复制发生在S期，对应检验点2。秋水仙碱可以抑制纺锤体的形成而使癌细胞停滞在中期，对应检验点4。
A组　基础巩固
1.(2026·河北沧州模拟)下列有关细胞分裂的叙述，正确的是(　　)
A.洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长
B.分裂间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成
C.处于有丝分裂中期的细胞核基因无法正常转录
D.植物细胞在有丝分裂末期细胞中央的赤道板将逐渐延伸成细胞壁
解析　洋葱的表皮细胞已高度分化，不进行细胞分裂，没有细胞周期，A错误；分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行，B错误；分裂末期细胞板由细胞中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，D错误。
C
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
2.在动植物细胞分裂时，有特殊的丝状体出现，故称为有丝分裂。下列有关动植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是(　　)
A.通过观察细胞中染色体与核DNA比值的变化可以区别动植物细胞
B.有丝分裂中动植物细胞染色体移动的方向均与纺锤体有关
C.染色体数∶染色单体数∶核DNA数为1∶2∶2时，核孔运输物质的速率加快
D.在动物细胞有丝分裂中，中心粒在分裂后期随着丝粒的断裂而分开
解析　动植物细胞在有丝分裂过程中染色体与核DNA比值的变化相同，无法通过染色体与核DNA比值的变化区别动植物细胞，A错误；在有丝分裂中，高等植物细胞通过纺锤丝牵引着染色体运动，纺锤体由两极发出的纺锤丝形成；动物细胞和低等植物细胞通过星射线牵引染色体运动，中心体发出的星射线会形成纺锤体，故动植物细胞中染色体移动的方向均与纺锤体有关，B正确；故在有丝分裂中染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比为1∶2∶2时，细胞所处时期是分裂间期中的G2期、前期和中期，前期和中期无核膜，故没有核孔，C错误；在动物细胞有丝分裂中，中心粒的分开发生在前期，D错误。
B
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
3.如图是某二倍体生物体细胞有丝分裂不同分裂时期的示意图，下列叙述错误的是(　　)
A
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
A.甲细胞中的染色体1和2为一对同源染色体
B.甲、乙分别处于有丝分裂的后期、中期
C.乙细胞所处时期是观察染色体的最佳时期
D.乙细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数之比为1∶2∶2
解析　甲细胞中的染色体1和2是同一条染色体复制后着丝粒分裂形成的，不是同源染色体，A错误；图中细胞甲着丝粒已分裂，且有同源染色体，处于有丝分裂后期；图乙染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上，且含有同源染色体，属于有丝分裂中期，B正确；有丝分裂中期是观察染色体的最佳时期，C正确；在细胞乙中，每条染色体都是由两条染色单体组成的，而每条染色单体含有一个核DNA分子，因此细胞乙中的染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4.(2026·黑龙江哈尔滨模拟)成熟促进因子(MPF)是一种能催化蛋白质磷酸化的酶，它能使细胞从分裂间期进入到分裂期。下列有关叙述错误的是(　　)
A.在细胞周期中，MPF的浓度会出现周期性变化和波动
B.MPF的合成与染色质的复制都发生在细胞分裂间期
C.若抑制MPF的活性，细胞将停留在分裂期无法完成分裂
D.MPF通过磷酸化靶蛋白改变其空间结构以实现功能调控
解析　MPF能促使细胞从分裂间期进入分裂期，在细胞周期中，分裂间期和分裂期是周期性变化的，所以MPF的浓度会随着细胞周期出现周期性变化和波动，A正确；MPF是一种酶，其合成在分裂间期，核DNA分子的复制也在分裂间期，B正确；因为MPF能促使细胞从分裂间期进入分裂期，若抑制MPF的活性，细胞将停留在分裂间期，无法进入分裂期，C错误；MPF是一种能催化蛋白质磷酸化的酶，通过磷酸化靶蛋白改变其空间结构，进而实现功能调控，D正确。
C
11
12
1
2
3
5
6
7
8
9
10
5.(2026·贵州黔东南模拟)关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验，以下叙述正确的是(　　)
A.处于分裂间期的细胞，染色体在复制完成前无法被染色剂染上颜色
B.用于本实验的洋葱可用葱、蒜代替，甲紫溶液可用醋酸洋红液代替
C.处于有丝分裂中期的细胞，赤道板的形成与高尔基体和核糖体有关
D.洋葱根尖分生区的细胞均处于分裂期，因此适合作为该实验的材料
解析　处于分裂间期的细胞，染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，在复制完成前能被染色剂染上颜色，A错误；用于本实验的洋葱可用葱、蒜代替，甲紫溶液可用醋酸洋红液代替，B正确；赤道板是一个虚拟的平面，并没有具体的物质结构，C错误；洋葱根尖分生区的细胞并不是都处于分裂期，适合作为该实验的材料原因是材料易找，实验效果好等，D错误。
4
B
11
12
1
2
3
5
6
7
8
9
10
6.(2025·江苏宿迁模拟)如图表示植物细胞质分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是(　　)
4
11
12
C
A.该过程发生在分裂末期，实现了遗传物质的均等分配
B.真菌、细菌等生物有丝分裂时，也有细胞壁的形成
C.微管的主要成分为蛋白质，对低温和秋水仙素敏感
D.高尔基体小泡中含有固醇，小泡的膜可能形成新的细胞膜
解析　图示细胞中出现细胞板，发生在植物细胞有丝分裂末期，实现了染色体上遗传物质的均等分配，细胞质中的遗传物质不一定均等分配，A错误；细菌等原核生物不进行有丝分裂，B错误；微管的主要成分为蛋白质，对低温和秋水仙素敏感，可抑制微管的形成，C正确；高尔基体与细胞壁的形成有关，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，不含固醇，D错误。
1
2
3
5
6
7
8
9
10
7.蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图甲所示，图乙为高倍显微镜下观察到的蚕豆根尖分生区细胞有丝分裂图像。下列说法正确的是(　　)
4
11
12
C
A.由图甲可知，0～19.3可以表示一个细胞周期，细胞周期时长为19.3 h
B.统计C时期细胞数占计数细胞总数的比例，可直接得出C时期持续的时长
C.图乙中细胞周期先后顺序可表示为D→B→C→E→A
D.若欲研究核仁解体、核膜消失的动态变化过程，需连续观察处于分裂前期的B细胞
1
2
3
5
6
7
8
9
10
解析　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，为一个细胞周期，图中第2 h～第21.3 h、第21.3 h～第40.6 h表示一个细胞周期，A错误；统计C时期细胞数占计数细胞总数的比例，还要乘以细胞周期时长，才能得出C时期持续的时长，B错误；据图分析可知，A为有丝分裂末期，B为有丝分裂前期，C为有丝分裂中期，D为分裂间期，E为有丝分裂后期，细胞周期先后顺序可表示为D→B→C→E→A，C正确；由于在制作临时装片时解离液使细胞死亡，故实验过程中不能观察到细胞中核仁逐渐解体、核膜逐渐消失的动态变化，D错误。
4
11
12
8.(2026·河南郑州月考)如图①②③表示某动物细胞周期中的部分时期。下列说法正确的是(　　)
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
A
A.中心粒复制后在①时期移向细胞两极
B.纺锤体的形成发生在②时期
C.图示②→③→①可表示一个细胞周期
D.③中细胞染色体与核DNA数目比为1∶1
解析　①代表G2期，分裂前期、中期、后期和末期，②代表G1期，③代表S期，中心粒复制后在分裂前期移向细胞两极，A正确；纺锤体的形成发生在①时期，B错误；图示②→③→①→②可表示一个细胞周期，C错误；③中细胞正在进行DNA的复制，染色体与核DNA分子数比在1∶1和1∶2之间，D错误。
B组　能力提升
9.细胞周期可分为G1、S、G2、M 四个时期， 其中S期为DNA合成期， TdR 能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR 可抑制DNA 合成，常用于诱导细胞周期同步化，过程如下表。下列说法正确的是(　　)
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C
步骤 第一步： 含高浓度TdR培养基中培养 第二步： 普通培养基中培养 第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养
时间 至少15 h 至少7 h ？
A.TdR 能阻止 RNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制
B.第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C.第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15 h
D.第三步需至少持续22 h才能确保所有细胞同步化
解析　TdR 能阻止DNA聚合酶与DNA 结合而阻断复制，A错误；第一步操作的目的是使位于S期的细胞停留在S期，其他时期的细胞停留在G1/S交界处，B错误；第一步： 含高浓度TdR培养基中培养至少15 h(G2＋M＋G1)，第二步： 普通培养基中培养(洗脱DNA合成抑制剂)至少7 h(S时期)，第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15 h(G2＋M＋G1)，防止有些细胞再次进入S期，无法达到细胞周期同步化的目的，C正确；第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养，第三步与第一步相同，处理时间也是至少15 h，D错误。
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10.(2025·重庆模拟)为探索航天搭载对细胞有丝分裂的影响，科研人员以航天搭载的福橘茎尖为材料进行显微观察。观察时拍摄的两幅显微照片如图，图中箭头所指位置出现了落后的染色体。下列说法错误的是(　　)
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B
A.照片b中的细胞中核DNA分子数目是体细胞中的2倍
B.照片a中可观察到福橘茎尖细胞的染色体和赤道板
C.照片a和b中的细胞分别处于有丝分裂的中期和后期
D.有丝分裂过程中，落后染色体的出现很可能是纺锤丝异常导致的
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解析　照片b中的细胞处于有丝分裂后期，间期核DNA分子复制，数目加倍，因此此时细胞中的核DNA分子数目是体细胞中的2倍，A正确；赤道板不是真实存在的，不能在显微镜下观察到，B错误；照片a中的细胞(大部分)染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板的部位，处于有丝分裂的中期，照片b中的细胞处于有丝分裂后期，C正确；有丝分裂过程中，染色体在纺锤丝的牵引下运动，平均分配到细胞两极，落后染色体的出现很可能是纺锤丝异常导致的，D正确。
11.(2026·安徽合肥模拟)图1表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线(部分)。图2表示细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关，分裂中期开始在水解酶的作用下水解；SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解)。下列分析不合理的是(　　)
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A.图1中，BC段的发生会导致细胞中核DNA含量减半
B.图1中，观察染色体形态和数目的最佳时期处于AB段
C.着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用
D.抑制SGO蛋白的合成，可能导致子细胞中染色体数量异常
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解析　图1中，BC段是着丝粒分裂的结果，BC段的发生导致每条染色体上的DNA含量减半，但细胞中核DNA含量不变，A不合理；图1中，AB段可表示有丝分裂的前期、中期，观察染色体形态和数目的最佳时期是中期，B合理；根据题意可知，SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解，阻止着丝粒分裂，据此推测着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用，C合理；SGO蛋白在细胞分裂中的作用主要是保护黏连蛋白不被水解酶破坏，如果抑制正在分裂的细胞内SGO蛋白的合成，有可能导致着丝粒异常分裂，进而导致子细胞中染色体数量异常，D合理。
12.(12分)(2026·湖北武汉模拟)以下是某生物细胞分裂的示意图。图甲表示该生物细胞有丝分裂过程中，不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系，图乙表示该生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图像，图丙表示该生物一个细胞周期的4个阶段及各阶段所经历的时长，请据图回答下列问题。
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(1)图甲中a、b、c分别表示的是________________________的数量。图乙中细胞Ⅰ对应图甲中的________(填“1”“2”或“3”)时期。
(2)图乙细胞是________(填“动物”或“植物”)细胞，理由是_____________________
_______________________________________________________________________。
(3)用图丙中所示字母与箭头表示该细胞一个完整的细胞周期：______________。
(4)5-氟尿嘧啶(5-FU)静脉滴注是常用的癌症化疗方式，其原理是抑制DNA复制而达到抑制癌细胞增殖的目的。若向该细胞培养液中加入过量5-FU，预计约________h后，细胞都将停留在S期及G1和S期的交界处。该治疗方法是否对正常细胞的分裂有影响，并说明原因：____________________________________________________
______________________________________________________________________。
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答案　(1)核DNA、染色体、染色单体　3　(2)动物　细胞无细胞壁，在中心粒周围发出星射线形成纺锤体　(3)G1→S→G2→M　(4)7.5　有影响，5-FU的作用原理是抑制细胞DNA的复制，因此会抑制正常细胞的DNA复制进而影响正常细胞的分裂过程
解析　(1)分析图甲可知，1时期和3时期c数量为0，故c表示染色单体的数量；a∶b为1∶1或2∶1，则a表示核DNA的数量，b表示染色体的数量。图乙中细胞Ⅰ无染色单体，且核DNA数和染色体数都是体细胞的2倍，核DNA∶染色体＝1∶1，处于有丝分裂后期，则对应图甲中的3时期。(2)分析图乙可知，细胞无细胞壁，在中心体周围发出星射线形成纺锤体，则该细胞为动物细胞。
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(3)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，为一个细胞周期，故图丙中G1→S→G2→M表示该细胞一个完整的细胞周期。(4)根据题意分析，向培养液中加入过量5-FU，处于S期的细胞立刻被抑制，而刚进入G2期的细胞需要依次经历G2、M、G1这三个时期后，才能停留在G1和S期的交界处，若使所有细胞都停留在S期及G1和S期的交界处，所需时长约为2.2＋2.0＋3.3＝7.5(h)。5-FU的作用原理是抑制细胞DNA的复制，因此会抑制正常细胞的DNA复制进而影响正常细胞的分裂过程。
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12(共13张PPT)
1.减数分裂与基因突变
在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则可能会引起基因突变，可导致一条染色体的姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代。
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。例如，A与B或A与b组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如，原本A与B组合、a与b组合，经重组可导致A与b组合、a与B组合。
3.减数分裂与染色体变异
(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律
①如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常。如图所示：
从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅰ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。
②如果减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅱ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。
(2)XXY与XYY异常个体成因分析
①XXY成因
②XYY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染色体共同进入同一精细胞。
1.(2025·广东卷)临床发现一例特殊的特纳综合征患者，其体内存在3种核型：“45，X”“46，XX”“47，XXX”(细胞中染色体总数，性染色体组成)。导致该患者染色体异常最可能的原因是(　　)
A.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离
B.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离
C.胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体不分离
D.胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体不分离
C
解析　若母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离，会形成XX或O的卵细胞，受精后可能产生47，XXX或45，X的个体，但无法同时出现46，XX的正常核型，A不符合题意；若母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离，可能形成XXX或XO的受精卵，但同样无法保留46，XX的正常核型，B不符合题意；胚胎发育早期有丝分裂中，若1条X染色体(姐妹染色单体形成的子染色体)未分离，会导致部分细胞为45，X(少一条X)和47，XXX(多一条X)，而正常分裂的细胞仍为46，XX，形成三种核型，C符合题意；若2条X染色体均未分离，会导致细胞中X染色体数目大幅异常(如4条或0条)，与题干中的核型不符，D不符合题意。
2.(2025·江苏卷)图示二倍体植物形成2n异常配子的过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A.甲细胞中发生过染色体交叉互换
B.乙细胞中不含有同源染色体
C.丙细胞含有两个染色体组
D.2n配子是由于减数第一次分裂异常产生的
解析　从甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知，甲细胞发生过染色体交叉互换，A正确；乙细胞是减数第一次分裂后形成的子细胞，此时同源染色体已经分离，所以乙细胞中不含有同源染色体，B正确；丙细胞中的染色体可以分为形态、大小相同的两组，所以丙细胞含有两个染色体组，C正确；从图中看到，2n配子是由于减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开形成的子染色体没有分开导致，D错误。
D
3.(2026·湖北黄冈模拟)如图表示基因型为Aa的某哺乳动物体内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色体变异)。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　)
C
A.图中共有7条染色单体
B.等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C.该细胞可能发生了基因突变，2号染色体上的基因A突变为a
D.该细胞分裂完成直接产生的精子基因型是aY、aY、aX和AX
解析　题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数分裂Ⅰ后期的图像，此时每条染色体均含有2条染色单体，因此图中共有8条染色单体，A错误；图中的基因发生了基因突变或重组，导致同一条染色体上带有等位基因，此时等位基因的分离，也可以发生在减数分裂Ⅱ后期，B错误；该细胞分裂完成直接产生的是次级精母细胞，其基因型为aaYY、AaXX，D错误。
4.(2021·河北卷)图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)
C
A.①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B.②经减数分裂形成的配子有一半正常
C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
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
解析　①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞中多了一条含a的染色体，经减数分裂形成的配子中有一半正常，一半异常，B正确；③细胞减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，配子基因型为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①细胞发生了染色体结构变异中的易位，②细胞发生了染色体数目变异，理论上通过光学显微镜观察细胞中染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以，D正确。
5.(2024·江苏高考，改编)图示为哺乳动物的一个细胞中部分
同源染色体及其相关基因。下列相关叙述正确的有(　　)
D
A.有丝分裂或减数分裂前，普通光学显微镜下可见细胞中
复制形成的染色单体
B.有丝分裂或减数分裂时，丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C.有丝分裂后期着丝粒分开，导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D.减数分裂Ⅰ完成时，能形成基因型为MmNnTt的细胞
解析　在有丝分裂或减数分裂Ⅰ前的间期，染色质进行复制，但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见，A错误；纺锤体中纺锤丝的作用是牵引染色体运动，而不是使丝状染色质螺旋化成染色体，染色质螺旋化是自身的变化，B错误；有丝分裂后期着丝粒分开，姐妹染色单体分离导致染色体数目加倍，但基因数量不变，C错误；在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生交换，增加了配子基因组合的多样性，所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞，D正确。(共59张PPT)
[课标要求]　1.说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
1.细胞分化
形态、结构和生理功能
组织和器官
遗传
信息的表达
基因的选择性表达
专门化
①细胞分化程度越高，细胞分裂的能力一般就越低。②分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞，接受抗原和细胞因子等刺激后仍可再分裂。
2.细胞的全能性
完整有机体
其他各种细胞
植物细胞
细胞核
离体
分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但花粉、卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
3.干细胞
分裂和分化
早期胚胎
内细胞团
×
(1)(2025·河南卷)分化成熟后的被子植物的导管仍具备脱分化和再分化的能力。( )
(2)(2024·贵州卷)蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果。( )
(3)(2024·黑吉辽卷)卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性。( )
(4)(经典高考题)细胞分化只发生在胚胎发育阶段。( )
(5)(必修1 P119“正文”)肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。( )
(6)(必修1 P120“思考·讨论”)非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。( )
×
×
×
×
×
考向1　细胞分化的实质和特点
1.(2025·重庆卷)在中国文化中，“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明，当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时，机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
D
A.肝、胆严重损伤时，内环境稳态的破坏是细胞凋亡所致
B.过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂中期染色体数目会加倍
C.过程③产生的细胞，其分化程度比胆管细胞高
D.过程④、⑤中均存在基因的选择性表达
解析　肝、胆严重损伤是由外界因素导致的细胞坏死，A错误；过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，B错误；过程③产生的细胞是干细胞特性的细胞，其分化程度比胆管细胞低，干细胞具有更高的全能性，C错误；过程④、⑤是细胞分化过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以过程④、⑤中均存在基因的选择性表达，D正确。
2.(2026·河北邢台模拟)毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞，人的毛发都由毛囊中的细胞分化而来；毛囊干细胞也可以分化为皮脂腺，产生皮肤所需要的油脂。毛囊干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态的能力。下列叙述正确的是(　　)
A.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变
B.毛囊干细胞的增殖具有周期性，且绝大多数毛囊干细胞处于分裂期
C.休眠状态的毛囊干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态
D.由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不发生改变
解析　毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质不变，细胞分化是基因选择性表达的结果，A错误；毛囊干细胞的增殖具有周期性，绝大多数毛囊干细胞处于分裂间期，因为在细胞周期中，分裂间期持续的时间最长，B错误；休眠状态的毛囊干细胞为维持正常的生命活动，细胞内物质的合成与分解仍然在进行，C错误；由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不变，D正确。
D
“四看法”判断细胞是否发生分化
(1)一看细胞形态：肌细胞呈梭形、红细胞呈中央微凹的圆饼状、神经细胞呈突起状等。
(2)二看细胞结构：分化可形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。
(3)三看细胞功能：细胞分化可导致细胞功能的特化，即呈现“特异功能”，如运动、运输、储存、免疫等功能。
(4)四看特殊物质：细胞分化后可能会有特殊物质的合成，如合成抗体、胰岛素、血红蛋白等。
考向2　细胞全能性与干细胞的应用
3.(2025·安徽卷)胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体，可模拟胰岛的结构和功能，具有广泛的应用价值。下列叙述错误的是(　　)
A.胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异，这是基因选择性表达的结果
B.胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的，其细胞核不具有全能性
C.对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析，可判断其细胞类型
D.胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究
解析　胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异，这是细胞分化的结果，其实质是基因选择性表达，A正确；干细胞诱导分化的胰岛A细胞，细胞核仍含全套遗传信息，其细胞核具有全能性，B错误；不同细胞的mRNA差异反映基因表达情况，可判断细胞类型，C正确；胰岛类器官可模拟胰岛功能，可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究，D正确。
B
“三看法”确认细胞“全能性”
1.细胞的衰老
(1)细胞衰老的特征
通透性
减少
降低
减少
增大
内折
染色质收缩，染色加深
(2)细胞衰老的原因
氧化反应
磷脂分子
DNA
蛋白质
DNA—蛋白质复合体
DNA序列
DNA序列
(3)个体衰老与细胞衰老的关系
个体
衰老或
走向死亡
普遍衰老
(4)意义：细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于________
______________。
机体更好
地实现自我更新
2.细胞的凋亡和坏死
基因
程序性死亡
自然更新
清除
受损或中断
注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。
3.细胞自噬
(1)概念：在一定条件下，细胞会将______________的细胞结构等，通过_______降解后再利用，这就是细胞自噬。
(2)意义
①处于_________条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的___________。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的_______，以及感染的____________，从而维持____________的稳定。
③细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
受损或功能退化
溶酶体
营养缺乏
物质和能量
细胞器
微生物和毒素
细胞内部环境
×
(1)(2025·河南卷)被子植物中的导管是由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成的，细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程。( )
(2)(2024·甘肃卷)溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程。( )
(3)(2023·江苏卷)抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老。( )
(4)(经典高考题)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。( )
(5)(必修1 P126“正文”)蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。( )
(6)(必修1 P126“小字部分”)有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。( )
×
×
×
√
√
考向1　考查细胞衰老的特征、原因及意义
1.(2025·陕晋青宁卷)细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B.皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C.哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D.衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变，物质吸收效率降低
C
解析　端粒随细胞分裂逐渐缩短，当端粒缩短到临界值时，细胞停止分裂并衰老，符合端粒学说，A正确；皮肤生发层细胞分裂产生新细胞时，需合成DNA复制所需的酶及结构蛋白，故有新蛋白生成，B正确；哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡是机体细胞的自然更新过程，即使是新生个体，也会通过成熟红细胞的程序性死亡更新机体细胞，C错误；衰老细胞的细胞膜通透性改变，载体蛋白减少或功能下降，物质吸收效率降低，D正确。
2.端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核酸—蛋白复合物，主要功能是延长端粒，防止染色体在细胞分裂过程中逐渐缩短。依据端粒学说，下列关于细胞衰老与端粒酶关系的描述，错误的是(　　)
A.正常体细胞中端粒酶活性较低，随着细胞分裂次数增加，端粒逐渐缩短，细胞走向衰老
B.推测端粒酶属于一种逆转录酶，能以自身携带的RNA为模板合成端粒DNA
C.胚胎干细胞中端粒酶活性较高，这有助于维持其大量的增殖而不发生过早衰老
D.在肿瘤细胞中，端粒酶活性通常被抑制，以防止细胞的无限增殖和肿瘤的恶化
D
解析　正常体细胞中，由于端粒酶活性较低，在每次细胞分裂过程中，端粒会逐渐缩短，端粒长度达到临界值时，细胞就会走向衰老，A正确；据题干信息推测端粒酶的本质是逆转录酶，以自身的RNA模板合成端粒DNA重复序列，从而补充端粒长度，B正确；胚胎干细胞具有不断增殖分化的能力，端粒酶活性高，这使得它们能够在分裂多次时仍维持端粒长度，不至于过早衰老，C正确；在肿瘤细胞中，端粒酶活性通常是异常激活的，而不是被抑制；端粒酶活性的激活使得肿瘤细胞在不断分裂的过程中端粒不会缩短，从而实现细胞的无限增殖，这反而促进了肿瘤的恶化，D错误。
考向2　考查细胞死亡与细胞自噬
3.(2025·山东卷)利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后，若激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，细胞膜突起形成小泡，染色质固缩；若激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，细胞肿胀破裂，释放大量细胞因子。下列说法错误的是(　　)
A.细胞焦亡可能引发机体的免疫反应
B.细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡
C.细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响
D.通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡
D
解析　细胞焦亡时细胞破裂，释放大量细胞因子以及细胞中的内容物，从而引发机体的免疫反应(炎症反应)，A正确；细胞凋亡是由基因控制的程序性细胞死亡，对机体是有利的，B正确；激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，说明细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响，C正确；细胞自噬是指细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器或大分子物质等过程，通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程不属于细胞凋亡，D错误。
4.(2025·四川卷)通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是(　　)
A.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶
B.线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量
C.细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成
D.细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定
解析　溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器等，可作为“消化车间”为细胞自噬提供水解酶，A正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，能为细胞生命活动(包括细胞自噬)提供能量(ATP)，B正确；细胞自噬分解衰老细胞器等产生氨基酸，氨基酸可作为原料参与蛋白质合成，实现物质再利用，C正确；细胞自噬“吃掉”衰老、损伤的细胞器，能维持细胞内部环境稳定，有利于细胞正常代谢，D错误。
D
1.(2025·甘肃卷)绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后不再具有增殖能力而进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性，能防止端粒缩短、体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老，下列叙述错误的是(　　)
A.衰老的细胞中细胞核形态异常，核质间的物质交换频率降低
B.细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老
C.体外培养癌细胞时，培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老
D.将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合，获得的融合细胞可以增殖
D
解析　衰老细胞的细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，导致核质间物质交换效率降低，A正确；自由基学说指出，自由基攻击DNA、蛋白质等生物大分子，引起结构和功能损伤，导致细胞衰老，B正确；癌细胞依赖端粒酶维持端粒长度以无限增殖，抑制端粒酶活性会导致端粒缩短，最终引发癌细胞衰老，C正确；衰老与细胞核密切相关，融合细胞的细胞核来自衰老细胞，即使细胞质年轻，仍无法恢复增殖能力，D错误。
2.(2025·江苏卷)图示小肠上皮组织，a～c表示3类不同功能的细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A
A.a类干细胞分裂产生的子细胞都继续分化成b类或c类细胞
B.压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变，可促使干细胞衰老
C.c类细胞凋亡和坏死，对细胞外液的影响不同
D.3类不同功能的细胞都表达细胞骨架基因
解析　a类干细胞分裂产生的子细胞，一部分继续保持干细胞的状态，另一部分分化成b类或c类细胞，并非都继续分化成b类或c类细胞，A错误；压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变，会影响细胞内的正常代谢等，可促使干细胞衰老，B正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，对机体是有利的；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，对机体是有害的，所以c类细胞凋亡和坏死对细胞外液的影响不同，C正确；细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输等多种生命活动密切相关，3类不同功能的细胞都需要细胞骨架发挥作用，都表达细胞骨架基因，D正确。
3.(2025·云南卷)研究发现，细胞蛇是一种无膜细胞器，其在果蝇三龄幼虫大脑干细胞中数量较多而神经细胞中几乎没有；在人类肝癌细胞中数量比正常组织中多。据此推测细胞蛇可能参与的生命活动是(　　)
A.细胞增殖　　　　　　 B.细胞分化
C.细胞凋亡 D.细胞衰老
解析　因为细胞蛇在具有较强增殖能力的果蝇大脑干细胞和异常增殖的人类肝癌细胞中数量较多，所以推测细胞蛇可能参与细胞增殖，A符合题意。
A
铁死亡与细胞坏死
铁死亡是一种依赖Fe3+的细胞死亡新形式，其特征是细胞内脂质过氧化和氧化还原状态失衡，从而导致细胞膜和细胞器膜结构破裂。下图为铁死亡的分子调控机制，回答下列问题：
角度1　考查新情境信息的理解能力
(1)铁死亡________(填“属于”或“不属于”)细胞坏死，理由是_____________________________________________
_____________________________________________。
(2)转运转铁蛋白需与膜上__________结合，才能将Fe3+转运至细胞内，Fe3+在细胞质基质被还原成Fe2+并聚集在铁池中，H2O2可与铁池中的Fe2+发生反应产生羟自由基。羟自由基一方面攻击________________，导致基因突变和蛋白质变化，引起衰老；另一方面可与多不饱和脂肪酸反应，产生大量__________，进而与不饱和脂肪酸磷脂、O2反应，导致________积累，造成铁死亡。
角度2　信息的获取与解决问题能力
(3)据图可知，抑制胱氨酸—谷氨酸转运体的活性可________(填“促进”或“抑制”)铁死亡，原因是______________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(4)研究发现，阿尔茨海默病患者脑部存在铁沉积现象。结合图示铁死亡的分子调控机制，提出两种可能的治疗策略：________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)不属于　铁死亡是由于PLOOH的累积，导致细胞膜结构逐渐损伤(不释放大量内容物)；细胞坏死是在外界不利因素的影响下引起的细胞死亡(意外死亡导致膜破裂引发炎症)　(2)转铁蛋白受体1　DNA和蛋白质　脂质自由基　PLOOH　(3)促进　胱氨酸—谷氨酸转运体的活性降低，导致胱氨酸的吸收量减少，半胱氨酸、GSH的合成量降低，进而PLOOH被GPX4和GSH还原的量减少(PLOOH转化为磷脂醇的数量减少)，PLOOH积累，细胞裂解死亡　(4)增强GPX4表达或活性；抑制多不饱和脂肪酸磷脂的氧化反应等
解析　(1)细胞坏死是指在外界种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。据图可知，铁死亡是由于PLOOH的累积，导致细胞膜结构逐渐损伤，细胞内代谢并未受损或中断，故铁死亡不属于细胞坏死。(2)据图可知，转铁蛋白需与膜上转铁蛋白受体1结合，才能将Fe3+转运至细胞内。羟自由基会攻击DNA分子，引起基因突变，攻击蛋白质分子导致蛋白质活性降低。从图中看出，羟自由基与多不饱和脂肪酸反应产生大量脂质自由基，进而与多不饱和脂肪酸磷脂、O2反应，导致PLOOH积累，造成铁死亡。(3)据图可知，胱氨酸—谷氨酸转运体的活性降低，导致胱氨酸的吸收量减少，半胱氨酸、GSH的合成量降低，进而PLOOH被GPX4和GSH还原的量减少(PLOOH转化为磷脂醇的数量减少)，PLOOH积累，细胞裂解死亡。因此，抑制胱氨酸—谷氨酸转运体的活性可促进铁死亡。(4)阿尔茨海默病患者脑部存在铁沉积现象，推测阿尔茨海默病可能是铁沉积导致神经细胞铁死亡引起。因此，可增强GPX4表达或活性、抑制多不饱和脂肪酸磷脂的氧化反应等，降低PLOOH含量，阻止铁死亡发生，从而达到治疗的目的。
A组　基础巩固
1.下列关于细胞生命历程的叙述，正确的是(　　)
A.细胞分裂和分化均可增加细胞数量
B.细胞分化只发生在胚胎时期
C.细胞衰老时，细胞膜的选择透过性功能提高
D.细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成，又有蛋白质的水解
解析　细胞分裂可增加细胞数量，细胞分化可增加细胞种类但不增加细胞数量，A错误；细胞分化发生在个体发育的各个时期，是生物个体发育的基础，B错误；细胞衰老时，细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，C错误；细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成，又有蛋白质的水解，如清除被病原体感染的细胞时，需要合成凋亡相关的酶，也需要水解被感染细胞中的各种蛋白质，D正确。
D
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2.(2026·江苏宿迁模拟)下列关于人体细胞生长、分化、衰老和死亡的叙述，错误的是(　　)
A.随着细胞的体积长大，物质运输效率在降低
B.细胞分化导致胰岛B细胞中胰岛素和呼吸酶功能不同
C.自由基学说和端粒学说都是解释细胞衰老的假说
D.清除被病原体感染的细胞是基因决定的细胞凋亡过程
解析　随着细胞体积长大，细胞的相对表面积(表面积与体积之比)减小，物质运输效率降低，A正确；细胞分化是基因选择性表达的结果，胰岛B细胞中胰岛素基因表达产生胰岛素，呼吸酶基因在所有活细胞中都表达产生呼吸酶，胰岛素和呼吸酶是不同的蛋白质，具有不同的功能，但这不是细胞分化导致它们功能不同，而是它们本身的结构决定其功能不同，B错误；自由基学说和端粒学说是目前被普遍接受的解释细胞衰老的假说，C正确；清除被病原体感染的细胞是机体主动进行的，由基因决定的细胞凋亡过程，对维持内环境稳态有重要作用，D正确。
B
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3.(2026·安徽六安模拟)精原干细胞(SSCs)是精子发生的起始细胞，它们在雄性生殖系统中扮演着至关重要的角色。SSCs是由原始生殖细胞分化而来，既能自我更新维持自身数量相对稳定，又能定向分化产生精母细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A.SSCs在增殖过程中核DNA加倍与染色体加倍不同步
B.原始生殖细胞转变成SSCs，经历了基因的选择性表达
C.SSCs是已分化的细胞，但其细胞核仍然具有全能性
D.SSCs增殖产生的子细胞都会定向分化成为精母细胞
解析　SSCs通过有丝分裂增殖，DNA复制发生在S期，核DNA数加倍，而染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，两者不同步，A正确；原始生殖细胞分化为SSCs的过程属于细胞分化，本质是基因选择性表达的结果，B正确；SSCs是已分化的细胞，但其细胞核仍含全套遗传物质，具有全能性(如核移植后可发育为个体)，C正确；SSCs增殖时，部分子细胞通过自我更新维持干细胞数量，另一部分才定向分化为精母细胞，D错误。
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4.类器官是一种利用人类干细胞制造的三维模型，类似于胎儿组织。最新研究发现，将从人类羊水中收集的胎儿胃肠道、肾源和肺源的上皮细胞，在体外培养会形成组织特异性原生胎儿类器官，即小肠、肾脏和肺，并显示出原组织的功能性特征。下列叙述错误的是(　　)
A.干细胞形成胎儿组织是以细胞分裂、分化为基础
B.该发现为解决器官移植中供体器官的短缺提供了新思路
C.肾源上皮细胞体外培养形成肾脏过程中不发生细胞凋亡
D.羊水中收集的胎儿胃肠道上皮细胞具有干细胞的特征
C
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解析　干细胞通过细胞分裂增加数量，并通过细胞分化形成不同种类的细胞，进而构成胎儿组织，A正确；类器官技术能在体外培养出功能性器官，为器官移植提供新途径，缓解供体短缺问题，B正确；细胞凋亡是基因调控的主动死亡过程，在器官形成中起重要作用(如清除多余细胞)，因此肾源上皮细胞形成肾脏时必然伴随细胞凋亡，C错误；羊水中的胎儿上皮细胞能在体外培养形成类器官，说明其具有自我更新和分化的干细胞特征，D正确。
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5.(2025·安徽阜阳模拟)“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是(　　)
A.多细胞生物体内的细胞没有表现出全能性的原因是分化中丢失了大量的基因
B.干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病
C.“细胞核重编程”和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关
D.该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望
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A
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解析　多细胞生物体内的细胞没有表现出全能性是因为在个体发育的不同时期，细胞内基因进行选择性表达，而不是分化中丢失了大量的基因，A错误；干细胞能分化形成胰岛B细胞，因此可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病，B正确；细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关，C正确；“细胞核重编程”后可再分化形成多种类型细胞，因此该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望，D正确。
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6.自然界包括壁虎、海星、蜥蜴在内的许多生物有部分肢体可以完全再生，这就给人类肢体再生提供了研究方向。研究发现，壁虎尾部横隔处的细胞依然保留着干细胞功能，可以在断尾后发育成尾巴。下列叙述正确的是(　　)
A.断尾后新形成的尾巴细胞内核酸与其他部位细胞内的核酸相同
B.断尾后尾部横隔处的细胞呼吸酶基因处于关闭状态
C.壁虎断尾后可以再长出尾巴，是因为其横隔处的细胞进行了增殖和分化
D.断尾后尾部横隔处的细胞继续发育成尾巴体现了动物细胞的全能性
解析　新形成的尾巴细胞与其他部位细胞因基因选择性表达，导致RNA存在差异，但DNA相同，因此核酸不完全相同，A错误；呼吸酶基因在所有活细胞中均表达，否则细胞无法进行呼吸作用，B错误；横隔处的干细胞通过分裂(增殖)和分化形成新尾巴的各类细胞，C正确；细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，而尾巴仅是器官层次，未体现全能性，D错误。
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C
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7.如图是多能造血干细胞分化形成不同类型细胞(部分细胞)的示意图。下列叙述正确的是(　　)
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C
A.成熟的红细胞衰老后通过特定基因控制细胞凋亡
B.中性粒细胞和巨噬细胞转录合成的mRNA相同
C.B淋巴细胞形成浆细胞的过程中细胞内囊泡数量增加
D.与髓样干细胞相比，淋巴干细胞表达全能性的难度更低
解析　成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，不含DNA，不会通过特定基因控制细胞凋亡，A错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，不同细胞转录形成的mRNA不完全相同，B错误；浆细胞分泌抗体，抗体为分泌蛋白，因此浆细胞中囊泡较多，C正确；淋巴干细胞比髓样干细胞分化程度高，因此表达全能性的难度更高，D错误。
8.(2026·云南昆明模拟)人体内的骨骼肌肌母细胞在肌肉损伤时能增殖、分化成新的肌纤维，在体外特定培养条件下，肌母细胞可通过激活MyoD(成肌分化抗原)基因进行分化并丧失干细胞潜能。下列有关叙述错误的是(　　)
A.受损肌纤维被清除的过程属于细胞坏死
B.肌纤维衰老后，细胞内水分减少、细胞体积减小
C.通过检测肌母细胞中MyoD基因是否表达可确定细胞是否分化
D.肌母细胞与肌纤维中的核DNA相同，RNA、蛋白质种类不完全相同
解析　细胞坏死是由外界因素引起的被动死亡，而受损肌纤维的清除属于细胞凋亡(程序性死亡)，A错误；肌纤维衰老后(细胞衰老时)，细胞内水分减少、细胞体积减小，B正确；肌母细胞可通过激活MyoD基因进行分化，所以可以检测肌母细胞中MyoD基因是否表达可确定细胞是否分化，C正确；肌母细胞在肌肉损伤时能增殖、分化成新的肌纤维，细胞分化是基因选择性表达的结果，核DNA未改变，但RNA和蛋白质存在差异，所以肌母细胞与肌纤维中的核DNA相同，RNA、蛋白质种类不完全相同，D正确。
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A
B组　能力提升
9.铁死亡是一种铁依赖性的细胞程序性死亡方式，主要表现为线粒体膜密度增大、体积更小、嵴减少等，细胞体积变小但核体积正常且无核浓缩现象等。铁死亡发生时，细胞的抗氧化能力下降，引发膜脂质过氧化导致细胞死亡。下列叙述错误的是(　　)
A.Fe在细胞中属于微量元素，对维持生物体的生命活动非常重要
B.铁死亡细胞的细胞核与衰老细胞的细胞核，在形态学特征方面存在明显差异
C.铁死亡不受环境因素影响，但受基因控制
D.脂质抗氧化剂可能抑制铁死亡引发的细胞死亡
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C
解析　铁(Fe)在细胞中属于微量元素，参与构成血红素等重要物质，对维持生命活动至关重要，A正确；铁死亡细胞的细胞核体积正常且无核浓缩，而衰老细胞的细胞核体积增大、核膜内折，两者形态差异明显，B正确；铁死亡是一种铁依赖性的细胞程序性死亡，受基因的控制，同时受环境因素的影响，C错误；铁死亡因膜脂质过氧化导致，脂质抗氧化剂可减少过氧化反应，从而抑制细胞死亡，D正确。
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10.(2025·湖北黄冈三模)端粒酶在细胞中负责端粒的延长，由蛋白质和RNA模板组成，作用原理如图。延伸完一段，端粒酶就会移动到延伸好的端粒DNA末端，多次重复图示过程，直至端粒延伸至正常长度。下列叙述正确的是(　　)
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C
A.每条染色体上端粒数为固定的2个
B.端粒DNA的延伸过程实质是基因的转录过程
C.端粒酶RNA右侧未标注片段也具有序列3′－AAUCCC－5′
D.图中延伸方向是端粒DNA单链的5′端
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解析　每条染色体上端粒数为2个或4个，对于含有染色单体的染色体来讲，则含有4个端粒，A错误；端粒DNA的延伸过程是以RNA为模板合成DNA的过程，属于逆转录，B错误；端粒酶RNA的模板区域需重复使用以延长端粒(如图可知，端粒酶RNA序列为3′－AAUCCC－5′)，因此右侧未标注片段应保留相同的序列(3′－AAUCCC－5′)，确保多次循环延伸时的模板功能，C正确；图中延伸方向是端粒DNA单链的3′端，D错误。
11.(2026·湖南长沙模拟)为了调节脂质储存的异常，机体会发生一种选择性的自噬形式——脂噬。这种自噬专门针对脂质储存细胞器——脂滴(LDs)。如图是脂噬机制图，下列叙述错误的是(　　)
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C
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A.在营养过剩的条件下，mTORC1被激活，脂噬过程被抑制
B.在营养供应不足的情况下，脂肪细胞中脂滴的降解会加快
C.脂肪和糖类都是能源物质，在一定条件下可以大量相互转化
D.长时间运动后脂噬被激活，有利于满足细胞的能量需求
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解析　由题图可知，在营养过剩时，mTORC1被激活，脂噬过程受到抑制，A正确；营养供应不足时，mTORC1被抑制，AMPK被激活，促进脂肪细胞中脂滴的降解，B正确；脂肪和糖类都是能源物质，在一定条件下糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类，C错误；长时间运动后，细胞能量需求增加，脂噬被激活，分解脂滴有利于满足细胞的能量需求，D正确。
12.(12分)细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自动结束生命的过程，涉及一系列基因的激活、表达以及调控。如图表示细胞凋亡的过程，请据图回答下列问题：
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(1)凋亡诱导因子的膜受体的合成与加工需要___________________________(填细胞器名称)的参与，凋亡诱导因子与膜受体结合，反映出细胞膜具有____________的功能。细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡的过程，凋亡过程中有新蛋白产生，这体现了________________。
(2)细胞凋亡时细胞内存在一系列调控因子开启或关闭相关信号的传递过程。在糖皮质激素诱导鼠胸腺细胞凋亡的过程中，加入RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂均能抑制细胞凋亡的发生，原因可能是________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)在细胞受到损伤或微生物入侵时还可通过细胞自噬维持胞内环境的稳定。研究表明，人类许多疾病的发生可能与细胞自噬发生障碍有关。某科研团队欲探究“癌症与细胞自噬发生障碍的关系”，利用DEN(一种致癌因子)诱发大鼠肝癌，并分别在肝癌起始期和发展期对大鼠进行CQ(一种自噬抑制剂，可以抑制细胞自噬发生)处理，一段时间后观察各组大鼠肿瘤发生的情况，得到的部分实验结果如下表所示。
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起始期 发展期
DEN＋
CQ处理组 DEN
处理组 DEN＋
CQ处理组 DEN
处理组
肿瘤
发生率/% 30 90 90 60
最大肿瘤
体积/mm3 3.5
±2.5 17.1
±5.6 312.0
±132.9 8.3
±6.0
肿瘤
数量/个 0.6
±0.4 2.5
±0.6 3.6
±0.7 1.6
±0.6
①本实验还另外设置了两组对照组，其中一组用正常大鼠作为对照，另一组是________________作为对照，两组的肿瘤发生率相近且接近0。由表中结果推测，在DEN诱发的肝癌起始期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，在肝癌的发展期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生。
②结合此实验，你认为细胞自噬对于机体的利害作用是：___________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体　信息交流　基因的选择性表达　
(2)细胞凋亡过程需要RNA、蛋白质等生物大分子作为调控因子(合理即可)　(3)①单独使用CQ处理　抑制　促进　②有利或有害由身体状态决定
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解析　(1)膜受体的化学本质是糖蛋白，蛋白质在细胞中的核糖体上合成，然后需要内质网和高尔基体加工，并由高尔基体产生的囊泡运输到细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。由题图可知，膜受体能够结合凋亡诱导因子，激活细胞中与凋亡相关基因的表达，说明细胞膜具有信息交流的功能。细胞凋亡属于正常的生理现象，是由基因编码控制的细胞程序性死亡，凋亡过程中有新蛋白产生，体现了基因的选择性表达。(2)RNA合成抑制剂会影响RNA的产生，蛋白质合成抑制剂可能通过影响翻译过程影响蛋白质的产生。在糖皮质激素诱导鼠胸腺细胞凋亡过程中，加入RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂均能抑制细胞凋亡发生，原因可能是细胞凋亡过程需要RNA、蛋白质等生物大分子作为调控因子，也可能是RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂可通过抑制转录或翻译过程来抑制相关调控因子的合成，从而抑制细胞凋亡。
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(3)①题述实验除设置表中已有的单独用DEN处理作为对照组，还应另外设置对照组。其中一组是相应时间段单独使用CQ处理组(作为条件对照)，另一组是用正常大鼠作为对照(作为空白对照)，表中未列出的这些对照组的肿瘤发生率相近且接近0。由表中结果可知，在起始期的DEN＋CQ处理组的肿瘤发生率高于DEN处理组，说明在DEN诱发的肝癌的起始期细胞自噬会抑制肿瘤的发生；在肝癌的发展期，DEN＋CQ处理组的肿瘤发生率反而低于DEN处理组，说明在肝癌的发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生。②结合细胞自噬的过程，肝癌的起始期细胞自噬会抑制肿瘤的发生，在肝癌的发展期，癌细胞可利用细胞自噬过程的水解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要，由此可知，细胞自噬对机体的作用是有利或有害由身体状态决定。
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12(共76张PPT)
[课标要求]　1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。3.活动：观察减数分裂的装片或视频，运用模型模拟染色体的变化。
1.减数分裂相关概念
(1)减数分裂的概念
有性生殖
成熟生殖细胞
分裂两次
一半
花药
睾丸
(2)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体(图中的a和b、c和d)
一般相同
父方
母方
联会
②非同源染色体
指形状、大小和功能_______，且在减数分裂过程中不发生_____的染色体。如图中的a和c(或d)、b和c(或d)。
不相同
联会
①形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后，姐妹染色单体形成的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。②二倍体生物有丝分裂过程中始终存在同源染色体，但不联会，也不形成四分体。③细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。
(3)联会和四分体
前
同源染色体两两配对
4
1
2
4
4
(4)互换
同源染色体的非姐妹染色
单体
2.减数分裂过程
(1)精子的形成过程
蛋白质
联会
四分体
非姐妹
同源
非同源
凹陷
散乱
着丝粒
着丝粒
①基因重组的两种主要形式：减数分裂Ⅰ前期同源染色体上非姐妹染色单体的互换和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合。②减数分裂Ⅱ后期染色体数目暂时加倍但无同源染色体。③精(卵)原细胞通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂产生精子(卵细胞和极体)。
(2)卵细胞的形成过程(填细胞名称)
初级卵母细胞
极体
卵细胞
次级卵母细胞
(3)精子和卵细胞形成过程的比较
存在不均等分裂
变形
4
1
3
3.受精作用
受精卵
细胞核
细胞核
染色体
染色体数目的稳定
4.配子多样性的成因
分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
(1)一个个体有很多性原细胞，图中各种情况都可以发生，因此可产生____种配子，n代表同源染色体的对数。
(2)一个卵原细胞只能产生一个卵细胞，只能是1种配子。
2n
×
√
(1)某哺乳动物(2n)的精原细胞，经染色体复制后产生的初级精母细胞中没有同源染色体。( )
(2)(经典高考题)某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离。( )
(3)(经典高考题)同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换导致了染色体结构变异。( )
(4)(经典高考题)染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，减数分裂Ⅱ中期染色体数和核DNA分子数分别为12和24。( )
(5)(必修2 P23“概念检测”)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。 ( )
×
√
×
图1表示某动物(2n＝4)器官内正常的细胞分裂图，图2表示不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图，图3表示细胞内染色体数目变化的曲线图。请回答下列问题：
(1)根据图1中的________细胞可以判断该动物的性别，甲细胞的名称是____________。乙细胞产生的子细胞可继续进行的分裂方式是________________________。
答案　丙　次级精母细胞　有丝分裂和减数分裂
(2)图1中乙细胞的前一时期→乙细胞的过程对应于图2中的________(用罗马数字和箭头表示)；甲细胞→甲细胞的后一时期对应于图2中的________(用罗马数字和箭头表示)。
答案　Ⅱ→Ⅰ　Ⅲ→Ⅴ
(3)图3中代表减数分裂Ⅱ的区段是______，图中DE、HI、JK三个时间点的染色体数目加倍原因________(填“都相同”“各不相同”或“不完全相同”)。
答案　CG　不完全相同
(4)如图A是图1丙细胞产生的一个生殖细胞，根据染色体的类型和数目，判断图B中可能与其一起产生的生殖细胞有________。
答案　①和③
考向1　减数分裂相关概念辨析
1.(2026·贵州贵阳模拟)如图为处于某分裂时期的细胞示意图，下列说法正确的是(　　)
D
A.此细胞处于减数分裂的联会时期，有4个四分体
B.此时期中的a和c染色单体之间常发生相应片段的互换
C.此细胞中有2对同源染色体，4个核DNA分子，8条姐妹染色单体
D.在减数分裂Ⅰ后期①和②会发生分离，③和④会发生分离
解析　据题图可知，该细胞处于减数分裂的联会时期，有2个四分体，A错误；联会时期，同源染色体的非姐妹染色单体间常发生相应片段的互换，而a和c位于非同源染色体上，B错误；此细胞中有2对同源染色体，8个核DNA分子，8条姐妹染色单体，C错误；在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体发生分离，即图中的①和②会发生分离，③和④会发生分离，D正确。
考向2　精子和卵细胞的形成过程
2.(2025·江苏苏州期末)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述错误的是(　　)
B
A.图甲、乙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期
B.图甲细胞中同源染色体已彼此分离
C.图乙细胞中同源染色体排列在赤道板两侧
D.图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁
解析　据图可知，甲表示同源染色体正在联会，处于减数分裂Ⅰ前期；乙中同源染色体排列在赤道板两侧，处于减数分裂Ⅰ中期；丙中染色体移向细胞两极，且每一极均有5条染色体，处于减数分裂Ⅱ后期；丁形成了四部分，且每部分含有5条染色体，说明形成了4个配子，即图甲、乙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期，且图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁，A、C、D正确，B错误。
3.如图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，下列相关说法错误的是(　　)
D
A.甲、丙两细胞都发生了基因重组
B.图中的细胞均处于细胞分裂后期
C.可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁
D.乙、丁的染色体数都是体细胞的一半
解析　题图中甲为初级卵母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，丙为初级精母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，都发生了非同源染色体的重组；乙和丁为减数分裂Ⅱ后期的细胞，A、B正确；乙是次级卵母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，丁是极体或次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，C正确；乙、丁的染色体数与体细胞的相同，D错误。
根据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型
注：若减数分裂Ⅰ后期细胞质出现均等分裂，则一定为初级精母细胞；若减数分裂Ⅱ后期细胞质出现均等分裂，可能是次级精母细胞，也可能是极体。
考向3　配子的类型、来源分析和受精作用
4.(2026·广东惠州模拟)A/a、B/b、C/c三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。基因型为AaBbCc的一个精原细胞经减数分裂产生了基因型为Bc、AaBc、AbC、abC的4个精子，下列有关分析不成立的是(　　)
A.A与a基因所在同源染色体发生了互换
B.B与b基因所在同源染色体发生了互换
C.减数分裂Ⅰ时，C与c基因所在染色体分离正常
D.减数分裂Ⅱ时，A与a基因所在染色体分离异常
解析　基因型为AaBbCc的一个精原细胞未发生互换的情况下，能产生两种基因型的4个精细胞，若考虑互换，能产生4种基因型的4个精细胞。从Bc、AaBc、AbC、abC这4个精子的基因型来看，A与a基因所在同源染色体发生了互换，且在减数分裂Ⅱ时，A与a基因所在染色体分离异常，其他基因所在的染色体正常进行了减数分裂，B符合题意。
B
5.植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异性表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是(　　)
A.多精入卵会产生更多的种子
B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C.未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
解析　多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精子的染色体，不会产生更多种子，且防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，A错误，B正确；由题干信息分析可知，未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，由此推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合，D正确。
A
1.实验原理
减数分裂过程中，细胞中的染色体________________都在不断地发生变化，因而可据此识别________的各个时期。
2.实验流程
(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)：解离→____→_____→制片。
形态、位置和数目
减数分裂
漂洗
染色
(2)显微观察和绘图(以蝗虫精母细胞为例)
次级精
母细胞
高倍镜
关键点拨　实验相关问题分析
(1)本实验一般选用雄性动物的生殖器官。因为①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞，其只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数分裂Ⅱ。
(2)精巢内的精原细胞既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为n、2n、4n的不同的细胞分裂图像。
考向　观察和模拟细胞的减数分裂
1.(2026·福建厦门模拟)下列关于观察细胞的减数分裂实验的说法，正确的是(　　)
A.可以通过观察兔的卵母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程
B.用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
C.必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子
D.用蝗虫的精巢做实验，视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞
D
解析　D　兔卵母细胞的减数分裂是不连续的，且产生的卵细胞数目少，而精母细胞减数分裂产生精子数目多，因此可以通过观察兔的精母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程，A错误；洋葱根尖细胞只能进行有丝分裂，有丝分裂过程中无同源染色体联会现象，B错误；在低倍镜下也能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子，C错误；精原细胞既可以进行有丝分裂，也可以进行减数分裂，因此用蝗虫的精巢做实验，视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞，D正确。
2.某兴趣小组在“建立雄性果蝇(2n＝8)减数分裂染色体变化的模型”探究实践中，为模拟出各时期染色体行为，采用橡皮泥为主体材料捏出每条染色体，并在每条染色体适宜位置嵌上1粒小纽扣来模拟着丝粒。下列有关叙述正确的是(　　)
A.减数分裂Ⅰ和Ⅱ后期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣总数是相同的
B.减数分裂Ⅰ后期，制作每对分离的染色体所用橡皮泥量均须完全相同
C.减数分裂四分体时期，用于模拟每个四分体着丝粒的小纽扣数为4粒
D.减数分裂Ⅱ中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道板两侧
解析　减数分裂Ⅰ和Ⅱ后期，染色体的数目是相同的，故用于模拟染色体着丝粒的小纽扣总数是相同的，A正确；雄性果蝇的X、Y染色体大小不一样，故减数分裂Ⅰ后期，制作每对分离的染色体所用橡皮泥量不必都须完全相同，B错误；1个四分体含2条染色体，故减数分裂四分体时期，用于模拟每个四分体着丝粒的小纽扣数为2粒，C错误；减数分裂Ⅰ中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道板两侧，减数分裂Ⅱ中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道板上，D错误。
A
1.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较
原始生殖细胞
一
四分体
减半
4
2
相同
2.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例)
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
有丝分裂
3.减数分裂与有丝分裂相关数量的变化
(1)染色体、染色单体和核DNA数目变化曲线的比较(假设体细胞内染色体数为2n)
项目 减数分裂 有丝分裂
染色体
染色单体
核DNA分子
(2)同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化(以二倍体生物为例)
×
(1)(必修2 P20“正文”)处于分裂过程中的细胞都有四分体。( )
(2)(必修2 P20“正文”)正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体条数最多为4条。( )
(3)(必修2 P20“正文”)某二倍体生物细胞内含有4个染色体组，则该细胞分裂的前一时期细胞内染色体联会。( )
(4)有丝分裂全程中存在同源染色体，减数分裂中不存在同源染色体。( )
(5)精原细胞和卵原细胞既能进行减数分裂，又能进行有丝分裂。( )
×
×
×
√
考向1　比较有丝分裂和减数分裂过程和特点
1.某生物体细胞中含有4对同源染色体，下列有关细胞减数分裂和有丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A.非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期
B.减数分裂Ⅱ后期同源染色体的非姐妹染色单体互换片段
C.有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期，细胞中含16条染色单体
D.着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期
解析　同源染色体分离、非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，A正确；同源染色体的非姐妹染色单体互换片段发生在减数分裂Ⅰ前期形成四分体时，B错误；该生物体细胞中含有4对同源染色体，共8条染色体，在有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期，细胞中含8条染色体，共16条染色单体，C正确；着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，均会导致染色体数目暂时加倍，D正确。
B
考向2　细胞分裂图像辨析和相关数量变化分析
2.(2025·甘肃卷)某动物(2n＝4)的基因型为AaBb，有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的，位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂(不考虑突变)，下列叙述错误的是(　　)
C
A.图①、②、③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞，最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子
B.同源染色体分离，形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图①和②两种子细胞
C.非姐妹染色单体互换，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图③和④两种子细胞
D.图⑦代表有丝分裂后期细胞，产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致
解析　对于图①、②、③和④，观察染色体形态，无同源染色体且着丝粒分裂，属于减数分裂Ⅱ后期细胞，但该动物为雄性(从图⑤、⑥细胞质均等分裂可判断)，经过减数分裂Ⅱ产生的是精细胞，经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞(不考虑突变)，A正确；观察图⑤，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质均等分裂，这是减数分裂Ⅰ后期细胞(雄性)，其产生的子细胞为次级精母细胞，图①和②符合次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期的情况，所以能产生图①和②两种子细胞，B正确；观察图⑥，非姐妹染色单体互换发生在减数分裂Ⅰ前期，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞(同源染色体分离)，其产生的子细胞为次级精母细胞，到达减数分裂Ⅱ后期时一个细胞的一极含有基因A和B，另一极含有基因a和B，另一个细胞的一极含有基因A和b，另一极含有基因a和b，不符合图③和④，C错误；分析图⑦，有同源染色体且着丝粒分裂，为有丝分裂后期细胞，有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致，D正确。
3.如图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况，图1中的乙曲线表示减数分裂过程中的染色体数目变化。下列有关分析正确的是(　　)
C
A.图2中H′I′段只有1个染色体组
B.图3可表示减数分裂
C.图1中EF段和图2中B′C′段变化的原因不同
D.基因重组可发生在图1中的CE段和图3中的jk段
解析　图2中实线表示有丝分裂过程，虚线表示减数分裂过程，H′I′段细胞处于减数分裂Ⅱ时期，减数分裂Ⅱ后期含有2个染色体组，A错误；图3只能表示有丝分裂过程中一个细胞中染色体组数的变化，B错误；图1中EF段是减数分裂Ⅰ结束形成两个子细胞，导致核DNA含量减半，图2中B′C′段是有丝分裂后期着丝粒分裂，导致染色体数目加倍，C正确；基因重组通常发生在减数分裂Ⅰ的前期和后期，而图3只能表示有丝分裂，有丝分裂过程中不能发生基因重组，D错误。
1.(2025·云南卷)某二倍体动物(2n＝4)的基因型为GgFf，等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上，在不考虑基因突变的情况下，下列细胞分裂示意图中不可能出现的是(　　)
B
解析　该细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断为处于减数分裂Ⅰ后期，存在姐妹染色单体，其上的基因相同，但由于该动物基因型为GgFf，在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换，可出现图中的情况，A不符合题意；该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，由于该动物基因型为GgFf，同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因，而不是G和G、f和f，所以不可能出现图中的情况，B符合题意；该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，由于非同源染色体自由组合，所以处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，即G与g、F与f分离，G与F或f组合，C、D不符合题意。
2.(2025·广东卷)某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂，
视野中(如图)可见(　　)
D
A.细胞质分离　　　 B.等位基因分离
C.同源染色体分离 D.姐妹染色单体分离
解析　细胞质分离可以在光学显微镜下观察到，如植物细胞中出现细胞板，题图中没有出现细胞板，不处于末期，故没发生细胞质分离，A不符合题意；等位基因分离发生在减数分裂过程中，胚乳细胞不能进行减数分裂，且等位基因分离在显微镜下不可见，B不符合题意；同源染色体分离发生在减数分裂过程中，胚乳细胞不能进行减数分裂，C不符合题意；图中染色体均匀分布在细胞两极，可知着丝粒已经分裂，姐妹染色单体分离形成子染色体，D符合题意。
3.(2024·北京卷)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是(　　)
A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B.同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C.有丝分裂前的间期进行DNA复制
D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
解析　减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为后面的有丝分裂作准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性，D正确。
B
CyclinB3细胞周期蛋白与减数分裂
中科院动物研究所研究发现CyclinB3(细胞周期蛋白)在雌鼠(2n＝40)卵细胞形成过程中发挥了独特作用，当CyclinB3缺失时雌鼠不能产生后代。研究者对CyclinB3缺失雌鼠和正常雌鼠卵细胞的形成过程对比观察并绘制了下图。
角度1　知识的运用与表达能力
(1)雌鼠的一个初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期含有________个四分体。与卵原细胞相比，正常雌鼠的卵细胞染色体数目减半、核DNA数目减半的原因是减数分裂过程中__________________________________________________________________。
(2)若某雌鼠的基因型为DdEe(两对基因独立遗传，且不考虑染色体互换及基因突变)，一个初级卵母细胞经减数分裂最终形成的一个第二极体的基因型是De，则同时产生的卵细胞的基因型是________。
角度2　考查对信息知识的灵活运用
(3)分析题图可知，CyclinB3影响卵母细胞________(填“纺锤体形成”或“同源染色体分离”)，CyclinB3缺失的卵母细胞，在减数分裂Ⅰ后期时的姐妹染色单体数是______条。
(4)图中CyclinB3缺失小鼠的一个卵原细胞从减数分裂Ⅰ前的间期到减数分裂Ⅱ中期的过程中，核DNA的数量变化是________(用n和箭头表示)。
答案　(1)20　染色体复制一次，而细胞连续分裂两次　(2)De或dE　(3)同源染色体分离　80　(4)2n→4n
解析　(1)四分体是减数分裂过程中由同源染色体配对而成，由题干可知，雌鼠(2n＝40)含有20对染色体，故雌鼠的一个初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期含有20个四分体。在减数分裂过程中，染色体只复制一次(在减数分裂Ⅰ前的间期)，而细胞连续分裂两次(减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ)，这就使得最终形成的卵细胞中染色体数目和核DNA数目相较于卵原细胞均减半。(2)减数分裂过程中，一个卵原细胞经过减数分裂Ⅰ产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，经过减数分裂Ⅱ，次级卵母细胞产生一个卵细胞和一个第二极体，第一极体产生两个第二极体。若第二极体的基因型是De，
存在两种情况，若该第二极体是由第一极体分裂产生的，那么与该第一极体同时产生的次级卵母细胞的基因型为ddEE，所以卵细胞的基因型是dE；若该第二极体是由次级卵母细胞分裂产生的，那么卵细胞的基因型就是De。(3)对比正常雌鼠和CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程图可知，正常雌鼠在减数分裂Ⅰ后期同源染色体能够正常分离，而CyclinB3缺失雌鼠在减数分裂Ⅰ后期同源染色体不能正常分离，由此可推测CyclinB3影响卵母细胞同源染色体分离。已知雌鼠体细胞中染色体数为40条，在减数分裂Ⅰ前的间期染色体复制后，每条染色体含有两条姐妹染色单体，所以在减数分裂Ⅰ后期时，细胞中染色体数为40条，姐妹染色单体数为80条，对于CyclinB3缺失的卵母细胞也是如此。(4)图中CyclinB3缺失小鼠的一个卵原细胞在减数分裂Ⅰ前的间期进行DNA复制，核DNA数目由2n变为4n，经过减数分裂Ⅰ，CyclinB3影响卵母细胞同源染色体分离，最后核DNA数目不变，因此核DNA的数量变化是2n→4n。
A组　基础巩固
1.(2026·吉林长春模拟)下列有关细胞增殖过程中染色体、染色单体、同源染色体的说法，正确的是(　　)
A.减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体数目是体细胞中染色体数目的一半
B.减数分裂过程中姐妹染色单体的分开与同源染色体的分开发生在同一时期
C.对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条染色单体
D.在玉米体细胞的有丝分裂过程中无同源染色体，玉米产生花粉过程中有同源染色体
C
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
解析　减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，此时细胞中染色体数目与体细胞中的染色体数目相等，A错误；减数分裂过程中姐妹染色单体的分开发生在减数分裂Ⅱ后期，同源染色体的分开发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误；当染色体上DNA发生复制后，每条染色体上均具有两条染色单体，因此含有46条染色体的细胞可能含有46×2＝92(条)染色单体；减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体上的着丝粒分裂，此时细胞中含有46条染色体，但是没有染色单体，即细胞内染色单体数为0，C正确；玉米体细胞的有丝分裂全程都含有同源染色体，玉米产生花粉的过程中由于减数分裂Ⅰ后期发生了同源染色体的分离，因此部分时期具有同源染色体，部分时期不含同源染色体，D错误。
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
2.(2026·河北邢台月考)如图是某二倍体动物细胞在分裂(不发生染色体变异)某一时刻的细胞示意图。下列叙述正确的是(　　)
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
A.该细胞进行的是有丝分裂
B.该细胞产生的子细胞是极体
C.该细胞不可能含有等位基因
D.该细胞与其子细胞染色体数目相同
解析　细胞示意图中有3条染色体，且没有形态、大小相同的染色体，即没有同源染色体，染色体散乱分布，应处于减数分裂Ⅱ前期，A错误；该细胞产生的子细胞可能是精细胞、卵细胞或极体，B错误；该细胞没有形态、大小相同的染色体，即没有同源染色体，但可通过基因突变或互换产生等位基因，C错误；该细胞与其产生的子细胞中染色体数目都是3条，D正确。
D
3.(2026·江苏南通模拟)关于观察细胞减数分裂的实验，下列操作合理的是(　　)
A.分离蚕豆成熟花粉→解离→漂洗→甲紫溶液染色→制片→低倍镜观察→高倍镜观察
B.分离成熟小鼠卵巢→解离→甲紫溶液染色→漂洗→制片→低倍镜观察→高倍镜观察
C.分离蝗虫成熟精巢→固定→醋酸洋红液染色→制片→低倍镜观察→高倍镜观察
D.分离桃花雄蕊→固定→漂洗→醋酸洋红液染色→制片→高倍镜观察
解析　蚕豆成熟花粉已经完成了减数分裂，不能用于观察减数分裂过程，A错误；小鼠卵巢中卵母细胞数量较少，且减数分裂过程不连续，不易观察到完整的减数分裂过程，同时实验操作顺序中解离后应先漂洗再染色，B错误；蝗虫成熟精巢中精原细胞可以进行减数分裂，固定后用醋酸洋红液染色，制片后先在低倍镜下找到目标细胞，再换高倍镜观察，操作合理，C正确；观察时应先在低倍镜下找到目标细胞，再换高倍镜观察，不能直接用高倍镜观察，D错误。
C
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4.下列关于人体细胞有丝分裂与减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A.有丝分裂和减数分裂前的间期细胞中染色体数目都不会因核DNA分子的复制而加倍
B.在减数分裂的过程中等位基因的分离一定发生在减数分裂Ⅰ
C.有丝分裂后期细胞中染色体因星射线的牵引导致着丝粒分裂从而使染色体数目加倍
D.减数分裂Ⅱ过程中细胞中染色体数目与核DNA分子数目始终不变
解析　有丝分裂和减数分裂前的间期都进行核DNA和染色体复制，复制完成后，核DNA加倍，每条染色体含两条染色单体，染色体数量不变，A正确；在减数分裂Ⅰ前期，若同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，可能会导致一条染色体上的两条姐妹染色单体上出现等位基因，这样的等位基因还可在减数分裂Ⅱ后期随姐妹染色单体的分开而分离，B错误；有丝分裂后期，着丝粒无需星射线的牵引即可分裂，姐妹染色单体分离导致细胞中染色体数目加倍，C错误；减数分裂Ⅱ过程中细胞中核DNA分子数目不变，但染色体数目随着丝粒的分裂(减数分裂Ⅱ后期)会暂时加倍，D错误。
A
1
2
3
5
6
7
8
9
10
5.(2026·山东日照模拟)如图为某高等动物的一组细胞分裂图像，下列叙述正确的是(　　)
4
C
11
12
A.细胞①与细胞②中的染色体数目、核DNA分子数目均相同
B.细胞③中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合
C.细胞④出现的原因，可能是在减数分裂Ⅰ过程中发生了同源染色体非姐妹染色单体的互换
D.细胞①②③④中均存在同源染色体
1
2
3
5
6
7
8
9
10
解析　细胞①与细胞②中的染色体数目均为4条，但细胞①中含有4个核DNA分子，而细胞②中含有8个核DNA分子，A错误；据图分析可知，细胞③中的等位基因A、a随着所在的同源染色体的分开而分离，但得不出发生了非等位基因的自由组合，B错误；在细胞④中，着丝粒分裂后形成的两条染色体上出现了等位基因，这可能是在减数分裂Ⅰ过程中发生了同源染色体非姐妹染色单体的互换，也可能是基因突变所致，C正确；细胞①②③中均存在同源染色体，但细胞④处于减数分裂Ⅱ后期，不存在同源染色体，D错误。
4
11
12
1
2
3
5
6
7
8
9
10
6.图1表示某二倍体动物细胞分裂的部分时期，图2表示每条染色体上DNA含量的变化。下列叙述错误的是(　　)
4
11
12
C
A.图1中A细胞表示减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离
B.图2中d点可以是有丝分裂后期，与图1中B细胞在同一时期
C.图1中C细胞有同源染色体，可以作为B细胞的子细胞
D.图2中的c→d的变化，不会在减数分裂Ⅰ过程中出现
1
2
3
5
6
7
8
9
10
解析　图1中A细胞同源染色体分离、非同源染色体自由组合，因而表示减数分裂Ⅰ后期，A正确；图2中d点可以是有丝分裂后期，与图1中B细胞在同一时期，此时细胞中染色体数目是体细胞中的2倍，B正确；图1中C细胞没有同源染色体，且着丝粒已分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，为次级精母细胞，不可以作为B细胞的子细胞，B细胞进行的是有丝分裂，C错误；图2中的c→d发生的变化是着丝粒分裂，可以发生在减数分裂Ⅱ后期，不会在减数分裂Ⅰ过程中出现，D正确。
4
11
12
1
2
3
5
6
7
8
9
10
7.(2025·山东潍坊开学考试)某雌果蝇的基因型为AaXBXb，用4种不同颜色的荧光分别标记该果蝇一个初级卵母细胞中的基因A、a、B、b。已知该细胞减数分裂过程中只发生了一次突变，如图表示不同分裂时期细胞中染色体、染色单体、核DNA的数量。不考虑染色体互换，下列说法错误的是(　　)
4
11
12
C
A.细胞①中含有4种颜色的8个荧光点
B.细胞②中会检测出1种或2种颜色的荧光
C.细胞③是由细胞②分裂产生的子细胞
D.细胞③中有1条或2条X染色体
1
2
3
5
6
7
8
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解析　果蝇的体细胞中有8条染色体，①时期核DNA和染色单体数量为16，染色体数为8，可表示减数分裂Ⅰ，此时精原细胞经过了DNA复制，细胞中含有2个A基因、2个a基因、2个B基因和2个b基因，故细胞中可出现4种颜色的8个荧光点，A正确；图中细胞②的染色体数小于4，则说明减数分裂Ⅰ染色体分离异常，导致该细胞少了一条染色体，若缺少的染色体含有被标记的基因，则细胞②只有一种颜色的荧光；若缺失的染色体不含被标记的基因，则细胞②中会检测2种颜色的荧光，B正确；细胞③含有5条染色体，细胞②只有3条染色体，所以细胞③不是由细胞②分裂产生的子细胞，C错误；细胞③有5条染色体，若多了一条X染色体，则含有2条X染色体，若多了一条常染色体，则含有1条X染色体，D正确。
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8.(2026·云南昆明模拟)基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像。下列叙述错误的是(　　)
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A
A.图甲中基因a最可能来源于染色体的互换
B.图乙中基因a可能来源于基因突变
C.图丙细胞中b所在的两条染色体不是同源染色体
D.图丁细胞的子细胞为精子或极体
解析　该生物基因型为AaBb，图甲中出现基因a，由于该细胞处于有丝分裂后期，有丝分裂过程中一般不会发生染色体互换(染色体互换主要发生在减数分裂过程中)，所以基因a最可能来源于基因突变，A错误；图乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，基因a可能是在减数分裂Ⅰ前的间期DNA复制时发生基因突变产生的，也可能是减数分裂Ⅰ前期同源染色体上的非姐妹染色单体互换产生的，B正确；图丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中b所在的两条染色体是由姐妹染色单体分开形成的，不是同源染色体，C正确；图丁细胞细胞质均等分裂，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，可能是次级精母细胞或第一极体，所以其子细胞为精子或极体，D正确。
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B组　能力提升
9.(2026·四川绵阳模拟)某二倍体动物(2N＝24)的a细胞一次正常的分裂，产生b1和b2两个子细胞。a细胞的染色体组数为m，b1和b2细胞的染色体组数为n。不考虑变异，下列说法正确的是(　　)
A.若m＝n，则b1和b2细胞可能只含有6对同源染色体
B.若m≠n，则b1和b2细胞中核DNA分子数均为24个
C.a细胞分裂成b1和b2细胞的过程必须经过DNA复制
D.a细胞分裂成b1和b2细胞的过程必须经过着丝粒的分裂
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B
解析　若m＝n，则a细胞可能进行的是有丝分裂或减数分裂Ⅱ，若进行减数分裂Ⅱ，得到的子细胞b1和b2中不存在同源染色体，A错误；若m≠n，则a细胞进行的是减数分裂Ⅰ，分裂后形成的子细胞b1和b2中染色体数目减半，核DNA分子数也减半，已知该二倍体动物(2N＝24)体细胞中核DNA分子数为24，则子细胞b1和b2中核DNA分子数均为24，B正确；a细胞分裂成b1和b2细胞的过程可能是有丝分裂，也可能是减数分裂，在减数分裂Ⅱ过程中，细胞分裂形成子细胞时不需要经过DNA复制，C错误；若a细胞进行减数分裂Ⅰ形成b1和b2细胞，该过程中不发生着丝粒的分裂，D错误。
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10.(2026·江苏宿迁模拟)如图为百合(2n＝24)细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列有关说法正确的是(　　)
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C
A.姐妹染色单体的形成和中心体的复制在分裂间期，分离时期不同
B.图②③中染色体行为均会导致基因发生自由组合
C.若四分体时期发生互换，1个花粉母细胞能产生4种配子
D.各细胞出现的时间先后顺序是①→②→③→⑤→④
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解析　百合为高等植物，其细胞中不含中心体；姐妹染色单体的形成只在减数分裂Ⅰ前的间期，A错误；③中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，属于交换重组，B错误；若四分体时期发生互换，发生了基因重组，1个花粉母细胞能产生4种配子，C正确；①是分裂间期，②是减数分裂Ⅰ后期，③是减数分裂Ⅰ前期，④是减数分裂Ⅱ末期，⑤是减数分裂Ⅱ后期，所以正确顺序是①→③→②→⑤→④，D错误。
11.如图甲表示某二倍体(2n)哺乳动物在细胞分裂不同时期相关物质的数量关系，图乙表示该动物精子形成过程中细胞内染色体数目的变化。不考虑突变，下列叙述正确的是(　　)
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B
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A.图甲①、④时期的细胞以及图乙CD时期的细胞一定不存在同源染色体
B.图甲⑤时期的细胞可处于图乙AB时期，该时期细胞内含有2个染色体组
C.图甲②→③可处于图乙EF时期，该时期的细胞核DNA分子数是CD时期的两倍
D.图甲⑤→②可处于图乙BC时期，该时期的细胞染色体数目减半是由着丝粒分裂引起的
解析　④时期的细胞染色体和DNA都为4n，处于有丝分裂后期，细胞中存在同源染色体，A错误；图甲⑤时期的细胞染色体数目为2n，有姐妹染色单体，可以是有丝分裂前期、中期和减数分裂Ⅰ全过程，而AB段是减数分裂Ⅰ，所以图甲⑤时期的细胞可处于图乙AB时期，此时细胞内含有2个染色体组，B正确；图甲②(减数分裂Ⅱ前期和中期)可处于图乙CD时期→③(减数分裂Ⅱ后期)可处于图乙EF时期，③此时染色体着丝粒分开，染色体数目加倍，该时期核DNA分子数目与CD时期(减数分裂Ⅱ前期和中期)相等，C错误；图甲⑤→②是减数分裂Ⅰ结束，同源染色体分开导致的，D错误。
12.(13分)(2025·湖南长沙模拟)图甲为某二倍体动物(2N＝4)减数分裂过程中染色体、染色单体和核DNA含量变化示意图，图乙为该动物体某一器官内部分细胞分裂图。请分析并回答问题：
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(1)图甲中Ⅰ→Ⅱ过程中核DNA含量加倍的原因是________________，Ⅲ→Ⅳ过程中染色单体数目由4→0变化的原因是________________________________
_________________________________________________________________。
(2)图乙中B细胞含有________个四分体，C细胞对应图甲中的________时期。
(3)图乙中含同源染色体的细胞有________，基因重组可发生在图乙中的________细胞，B细胞的名称为______________。
(4)若该动物的原始生殖细胞中每对同源染色体中仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记，让该细胞在含14N的环境中进行减数分裂，不考虑互换，则B细胞中含有15N标记的染色单体有________条，C细胞中含有15N标记的染色体有________条，产生不含15N标记的成熟生殖细胞的概率为________。
(5)请绘出图乙中A细胞的染色体、染色单体和核DNA含量柱形图，并在横坐标下注明该细胞的分裂时期。
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答案　(1)完成了核DNA的复制　经过了减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体彼此分离，形成子染色体　(2)0　Ⅲ　(3)A、B　B　初级卵母细胞　(4)4　0或1或2
1/4　(5)如图所示：
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解析　(1)图甲中Ⅰ→Ⅱ过程中核DNA含量加倍的原因是完成了核DNA的复制，Ⅲ→Ⅳ过程中染色单体数由4→0，发生该变化的原因是经过减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体彼此分离，形成子染色体。(2)图乙中B细胞处于减数分裂Ⅰ后期，此时细胞中发生了同源染色体分离、非同源染色体自由组合的过程，因此此时的细胞中不含四分体。C细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数之比为1∶2∶2，且染色体数目是体细胞中的一半，对应图甲中的Ⅲ时期。(3)图乙中A、B细胞中均含同源染色体。基因重组包括减数分裂Ⅰ后期发生的非同源染色体上的非等位基因的自由组合和减数分裂Ⅰ前期发生的同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，结合图示可知，图乙中的B细胞可能发生基因重组。由于B细胞发生细胞质不均等分裂，且细胞中含有同源染色体，因此该细胞的名称为初级卵母细胞。
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(4)DNA复制方式为半保留复制，经过间期DNA复制后，细胞中被标记的DNA分子所在的染色体中的两个DNA分子均带有15N标记，即被标记的染色体经过DNA复制后包含的两个DNA分子均带有15N标记，则处于减数分裂Ⅰ后期的B细胞中含有15N标记的染色单体有4条；因为每对同源染色体中只有一条带有15N标记，且每条染色体含有两个带标记的染色单体，C细胞处于减数分裂Ⅱ中期，因为在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，因而产生的子细胞中的两条染色体可能均带有15N标记，也可能有一条带有15N标记，还可能两条均不带15N标记，即C细胞中含有15N标记的染色体有0或1或2条；由于B细胞中含有两对同源染色体，且每对同源染色体中只有一条含有15N标记，该细胞分裂产生的子细胞中15N标记情况：两条均带标记和两条均不带标记或一条带标记、另一条不带标记。因此，该细胞产生的成熟生殖细胞中不含15N标记的概率为1/4。(5)图乙中A细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，染色单体数目为0且细胞中染色体的数目是体细胞中染色体数目的2倍(8条)，图见答案。
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第14讲　细胞的增殖
[课标要求]　1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。2.活动：制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片，或观察其永久装片。
考点一　细胞增殖和细胞周期
1.细胞增殖
2.细胞周期
(1)模式图
(2)细胞周期4种常用表示方法
　①细胞周期必须是分裂前的间期在前，分裂期在后，不能颠倒。②只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期，进行减数分裂的细胞没有细胞周期。③G1期与G2期的区别是G1期合成的RNA和有关蛋白质大多是与DNA复制有关的，如解旋酶、DNA聚合酶、组成染色体的蛋白质等；而G2期合成的RNA和有关蛋白质大多是与分裂期有关的，如微管蛋白，以形成纺锤丝等结构。
(1)(2022·天津卷)秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期。(×)
(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。(×)
(3)(必修1 P111“正文”)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期。(×)
(4)酵母菌和醋酸菌均以有丝分裂的方式进行增殖。(×)
考向1　细胞周期的概念和表示方法
1.(2026·陕西西安模拟)细胞周期包括分裂前的间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，如图1；细胞增殖过程中核DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的核DNA含量，可分析其所处的细胞周期。根据细胞核DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株分为三组，每组的细胞数目如图2。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A.分裂前的间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与
B.染色体的着丝粒分裂发生在图1中的M期
C.图2中的乙存在于图1中的S期
D.将细胞周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数减少
解析　D　分裂前的间期进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成，核糖体是蛋白质的合成场所，A正确；染色体的着丝粒分裂发生在细胞分裂后期，所属时期为图1中的M期，B正确；图2中乙组细胞的核DNA含量为2C～4C，则乙组细胞均为S期细胞，C正确；将细胞周期阻断在核DNA复制前会导致核DNA含量为2C的G1期细胞增多，即图2中甲组细胞数增多，D错误。
常和细胞周期联系的5个“热点”
考向2　细胞周期调控和同步化
2.某植物细胞的细胞周期可分为DNA合成前期(G1期，时长5小时)、DNA合成期(S期，时长7小时)、DNA合成后期(G2期，时长3小时)、分裂期(M期，时长7小时)四个连续的时期。TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中抑制DNA合成，用于诱导细胞周期同步化，洗脱TdR后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化，进行了以下操作：①在含高浓度TdR培养基中培养至少7小时，洗脱TdR；②在含高浓度TdR培养基中培养至少15小时，洗脱TdR；③在普通培养基中培养7～15小时；④在普通培养基中培养至少15小时。下列操作顺序能实现实验目的的是(　　)
A.①④① B.②③②
C.③②③ D.④①④
解析　B　要实现细胞周期同步化，即第一步：在含高浓度TdR培养基中培养至少15 h(G2＋M＋G1)，使细胞停留在S期或G1/S交界处，然后洗脱TdR；第二步：在普通培养基中培养至少7 h(S时期)，但不超过15 h(G2＋M＋G1)，防止有些细胞再次进入S期，无法达到细胞周期同步化的目的；第三步：操作同第一步，使所有细胞停留在G1/S交界处。即实验步骤为②③②可以实现周期同步化。
DNA合成阻断法与细胞周期同步化
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，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。
考点二　细胞的有丝分裂和无丝分裂
1.有丝分裂过程和意义
(1)有丝分裂各时期的特点
时期 植物细胞 动物细胞 主要特点
前期 ①出现染色体； ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ③形成纺锤体
中期 染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 ①着丝粒一分为二； ②纺锤丝(星射线)牵引染色体移向细胞的两极； ③染色体数目加倍
末期 ①染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝； ②纺锤丝逐渐消失； ③核膜、核仁重新出现
(2)动植物细胞有丝分裂的主要区别
　①中心体在间期倍增，在前期两组中心粒分别移向细胞两极，在末期随着细胞分裂进入两个子细胞。②星射线和纺锤丝都由微管蛋白组装而成，在前期形成纺锤体。③除了动物，低等植物中也有中心体，故不能通过中心体或纺锤体的形成方式鉴别动植物细胞，可以通过有无细胞壁或末期是否会形成细胞板(细胞质的分裂方式)鉴别。
(3)有丝分裂的意义
①将亲代细胞经复制之后的染色体(关键是DNA的复制)，精确地平均分配到两个子细胞中。
②保持了细胞的亲代和子代之间遗传的稳定性。
2.细胞周期中细胞结构或物质的周期性变化
(1)染色体形态及行为变化
①当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶2∶2。
②当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶核DNA＝1∶1。
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
时期 项目 　　 分裂 间期 分裂期
前期 中期 后期 末期
核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色体 2n 2n 2n 2n→4n 4n→2n
染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0
　染色体的数目始终和着丝粒的数目相等；染色体加倍的原因是着丝粒分裂。
①A→B、L→M、P→Q变化原因都是DNA分子复制。
②G→H、N→O、R→S变化原因都是着丝粒分裂、姐妹染色单体分开，染色体数目加倍。
③C→D、R→S的变化很相似，但原因不同，C→D的变化原因是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。
3.无丝分裂
[教材边角]
(必修1 P115“思维训练”)(1)细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。(2)从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。(3)细胞体积并不是越小越好，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。
(1)(2024·北京卷)有丝分裂前的间期进行DNA复制。(√)
(2)(2023·河北卷)动物细胞有丝分裂DNA总量在分裂后期减半。(×)
(3)(经典高考题)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。(√)
(4)(经典高考题)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍。(×)
(5)(必修1 P114“正文”)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。(√)
(6)(必修1 P114“正文”)低等植物细胞和动物细胞都含有中心体，有丝分裂前期，中心粒发出星射线形成纺锤体。(√)
考向1　有丝分裂过程及特点
1.如图是某生物体细胞有丝分裂不同分裂时期的图像，下列对图像的叙述错误的是(　　)
A.该生物可能是动物
B.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
C.甲细胞中染色体的数目未加倍
D.甲、乙、丙三个细胞内染色体、染色单体、核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
解析　D　由于该生物体细胞不含细胞壁，但含有中心体，因此该生物是动物，A正确；甲细胞染色体散乱分布，处于前期；乙细胞染色体着丝粒分裂，处于后期；丙细胞着丝粒整齐地排列在赤道板上，处于中期，B正确；甲细胞位于有丝分裂前期，染色体数目未加倍，C正确；甲、丙两细胞中，均含有4条染色体，每条染色体含2条姐妹染色单体，含2个核DNA，故染色体∶染色单体∶核DNA分子数的比例均为1∶2∶2，乙细胞无染色单体，染色体∶核DNA分子数的比例为1∶1，D错误。
考向2　有丝分裂过程中染色体、核DNA数量变化分析
2.(2026·河北石家庄模拟)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A.在间期，DNA进行半保留复制，形成16个核DNA分子
B.在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子
C.在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道板上，易于观察染色体
D.在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体
解析　D　分裂间期进行DNA分子的复制，DNA的复制方式为半保留复制，复制完成后DNA分子数目加倍，形成16个核DNA分子，A正确；有丝分裂前期的染色体由于着丝粒未分开，每条染色体由2条姐妹染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；有丝分裂中期，所有着丝粒排列在细胞中央的赤道板上，此时的染色体高度螺旋化，形态比较稳定，数目比较清晰，易于观察，C正确；有丝分裂后期，着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，细胞中有16条染色体，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开，D错误。
3.(2026·河南郑州模拟)图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是(　　)
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C.图2中a时期对应图1中的AB段，c时期对应图1中的EF段
D.有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况
解析　C　图1中的CD段包括G2期、有丝分裂前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，A正确；图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a时期表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的AB段，C错误；图2中d时期表示染色体∶核DNA＝2∶1，有丝分裂过程中不存在这种情况，D正确。
关注细胞周期中的“加倍”
考点三　实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
2.方法步骤
　①根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。②不能观察到一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。
　实验操作的注意事项
考向　考查实验原理、过程和结果分析
1.(2022·广东卷，改编)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　)
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
解析　C　根尖解离后需要先漂洗，洗去解离液后再进行染色，A错误；将已经染色的根尖置于载玻片上，加一滴清水后，用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片后需要用拇指轻轻按压盖玻片，使细胞分散开，再进行观察，B错误；在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形，排列紧密)后，再换用高倍镜进行观察，此时为使视野清晰，需要用细准焦螺旋进行调焦，C正确；分裂中期的染色体着丝粒整齐地排列在赤道板上，据图可知，图示分裂中期细胞位于视野左上方，故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央，D错误。
2.(2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给五位同学观察细胞并计数，结果如下表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是(　　)
学生 分裂 间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
解析　C　取用的材料处于旺盛的分裂阶段时，观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期，只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多，可能原因是该同学进行拍照记录的区域处于分裂间期的细胞比例相对较低，C错误。
1.(2025·浙江1月选考)某哺乳动物的体细胞核DNA含量为2C，对其体外培养细胞的核DNA含量进行检测，结果如图所示，其中甲、乙、丙表示不同核DNA含量的细胞及其占细胞总数的百分比。下列叙述错误的是(　　)
A.甲中细胞具有核膜和核仁
B.乙中细胞进行核DNA复制
C.丙中部分细胞的染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上
D.若培养液中加入秋水仙素，丙占细胞总数的百分比会减小
解析　D　据题图可知，甲中是细胞核DNA含量为2C的细胞，在甲乙丙三组细胞占比最大，说明此时细胞处于G1期，DNA还未进行复制，细胞具有核膜和核仁，A正确；据图可知，乙中细胞核DNA含量为2C～4C，说明细胞处于S期，细胞进行DNA复制，B正确；据图可知，丙中细胞核DNA含量为4C，说明细胞处于G2期和分裂期；当细胞处于有丝分裂中期时，细胞中染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上，C正确；秋水仙素抑制纺锤体的形成，若培养液中加入秋水仙素，细胞无法完成细胞分裂，丙占细胞总数的百分比会增大，D错误。
2.(2023·河北卷)关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A.精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞
B.DNA在分裂间期边解旋边复制
C.细胞DNA总量在分裂后期减半
D.核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成
解析　C　精原细胞能通过有丝分裂产生新的精原细胞，A正确；DNA分子的复制过程发生在分裂间期，DNA复制的特点表现为边解旋边复制，B正确；在有丝分裂过程中后期细胞DNA总量不会减半，C错误；在有丝分裂末期，核膜、核仁重新出现，即核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成，D正确。
3.(2023·辽宁卷)如图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　)
A.②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期，非同源染色体自由组合
D.⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
解析　B　②时期已经完成了核DNA的复制，相当于高等动物细胞的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物细胞有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；由图可知，③时期染色体的着丝粒排列在赤道板上，相当于高等动物有丝分裂中期，B正确；④时期着丝粒已分裂，染色体分别移向细胞两极，C错误；⑤时期，细胞质的分裂方式与动物细胞相同，都是从细胞中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞，D错误。
细胞周期检验与调控
细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M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。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题：
角度1　教材基础知识迁移应用
(1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是____________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过________________________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否________(填序号：①损伤和修复、②完成复制)；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是________。
角度2　细胞周期调控与癌症治疗
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是______________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制________的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。
答案　(1)染色体数不变，核DNA数加倍
(2)染色体正确复制和精确地平均分配到两个子细胞中　①②　检验点5　(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4
解析　(1)DNA复制发生在S期，着丝粒分裂导致染色体数目加倍，发生在M期；与G1期细胞相比，G2期细胞染色体数不变，核DNA数加倍。(2)有丝分裂的重要意义是将亲代细胞经复制之后的染色体(关键是DNA的复制)，精确地平均分配到两个子细胞中，使亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性。检验点1、2和3都在分裂间期，间期DNA复制，在DNA复制过程中其双螺旋结构解开易受损伤，所以要检验DNA分子是否损伤和修复以及DNA是否完成复制。染色体分离发生在分裂后期，应该在检验点5检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。(3)癌细胞的主要特征是可以无限增殖。DNA复制发生在S期，对应检验点2。秋水仙碱可以抑制纺锤体的形成而使癌细胞停滞在中期，对应检验点4。
提能训练(十四)　细胞的增殖
(满分：45分)
选择题1～11小题，每小题3分，共33分。
A组　基础巩固
1.(2026·河北沧州模拟)下列有关细胞分裂的叙述，正确的是(　　)
A.洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长
B.分裂间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成
C.处于有丝分裂中期的细胞核基因无法正常转录
D.植物细胞在有丝分裂末期细胞中央的赤道板将逐渐延伸成细胞壁
解析　C　洋葱的表皮细胞已高度分化，不进行细胞分裂，没有细胞周期，A错误；分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行，B错误；分裂末期细胞板由细胞中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，D错误。
2.在动植物细胞分裂时，有特殊的丝状体出现，故称为有丝分裂。下列有关动植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是(　　)
A.通过观察细胞中染色体与核DNA比值的变化可以区别动植物细胞
B.有丝分裂中动植物细胞染色体移动的方向均与纺锤体有关
C.染色体数∶染色单体数∶核DNA数为1∶2∶2时，核孔运输物质的速率加快
D.在动物细胞有丝分裂中，中心粒在分裂后期随着丝粒的断裂而分开
解析　B　动植物细胞在有丝分裂过程中染色体与核DNA比值的变化相同，无法通过染色体与核DNA比值的变化区别动植物细胞，A错误；在有丝分裂中，高等植物细胞通过纺锤丝牵引着染色体运动，纺锤体由两极发出的纺锤丝形成；动物细胞和低等植物细胞通过星射线牵引染色体运动，中心体发出的星射线会形成纺锤体，故动植物细胞中染色体移动的方向均与纺锤体有关，B正确；故在有丝分裂中染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比为1∶2∶2时，细胞所处时期是分裂间期中的G2期、前期和中期，前期和中期无核膜，故没有核孔，C错误；在动物细胞有丝分裂中，中心粒的分开发生在前期，D错误。
3.如图是某二倍体生物体细胞有丝分裂不同分裂时期的示意图，下列叙述错误的是(　　)
A.甲细胞中的染色体1和2为一对同源染色体
B.甲、乙分别处于有丝分裂的后期、中期
C.乙细胞所处时期是观察染色体的最佳时期
D.乙细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数之比为1∶2∶2
解析　A　甲细胞中的染色体1和2是同一条染色体复制后着丝粒分裂形成的，不是同源染色体，A错误；图中细胞甲着丝粒已分裂，且有同源染色体，处于有丝分裂后期；图乙染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上，且含有同源染色体，属于有丝分裂中期，B正确；有丝分裂中期是观察染色体的最佳时期，C正确；在细胞乙中，每条染色体都是由两条染色单体组成的，而每条染色单体含有一个核DNA分子，因此细胞乙中的染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，D正确。
4.(2026·黑龙江哈尔滨模拟)成熟促进因子(MPF)是一种能催化蛋白质磷酸化的酶，它能使细胞从分裂间期进入到分裂期。下列有关叙述错误的是(　　)
A.在细胞周期中，MPF的浓度会出现周期性变化和波动
B.MPF的合成与染色质的复制都发生在细胞分裂间期
C.若抑制MPF的活性，细胞将停留在分裂期无法完成分裂
D.MPF通过磷酸化靶蛋白改变其空间结构以实现功能调控
解析　C　MPF能促使细胞从分裂间期进入分裂期，在细胞周期中，分裂间期和分裂期是周期性变化的，所以MPF的浓度会随着细胞周期出现周期性变化和波动，A正确；MPF是一种酶，其合成在分裂间期，核DNA分子的复制也在分裂间期，B正确；因为MPF能促使细胞从分裂间期进入分裂期，若抑制MPF的活性，细胞将停留在分裂间期，无法进入分裂期，C错误；MPF是一种能催化蛋白质磷酸化的酶，通过磷酸化靶蛋白改变其空间结构，进而实现功能调控，D正确。
5.(2026·贵州黔东南模拟)关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验，以下叙述正确的是(　　)
A.处于分裂间期的细胞，染色体在复制完成前无法被染色剂染上颜色
B.用于本实验的洋葱可用葱、蒜代替，甲紫溶液可用醋酸洋红液代替
C.处于有丝分裂中期的细胞，赤道板的形成与高尔基体和核糖体有关
D.洋葱根尖分生区的细胞均处于分裂期，因此适合作为该实验的材料
解析　B　处于分裂间期的细胞，染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，在复制完成前能被染色剂染上颜色，A错误；用于本实验的洋葱可用葱、蒜代替，甲紫溶液可用醋酸洋红液代替，B正确；赤道板是一个虚拟的平面，并没有具体的物质结构，C错误；洋葱根尖分生区的细胞并不是都处于分裂期，适合作为该实验的材料原因是材料易找，实验效果好等，D错误。
6.(2025·江苏宿迁模拟)如图表示植物细胞质分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是(　　)
A.该过程发生在分裂末期，实现了遗传物质的均等分配
B.真菌、细菌等生物有丝分裂时，也有细胞壁的形成
C.微管的主要成分为蛋白质，对低温和秋水仙素敏感
D.高尔基体小泡中含有固醇，小泡的膜可能形成新的细胞膜
解析　C　图示细胞中出现细胞板，发生在植物细胞有丝分裂末期，实现了染色体上遗传物质的均等分配，细胞质中的遗传物质不一定均等分配，A错误；细菌等原核生物不进行有丝分裂，B错误；微管的主要成分为蛋白质，对低温和秋水仙素敏感，可抑制微管的形成，C正确；高尔基体与细胞壁的形成有关，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，不含固醇，D错误。
7.蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图甲所示，图乙为高倍显微镜下观察到的蚕豆根尖分生区细胞有丝分裂图像。下列说法正确的是(　　)
A.由图甲可知，0～19.3可以表示一个细胞周期，细胞周期时长为19.3 h
B.统计C时期细胞数占计数细胞总数的比例，可直接得出C时期持续的时长
C.图乙中细胞周期先后顺序可表示为D→B→C→E→A
D.若欲研究核仁解体、核膜消失的动态变化过程，需连续观察处于分裂前期的B细胞
解析　C　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，为一个细胞周期，图中第2 h～第21.3 h、第21.3 h～第40.6 h表示一个细胞周期，A错误；统计C时期细胞数占计数细胞总数的比例，还要乘以细胞周期时长，才能得出C时期持续的时长，B错误；据图分析可知，A为有丝分裂末期，B为有丝分裂前期，C为有丝分裂中期，D为分裂间期，E为有丝分裂后期，细胞周期先后顺序可表示为D→B→C→E→A，C正确；由于在制作临时装片时解离液使细胞死亡，故实验过程中不能观察到细胞中核仁逐渐解体、核膜逐渐消失的动态变化，D错误。
8.(2026·河南郑州月考)如图①②③表示某动物细胞周期中的部分时期。下列说法正确的是(　　)
A.中心粒复制后在①时期移向细胞两极
B.纺锤体的形成发生在②时期
C.图示②→③→①可表示一个细胞周期
D.③中细胞染色体与核DNA数目比为1∶1
解析　A　①代表G2期，分裂前期、中期、后期和末期，②代表G1期，③代表S期，中心粒复制后在分裂前期移向细胞两极，A正确；纺锤体的形成发生在①时期，B错误；图示②→③→①→②可表示一个细胞周期，C错误；③中细胞正在进行DNA的复制，染色体与核DNA分子数比在1∶1和1∶2之间，D错误。
B组　能力提升
9.细胞周期可分为G1、S、G2、M 四个时期， 其中S期为DNA合成期， TdR 能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR 可抑制DNA 合成，常用于诱导细胞周期同步化，过程如下表。下列说法正确的是(　　)
步骤 第一步： 含高浓度TdR培养基中培养 第二步： 普通培养基中培养 第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养
时间 至少15 h 至少7 h ？
A.TdR 能阻止 RNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制
B.第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C.第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15 h
D.第三步需至少持续22 h才能确保所有细胞同步化
解析　C　TdR 能阻止DNA聚合酶与DNA 结合而阻断复制，A错误；第一步操作的目的是使位于S期的细胞停留在S期，其他时期的细胞停留在G1/S交界处，B错误；第一步： 含高浓度TdR培养基中培养至少15 h(G2＋M＋G1)，第二步： 普通培养基中培养(洗脱DNA合成抑制剂)至少7 h(S时期)，第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15 h(G2＋M＋G1)，防止有些细胞再次进入S期，无法达到细胞周期同步化的目的，C正确；第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养，第三步与第一步相同，处理时间也是至少15 h，D错误。
10.(2025·重庆模拟)为探索航天搭载对细胞有丝分裂的影响，科研人员以航天搭载的福橘茎尖为材料进行显微观察。观察时拍摄的两幅显微照片如图，图中箭头所指位置出现了落后的染色体。下列说法错误的是(　　)
A.照片b中的细胞中核DNA分子数目是体细胞中的2倍
B.照片a中可观察到福橘茎尖细胞的染色体和赤道板
C.照片a和b中的细胞分别处于有丝分裂的中期和后期
D.有丝分裂过程中，落后染色体的出现很可能是纺锤丝异常导致的
解析　B　照片b中的细胞处于有丝分裂后期，间期核DNA分子复制，数目加倍，因此此时细胞中的核DNA分子数目是体细胞中的2倍，A正确；赤道板不是真实存在的，不能在显微镜下观察到，B错误；照片a中的细胞(大部分)染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板的部位，处于有丝分裂的中期，照片b中的细胞处于有丝分裂后期，C正确；有丝分裂过程中，染色体在纺锤丝的牵引下运动，平均分配到细胞两极，落后染色体的出现很可能是纺锤丝异常导致的，D正确。
11.(2026·安徽合肥模拟)图1表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线(部分)。图2表示细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关，分裂中期开始在水解酶的作用下水解；SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解)。下列分析不合理的是(　　)
A.图1中，BC段的发生会导致细胞中核DNA含量减半
B.图1中，观察染色体形态和数目的最佳时期处于AB段
C.着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用
D.抑制SGO蛋白的合成，可能导致子细胞中染色体数量异常
解析　A　图1中，BC段是着丝粒分裂的结果，BC段的发生导致每条染色体上的DNA含量减半，但细胞中核DNA含量不变，A不合理；图1中，AB段可表示有丝分裂的前期、中期，观察染色体形态和数目的最佳时期是中期，B合理；根据题意可知，SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解，阻止着丝粒分裂，据此推测着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用，C合理；SGO蛋白在细胞分裂中的作用主要是保护黏连蛋白不被水解酶破坏，如果抑制正在分裂的细胞内SGO蛋白的合成，有可能导致着丝粒异常分裂，进而导致子细胞中染色体数量异常，D合理。
12.(12分)(2026·湖北武汉模拟)以下是某生物细胞分裂的示意图。图甲表示该生物细胞有丝分裂过程中，不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系，图乙表示该生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图像，图丙表示该生物一个细胞周期的4个阶段及各阶段所经历的时长，请据图回答下列问题。
(1)图甲中a、b、c分别表示的是________________________的数量。图乙中细胞Ⅰ对应图甲中的________(填“1”“2”或“3”)时期。
(2)图乙细胞是________(填“动物”或“植物”)细胞，理由是________________
___________________________________________________________________。
(3)用图丙中所示字母与箭头表示该细胞一个完整的细胞周期：______________。
(4)5 氟尿嘧啶(5 FU)静脉滴注是常用的癌症化疗方式，其原理是抑制DNA复制而达到抑制癌细胞增殖的目的。若向该细胞培养液中加入过量5 FU，预计约________h后，细胞都将停留在S期及G1和S期的交界处。该治疗方法是否对正常细胞的分裂有影响，并说明原因：____________________________________
______________________________________________________________________。
答案　(1)核DNA、染色体、染色单体　3　(2)动物　细胞无细胞壁，在中心粒周围发出星射线形成纺锤体　(3)G1→S→G2→M　(4)7.5　有影响，5 FU的作用原理是抑制细胞DNA的复制，因此会抑制正常细胞的DNA复制进而影响正常细胞的分裂过程
解析　(1)分析图甲可知，1时期和3时期c数量为0，故c表示染色单体的数量；a∶b为1∶1或2∶1，则a表示核DNA的数量，b表示染色体的数量。图乙中细胞Ⅰ无染色单体，且核DNA数和染色体数都是体细胞的2倍，核DNA∶染色体＝1∶1，处于有丝分裂后期，则对应图甲中的3时期。(2)分析图乙可知，细胞无细胞壁，在中心体周围发出星射线形成纺锤体，则该细胞为动物细胞。(3)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，为一个细胞周期，故图丙中G1→S→G2→M表示该细胞一个完整的细胞周期。(4)根据题意分析，向培养液中加入过量5 FU，处于S期的细胞立刻被抑制，而刚进入G2期的细胞需要依次经历G2、M、G1这三个时期后，才能停留在G1和S期的交界处，若使所有细胞都停留在S期及G1和S期的交界处，所需时长约为2.2＋2.0＋3.3＝7.5(h)。5 FU的作用原理是抑制细胞DNA的复制，因此会抑制正常细胞的DNA复制进而影响正常细胞的分裂过程。
第15讲　减数分裂和受精作用
[课标要求]　1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。3.活动：观察减数分裂的装片或视频，运用模型模拟染色体的变化。
考点一　减数分裂和受精作用
1.减数分裂相关概念
(1)减数分裂的概念
(2)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体(图中的a和b、c和d)
②非同源染色体
指形状、大小和功能不相同，且在减数分裂过程中不发生联会的染色体。如图中的a和c(或d)、b和c(或d)。
　①形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后，姐妹染色单体形成的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。②二倍体生物有丝分裂过程中始终存在同源染色体，但不联会，也不形成四分体。③细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。
(3)联会和四分体
(4)互换
2.减数分裂过程
(1)精子的形成过程
　①基因重组的两种主要形式：减数分裂Ⅰ前期同源染色体上非姐妹染色单体的互换和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合。②减数分裂Ⅱ后期染色体数目暂时加倍但无同源染色体。③精(卵)原细胞通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂产生精子(卵细胞和极体)。
(2)卵细胞的形成过程(填细胞名称)
(3)精子和卵细胞形成过程的比较
3.受精作用
4.配子多样性的成因
分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
(1)一个个体有很多性原细胞，图中各种情况都可以发生，因此可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数。
(2)一个卵原细胞只能产生一个卵细胞，只能是1种配子。
(1)某哺乳动物(2n)的精原细胞，经染色体复制后产生的初级精母细胞中没有同源染色体。(×)
(2)(经典高考题)某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离。(√)
(3)(经典高考题)同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换导致了染色体结构变异。(×)
(4)(经典高考题)染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，减数分裂Ⅱ中期染色体数和核DNA分子数分别为12和24。(√)
(5)(必修2 P23“概念检测”)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。 (×)
图1表示某动物(2n＝4)器官内正常的细胞分裂图，图2表示不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图，图3表示细胞内染色体数目变化的曲线图。请回答下列问题：
(1)根据图1中的________细胞可以判断该动物的性别，甲细胞的名称是______________。乙细胞产生的子细胞可继续进行的分裂方式是________________________。
答案　丙　次级精母细胞　有丝分裂和减数分裂
(2)图1中乙细胞的前一时期→乙细胞的过程对应于图2中的________(用罗马数字和箭头表示)；甲细胞→甲细胞的后一时期对应于图2中的________(用罗马数字和箭头表示)。
答案　Ⅱ→Ⅰ　Ⅲ→Ⅴ
(3)图3中代表减数分裂Ⅱ的区段是______，图中DE、HI、JK三个时间点的染色体数目加倍原因________(填“都相同”“各不相同”或“不完全相同”)。
答案　CG　不完全相同
(4)如图A是图1丙细胞产生的一个生殖细胞，根据染色体的类型和数目，判断图B中可能与其一起产生的生殖细胞有________。
答案　①和③
　根据基因型或染色体“互补性”判断配子来源
(1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”(与及与视作相同)，则它们可能来自同一个次级精母细胞。
(2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。
考向1　减数分裂相关概念辨析
1.(2026·贵州贵阳模拟)如图为处于某分裂时期的细胞示意图，下列说法正确的是(　　)
A.此细胞处于减数分裂的联会时期，有4个四分体
B.此时期中的a和c染色单体之间常发生相应片段的互换
C.此细胞中有2对同源染色体，4个核DNA分子，8条姐妹染色单体
D.在减数分裂Ⅰ后期①和②会发生分离，③和④会发生分离
解析　D　据题图可知，该细胞处于减数分裂的联会时期，有2个四分体，A错误；联会时期，同源染色体的非姐妹染色单体间常发生相应片段的互换，而a和c位于非同源染色体上，B错误；此细胞中有2对同源染色体，8个核DNA分子，8条姐妹染色单体，C错误；在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体发生分离，即图中的①和②会发生分离，③和④会发生分离，D正确。
考向2　精子和卵细胞的形成过程
2.(2025·江苏苏州期末)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述错误的是(　　)
A.图甲、乙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期
B.图甲细胞中同源染色体已彼此分离
C.图乙细胞中同源染色体排列在赤道板两侧
D.图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁
解析　B　据图可知，甲表示同源染色体正在联会，处于减数分裂Ⅰ前期；乙中同源染色体排列在赤道板两侧，处于减数分裂Ⅰ中期；丙中染色体移向细胞两极，且每一极均有5条染色体，处于减数分裂Ⅱ后期；丁形成了四部分，且每部分含有5条染色体，说明形成了4个配子，即图甲、乙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期，且图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁，A、C、D正确，B错误。
3.如图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，下列相关说法错误的是(　　)
A.甲、丙两细胞都发生了基因重组
B.图中的细胞均处于细胞分裂后期
C.可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁
D.乙、丁的染色体数都是体细胞的一半
解析　D　题图中甲为初级卵母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，丙为初级精母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，都发生了非同源染色体的重组；乙和丁为减数分裂Ⅱ后期的细胞，A、B正确；乙是次级卵母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，丁是极体或次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，C正确；乙、丁的染色体数与体细胞的相同，D错误。
根据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型
注：若减数分裂Ⅰ后期细胞质出现均等分裂，则一定为初级精母细胞；若减数分裂Ⅱ后期细胞质出现均等分裂，可能是次级精母细胞，也可能是极体。
考向3　配子的类型、来源分析和受精作用
4.(2026·广东惠州模拟)A/a、B/b、C/c三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。基因型为AaBbCc的一个精原细胞经减数分裂产生了基因型为Bc、AaBc、AbC、abC的4个精子，下列有关分析不成立的是(　　)
A.A与a基因所在同源染色体发生了互换
B.B与b基因所在同源染色体发生了互换
C.减数分裂Ⅰ时，C与c基因所在染色体分离正常
D.减数分裂Ⅱ时，A与a基因所在染色体分离异常
解析　B　基因型为AaBbCc的一个精原细胞未发生互换的情况下，能产生两种基因型的4个精细胞，若考虑互换，能产生4种基因型的4个精细胞。从Bc、AaBc、AbC、abC这4个精子的基因型来看，A与a基因所在同源染色体发生了互换，且在减数分裂Ⅱ时，A与a基因所在染色体分离异常，其他基因所在的染色体正常进行了减数分裂，B符合题意。
5.植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异性表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是(　　)
A.多精入卵会产生更多的种子
B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C.未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
解析　A　多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精子的染色体，不会产生更多种子，且防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，A错误，B正确；由题干信息分析可知，未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，由此推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合，D正确。
考点二　实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2.实验流程
(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)：解离→漂洗→染色→制片。
(2)显微观察和绘图(以蝗虫精母细胞为例)
　实验相关问题分析
(1)本实验一般选用雄性动物的生殖器官。因为①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞，其只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数分裂Ⅱ。
(2)精巢内的精原细胞既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为n、2n、4n的不同的细胞分裂图像。
考向　观察和模拟细胞的减数分裂
1.(2026·福建厦门模拟)下列关于观察细胞的减数分裂实验的说法，正确的是(　　)
A.可以通过观察兔的卵母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程
B.用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
C.必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子
D.用蝗虫的精巢做实验，视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞
解析　D　兔卵母细胞的减数分裂是不连续的，且产生的卵细胞数目少，而精母细胞减数分裂产生精子数目多，因此可以通过观察兔的精母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程，A错误；洋葱根尖细胞只能进行有丝分裂，有丝分裂过程中无同源染色体联会现象，B错误；在低倍镜下也能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子，C错误；精原细胞既可以进行有丝分裂，也可以进行减数分裂，因此用蝗虫的精巢做实验，视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞，D正确。
2.某兴趣小组在“建立雄性果蝇(2n＝8)减数分裂染色体变化的模型”探究实践中，为模拟出各时期染色体行为，采用橡皮泥为主体材料捏出每条染色体，并在每条染色体适宜位置嵌上1粒小纽扣来模拟着丝粒。下列有关叙述正确的是(　　)
A.减数分裂Ⅰ和Ⅱ后期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣总数是相同的
B.减数分裂Ⅰ后期，制作每对分离的染色体所用橡皮泥量均须完全相同
C.减数分裂四分体时期，用于模拟每个四分体着丝粒的小纽扣数为4粒
D.减数分裂Ⅱ中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道板两侧
解析　A　减数分裂Ⅰ和Ⅱ后期，染色体的数目是相同的，故用于模拟染色体着丝粒的小纽扣总数是相同的，A正确；雄性果蝇的X、Y染色体大小不一样，故减数分裂Ⅰ后期，制作每对分离的染色体所用橡皮泥量不必都须完全相同，B错误；1个四分体含2条染色体，故减数分裂四分体时期，用于模拟每个四分体着丝粒的小纽扣数为2粒，C错误；减数分裂Ⅰ中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道板两侧，减数分裂Ⅱ中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道板上，D错误。
考点三　减数分裂和有丝分裂的综合分析
1.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较
2.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例)
3.减数分裂与有丝分裂相关数量的变化
(1)染色体、染色单体和核DNA数目变化曲线的比较(假设体细胞内染色体数为2n)
项目 减数分裂 有丝分裂
染色体
染色单体
核DNA 分子
(2)同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化(以二倍体生物为例)
(1)(必修2 P20“正文”)处于分裂过程中的细胞都有四分体。(×)
(2)(必修2 P20“正文”)正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体条数最多为4条。(×)
(3)(必修2 P20“正文”)某二倍体生物细胞内含有4个染色体组，则该细胞分裂的前一时期细胞内染色体联会。(×)
(4)有丝分裂全程中存在同源染色体，减数分裂中不存在同源染色体。(×)
(5)精原细胞和卵原细胞既能进行减数分裂，又能进行有丝分裂。(√)
考向1　比较有丝分裂和减数分裂过程和特点
1.某生物体细胞中含有4对同源染色体，下列有关细胞减数分裂和有丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A.非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期
B.减数分裂Ⅱ后期同源染色体的非姐妹染色单体互换片段
C.有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期，细胞中含16条染色单体
D.着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期
解析　B　同源染色体分离、非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，A正确；同源染色体的非姐妹染色单体互换片段发生在减数分裂Ⅰ前期形成四分体时，B错误；该生物体细胞中含有4对同源染色体，共8条染色体，在有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期，细胞中含8条染色体，共16条染色单体，C正确；着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，均会导致染色体数目暂时加倍，D正确。
考向2　细胞分裂图像辨析和相关数量变化分析
2.(2025·甘肃卷)某动物(2n＝4)的基因型为AaBb，有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的，位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂(不考虑突变)，下列叙述错误的是(　　)
A.图①、②、③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞，最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子
B.同源染色体分离，形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图①和②两种子细胞
C.非姐妹染色单体互换，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图③和④两种子细胞
D.图⑦代表有丝分裂后期细胞，产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致
解析　C　对于图①、②、③和④，观察染色体形态，无同源染色体且着丝粒分裂，属于减数分裂Ⅱ后期细胞，但该动物为雄性(从图⑤、⑥细胞质均等分裂可判断)，经过减数分裂Ⅱ产生的是精细胞，经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞(不考虑突变)，A正确；观察图⑤，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质均等分裂，这是减数分裂Ⅰ后期细胞(雄性)，其产生的子细胞为次级精母细胞，图①和②符合次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期的情况，所以能产生图①和②两种子细胞，B正确；观察图⑥，非姐妹染色单体互换发生在减数分裂Ⅰ前期，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞(同源染色体分离)，其产生的子细胞为次级精母细胞，到达减数分裂Ⅱ后期时一个细胞的一极含有基因A和B，另一极含有基因a和B，另一个细胞的一极含有基因A和b，另一极含有基因a和b，不符合图③和④，C错误；分析图⑦，有同源染色体且着丝粒分裂，为有丝分裂后期细胞，有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致，D正确。
3.如图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况，图1中的乙曲线表示减数分裂过程中的染色体数目变化。下列有关分析正确的是(　　)
A.图2中H′I′段只有1个染色体组
B.图3可表示减数分裂
C.图1中EF段和图2中B′C′段变化的原因不同
D.基因重组可发生在图1中的CE段和图3中的jk段
解析　C　图2中实线表示有丝分裂过程，虚线表示减数分裂过程，H′I′段细胞处于减数分裂Ⅱ时期，减数分裂Ⅱ后期含有2个染色体组，A错误；图3只能表示有丝分裂过程中一个细胞中染色体组数的变化，B错误；图1中EF段是减数分裂Ⅰ结束形成两个子细胞，导致核DNA含量减半，图2中B′C′段是有丝分裂后期着丝粒分裂，导致染色体数目加倍，C正确；基因重组通常发生在减数分裂Ⅰ的前期和后期，而图3只能表示有丝分裂，有丝分裂过程中不能发生基因重组，D错误。
1.(2025·云南卷)某二倍体动物(2n＝4)的基因型为GgFf，等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上，在不考虑基因突变的情况下，下列细胞分裂示意图中不可能出现的是(　　)
解析　B　该细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断为处于减数分裂Ⅰ后期，存在姐妹染色单体，其上的基因相同，但由于该动物基因型为GgFf，在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换，可出现图中的情况，A不符合题意；该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，由于该动物基因型为GgFf，同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因，而不是G和G、f和f，所以不可能出现图中的情况，B符合题意；该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，由于非同源染色体自由组合，所以处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，即G与g、F与f分离，G与F或f组合，C、D不符合题意。
2.(2025·广东卷)某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂，视野中(如图)可见(　　)
A.细胞质分离　　　 B.等位基因分离
C.同源染色体分离 D.姐妹染色单体分离
解析　D　细胞质分离可以在光学显微镜下观察到，如植物细胞中出现细胞板，题图中没有出现细胞板，不处于末期，故没发生细胞质分离，A不符合题意；等位基因分离发生在减数分裂过程中，胚乳细胞不能进行减数分裂，且等位基因分离在显微镜下不可见，B不符合题意；同源染色体分离发生在减数分裂过程中，胚乳细胞不能进行减数分裂，C不符合题意；图中染色体均匀分布在细胞两极，可知着丝粒已经分裂，姐妹染色单体分离形成子染色体，D符合题意。
3.(2024·北京卷)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是(　　)
A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B.同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C.有丝分裂前的间期进行DNA复制
D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
解析　B　减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为后面的有丝分裂作准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性，D正确。
CyclinB3细胞周期蛋白与减数分裂
中科院动物研究所研究发现CyclinB3(细胞周期蛋白)在雌鼠(2n＝40)卵细胞形成过程中发挥了独特作用，当CyclinB3缺失时雌鼠不能产生后代。研究者对CyclinB3缺失雌鼠和正常雌鼠卵细胞的形成过程对比观察并绘制了下图。
角度1　知识的运用与表达能力
(1)雌鼠的一个初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期含有________个四分体。与卵原细胞相比，正常雌鼠的卵细胞染色体数目减半、核DNA数目减半的原因是减数分裂过程中___________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)若某雌鼠的基因型为DdEe(两对基因独立遗传，且不考虑染色体互换及基因突变)，一个初级卵母细胞经减数分裂最终形成的一个第二极体的基因型是De，则同时产生的卵细胞的基因型是________。
角度2　考查对信息知识的灵活运用
(3)分析题图可知，CyclinB3影响卵母细胞________(填“纺锤体形成”或“同源染色体分离”)，CyclinB3缺失的卵母细胞，在减数分裂Ⅰ后期时的姐妹染色单体数是________条。
(4)图中CyclinB3缺失小鼠的一个卵原细胞从减数分裂Ⅰ前的间期到减数分裂Ⅱ中期的过程中，核DNA的数量变化是________(用n和箭头表示)。
答案　(1)20　染色体复制一次，而细胞连续分裂两次　(2)De或dE　(3)同源染色体分离　80　(4)2n→4n
解析　(1)四分体是减数分裂过程中由同源染色体配对而成，由题干可知，雌鼠(2n＝40)含有20对染色体，故雌鼠的一个初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期含有20个四分体。在减数分裂过程中，染色体只复制一次(在减数分裂Ⅰ前的间期)，而细胞连续分裂两次(减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ)，这就使得最终形成的卵细胞中染色体数目和核DNA数目相较于卵原细胞均减半。(2)减数分裂过程中，一个卵原细胞经过减数分裂Ⅰ产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，经过减数分裂Ⅱ，次级卵母细胞产生一个卵细胞和一个第二极体，第一极体产生两个第二极体。若第二极体的基因型是De，存在两种情况，若该第二极体是由第一极体分裂产生的，那么与该第一极体同时产生的次级卵母细胞的基因型为ddEE，所以卵细胞的基因型是dE；若该第二极体是由次级卵母细胞分裂产生的，那么卵细胞的基因型就是De。(3)对比正常雌鼠和CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程图可知，正常雌鼠在减数分裂Ⅰ后期同源染色体能够正常分离，而CyclinB3缺失雌鼠在减数分裂Ⅰ后期同源染色体不能正常分离，由此可推测CyclinB3影响卵母细胞同源染色体分离。已知雌鼠体细胞中染色体数为40条，在减数分裂Ⅰ前的间期染色体复制后，每条染色体含有两条姐妹染色单体，所以在减数分裂Ⅰ后期时，细胞中染色体数为40条，姐妹染色单体数为80条，对于CyclinB3缺失的卵母细胞也是如此。(4)图中CyclinB3缺失小鼠的一个卵原细胞在减数分裂Ⅰ前的间期进行DNA复制，核DNA数目由2n变为4n，经过减数分裂Ⅰ，CyclinB3影响卵母细胞同源染色体分离，最后核DNA数目不变，因此核DNA的数量变化是2n→4n。
提能训练(十五)　减数分裂和受精作用
(满分：46分)
选择题1～11小题，每小题3分，共33分。
A组　基础巩固
1.(2026·吉林长春模拟)下列有关细胞增殖过程中染色体、染色单体、同源染色体的说法，正确的是(　　)
A.减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体数目是体细胞中染色体数目的一半
B.减数分裂过程中姐妹染色单体的分开与同源染色体的分开发生在同一时期
C.对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条染色单体
D.在玉米体细胞的有丝分裂过程中无同源染色体，玉米产生花粉过程中有同源染色体
解析　C　减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，此时细胞中染色体数目与体细胞中的染色体数目相等，A错误；减数分裂过程中姐妹染色单体的分开发生在减数分裂Ⅱ后期，同源染色体的分开发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误；当染色体上DNA发生复制后，每条染色体上均具有两条染色单体，因此含有46条染色体的细胞可能含有46×2＝92(条)染色单体；减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体上的着丝粒分裂，此时细胞中含有46条染色体，但是没有染色单体，即细胞内染色单体数为0，C正确；玉米体细胞的有丝分裂全程都含有同源染色体，玉米产生花粉的过程中由于减数分裂Ⅰ后期发生了同源染色体的分离，因此部分时期具有同源染色体，部分时期不含同源染色体，D错误。
2.(2026·河北邢台月考)如图是某二倍体动物细胞在分裂(不发生染色体变异)某一时刻的细胞示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.该细胞进行的是有丝分裂
B.该细胞产生的子细胞是极体
C.该细胞不可能含有等位基因
D.该细胞与其子细胞染色体数目相同
解析　D　细胞示意图中有3条染色体，且没有形态、大小相同的染色体，即没有同源染色体，染色体散乱分布，应处于减数分裂Ⅱ前期，A错误；该细胞产生的子细胞可能是精细胞、卵细胞或极体，B错误；该细胞没有形态、大小相同的染色体，即没有同源染色体，但可通过基因突变或互换产生等位基因，C错误；该细胞与其产生的子细胞中染色体数目都是3条，D正确。
3.(2026·江苏南通模拟)关于观察细胞减数分裂的实验，下列操作合理的是(　　)
A.分离蚕豆成熟花粉→解离→漂洗→甲紫溶液染色→制片→低倍镜观察→高倍镜观察
B.分离成熟小鼠卵巢→解离→甲紫溶液染色→漂洗→制片→低倍镜观察→高倍镜观察
C.分离蝗虫成熟精巢→固定→醋酸洋红液染色→制片→低倍镜观察→高倍镜观察
D.分离桃花雄蕊→固定→漂洗→醋酸洋红液染色→制片→高倍镜观察
解析　C　蚕豆成熟花粉已经完成了减数分裂，不能用于观察减数分裂过程，A错误；小鼠卵巢中卵母细胞数量较少，且减数分裂过程不连续，不易观察到完整的减数分裂过程，同时实验操作顺序中解离后应先漂洗再染色，B错误；蝗虫成熟精巢中精原细胞可以进行减数分裂，固定后用醋酸洋红液染色，制片后先在低倍镜下找到目标细胞，再换高倍镜观察，操作合理，C正确；观察时应先在低倍镜下找到目标细胞，再换高倍镜观察，不能直接用高倍镜观察，D错误。
4.下列关于人体细胞有丝分裂与减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A.有丝分裂和减数分裂前的间期细胞中染色体数目都不会因核DNA分子的复制而加倍
B.在减数分裂的过程中等位基因的分离一定发生在减数分裂Ⅰ
C.有丝分裂后期细胞中染色体因星射线的牵引导致着丝粒分裂从而使染色体数目加倍
D.减数分裂Ⅱ过程中细胞中染色体数目与核DNA分子数目始终不变
解析　A　有丝分裂和减数分裂前的间期都进行核DNA和染色体复制，复制完成后，核DNA加倍，每条染色体含两条染色单体，染色体数量不变，A正确；在减数分裂Ⅰ前期，若同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，可能会导致一条染色体上的两条姐妹染色单体上出现等位基因，这样的等位基因还可在减数分裂Ⅱ后期随姐妹染色单体的分开而分离，B错误；有丝分裂后期，着丝粒无需星射线的牵引即可分裂，姐妹染色单体分离导致细胞中染色体数目加倍，C错误；减数分裂Ⅱ过程中细胞中核DNA分子数目不变，但染色体数目随着丝粒的分裂(减数分裂Ⅱ后期)会暂时加倍，D错误。
5.(2026·山东日照模拟)如图为某高等动物的一组细胞分裂图像，下列叙述正确的是(　　)
A.细胞①与细胞②中的染色体数目、核DNA分子数目均相同
B.细胞③中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合
C.细胞④出现的原因，可能是在减数分裂Ⅰ过程中发生了同源染色体非姐妹染色单体的互换
D.细胞①②③④中均存在同源染色体
解析　C　细胞①与细胞②中的染色体数目均为4条，但细胞①中含有4个核DNA分子，而细胞②中含有8个核DNA分子，A错误；据图分析可知，细胞③中的等位基因A、a随着所在的同源染色体的分开而分离，但得不出发生了非等位基因的自由组合，B错误；在细胞④中，着丝粒分裂后形成的两条染色体上出现了等位基因，这可能是在减数分裂Ⅰ过程中发生了同源染色体非姐妹染色单体的互换，也可能是基因突变所致，C正确；细胞①②③中均存在同源染色体，但细胞④处于减数分裂Ⅱ后期，不存在同源染色体，D错误。
6.图1表示某二倍体动物细胞分裂的部分时期，图2表示每条染色体上DNA含量的变化。下列叙述错误的是(　　)
A.图1中A细胞表示减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离
B.图2中d点可以是有丝分裂后期，与图1中B细胞在同一时期
C.图1中C细胞有同源染色体，可以作为B细胞的子细胞
D.图2中的c→d的变化，不会在减数分裂Ⅰ过程中出现
解析　C　图1中A细胞同源染色体分离、非同源染色体自由组合，因而表示减数分裂Ⅰ后期，A正确；图2中d点可以是有丝分裂后期，与图1中B细胞在同一时期，此时细胞中染色体数目是体细胞中的2倍，B正确；图1中C细胞没有同源染色体，且着丝粒已分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，为次级精母细胞，不可以作为B细胞的子细胞，B细胞进行的是有丝分裂，C错误；图2中的c→d发生的变化是着丝粒分裂，可以发生在减数分裂Ⅱ后期，不会在减数分裂Ⅰ过程中出现，D正确。
7.(2025·山东潍坊开学考试)某雌果蝇的基因型为AaXBXb，用4种不同颜色的荧光分别标记该果蝇一个初级卵母细胞中的基因A、a、B、b。已知该细胞减数分裂过程中只发生了一次突变，如图表示不同分裂时期细胞中染色体、染色单体、核DNA的数量。不考虑染色体互换，下列说法错误的是(　　)
A.细胞①中含有4种颜色的8个荧光点
B.细胞②中会检测出1种或2种颜色的荧光
C.细胞③是由细胞②分裂产生的子细胞
D.细胞③中有1条或2条X染色体
解析　C　果蝇的体细胞中有8条染色体，①时期核DNA和染色单体数量为16，染色体数为8，可表示减数分裂Ⅰ，此时精原细胞经过了DNA复制，细胞中含有2个A基因、2个a基因、2个B基因和2个b基因，故细胞中可出现4种颜色的8个荧光点，A正确；图中细胞②的染色体数小于4，则说明减数分裂Ⅰ染色体分离异常，导致该细胞少了一条染色体，若缺少的染色体含有被标记的基因，则细胞②只有一种颜色的荧光；若缺失的染色体不含被标记的基因，则细胞②中会检测2种颜色的荧光，B正确；细胞③含有5条染色体，细胞②只有3条染色体，所以细胞③不是由细胞②分裂产生的子细胞，C错误；细胞③有5条染色体，若多了一条X染色体，则含有2条X染色体，若多了一条常染色体，则含有1条X染色体，D正确。
8.(2026·云南昆明模拟)基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像。下列叙述错误的是(　　)
A.图甲中基因a最可能来源于染色体的互换
B.图乙中基因a可能来源于基因突变
C.图丙细胞中b所在的两条染色体不是同源染色体
D.图丁细胞的子细胞为精子或极体
解析　A　该生物基因型为AaBb，图甲中出现基因a，由于该细胞处于有丝分裂后期，有丝分裂过程中一般不会发生染色体互换(染色体互换主要发生在减数分裂过程中)，所以基因a最可能来源于基因突变，A错误；图乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，基因a可能是在减数分裂Ⅰ前的间期DNA复制时发生基因突变产生的，也可能是减数分裂Ⅰ前期同源染色体上的非姐妹染色单体互换产生的，B正确；图丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中b所在的两条染色体是由姐妹染色单体分开形成的，不是同源染色体，C正确；图丁细胞细胞质均等分裂，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，可能是次级精母细胞或第一极体，所以其子细胞为精子或极体，D正确。
B组　能力提升
9.(2026·四川绵阳模拟)某二倍体动物(2N＝24)的a细胞一次正常的分裂，产生b1和b2两个子细胞。a细胞的染色体组数为m，b1和b2细胞的染色体组数为n。不考虑变异，下列说法正确的是(　　)
A.若m＝n，则b1和b2细胞可能只含有6对同源染色体
B.若m≠n，则b1和b2细胞中核DNA分子数均为24个
C.a细胞分裂成b1和b2细胞的过程必须经过DNA复制
D.a细胞分裂成b1和b2细胞的过程必须经过着丝粒的分裂
解析　B　若m＝n，则a细胞可能进行的是有丝分裂或减数分裂Ⅱ，若进行减数分裂Ⅱ，得到的子细胞b1和b2中不存在同源染色体，A错误；若m≠n，则a细胞进行的是减数分裂Ⅰ，分裂后形成的子细胞b1和b2中染色体数目减半，核DNA分子数也减半，已知该二倍体动物(2N＝24)体细胞中核DNA分子数为24，则子细胞b1和b2中核DNA分子数均为24，B正确；a细胞分裂成b1和b2细胞的过程可能是有丝分裂，也可能是减数分裂，在减数分裂Ⅱ过程中，细胞分裂形成子细胞时不需要经过DNA复制，C错误；若a细胞进行减数分裂Ⅰ形成b1和b2细胞，该过程中不发生着丝粒的分裂，D错误。
10.(2026·江苏宿迁模拟)如图为百合(2n＝24)细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列有关说法正确的是(　　)
A.姐妹染色单体的形成和中心体的复制在分裂间期，分离时期不同
B.图②③中染色体行为均会导致基因发生自由组合
C.若四分体时期发生互换，1个花粉母细胞能产生4种配子
D.各细胞出现的时间先后顺序是①→②→③→⑤→④
解析　C　百合为高等植物，其细胞中不含中心体；姐妹染色单体的形成只在减数分裂Ⅰ前的间期，A错误；③中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，属于交换重组，B错误；若四分体时期发生互换，发生了基因重组，1个花粉母细胞能产生4种配子，C正确；①是分裂间期，②是减数分裂Ⅰ后期，③是减数分裂Ⅰ前期，④是减数分裂Ⅱ末期，⑤是减数分裂Ⅱ后期，所以正确顺序是①→③→②→⑤→④，D错误。
11.如图甲表示某二倍体(2n)哺乳动物在细胞分裂不同时期相关物质的数量关系，图乙表示该动物精子形成过程中细胞内染色体数目的变化。不考虑突变，下列叙述正确的是(　　)
A.图甲①、④时期的细胞以及图乙CD时期的细胞一定不存在同源染色体
B.图甲⑤时期的细胞可处于图乙AB时期，该时期细胞内含有2个染色体组
C.图甲②→③可处于图乙EF时期，该时期的细胞核DNA分子数是CD时期的两倍
D.图甲⑤→②可处于图乙BC时期，该时期的细胞染色体数目减半是由着丝粒分裂引起的
解析　B　④时期的细胞染色体和DNA都为4n，处于有丝分裂后期，细胞中存在同源染色体，A错误；图甲⑤时期的细胞染色体数目为2n，有姐妹染色单体，可以是有丝分裂前期、中期和减数分裂Ⅰ全过程，而AB段是减数分裂Ⅰ，所以图甲⑤时期的细胞可处于图乙AB时期，此时细胞内含有2个染色体组，B正确；图甲②(减数分裂Ⅱ前期和中期)可处于图乙CD时期→③(减数分裂Ⅱ后期)可处于图乙EF时期，③此时染色体着丝粒分开，染色体数目加倍，该时期核DNA分子数目与CD时期(减数分裂Ⅱ前期和中期)相等，C错误；图甲⑤→②是减数分裂Ⅰ结束，同源染色体分开导致的，D错误。
12.(13分)(2025·湖南长沙模拟)图甲为某二倍体动物(2N＝4)减数分裂过程中染色体、染色单体和核DNA含量变化示意图，图乙为该动物体某一器官内部分细胞分裂图。请分析并回答问题：
(1)图甲中Ⅰ→Ⅱ过程中核DNA含量加倍的原因是________________，Ⅲ→Ⅳ过程中染色单体数目由4→0变化的原因是________________________________
_________________________________________________________________。
(2)图乙中B细胞含有________个四分体，C细胞对应图甲中的________时期。
(3)图乙中含同源染色体的细胞有________，基因重组可发生在图乙中的________细胞，B细胞的名称为______________。
(4)若该动物的原始生殖细胞中每对同源染色体中仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记，让该细胞在含14N的环境中进行减数分裂，不考虑互换，则B细胞中含有15N标记的染色单体有________条，C细胞中含有15N标记的染色体有________条，产生不含15N标记的成熟生殖细胞的概率为________。
(5)请绘出图乙中A细胞的染色体、染色单体和核DNA含量柱形图，并在横坐标下注明该细胞的分裂时期。
答案　(1)完成了核DNA的复制　经过了减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体彼此分离，形成子染色体　(2)0　Ⅲ　(3)A、B　B　初级卵母细胞　(4)4　0或1或2
1/4　(5)如图所示：
解析　(1)图甲中Ⅰ→Ⅱ过程中核DNA含量加倍的原因是完成了核DNA的复制，Ⅲ→Ⅳ过程中染色单体数由4→0，发生该变化的原因是经过减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体彼此分离，形成子染色体。(2)图乙中B细胞处于减数分裂Ⅰ后期，此时细胞中发生了同源染色体分离、非同源染色体自由组合的过程，因此此时的细胞中不含四分体。C细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数之比为1∶2∶2，且染色体数目是体细胞中的一半，对应图甲中的Ⅲ时期。(3)图乙中A、B细胞中均含同源染色体。基因重组包括减数分裂Ⅰ后期发生的非同源染色体上的非等位基因的自由组合和减数分裂Ⅰ前期发生的同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，结合图示可知，图乙中的B细胞可能发生基因重组。由于B细胞发生细胞质不均等分裂，且细胞中含有同源染色体，因此该细胞的名称为初级卵母细胞。(4)DNA复制方式为半保留复制，经过间期DNA复制后，细胞中被标记的DNA分子所在的染色体中的两个DNA分子均带有15N标记，即被标记的染色体经过DNA复制后包含的两个DNA分子均带有15N标记，则处于减数分裂Ⅰ后期的B细胞中含有15N标记的染色单体有4条；因为每对同源染色体中只有一条带有15N标记，且每条染色体含有两个带标记的染色单体，C细胞处于减数分裂Ⅱ中期，因为在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，因而产生的子细胞中的两条染色体可能均带有15N标记，也可能有一条带有15N标记，还可能两条均不带15N标记，即C细胞中含有15N标记的染色体有0或1或2条；由于B细胞中含有两对同源染色体，且每对同源染色体中只有一条含有15N标记，该细胞分裂产生的子细胞中15N标记情况：两条均带标记和两条均不带标记或一条带标记、另一条不带标记。因此，该细胞产生的成熟生殖细胞中不含15N标记的概率为1/4。(5)图乙中A细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，染色单体数目为0且细胞中染色体的数目是体细胞中染色体数目的2倍(8条)，图见答案。
微专题6　减数分裂与变异
1.减数分裂与基因突变
在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则可能会引起基因突变，可导致一条染色体的姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代。
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。例如，A与B或A与b组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如，原本A与B组合、a与b组合，经重组可导致A与b组合、a与B组合。
3.减数分裂与染色体变异
(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律
①如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常。如图所示：
从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅰ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。
②如果减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅱ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。
(2)XXY与XYY异常个体成因分析
①XXY成因
②XYY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染色体共同进入同一精细胞。
1.(2025·广东卷)临床发现一例特殊的特纳综合征患者，其体内存在3种核型：“45，X”“46，XX”“47，XXX”(细胞中染色体总数，性染色体组成)。导致该患者染色体异常最可能的原因是(　　)
A.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离
B.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离
C.胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体不分离
D.胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体不分离
解析　C　若母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离，会形成XX或O的卵细胞，受精后可能产生47，XXX或45，X的个体，但无法同时出现46，XX的正常核型，A不符合题意；若母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离，可能形成XXX或XO的受精卵，但同样无法保留46，XX的正常核型，B不符合题意；胚胎发育早期有丝分裂中，若1条X染色体(姐妹染色单体形成的子染色体)未分离，会导致部分细胞为45，X(少一条X)和47，XXX(多一条X)，而正常分裂的细胞仍为46，XX，形成三种核型，C符合题意；若2条X染色体均未分离，会导致细胞中X染色体数目大幅异常(如4条或0条)，与题干中的核型不符，D不符合题意。
2.(2025·江苏卷)图示二倍体植物形成2n异常配子的过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A.甲细胞中发生过染色体交叉互换
B.乙细胞中不含有同源染色体
C.丙细胞含有两个染色体组
D.2n配子是由于减数第一次分裂异常产生的
解析　D　从甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知，甲细胞发生过染色体交叉互换，A正确；乙细胞是减数第一次分裂后形成的子细胞，此时同源染色体已经分离，所以乙细胞中不含有同源染色体，B正确；丙细胞中的染色体可以分为形态、大小相同的两组，所以丙细胞含有两个染色体组，C正确；从图中看到，2n配子是由于减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开形成的子染色体没有分开导致，D错误。
3.(2026·湖北黄冈模拟)如图表示基因型为Aa的某哺乳动物体内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色体变异)。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　)
A.图中共有7条染色单体
B.等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C.该细胞可能发生了基因突变，2号染色体上的基因A突变为a
D.该细胞分裂完成直接产生的精子基因型是aY、aY、aX和AX
解析　C　题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数分裂Ⅰ后期的图像，此时每条染色体均含有2条染色单体，因此图中共有8条染色单体，A错误；图中的基因发生了基因突变或重组，导致同一条染色体上带有等位基因，此时等位基因的分离，也可以发生在减数分裂Ⅱ后期，B错误；该细胞分裂完成直接产生的是次级精母细胞，其基因型为aaYY、AaXX，D错误。
4.(2021·河北卷)图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，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减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B.②经减数分裂形成的配子有一半正常
C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
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
解析　C　①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞中多了一条含a的染色体，经减数分裂形成的配子中有一半正常，一半异常，B正确；③细胞减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，配子基因型为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①细胞发生了染色体结构变异中的易位，②细胞发生了染色体数目变异，理论上通过光学显微镜观察细胞中染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以，D正确。
5.(2024·江苏高考，改编)图示为哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述正确的有(　　)
A.有丝分裂或减数分裂前，普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B.有丝分裂或减数分裂时，丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C.有丝分裂后期着丝粒分开，导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D.减数分裂Ⅰ完成时，能形成基因型为MmNnTt的细胞
解析　D　在有丝分裂或减数分裂Ⅰ前的间期，染色质进行复制，但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见，A错误；纺锤体中纺锤丝的作用是牵引染色体运动，而不是使丝状染色质螺旋化成染色体，染色质螺旋化是自身的变化，B错误；有丝分裂后期着丝粒分开，姐妹染色单体分离导致染色体数目加倍，但基因数量不变，C错误；在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生交换，增加了配子基因组合的多样性，所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞，D正确。
第16讲　细胞的分化、衰老和死亡
[课标要求]　1.说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
考点一　细胞的分化与全能性
1.细胞分化
　①细胞分化程度越高，细胞分裂的能力一般就越低。②分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞，接受抗原和细胞因子等刺激后仍可再分裂。
2.细胞的全能性
　分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但花粉、卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
3.干细胞
(1)(2025·河南卷)分化成熟后的被子植物的导管仍具备脱分化和再分化的能力。(×)
(2)(2024·贵州卷)蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果。(×)
(3)(2024·黑吉辽卷)卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性。(×)
(4)(经典高考题)细胞分化只发生在胚胎发育阶段。(×)
(5)(必修1 P119“正文”)肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(×)
(6)(必修1 P120“思考·讨论”)非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。(×)
考向1　细胞分化的实质和特点
1.(2025·重庆卷)在中国文化中，“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明，当某实验动物的肝脏或者胆管受到严重损伤时，机体可通过图所示的相互转化机制进行修复。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A.肝、胆严重损伤时，内环境稳态的破坏是细胞凋亡所致
B.过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂中期染色体数目会加倍
C.过程③产生的细胞，其分化程度比胆管细胞高
D.过程④、⑤中均存在基因的选择性表达
解析　D　肝、胆严重损伤是由外界因素导致的细胞坏死，A错误；过程①、②为细胞增殖，在细胞分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，B错误；过程③产生的细胞是干细胞特性的细胞，其分化程度比胆管细胞低，干细胞具有更高的全能性，C错误；过程④、⑤是细胞分化过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以过程④、⑤中均存在基因的选择性表达，D正确。
2.(2026·河北邢台模拟)毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞，人的毛发都由毛囊中的细胞分化而来；毛囊干细胞也可以分化为皮脂腺，产生皮肤所需要的油脂。毛囊干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态的能力。下列叙述正确的是(　　)
A.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变
B.毛囊干细胞的增殖具有周期性，且绝大多数毛囊干细胞处于分裂期
C.休眠状态的毛囊干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态
D.由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不发生改变
解析　D　毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质不变，细胞分化是基因选择性表达的结果，A错误；毛囊干细胞的增殖具有周期性，绝大多数毛囊干细胞处于分裂间期，因为在细胞周期中，分裂间期持续的时间最长，B错误；休眠状态的毛囊干细胞为维持正常的生命活动，细胞内物质的合成与分解仍然在进行，C错误；由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不变，D正确。
“四看法”判断细胞是否发生分化
(1)一看细胞形态：肌细胞呈梭形、红细胞呈中央微凹的圆饼状、神经细胞呈突起状等。
(2)二看细胞结构：分化可形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。
(3)三看细胞功能：细胞分化可导致细胞功能的特化，即呈现“特异功能”，如运动、运输、储存、免疫等功能。
(4)四看特殊物质：细胞分化后可能会有特殊物质的合成，如合成抗体、胰岛素、血红蛋白等。
考向2　细胞全能性与干细胞的应用
3.(2025·安徽卷)胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体，可模拟胰岛的结构和功能，具有广泛的应用价值。下列叙述错误的是(　　)
A.胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异，这是基因选择性表达的结果
B.胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的，其细胞核不具有全能性
C.对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析，可判断其细胞类型
D.胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究
解析　B　胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异，这是细胞分化的结果，其实质是基因选择性表达，A正确；干细胞诱导分化的胰岛A细胞，细胞核仍含全套遗传信息，其细胞核具有全能性，B错误；不同细胞的mRNA差异反映基因表达情况，可判断细胞类型，C正确；胰岛类器官可模拟胰岛功能，可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究，D正确。
“三看法”确认细胞“全能性”
考点二　细胞的衰老与死亡
1.细胞的衰老
(1)细胞衰老的特征
(2)细胞衰老的原因
(3)个体衰老与细胞衰老的关系
(4)意义：细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
2.细胞的凋亡和坏死
　注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。
3.细胞自噬
(1)概念：在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。
(2)意义
①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，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，从而维持细胞内部环境的稳定。
③细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
(1)(2025·河南卷)被子植物中的导管是由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成的，细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程。(×)
(2)(2024·甘肃卷)溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程。(×)
(3)(2023·江苏卷)抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老。(×)
(4)(经典高考题)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。(×)
(5)(必修1 P126“正文”)蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。(√)
(6)(必修1 P126“小字部分”)有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。(√)
考向1　考查细胞衰老的特征、原因及意义
1.(2025·陕晋青宁卷)细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B.皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C.哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D.衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变，物质吸收效率降低
解析　C　端粒随细胞分裂逐渐缩短，当端粒缩短到临界值时，细胞停止分裂并衰老，符合端粒学说，A正确；皮肤生发层细胞分裂产生新细胞时，需合成DNA复制所需的酶及结构蛋白，故有新蛋白生成，B正确；哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡是机体细胞的自然更新过程，即使是新生个体，也会通过成熟红细胞的程序性死亡更新机体细胞，C错误；衰老细胞的细胞膜通透性改变，载体蛋白减少或功能下降，物质吸收效率降低，D正确。
2.端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核酸—蛋白复合物，主要功能是延长端粒，防止染色体在细胞分裂过程中逐渐缩短。依据端粒学说，下列关于细胞衰老与端粒酶关系的描述，错误的是(　　)
A.正常体细胞中端粒酶活性较低，随着细胞分裂次数增加，端粒逐渐缩短，细胞走向衰老
B.推测端粒酶属于一种逆转录酶，能以自身携带的RNA为模板合成端粒DNA
C.胚胎干细胞中端粒酶活性较高，这有助于维持其大量的增殖而不发生过早衰老
D.在肿瘤细胞中，端粒酶活性通常被抑制，以防止细胞的无限增殖和肿瘤的恶化
解析　D　正常体细胞中，由于端粒酶活性较低，在每次细胞分裂过程中，端粒会逐渐缩短，端粒长度达到临界值时，细胞就会走向衰老，A正确；据题干信息推测端粒酶的本质是逆转录酶，以自身的RNA模板合成端粒DNA重复序列，从而补充端粒长度，B正确；胚胎干细胞具有不断增殖分化的能力，端粒酶活性高，这使得它们能够在分裂多次时仍维持端粒长度，不至于过早衰老，C正确；在肿瘤细胞中，端粒酶活性通常是异常激活的，而不是被抑制；端粒酶活性的激活使得肿瘤细胞在不断分裂的过程中端粒不会缩短，从而实现细胞的无限增殖，这反而促进了肿瘤的恶化，D错误。
考向2　考查细胞死亡与细胞自噬
3.(2025·山东卷)利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后，若激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，细胞膜突起形成小泡，染色质固缩；若激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，细胞肿胀破裂，释放大量细胞因子。下列说法错误的是(　　)
A.细胞焦亡可能引发机体的免疫反应
B.细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡
C.细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响
D.通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡
解析　D　细胞焦亡时细胞破裂，释放大量细胞因子以及细胞中的内容物，从而引发机体的免疫反应(炎症反应)，A正确；细胞凋亡是由基因控制的程序性细胞死亡，对机体是有利的，B正确；激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，说明细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响，C正确；细胞自噬是指细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器或大分子物质等过程，通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程不属于细胞凋亡，D错误。
4.(2025·四川卷)通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是(　　)
A.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶
B.线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量
C.细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成
D.细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定
解析　D　溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器等，可作为“消化车间”为细胞自噬提供水解酶，A正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，能为细胞生命活动(包括细胞自噬)提供能量(ATP)，B正确；细胞自噬分解衰老细胞器等产生氨基酸，氨基酸可作为原料参与蛋白质合成，实现物质再利用，C正确；细胞自噬“吃掉”衰老、损伤的细胞器，能维持细胞内部环境稳定，有利于细胞正常代谢，D错误。
1.(2025·甘肃卷)绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后不再具有增殖能力而进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性，能防止端粒缩短、体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老，下列叙述错误的是(　　)
A.衰老的细胞中细胞核形态异常，核质间的物质交换频率降低
B.细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老
C.体外培养癌细胞时，培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老
D.将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合，获得的融合细胞可以增殖
解析　D　衰老细胞的细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，导致核质间物质交换效率降低，A正确；自由基学说指出，自由基攻击DNA、蛋白质等生物大分子，引起结构和功能损伤，导致细胞衰老，B正确；癌细胞依赖端粒酶维持端粒长度以无限增殖，抑制端粒酶活性会导致端粒缩短，最终引发癌细胞衰老，C正确；衰老与细胞核密切相关，融合细胞的细胞核来自衰老细胞，即使细胞质年轻，仍无法恢复增殖能力，D错误。
2.(2025·江苏卷)图示小肠上皮组织，a～c表示3类不同功能的细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A.a类干细胞分裂产生的子细胞都继续分化成b类或c类细胞
B.压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变，可促使干细胞衰老
C.c类细胞凋亡和坏死，对细胞外液的影响不同
D.3类不同功能的细胞都表达细胞骨架基因
解析　A　a类干细胞分裂产生的子细胞，一部分继续保持干细胞的状态，另一部分分化成b类或c类细胞，并非都继

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