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专题三 细胞的生命历程
【题型1 细胞分裂过程中的变异类型】
【题型2 细胞死亡】
【题型1 细胞分裂过程中的变异类型】
【紧扣教材】
基因突变
有丝分裂：姐妹染色单体含等位基因的唯一来源
减数分裂：无染色体互换的情形下，姐妹染色单体含等位基因的原因
基因重组
减数分裂I 前期（同源染色体的非姐妹染色单体间的互换）
减数分裂I 前期（非同源染色体自由组合）
染色体变异
染色体结构变异：倒位、易位、重复、缺失
染色体数目变异：①纺锤体形成受阻导致子细胞染色体数目加倍
②减数分裂I 后期同源染色体未分离导致全部配子异常
③减数分裂II后期姐妹染色单体分离后形成的两条染色体移向细胞同一
极，导致一个次级性母细胞产生的配子异常
【题型突破】
【例1】某实验室将载人飞船带回地球的“延丹1 号”培育成了网红爆品鲜花，首次大规模面市就获得了
成功。“延丹1 号”父本花籽曾升上太空，后经原生质体融合形成该新品种。下列叙述正确的是（ ）
A．“延丹1 号”与其父本的体细胞中可能含有不同的染色体组数
B．太空环境可提高“延丹1 号”父本花籽的突变率，使其向有利方向突变
C．太空环境会使“延丹1 号”发生基因突变，从而改变基因的数目和种类
D．若返回地球的父本种子萌发后性状未发生改变，则说明其未发生变异
【答案】A
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。
表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突
变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大
多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。
【详解】A、“延丹1 号”父本花籽曾升上太空，后经原生质体融合形成该新品种，可推测“延丹1 号”与
其父本的体细胞中可能含有不同的染色体组数，A 正确；
1
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B、基因突变的方向和环境没有明确的关系，即环境因素可提高突变率，但不能决定基因突变的方向，B 错
误；
C、基因突变改变基因的种类，遗传信息一定改变，但不改变基因的数目，C 错误；
D、若返回地球的父本种子萌发后，其性状未发生改变，则可能发生了隐性突变，或基因突变后决定同一
种氨基酸而不改变性状，D 错误。
故选A。
【变式1-1】药物阿昔洛韦是一种嘌呤类似物，能干扰DNA 聚合酶的作用过程。阿昔洛韦可能对下列哪种
病症最有效（ ）
A．21 三体综合征
B．乙肝病毒(DNA 病毒)感染
C．艾滋病
D．镰状细胞贫血
【答案】B
【分析】DNA 聚合酶，是以亲代DNA 为模板，催化底物dNTP 分子聚合形成子代DNA 的一类酶。
【详解】A、21 三体综合征是染色体数目异常遗传病，阿昔洛韦对该病无效，A 错误；
B、DNA 病毒的增殖过程需要DNA 聚合酶，而能干扰DNA 聚合酶的作用过程，可见，药物阿昔洛韦对某种
DNA 病毒效果明显，B 正确；
C、艾滋病病毒是RNA 病毒，且是逆转录病毒，可见该药物对艾滋病病毒效果不明显，C 错误；
D、镰状细胞贫血症属于基因突变引起的遗传病，阿昔洛韦对该病无效，D 错误。
故选B。
【变式1-2】无论细胞分裂与否，在长期接受紫外线照射时，细胞内DNA 上的部分胸腺嘧啶会形成胸腺嘧
啶二聚体（这种变化在DNA 链上的相邻胸腺嘧啶间易发生），会造成DNA 损伤，进而使得DNA 复制受
阻，如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．紫外线引起的基因突变仅发生在细胞分裂前的间期
B．DNA 片段中含腺嘌呤数量越高，变异概率越低
C．DNA 损伤后，引物的合成将停止在二聚体处
D．紫外线引起的基因突变改变了DNA 上的碱基数目
2
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【答案】C
【分析】紫外线对DNA 分子的主要损伤方式是形成胸腺嘧啶二聚体，进而会抑制DNA 复制和转录，但
DNA 上的碱基数目并没有改变。
【详解】A、由题意可知：紫外线引起的基因突变发生在任何时期，不分裂的细胞和分裂的细胞均有可能
发生基因突变，A 错误；
B、根据碱基互补配对原则，DNA 片段中含腺嘌呤数量越高，则胸腺嘧啶数量越多，变异概率越高，B 错误；
C、DNA 损伤后，DNA 复制和转录受阻，因此引物的合成将停止在二聚体处，C 正确；
D、据图分析可知，紫外线引起的基因突变并没有改变DNA 上的碱基数目，只改变了结构和存在状态，D
错误。
故选C。
【变式1-3】同源重组是减数分裂的核心事件（过程如图）。同源重组起始于程序性DNA 双链断裂
（DSB），断裂部位会形成单链末端（图Ⅱ），两单链末端入侵同源染色体同源区并以同源区为模板延伸
子链并连接断口（图Ⅲ、图IV），最终形成图V 所示结构。V 中DNA 每个阴影位置都有①和②两个剪接
位点，若两位置中都在②剪切，两DNA 分开后重新连接断口得到的DNA 如图甲；若两位置中左侧在②处
剪切，右侧在①处 剪切，则得到的DNA 如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．同源重组发生于减数分裂I 的前期
B．入侵的单链末端相当于子链合成的引物
C．同源重组有利于增加物种的多样性
D．甲、乙所示DNA 中 DSB 区域两侧均发生了基因的重新组合
【答案】D
【分析】基因编辑，就是对目标基因进行编辑（定向改造），实现特定DNA 片段的加入、删除，特定DNA
碱基的缺失、替换等，以改变目的基因或调控元件的序列、表达量或功能。基本原理是通过序列特异性的
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DNA 结合结构域和非特异性的DNA 修饰结构域组合而成的序列特异性核酸内切酶，识别染色体上的DNA
靶位点，进行切割并产生DNA 双链断裂，诱导DNA 的损伤修复，从而实现对指定基因组的定向编辑。
【详解】A、由题可知，同源重组的过程中，同源染色体已经发生联会，即发生在减数分裂I 的前期，A 正
确；
B、据图可知，入侵的单链末端相当于子链合成的引物，沿着模板链可继续连接脱氧核苷酸形成子链
DNA，B 正确；
C、根据图示可知，同源重组形成的图乙中两条染色体交换的片段较多，可能导致生物体发生变异，进而
形成新物种，因此可能会增加物种多样性，C 正确；
D、据图可知，形成的甲中DNA 中DSB 区域两侧并不是都重新组合，D 错误。
故选D。
【题型2 细胞死亡】
【紧扣教材】
1.细胞凋亡与细胞坏死的比较
细胞凋亡
细胞坏死
方式
自动结束生命活动
被动结束生命活动
机制
受“基因控制”,“程序性”死亡
由不利因素诱发,不受基因控制
结果
对生物体是有利的
对生物体是有害的
2.细胞自噬
本质：在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体讲解后再利用的过程
自噬对象：处于营养缺乏条件下的细胞；收到损伤、微生物入侵或衰老的细胞
【题型突破】
【例2】细胞内出现凋亡小体是细胞凋亡的重要特征。当归多糖(ASP)是中药当归的主要成分，具有多种药
理作用。研究人员以小鼠为研究对象，探究ASP 是否具有抗脑组织衰老的作用，实验过程中取脑组织制备
切片，显微观察，统计细胞凋亡的情况。实验处理及结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
组别
剂量(mg/ kg)
样本数(片)
凋亡细胞数(个)
正常组
—
10
11.50
模型组
—
10
51.00
ASP 高剂量组
200
10
12.30
ASP 中剂量组
150
10
20.70
ASP 低剂量组
100
10
42.70
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A．模型组细胞凋亡数明显高于正常组，说明衰老模型小鼠构建成功
B．显微镜下观察到细胞中有凋亡小体形成，说明该细胞处于凋亡状态
C．实验结果表明，ASP 能抑制脑组织细胞的凋亡，且具有剂量依赖性
D．实验结果表明，200 mg/kg 的ASP 是抗脑组织细胞衰老的最佳剂量
【答案】D
【分析】细胞凋亡是指由基因控制的编程性死亡。
【详解】A、本实验目的是探究当归多糖对脑组织衰老的影响，需构建衰老模型小鼠模型组，小鼠脑组织
细胞凋亡数明显多于正常小组，说明衰老模型小鼠构建成功，A 正确；
B、凋亡细胞显著的特征是细胞膜内陷形成凋亡小体，因此，显微镜下观察到细胞中有凋亡小体形成，说
明该细胞处于凋亡状态，B 正确；
C、实验结果表明，不同剂量的ASP 处理组的细胞凋亡数都低于模型组，说明ASP 能抑制脑组织细胞的凋亡。
且随着ASP 剂量的增加，细胞凋亡数减少，说明细胞凋亡具有剂量依赖性，C 正确；
D、实验结果表明，高剂量的ASP 抑制细胞凋亡最明显，但不能确定该剂量是抗脑组织细胞衰老最佳剂量，
因为实验所用ASP 剂量梯度较大，且未探究剂量大于200mg/kg 时的情况，D 错误。
故选D。
【变式2-1】PINK1-Parkin 信号通路具有保护细胞和促进凋亡的双重功能。线粒体出现轻度、可逆的损伤
时，PINK1-Parkin 可通过促进线粒体自噬，阻止细胞凋亡；线粒体出现严重、不可修复的损伤时，PINK1
激活并磷酸化Parkin 蛋白，激活的Parkin 蛋白能促使Mcl-1 蛋白降解，加速细胞凋亡。下列有关叙述错误
的是（ ）
A．细胞自噬能为细胞的生命活动提供营养物质
B．抑制Parkin 蛋白的磷酸化能抑制细胞凋亡
C．PINK1-Parkin 信号通路受阻会引起细胞呼吸异常
D．Mcl-1 蛋白可能是一种能促进细胞凋亡的物质
【答案】D
【分析】细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。
【详解】A、细胞自噬的代谢产物一部分以代谢废物的形式排出，一部分可以被细胞利用，能为细胞的生
命活动提供营养物质，A 正确；
B、激活的Parkin 蛋白能促使Mcl-1 蛋白降解，加速细胞凋亡，故抑制Parkin 蛋白的磷酸化能抑制细胞凋亡，
B 正确；
C、PINK1-Parkin 信号通路受阻会影响线粒体功能，线粒体是有氧呼吸的主要场所，则PINK1-Parkin 信号通
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路受阻会引起细胞呼吸异常，C 正确；
D、分析题意可知，Mcl-1 蛋白降解会加速细胞凋亡，因此Mcl-1 蛋白可能是一种能抑制细胞凋亡的物质，
D 错误。
故选D。
【变式2-2】科研人员做实验探究苦参碱对某患病小鼠脑细胞凋亡的影响，结果如下表。下列相关的叙述
错误的是（ ）
苦参碱浓度（mg/kg）
0
4
8
16
促凋亡蛋白Bax 表达情况
103.77
90.43
70.55
62.81
脑细胞凋亡率（%）
12.3
9.8
7.2
4.5
A．脑细胞凋亡的过程受基因控制
B．脑细胞凋亡是程序性死亡
C．苦参碱抑制Bax 表达的最适浓度为16mg/kg
D．苦参碱可抑制Bax 表达进而抑制脑细胞凋亡
【答案】C
【分析】细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，由于受到严格的由遗传机制决定的程序性
调控，所以它是一种程序性死亡。
【详解】A、脑细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，A 正确；
B、脑细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，它是一种程序性死亡，B 正确；
C、表中信息显示：苦参碱浓度为16mg/kg 时，促凋亡蛋白Bax 表达情况最低，但苦参碱抑制Bax 表达的最
适浓度不一定为16mg/kg，C 错误；
D、表中信息显示：随苦参碱浓度的增加，促凋亡蛋白Bax 表达情况和脑细胞凋亡率均逐渐降低，说明苦
参碱可抑制Bax 表达进而抑制脑细胞凋亡，D 正确。
故选C。
【变式2-3】Bax 蛋白和Bak 蛋白在T 淋巴细胞凋亡过程中发挥特定作用。为探究相关机制，科研人员分别
用凋亡诱导试剂a 和b 处理不同基因型的T 淋巴细胞，计算细胞的存活率，结果如图所示。下列相关叙述
中正确的是（ ）
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A．T 淋巴细胞凋亡是由基因决定的正常的生命现象
B．试剂b 诱导T 淋巴细胞凋亡的效果优于试剂a
C．试剂a 依赖Bak 和Bax 蛋白诱导T 淋巴细胞的凋亡
D．Bak 蛋白和Bax 蛋白协同参与T 淋巴细胞凋亡
【答案】A
【分析】细胞凋亡是由基因决定的，属于正常的生命现象，对生物体有利；细胞坏死是由外界环境因素引
起的，是不正常的细胞死亡对生物体有害。
【详解】A、细胞凋亡是由基因决定的自动结束生命的过程，是正常的生命现象，A 正确；
B、据图可知，凋亡诱导试剂a 处理不同基因型的T 淋巴细胞后T 淋巴细胞存活率一样且均低于凋亡诱导试
剂b 处理不同基因型的T 淋巴细胞后T 淋巴细胞存活率，故试剂a 诱导T 淋巴细胞凋亡的效果优于试剂b，
B 错误；
C、凋亡诱导试剂a 处理不同基因型的T 淋巴细胞后T 淋巴细胞存活率一样，故试剂a 诱导T 淋巴细胞的凋
亡不需要依赖 Bax 蛋白和 Bak 蛋白，C 错误；
D、凋亡诱导试剂b 处理时，同时含有 Bax 基因和 Bak 基因组的T 淋巴细胞存活率最低，只含一种基因的
T 淋巴细胞存活率较高，两种基因均不含的组T 淋巴细胞存活率最高，故Bax 蛋白和 Bak 蛋白协同参与试
剂 b 诱导的T 淋巴细胞凋亡；但试剂a 诱导T 淋巴细胞的凋亡与两种基因无关，故不需要依赖 Bax 蛋白和
Bak 蛋白，D 错误。
故选 A。
1．活性氧自由基（ROS）增加会导致端粒功能障碍、DNA 损伤，并导致线粒体功能降低而引起细胞衰老。
长时间使用手机，屏幕的蓝光可促进ROS 生成，加速视网膜色素上皮细胞的衰老。已知端粒酶能延长细胞
分裂过程中缩短的端粒，下列叙述错误的是（ ）
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A．细胞衰老与端粒酶活性降低、端粒被截短有关
B．ROS 可攻击细胞中的DNA、蛋白质和生物膜等
C．视网膜色素上皮细胞的加速衰老，就会引起人的衰老
D．避免过度使用手机可减少ROS 的产生并利于细胞修复
【答案】C
【分析】细胞衰老的假说：
①自由基学说：各种生化反应产生的自由基会损伤生物膜，攻击DNA，攻击蛋白质等致使细胞衰老。
②端粒学说：染色体两端的特殊DNA 序列（端粒）会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正
常基因的DNA 序列，使细胞活动趋向异常。
【详解】A、根据端粒学说可知，染色体两端的特殊DNA 序列（端粒）会随细胞分裂次数的增加而被“截
短”，进而损伤正常基因的DNA 序列，使细胞活动趋向异常，已知端粒酶能延长细胞分裂过程中缩短的
端粒，因此细胞衰老与端粒酶活性降低、端粒被截短有关，A 正确；
B、ROS 属于活性氧自由基，自由基会损伤生物膜，攻击DNA，攻击蛋白质等致使细胞衰老，B 正确；
C、对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事，因此视网膜色素上皮细胞
的加速衰老，不会引起人的衰老，C 错误；
D、根据题意，长时间使用手机，屏幕的蓝光可促进ROS 生成，加速视网膜色素上皮细胞的衰老。因此避
免过度使用手机可减少ROS 的产生并利于细胞修复，D 正确。
故选C。
2．2023 年9 月中国科学院院士卞修武提出：干细胞是一类具有自我复制能力的“种子”，可以分化成多
种功能的细胞来参与细胞替代和组织再生，有利于人体健康的维持和对损伤的修补。端粒酶可以修复受损
的染色体DNA 两端的端粒序列，下列关于人体干细胞的叙述错误的是（ ）
A．干细胞在分裂间期会发生中心体的倍增
B．干细胞的蛋白质骨架会影响其增殖过程
C．干细胞在进行人体皮肤修复的过程中会发生基因选择性表达
D．推测肝细胞中的端粒酶的活性比干细胞中端粒酶活性高
【答案】D
【分析】端粒存在于真核生物染色体的末端，是由DNA 序列及其相关的蛋白质所组成的复合体。端粒酶
是一种逆转录酶。
【详解】A、干细胞在分裂前的间期发生中心体的倍增，A 正确；
B、细胞骨架与细胞的运动、分裂、分化等有关，因此干细胞的蛋白质骨架会影响其增殖过程，B 正确；
C、干细胞可以分化成皮肤细胞，会发生基因的选择性表达，C 正确；
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D、干细胞分化程度低、增殖能力较强，人体肝细胞是高度分化的细胞，几乎不分裂，端粒酶用于修复染
色体DNA 两端的端粒，端粒酶活性越高，细胞分裂能力越强，由此可知肝细胞中的端粒酶的活性比干细
胞中端粒酶活性低，D 错误。
故选D。
3．细胞凋亡诱导因子与细胞膜上的受体结合后，激活与细胞凋亡相关的基因，使细胞凋亡的关键因子
Dnase 酶和Caspase 酶被激活。Dnase 酶能切割DNA 形成DNA 片段，Caspase 酶能选择性地切割某些蛋白
质形成不同长度的多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，进而被吞噬细胞吞噬清除。下列说法正确的是（
）
A．Dnase 酶和Caspase 酶的作用部位分别是氢键和肽键
B．细胞凋亡过程中某些蛋白质会发生水解，细胞中不再合成蛋白质
C．通过促进癌细胞中Caspase 酶合成的相关基因的表达可以促进其凋亡
D．细胞裂解形成凋亡小体的过程称为细胞自噬
【答案】C
【分析】1、细胞凋亡过程受基因控制，通过凋亡基因的表达，使细胞发生程序性死亡，它是一种主动的
细胞死亡过程，对生物的生长发育起重要作用。首先凋亡诱导因子与细胞膜上的受体结合，发出凋亡信息，
激活细胞中的凋亡基因，执行细胞凋亡，凋亡细胞最后变成小泡被吞噬细胞吞噬，并在细胞内完成分解。
2、细胞自噬是指在一定条件下，细胞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。
【详解】A、Dnase 酶能切割DNA 形成DNA 片段，故其作用的是磷酸二酯键，Caspase 酶能选择性地切割
某些蛋白质形成不同长度的多肽，故其作用的是肽键，A 错误；
B、细胞凋亡过程，由于基因的选择性表达，细胞内将有新蛋白质的合成以及蛋白质的水解，B 错误；
C、依据题干信息，Caspase 酶能选择性地切割某些蛋白质形成不同长度的多肽，导致细胞裂解形成凋亡小
体，进而被吞噬细胞吞噬清除，故通过促进癌细胞中控制Caspase 酶合成的相关基因的表达可以促进其凋
亡，C 正确；
D、细胞自噬是指在一定条件下，细胞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，细胞
并不会裂解，D 错误。
故选C。
4．巨自噬是细胞自噬的一种类型。巨自噬启动时，ULK1 复合物受到mTOR 蛋白和AMPK 信号通路的严
格调控。当营养物质缺乏时，mTOR 活性被抑制，其对ULK1 磷酸化的抑制作用减弱，ULK1 复合物被激
活并由溶酶体完成巨自噬。在能量缺乏的情况下，AMPK 能够感受到细胞内AMP（腺苷一磷酸）和ATP
的比例变化而被激活，活化的AMPK 能磷酸化ULK1 复合物，从而激活巨自噬。下列说法错误的是（
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）
A．mTOR 活性增强有利于细胞自噬
B．AMP/ATP 比例降低不利于细胞自噬
C．AMP 可以参与构成核糖核酸
D．大肠杆菌不能发生巨自噬
【答案】A
【分析】由题意可知，当营养物质缺乏时，mTOR 活性被抑制，其对ULK1 磷酸化的抑制作用减弱，
ULK1 复合物被激活并由溶酶体完成巨自噬，说明mTOR 活性被抑制有利于细胞自噬。在能量缺乏的情况
下，AMPK 能够感受到细胞内AMP（腺苷一磷酸）和ATP 的比例变化而被激活，活化的AMPK 能磷酸化
ULK1 复合物，从而激活巨自噬，说明ATP 含量低时可能会引起巨自噬。
【详解】A、由题意可知，当营养物质缺乏时，mTOR 活性被抑制，其对ULK1 磷酸化的抑制作用减弱，
ULK1 复合物被激活并由溶酶体完成巨自噬，说明mTOR 活性被抑制有利于细胞自噬，A 错误；
B、在能量缺乏的情况下，AMPK 能够感受到细胞内AMP（腺苷一磷酸）和ATP 的比例变化而被激活，活
化的AMPK 能磷酸化ULK1 复合物，从而激活巨自噬，AMP/ATP 比例降低说明能量不缺乏，不利于细胞
自噬，B 正确；
C、AMP 即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA 的单体之一，可以参与构成核糖核酸，C 正确；
D、由题意可知，巨自噬需要溶酶体完成，大肠杆菌无溶酶体，不能完成巨自噬，D 正确。
故选A。
5．2023 年4 月28 日，广州南方医科大学南方医院烧伤科杨磊教授课题组在 Cell Death Discovery 上发表
了团队研究成果。研究发现衰老成纤维细胞虫，N 基因表达减少影响铁蛋白自噬过程，阻碍了衰老成纤维
细胞的清除。下列有关叙述正确的是（ ）
A．衰老成纤维细胞的功能没有变化
B．细胞自噬过程与溶菌酶有关
C．细胞衰老不利于维持内部环境稳定
D．自噬机制发生障碍可能会引起疾病
【答案】D
【分析】1、衰老细胞的特点：水分减少，多种酶活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等水分减少，
多种酶活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等；
2、细胞的自噬作用：排出细胞或在细胞内被利用排出细胞或在细胞内被利用、为细胞提供维持生存所需
的物质和能量为细胞提供维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过
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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。
【详解】A、衰老细胞的功能会发生变化，如水分减少、酶活性降低等，A 错误；
B、细胞自噬过程与溶酶体有关，而不是溶菌酶，溶菌酶主要作用于细菌等病原体，B 错误；
C、细胞衰老在一定程度上有利于维持内部环境稳定，如细胞衰老后被清除，C 错误；
D、自噬机制发生障碍可能会引起疾病，因为自噬对细胞内物质的更新和清除等有重要作用，当自噬机制
发生障碍时，可能导致有害物质积累等从而引发疾病，D 正确。
故选D。
6．在胁迫条件下，植物体内活性氧（ROS）增加，导致线粒体膜的通透性增加，诱导细胞发生程序性死
亡（PCD）。研究人员筛选出1 个叶绿体功能缺陷突变体（mod1），mod1 中的MOD1 基因缺陷，导致叶
绿体中的脂肪酸合酶合成缺陷，存在明显的ROS 积累，诱导植物发生PCD（如图所示）；若直接使用苹
果酸处理人类HeLa 细胞，也能够诱导 ROS 产生和细胞死亡，下列有关说法错误的是（ ）
A．若编码酶2 的基因发生突变，可抑制mod1 发生PCD
B．据题意可知，动物细胞具有类似的凋亡机制
C．叶绿体中MOD1 功能缺失，导致苹果酸从叶绿体向线粒体的转运量增加
D．图示细胞死亡的机制对于机体是不利的
【答案】D
【分析】ROS 作为信号分子会增加线粒体膜的通透性，诱导细胞发生程序性死亡。
【详解】A、若编码酶2 的基因发生突变，从图中看出NAD+不能转变为NADH，影响ROS 的积累，抑制
mod1 发生PCD,A 正确；
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B、动物细胞不含叶绿体，但含有线粒体，在胁迫条件下，活性氧（ROS）增加，导致线粒体膜的通透性
增加，诱导细胞发生程序性死亡，所以有类似的凋亡程序，B 正确；
C、根据题干信息“若直接使用苹果酸处理人类HeLa 细胞，也能够诱导 ROS 产生和细胞死亡”，因此可
以推测，叶绿体中MOD1 功能缺失，导致苹果酸从叶绿体向线粒体的转运量增加，产生更多的ROS，引
发PCD，C 正确；
D、图示死亡方式为细胞凋亡，对机体是有利的，D 错误。
故选D。
7．线粒体和内质网均可介导细胞发生凋亡，常见途径为线粒体膜电位下降→线粒体膜通透性改变→呼吸
链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏而导致ATP 合成大量减少→释放细胞色素c→激活Caspase-3→细胞凋亡；
内质网积累错误折叠或非折叠蛋白→内质网应激使其内部钙离子异常→激活Caspase-12→激活Caspase-3→
细胞凋亡。下列叙述错误的是（ ）
A．呼吸链和氧化磷酸化与线粒体内膜的功能密切相关
B．发生内质网应激时，转移至高尔基体的蛋白质减少
C．Caspase-3 的抑制剂可作为细胞凋亡的抑制剂
D．两种细胞器介导细胞发生凋亡与基因的作用无关
【答案】D
【分析】细胞凋亡是基因控制的程序性死亡。
【详解】A、线粒体内膜是大量合成ATP 的场所，呼吸链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏会造成ATP 合成大
量减少，说明呼吸链和氧化磷酸化与线粒体内膜的功能密切相关，A 正确；
B、分泌蛋白形成过程中，蛋白质在内质网加工后会转移至高尔基体进一步进行加工、修饰，错误折叠或
非折叠蛋白会在内质网积累，引发内质网应激，这些错误蛋白不会继续转移至高尔基体，说明发生内质网
应激时，转移至高尔基体的蛋白质减少，B 正确；
C、两种细胞器介导的细胞凋亡均与Caspase-3 激活有关，故Caspase-3 的抑制剂可作为细胞凋亡的抑制剂，
C 正确；
D、细胞凋亡是由基因决定的，故两种细胞器介导细胞发生凋亡与基因的作用有关，D 错误。
故选D。
8．恶性肿瘤细胞能高水平表达一氧化氮合酶（NOS），NOS 能催化NO 的合成。为探究NO 与癌细胞迁移
的关系，研究人员以体外培养的乳腺癌细胞为材料进行实验。通过基因工程的方式敲低乳腺癌细胞基因
MRTF 的表达量，并用NO 处理癌细胞，检测细胞中MRTF 和细胞迁移相关基因MYH9、CYR61 的mRNA
含量，结果如图。下列说法正确的是（ ）
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A．原癌基因和抑癌基因发生突变一定会引发癌症
B．乳腺癌细胞核中所含的RNA 种类和数量均相同
C．NO 通过促进MRTF 表达，进而促进MYH9、CYR61 的表达
D．抑制乳腺癌细胞中NOS 的活性可以有效避免乳腺癌细胞的产生
【答案】C
【分析】分析题图：第2 组NO 处理后，MRTF、MYH9、CYR61 的mRNA 含量明显高于第1 组；第3 组
敲低MRTF 后，MYH9、CYR61 的mRNA 含量明显低于第1 组；第4 组用NO 处理后，MRTF、MYH9、
CYR61 的mRNA 含量明显高于第3 组。
【详解】A、细胞中原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞
不正常的增殖，但单一的原癌基因和抑癌基因发生突变，细胞不一定会引发癌症，A 错误；
B、乳腺癌细胞核中所含的RNA 数量不一定相同，B 错误；
C、第2 组NO 处理后，MRTF、MYH9、CYR61 的mRNA 含量明显高于第1 组；第3 组敲低MRTF 后，
MYH9、CYR61 的mRNA 含量明显低于第1 组；第4 组用NO 处理后，MRTF、MYH9、CYR61 的mRNA
含量明显高于第3 组；可得出结论：NO 通过促进MRTF 表达，进而促进MYH9、CYR61 的表达，C 正确；
D、NOS 能催化NO 的合成，NO 通过促进MRTF 表达，进而促进MYH9、CYR61 的表达，有利于癌细胞
迁移，故抑制乳腺癌细胞中NOS 的活性可以治疗乳腺癌，但不一定能避免乳腺癌细胞的产生，D 错误。
故选C。
9．最近我国植物学家在某植物园培育出一个三倍体植物新品种（3n），其叶形、叶色、花形、花色4 种性
状较为特别，具有较高的观赏价值，且研究发现决定这4 种性状的基因遵循自由组合规律。下列相关说法
错误的是（ ）
A．该植物的叶肉细胞可能含有3 个决定花色性状的基因
B．该植物的叶肉细胞应含有至少4 种形态和功能各不相同的染色体
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C．培育该植物新品种的过程，可能会使用低温处理或秋水仙素等方法
D．假设该植物新品种能完成减数分裂，则只能产生染色体数目为n 和2n 的配子
【答案】D
【分析】单倍体育种过程：先用花药离体培养获得单倍体植株，再诱导染色体数目加倍获得纯合体，最后
筛选获得符合生产的新品种。
【详解】A、该植物是三倍体，一个形态的染色体有三条，控制花色的基因在染色体上，故该植物的叶肉
细胞可能含有3 个决定花色性状的基因，A 正确；
B、题干信息“叶形、叶色、花形、花色4 种性状较为特别，具有较高的观赏价值，且研究发现决定这4
种性状的基因遵循自由组合规律”可知，四种性状由不同等位基因控制，不同等位基因位于不同染色体上，
故该植物的叶肉细胞应含有至少4 种形态和功能各不相同的染色体，B 正确；
C、培育该植物新品种的过程，可能会发生染色体变异，可能会使用低温处理或秋水仙素等方法，C 正确；
D、一种形态的同源染色体有3 条，减数分裂I 后期三条同源染色体随机移向两极，则假设该植物新品种能
完成减数分裂，则只能产生染色体数目为n~2n 种不同的配子，D 错误。
故选D。
10．“77-2”和“77-4”是广泛种植的三倍体橡胶树新品种。三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄配子
（n）和异常形成的雌配子（2n）结合产生。为研究雌配子（2n）产生的原因，对三倍体及其亲本的基因
型进行分析，结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
实验材料
基因型
GT1（母本）
Ee
PR107（父本）
Ee
77-2
EEe
77-4
EEE
A．两个新品种的育成均利用了染色体数目变异的原理
B．父本与母本杂交不会产生基因型为eee 的橡胶树品种
C．形成“77-2”时的雌配子Ee（2n）可源自减数分裂Ⅰ同源染色体未分离
D．形成“77-4”时的雌配子EE（2n）可源自减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未均分
【答案】B
【分析】1、减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制；
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体
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成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合； ④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂过程（类似于有丝分裂）。
2、生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。染色体数目的变异可以分
为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体
为基数成倍地增加或成套地减少。
【详解】A、根据题意，“77-2”和“77-4”是三倍体橡胶树新品种，三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄
配子（n）和异常形成的雌配子（2n）结合产生，说明该新品种三倍体与正常亲本二倍体相比以一套完整
的非同源染色体为基数成倍地增加，属于染色体数目变异，A 正确；
B、结合题干和表中信息可知，父本Ee 产生雄配子为E 和e，母本基因型为Ee，产生雌配子（2n），根据
表中信息77-2 基因型为EEe，说明母本产生雌配子为EE 或Ee，由77-4 基因型为EEE，说明母本产生雌配
子为EE，那么母本在形成雌配子时可能在减数分裂Ⅰ后期时异常，也可能在减数分裂Ⅱ后期时异常，因此
母本也可能产生ee 的雌配子，故父本与母本杂交会产生基因型为eee 的橡胶树品种，B 错误；
C、形成“77-2” EEe 时的雌配子Ee（2n）可源自减数分裂Ⅰ后期时，同源染色体未分离，都移向了一极，
而减数分裂Ⅱ正常进行，C 正确；
D、形成“77-4”时的雌配子EE（2n），母本减数分裂Ⅰ正常，而减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体分离形成
独立的染色体后，都移向了一极，D 正确。
故选B。
11．科研人员做了这样一个实验：让老鼠先闻甜杏仁的气味，然后电击它们的爪子，老鼠很快就会对杏仁
气味产生恐惧。当这些老鼠生育后，虽然幼鼠从来没被电击过，但仍旧害怕相同的气味，幼鼠长大后再生
的孙辈鼠也这样。下列相关分析最合理的是（ ）
A．电击导致亲本老鼠发生了基因突变，从而性状遗传给子代
B．电击导致亲本老鼠发生了可遗传变异，从而性状遗传给子代
C．电击可能导致亲本老鼠的基因组发生甲基化而抑制了翻译
D．该实例说明环境能够影响表型，环境导致的变异均属于可遗传变异
【答案】B
【分析】由题中“当这些老鼠生育后，虽然幼鼠从来没被电击过，但仍旧害怕相同的气味，幼鼠长大后再
生的孙辈鼠也这样”可推出：老鼠会对杏仁气味产生恐惧这一性状是可以遗传的，说明电击导致亲本老鼠
产生了可遗传的变异，并将该变异传递给了后代。
【详解】A、基因突变具有低频性和不定向性等特点，电击可能会导致亲本老鼠发生基因突变，并遗传给
后代，但也可能是发生了其他可遗传的变异导致的，A 错误；
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B、由题中信息可知，老鼠对杏仁气味产生恐惧这一性状是可以遗传的，所以可能是电击导致亲本老鼠发
生了可遗传变异，从而性状遗传给子代，B 正确；
C、若电击导致亲本老鼠的基因组发生了甲基化，甲基化可以通过抑制转录从而影响生物性状，C 错误；
D、该实例说明环境能够影响表型，环境导致的变异不一定属于可遗传变异，D 错误。
故选B。
12．为探究秋水仙素浓度和处理时间对四倍体草莓诱导率的影响，科研人员在每个实验组中选取50 株二倍
体草莓幼苗，用秋水仙素溶液处理它们的幼芽，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．随着处理时间的延长，可能会得到含有8 个染色体组的细胞
B．用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理1 天有利于提高诱导率
C．低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目加倍
D．鉴定四倍体草莓时，宜选用草莓根尖作观察细胞中染色体数目的材料
【答案】D
【分析】分析柱形图：在0.05%的秋水仙素溶液、0.1%的秋水仙素溶液和0.2%的秋水仙素溶液中，0.2%的
秋水仙素溶液阻断纺锤体形成的能力更强，诱导成功率更高；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数
目加倍，属于染色体数目变异。
【详解】A、根据题干可知，随着处理时间的延长，四倍体草莓幼苗可能会发生有丝分裂，在有丝分裂的
后期得到含有8 个染色体组的细胞，A 正确；
B、由题图可以看出，用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理1 天有利于提高诱导率，B 正确；
C、低温和秋水仙素使细胞中染色体数目加倍的原因都是抑制纺锤体的形成，C 正确；
D、鉴定四倍体草莓时，一般不宜选用草莓根尖作观察细胞中染色体数目的材料，因为只处理了四倍体草
莓的幼芽，没有处理根尖，根尖细胞中染色体数目保持不变，D 错误。
故选D。
13．A 基因是野生型拟南芥（T0）中赤霉素合成的关键基因。为确定新单基因突变体T1 是否为A 基因突
变，研究人员构建了A 基因突变体T2，以及将A 基因导入T1 构成株系T3，并进行实验，结果如下表。下
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列分析最不合理的是（ ）
组别
T0
T3
T0×T1 的
T2×T1 的
T1
T2
主根长度（cm）
3.30
3.32
3.40
2.73
2.75
2.10
A．T1 中突变后的赤霉素相关基因是隐性基因
B．T3 的性状为T1 是A 基因突变提供依据
C．T2×T1 的结果支持T1 是A 基因突变
D．对比T2 的性状说明T1 不是A 基因突变
【答案】D
【分析】基因突变可产生等位基因，分为显性突变和隐性突变。
【详解】A、T0×T1 的F₁ 表现为主根长度与野生型一致，表明T1 中突变后的赤霉素相关基因是隐性基因，
A 合理；
B、株系T3 是对T1 突变株回补了A 基因，从而表现出野生型性状，表明T1 突变株大概率是A 基因突变，
B 合理；
C、T2×T1 杂交结果表现为主根长度变短，说明T1 和T2 的变异应该都是A 基因突变，否则会表现与野生
型一致表型，C 合理；
D、T2 和T1 都表现了主根长度变短，只是程度不同，这与表达程度有关，并不能说明T1 不是A 基因突变，
D 不合理。
故选D。
14．婴儿可正常代谢乳糖，随着年龄的增长，人体内乳糖酶的合成不断减少，成年个体会出现乳糖不耐受。
某些族群的成年个体仍可正常代谢乳糖，研究发现这与 MCM6 基因的突变有关。下列叙述错误的是
（ ）
A．突变基因丰富了人类种群的基因库
B．不同族群中 MCM6 基因的突变具有随机性和不定向性
C．婴儿可正常代谢乳糖是生物进化过程中形成的适应性特征
D．突变基因有利于人类利用牛奶中的乳糖，因此决定了人类进化的方向
【答案】D
【分析】基因突变具有普遍性、随机性、不定向性等特点。
【详解】A、 突变基因能够增加种群的基因多样性，从而丰富人类种群的基因库，A 正确；。
B、基因突变具有随机性和不定向性，不同族群中MCM6 基因的突变也遵循这一规律，B 正确；
C、 婴儿可正常代谢乳糖，这是在生物进化过程中形成的，有助于婴儿获取营养等，属于适应性特征，C
17
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正确；
D、 突变基因虽然有利于人类利用牛奶中的乳糖，但突变基因并不能决定人类进化的方向。人类进化是
由多种因素共同作用的结果，包括自然选择、基因重组、环境等众多因素，D 错误。
故选D。
15．研究发现大量的基因不是通过细胞分裂从母代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，从
一种生物传递到另一种生物。我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（
）
A．横向基因传递类似于“转基因”的操作
B．耐药菌的耐药性可能来自横向基因传递
C．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质
D．基因的横向传递导致的获得性性状不会遗传
【答案】D
【分析】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。转基因技术的
原理是基因重组。
【详解】A、依据题干信息，横向基因传递可实现从一种生物传递到另一种生物，这类似于“转基因”的
操作，A 正确；
B、基因突变具有不定向性，所以耐药菌的耐药性可能来自基因突变；依据题干信息，横向基因传递可直
接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物，所以耐药菌的耐药性也可能来自横向基
因传递，B 正确；
C、横向基因传递可从一种生物传递到另一种生物，即可以发生在不同种的生物之间，基因控制蛋白质的
合成，所以导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质，C 正确；
D、基因的横向传递导致生物的基因组发生改变，遗传物质改变导致的变异是可遗传的，D 错误。
故选D。
16．分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状的基因紧密连锁的特点，通过检测分子标记，即可
检测到目的基因的存在，达到选择目标性状植株的目的。如图为传统杂交育种和分子标记辅助育种得到抗
病栽培土豆的育种过程。回答下列问题：
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(1)请根据育种流程完成横线处的填空：① ，② ，③ 。
(2)传统育种利用母本感病栽培土豆和父本抗病野生土豆杂交时，需要对母本感病栽培土豆进行的操作是
，然后进行人工授粉等操作。与分子标记辅助育种相比，传统育种的明显劣势在于 。
(3)分子标记辅助育种中，可通过检测分子标记来确定目的基因(抗病基因)的存在是因为分子标记
，回交2 代应选择分子标记检测呈 (填“阳性”或“阴性”)的植株。若继续进行多次回交，则
有利于获得抗病且遗传背景(研究某一特定性状的基因时，基因组中其余DNA 组成)与感病栽培土豆一致的
优质土豆。
(4)野生土豆中有许多二倍体。二倍体土豆普遍存在自交不亲和现象(即自花受粉后不产生种子)，科研人员
培育出二倍体自交亲和植株S15 品系，并利用它进行育种。
①科研人员用S15 与野生土豆进行杂交，再用F1自交亲和的植株自交，实验过程如图所示。F2未出现3：1
的性状分离比，可能是因为F1自交时， ，所以分离比发生变化。
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②某有害基因数量较少的二倍体土豆植株M 也具有自交不亲和的特点。请结合传统育种及①的育种手段和
育种材料，将自交不亲和的土豆植株M 改造成自交亲和类型。
概述培育过程： 。
【答案】(1) 感病栽培土豆/P1 表型/性状 遗传标记/分子标记
(2) 去雄和套袋 育种年限过长
(3) 与抗病基因(决定目标性状基因或目的基因)紧密连锁 阳性
(4) 含有隐性基因的雌配子或雄配子不能完成受精 让S15 与自交不亲和植株M 杂交，产生的F1
中有自交亲和、自交不亲和，淘汰不亲和类型，用自交亲和植株与M 回交，逐代淘汰自交不亲和植株，连
续多代回交淘汰，就可得到自交亲和植株
【分析】由图可知，两种育种方式均为用感病栽培土豆与抗病野生土豆杂交，以期子代同时含有两亲本的
优良性状，即抗病和栽培品种的相关性状。传统杂交育种时，需对母本进行去雄和套袋，避免其自交或其
他花粉对其造成干扰。
【详解】（1）由题意，结合图示可知，杂交的目的是获得抗病栽培土豆，杂交土豆除了感病这个性状外，
有许多性状是优秀性状，所以用感病栽培土豆与抗病野生土豆杂交后，需选出抗病栽培土豆后反复与感病
栽培土豆回交，以保证子代既有栽培土豆的优良性状，有具有抗病特性，所以①为感病栽培土豆(P1)，②
为表型。由题意可知，分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状的基因紧密连锁的特点，通过检
测分子标记，即可检测到目的基因的存在，所以③为分子标记。
（2）传统杂交育种时，需对母本进行去雄和套袋，避免其自交或其他花粉对其造成干扰。由图可知，传
统育种需要进行长达7-15 年的选育过程，而分子标记辅助育种只需要进行3-5 年的选育，说明二者相比，
传统育种劣势在于育种年限过长。
（3）由题意可知，分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状的基因紧密连锁的特点，通过检测
分子标记，即可检测到目的基因的存在，达到选择目标性状植株的目的，所以分子标记辅助育种中，可通
过检测分子标记来确定目的基因(抗病基因)的存在是因为分子标记与抗病基因(决定目标性状基因或目的基
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因)紧密连锁，回交2 代应选择分子标记呈阳性，即含有分子标记（分子标记与抗病基因连锁，说明其含有
抗性基因）的植株。
（4）①假定用A/a 表示控制这对性状的基因，据题意可知，F1中自交亲和的植株为杂合子（Aa），能产
生含有隐性基因的配子和含有显性基因的配子，且比例为1：1，即A：a＝1：1，理论上后代应该出现3：
1 的性状分离比，但后代都是自交亲和（AA 和Aa）个体，且纯合子（AA）和杂合（Aa）的比例是为
300:294≈1：1，自交不亲和作父本时配子正常，因此应该是含有隐性基因（a）的雌配子或雄配子不能完成
受精造成的。
②欲将自交不亲和的土豆植株M 改造成自交亲和类型，可让S15 与自交不亲和植株M 杂交，产生的F1中
有自交亲和、自交不亲和，淘汰不亲和类型，用自交亲和植株与M 回交，逐代淘汰自交不亲和植株，连续
多代回交淘汰，就可得到自交亲和植株。
17．斑马鱼（2n=50）是杂食性鱼类，性别决定方式为XY 型，因其繁殖能力强，繁殖周期短，可为遗传研
究提供大量的样本，具有重要科研价值。请回答下列问题：
(1)斑马鱼的一个染色体组内有 条常染色体，染色体组是指 。
(2)斑马鱼体表的条纹花纹和豹斑花纹是由等位基因H/h 控制的，鱼鳍形状的圆润鳍和尖锐鳍是由等位基因
R/r 控制的。用纯合的条纹花纹圆润鳍斑马鱼与豹斑花纹尖锐鳍斑马鱼进行两组杂交实验，如下表所示，
不考虑X、Y 染色体同源区段。
杂交组合
亲本
的表型及其比例
第一组
豹斑花纹尖锐鳍
（♂）
条纹花纹圆润鳍（♀）：条纹花纹圆润鳍（♂）=1：
1
条纹花纹圆润鳍
（♀）
第二组
条纹花纹圆润鳍
（♂）
条纹花纹圆润鳍（♀）：条纹花纹尖锐鳍（♂）=1：
1
豹斑花纹尖锐鳍
（♀）
①等位基因H 和h 的根本区别在于 。
②斑马鱼的体表花纹和鱼鳍形状中，显性性状分别是 。控制这两对相对性状的基因在遗传上
遵循基因的自由组合定律，理由是 。
③第一组杂交组合亲本的基因型为 ，第二组杂交的
雌、雄个体杂交产生的
雄性斑
马鱼中，条纹花纹圆润鳍斑马鱼占 。
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【答案】(1) 24 细胞中的一套非同源染色体
(2) 碱基排列顺序不同 条纹花纹、圆润鳍 亲本正反交，F₁ 的体表花纹性状没有性别差异，
说明控制体表花纹的基因位于常染色体上；F₁ 的鱼鳍形状性状有性别差异，说明控制鱼鳍形状的基因位于
X 染色体上
、
3/8
【分析】1、基因的分离定律的实质：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定
的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，
独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数
分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、位于性染色体上的基因所控制的性状，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
【详解】（1）斑马鱼性别决定方式为XY 型，染色体组成为2n=50，因此细胞中的一套非同源染色体为一
个染色体组，一个染色体组内有24 条常染色体和1 条性染色体。
（2）①等位基因的根本区别在于基因中碱基排列顺序不同。
②第一组中，在体表花纹和鱼鳍形状这两种性状中，亲本具有相对性状，子代全为条纹花纹圆润鳍，因此
条纹花纹、圆润鳍为显性性状；亲本正反交，F1的体表花纹性状没有性别差异，说明控制体表花纹的基因
位于常染色体上；F1的鱼鳍形状性状有性别差异，说明控制鱼鳍形状的基因位于X 染色体上，因此可知控
制这两对相对性状的基因在遗传上遵循基因的自由组合定律。
③控制体表花纹的基因位于常染色体上，因此亲本基因型为HH×hh，控制鱼鳍形状的基因位于X 染色体上，
且亲本雄性为尖锐鳍XRY，雌性为XrXr，因此豹斑花纹尖锐鳍雄性和条纹花纹圆润鳍雌性基因型分别为
hhXrY 、HHXRXR。第二组亲本基因型为HHXrXr×hhXRY，F1的基因型为HhXRXr、HhXrY，F1雌、雄个体
杂交产生的F2雄性斑马鱼中条纹花纹圆润鳍斑马鱼（H_XrY）占3/4×1/2=3/8。
18．野生小鼠毛囊中的P 基因能够表达出P 蛋白，从而使小鼠长出长毛。实验人员对野生小鼠的受精卵进
行紫外线照射后得到两只短毛小鼠甲（P1P1）和乙（P2P2），为了确认短毛小鼠产生的机制，实验人员进行
了相关实验。回答下列问题：
(1)将野生小鼠分别与短毛小鼠甲、短毛小鼠乙杂交，子代小鼠全表现为长毛，说明短毛性状是 性状。
(2)实验人员进一步对短毛小鼠甲进行检测，发现其表达的P1蛋白与正常P 蛋白相比，少了多个氨基酸，不
具有生物活性。与正常的P 基因相比，P1基因中多了一段DNA 序列，其最可能发生了基因突变中的碱基
。由此推测，导致P1蛋白不具有生物活性的原因是 。
(3)实验人员对野生小鼠毛囊中的P 基因和短毛小鼠乙的P2基因进行检测，发现两者的核苷酸序列并未发生
改变，但基因启动子序列发生了甲基化，如图所示。
22
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P
①基因和P2基因携带的遗传信息 （填“发生了”或“未发生”）变化，理由是 。
②短毛小鼠乙表现为短毛的原因可能是 。
(4)若野生小鼠与短毛小鼠甲的杂交子代为A，野生小鼠与短毛小鼠乙的杂交子代为B，则A 与B 杂交，子
代的表型及比例为 。
【答案】(1)隐性
(2) 增添 P1基因中多了一段DNA 序列，导致转录后的mRNA 中终止密码子提前出现，使P1蛋白
少了多个氨基酸
(3) 未发生 两者的核苷酸序列未发生改变 P2基因启动子序列发生了甲基化，抑制了该基因
的表达，导致该基因不能表达出P 蛋白
(4)野生（长毛）小鼠：短毛小鼠=3：1
【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立
性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子
中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】（1）将野生小鼠分别与短毛小鼠甲、短毛小鼠乙杂交，子代小鼠全表现为长毛，说明短毛性状
是隐性性状。因为相对性状的亲本杂交得到的F1表现的性状即为显性性状，未表现的是隐性性状。
（2）实验人员进一步对短毛小鼠甲进行检测，发现其表达的P1蛋白与正常P 蛋白相比，少了多个氨基酸，
不具有生物活性。与正常的P 基因相比，P1基因中多了一段DNA 序列，其最可能发生了基因突变中的碱
基的增添。由此推测，导致P1蛋白不具有生物活性的原因是P1基因中多了一段DNA 序列，导致转录后的
mRNA 中终止密码子提前出现，使P1蛋白少了多个氨基酸，进而导致P1蛋白无生物活性，表现出短毛性状。
（3）①P 基因和P2基因携带的遗传信息“未发生”变化，因为两个基因中的碱基序列没有发生改变，因
而其中的遗传信息没有发生改变。
②短毛小鼠乙表现为短毛的原因是由于P2基因启动子序列发生了甲基化，导致RNA 聚合酶不能与启动子
结合，进而抑制了该基因的表达，导致该基因不能表达出P 蛋白，因而表现出短毛性状。
（4）若野生小鼠与短毛小鼠甲的杂交子代为A，其基因型可表示为PP1，野生小鼠与短毛小鼠乙的杂交子
代为B，其基因型表示为PP2，则A 与B 杂交，子代的基因型和表型为PP（长毛）、PP1（长毛）、PP2
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（长毛）、P1P2（短毛毛），即野生（长毛）小鼠∶短毛小鼠=3 1∶。
19．铁死亡是一种铁依赖性的磷脂过氧化作用驱动的独特的细胞死亡方式，下图为铁死亡的分子调节机制
示意图。回答有关问题：
(1)细胞中的脂质除磷脂外，还有 和 两大类。据图分析，多不饱和脂肪酸经过程①转化为多
不饱和脂肪酸磷脂后，与分子氧反应生成PLOOH，产生的PLOOH 可与Fe2+和Fe3+反应产生 ，其再
与多不饱和脂肪酸、分子氧继续反应又产生大量PLOOH，这是一种 调节。
(2)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，该过程体现了细胞膜的功能有
。据图可知铁死亡并不属于细胞凋亡，理由是 。
(3)GPX4、LOXs 及FOR 发挥作用的相同机理是 。
(4)据图可知 （填“提高”或“降低”）胱氨酸—谷氨酸转运体的活性可促进铁死亡，试从诱导铁
死亡的角度提出肿瘤症治疗的其他可行性措施： （答出一点）。
【答案】(1) 脂肪 固醇 脂质自由基 正反馈
(2) 信息交流和控制物质进出细胞的功能 并非基因控制的程序性死亡；会造成膜结构的破坏等
(3)促进PLOOH 的还原
(4) 降低 开发诱导铁死亡的药物，如抑制谷氨酸一胱氨酸转运体的活性；抑制GPX4 酶的活性；
提高 LOXs 和FOR 的活性；促进细胞对Fe3+的摄取
【分析】细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡，属正常死亡。细胞
坏死是指细胞在受到外界不利因素的条件下发生的非正常死亡。
【详解】（1）脂质包括磷脂、固醇和脂肪。从图中看出多不饱和脂肪酸转化为多不饱和脂肪酸磷脂后，
其在LOXs 和FOR 的催化下与分子氧反应生成PLOOH，产生的PLOOH 可与Fe2+和Fe3+反应生成脂质自由
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基，再与多不饱和脂肪酸磷脂、分子氧继续反应产生大量PLOOH，这是一种正反馈调节。
（2）转铁蛋白需与膜上转铁蛋白受体1 结合，体现了细胞膜具有信息交流的功能，将Fe3+ 转运至细胞内，
体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。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。细胞凋亡是由基因决定的程序性死亡，而
铁死亡是一种铁依赖性的磷脂过氧化作用驱动的独特的细胞死亡方式，不是由基因决定的，所以不属于细
胞凋亡。
（3）从图中看出GSSR 在NADPH 作为还原剂的作用下，生成GSH，GSH 可作为GPX4 的辅助因子，将
PLOOH 进行还原，GPX4、LOXs 及FOR 都是通过还原PLOOH 发挥作用的。
（4）图中Fe3+和过氧化氢反应生成羟自由基，羟自由基和多不饱和脂肪酸生成脂质自由基，最终生成
PLOOH，PLOOH 积累导致细胞死亡，所以可以从以下几个方面出发诱导铁死亡：增加细胞内铁离子含量，
例如通过提升转铁蛋白受体1 的表达，促进Fe³⁺摄取；抑制GPX4 的活性或下调其表达，使细胞内PLOOH
难以被还原，增加脂质过氧化程度；提升LOXs 和FOR 的活性，促进脂质过氧化反应的进行，从而加速
PLOOH 的积累。
20．脓毒症是由感染等引起的全身炎症反应综合征，细菌脂多糖（LPS）会造成脓毒血症的发生。脓毒症
会造成心肌等多器官组织的损害。研究显示，中草药提取物葛根素（Pue）可有效改善脓毒症引起的心肌
损伤，但具体机制研究并不全面，科研人员对该机制展开了研究，分析下列材料并回答问题。
材料一：铁依赖性铁死亡（以下简称“铁死亡”）是一种新的有别于传统模式的细胞死亡，其发生机制主
要是与铁死亡促进剂（Era）间接促进大量Fe2+进入线粒体，产生大量活性氧（ROS），最终导致细胞死亡。
已证实铁死亡在脓毒症心肌损伤中起着关键作用，AMPK 信号通路是其调控通路之一，激活AMPK 磷酸化
可抑制铁死亡的发生。
材料二：将生长状况良好的大鼠随机分为A（对照组）、B（LPS 组）、C（1，PS+Pue 组）和D
（LPS+Pue+Era）4 组，处理一段时间后，对各组心肌细胞进行形态观察。结果如下图。发现A 组心肌细
胞排列整齐，细胞间隙很小。
(1)与A 组相比，B 组大鼠的心肌组织发生明显的病理改变，心肌细胞 。C 组大鼠心肌组织的病理改
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变明显改善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A 组和B 组之间。D 组大鼠心肌组织表现与B 组无明显差
异。材料二的结果说明 。在实验组中，心肌细胞线粒体中Fe2+含量大小关系最可能是 （选用
B、C、D 和>、=作答）。
(2)葛根素抑制心肌细胞铁死亡的机理是：通过激活AMPK 磷酸化信号通路和抑制Fe2+进入线粒体。请设计
实验验证该机理，要求写出实验设计思路和检测指标。 。
【答案】(1) 排列紊乱，细胞间隙较大 葛根素可改善LPS 诱导的心肌损伤，但是铁死亡抑制剂可
以解除（或降低）葛根素对心肌的保护作用 B=D>C
(2)选取若干健康的大鼠随机均分成A、B、C、D 四组，A 组不作处理，B 组加入LPS，C 组加入
LPS+Pue，D 组加入LPS+Puc+AMPk 磷酸化抑制剂，在相同且适宜的条件下处理一段时间后检测AMPK 磷
酸化水平和线粒体Fe2＋含量
【分析】分析题图可知，C 组与B 组相比，C 组添加了中草药提取物葛根素，C 组大鼠心肌组织的病理改
变明显改善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A 组和B 组之间，D 组含有LPS+Pue+Era，其大鼠心肌组
织表现与B 组无明显差异，由此可知，说明葛根素可改善LPS 诱导的心肌损伤，铁死亡抑制剂可以解除
（或降低）葛根素对心肌的保护作用。
【详解】（1）分析题意和题图可知，A 组心肌细胞排列整齐，细胞间隙很小，B 组心肌细胞，排列紊乱，
细胞间隙较大。C 组与B 组相比，C 组添加了中草药提取物葛根素，C 组大鼠心肌组织的病理改变明显改
善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A 组和B 组之间，说明葛根素可改善LPS 诱导的心肌损伤；D 组含
有LPS+Pue+Era，其大鼠心肌组织表现与B 组无明显差异，由此可知，铁死亡抑制剂可以解除（或降低）
葛根素对心肌的保护作用。分析题意，铁死亡促进剂（Era）间接促进大量Fe2+进入线粒体，根据实验结果
可推测，心肌细胞线粒体中Fe2+含量大小关系最可能是B=D>C。
（2）为验证葛根素抑制心肌细胞是通过激活AMPK 磷酸化信号通路和抑制Fe2+进入线粒，可选取若干健
康的大鼠随机均分成A、B、C、D 四组，A 组不作处理，B 组加入LPS，C 组加入LPS+Pue，D 组加入
LPS+Puc+AMPk 磷酸化抑制剂，在相同且适宜的条件下处理一段时间后检测AMPK 磷酸化水平和线粒体
Fe2+含量。
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