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2024 届高考生物二轮微专题
微专题03 细胞分裂的疑难问题
一、考向解读（情境链接+真题评析+新题尝鲜）
考向一、异常配子产生
考向二、分裂过程的标记问题
考向三、细胞周期调控机制与同步化
考向四、iPS 细胞与人类健康
二、专题特训
一、异常配子产生
【情境链接】
(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 异常个体的成因分析
①XBXb×XBY→形成XbXbY 的原因可能为：
次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时含有b 的X 染色体着丝粒分裂形成的两条X 染色体进入同一子细胞，最
终产生了含有XbXb的卵细胞。
②XBXb×XBY→形成XBXBY 的原因可能为：
a．初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期时，X、Y 同源染色体未分离，最终产生了含有XBY 的精细胞，最终与XB
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的卵细胞结合。
b．次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，含有B 的X 染色体着丝粒分裂形成的两条X 染色体未移向细胞两极，
最终产生了含有XBXB的卵细胞。
③XBXb×XBY→形成XBYY 的原因可能为：
次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，Y 染色体着丝粒分裂形成的两条Y 染色体未移向细胞两极，最终产生
了含有YY 的精细胞，最终与XB的卵细胞结合。
【真题评析】
1．（2023·湖南·统考高考真题）某X 染色体显性遗传病由SHOX 基因突变所致，某家系中一男性患者与
一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是（ ）
A．父亲的初级精母细胞在减数分裂I 四分体时期，X 和Y 染色体片段交换
B．父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离
C．母亲的卵细胞形成过程中，SHOX 基因发生了突变
D．该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX 基因发生了突变
【答案】B
【分析】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互换；②中期：同源染色体成对
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：①前期：染色体散乱的排布与细胞内；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③
后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤
体和染色体消失。
【详解】A、假设X 染色体上的显性致病基因为A，非致病基因为a，若父亲的初级精母细胞在减数分裂I
四分体时期，X 染色体上含显性致病基因的片段和Y 染色体片段互换，导致Y 染色体上有显性致病基因，
从而生出基因型为XaYA的患病男孩，A 不符合题意；
B、若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或YY 的精子，
从而生出基因型为XaYY 的不患病男孩，B 符合题意；
C、因为基因突变是不定向的，母亲的卵细胞形成时SHOX 基因可能已经突变成显性致病基因，从而生出基
因型为XAY 的患病男孩，C 不符合题意；
D、若SHOX 基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，也可能导致致该男孩出现XAY 的基因型，D
不符合题意。
故选B。
2．（2022·辽宁·统考高考真题）某伴X 染色体隐性遗传病的系谱图如下，基因检测发现致病基因d 有两
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种突变形式，记作dA 与dB。Ⅱ1还患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY）。不考虑新的
基因突变和染色体变异，下列分析正确的是（ ）
A．Ⅱ1性染色体异常，是因为Ⅰ1减数分裂Ⅱ时X 染色体与Y 染色体不分离
B．Ⅱ2与正常女性婚配，所生子女患有该伴X 染色体隐性遗传病的概率是1/2
C．Ⅱ3与正常男性婚配，所生儿子患有该伴X 染色体隐性遗传病
D．Ⅱ4与正常男性婚配，所生子女不患该伴X 染色体隐性遗传病
【答案】C
【分析】由题意分析可知，该病为伴X 染色体隐性遗传病，其致病基因d 有两种突变形式，记作dA 与dB，
则患病女性基因型为XdAXdA、XdAXdB、XdBXdB，患病男性基因型为XdAY、XdBY。
【详解】A、由题意可知，Ⅱ1患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY），且其是伴X 染色
体隐性遗传病的患者，结合系谱图可知，其基因型为XdAXdBY，结合系谱图分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，
Ⅰ2的基因型为XDXdB（D 为正常基因），不考虑新的基因突变和染色体变异，Ⅱ1性染色体异常，是因为
Ⅰ1减数分裂Ⅰ时同源染色体X 与Y 不分离，形成了XdAY 的精子，与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为
XdAXdBY 的受精卵导致的，A 错误；
B、由A 项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ2的基因型为XdBY，正常女性的基因
型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB，故Ⅱ2与正常女性（基因型不确定）婚配，所生子女患有该伴X 染色体隐性遗
传病的概率不确定，B 错误；
C、由A 项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ3的基因型为XdAXdB，与正常男性XDY
婚配，所生儿子基因型为XdAY 或XdBY，均为该伴X 染色体隐性遗传病患者，C 正确；
D、由A 项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ4的基因型为XDXdA，与正常男性XDY
婚配，则所生子女中可能有基因型为XdAY 的该伴X 染色体隐性遗传病的男性患者，D 错误。
故选C。
3．（2022·浙江·统考高考真题）果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、a 控制，正常翅和小翅受等位基因
B、b 控制其中1 对基因位于常染色体上。为进一步研究遗传机制，以纯合个体为材料进行了杂交实验，各
组合重复多次，结果如下表。
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杂交组合
P
F1
♀
♂
♀
♂
甲
星眼正常翅
正常眼小翅
星眼正常翅
星眼正常翅
乙
正常眼小翅
星眼正常翅
星眼正常翅
星眼小翅
丙
正常眼小翅
正常眼正常翅
正常眼正常
翅
正常眼小翅
回答下列问题：
(1)综合考虑A、a 和B、b 两对基因，它们的遗传符合孟德尔遗传定律中的 。组合甲中母本的基
因型为 。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。杂交实验中，为避免影响实
验结果的统计，在子代处于蛹期时将亲本 。
(2)若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2，则F2中星眼小翅雌果蝇占 。果蝇的性染色体数
目异常可影响性别，如XYY 或XO 为雄性，XXY 为雌性。若发现组合甲F1中有1 只非整倍体星眼小翅雄果蝇，
原因是母本产生了不含 的配子。
(3)若有一个由星眼正常翅雌、雄果蝇和正常眼小翅雌、雄果蝇组成的群体，群体中个体均为纯合子。该
群体中的雌雄果蝇为亲本，随机交配产生F1，F1中正常眼小翅雌果蝇占21/200、星眼小翅雄果蝇占
49/200，则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占 。
(4)写出以组合丙F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。 。
【答案】(1) 自由组合定律 AAXBXB 移除
(2)3/16 X 染色体
(3)7/10
(4)
【分析】分析题意可知，甲、乙组中星眼与正常眼杂交，子代全为星眼，说明星眼为显性，且性别与形状
无关，A、a 基因位于常染色体上；甲组中雌性正常翅与雄性小翅杂交，子代全为正常翅，乙组中雌性小翅
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与雄性正常翅杂交，子代中雌性为正常翅，雄性为小翅，说明该性状与性别相关联，位于X 染色体上，且
正常翅为显性。
【详解】（1）结合分析可知，A、a 位于常染色体，而B、b 位于X 染色体，两对基因分别位于两对同源染
色体，它们的遗传遵循自由组合定律；组合甲中母本为星眼正常翅，均为显性性状，且为纯合子，故基因
型为AAXBXB；杂交实验中，为避免影响实验结果的统计，在子代处于蛹期时将亲本移除。
（2）组合乙为♀正常眼小翅（aaXbXb）×♂星眼正常翅（AAXBY），F1基因型为AaXBXb、AaXbY，F1的雌雄个
体随机交配获得F2，则F2中星眼（A-）小翅雌果蝇（XbXb）占3/4×1/4=3/16；组合甲基因型为AAXBXB、
aaXbY，F1基因型应为AaXBXb、AaXBY，若发现组合甲F1中有1 只非整倍体星眼小翅雄果蝇，则该个体基因型
可能为AaXbO。原因是母本产生了不含X 染色体的配子。
（3）设亲本星眼正常翅雄果蝇在亲本雄果蝇中占比为m，则正常眼小翅雄果蝇在雄果蝇中占比为（1-
m）。同理设亲本雌果蝇中正常眼小翅在雌果蝇中占比为n,则星眼正常翅雌果蝇占比为（1-n）。由题意可
知，子代正常眼小翅雌果蝇占21/200，即为aaXbXb,1/2×aaXbXb×aaXbY=1/2（1-m）n=21/200，星眼小翅雄
果蝇占49/200，即为AaXbY=1/2×AAXBY×aaXbXb=1/2mn=49/200。可算出n=7/10,1-m=3/10,则m=7/10，即
亲本星眼正常翅雄果蝇在亲本雄果蝇中占比为7/10。
（4）组合丙的双亲基因型为aaXbXb×aaXBY，F1基因型为aaXBXb、aaXbY，F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图
解为：
。
【点睛】本题考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质和使用条件，学会根据子代表现型比例推
测亲本基因型及性状偏离比出现的原因，并能结合题意分析作答。
【新题尝鲜】
1．（2023·海南·统考一模）如图为某高等动物（2N）在减数分裂过程中形成的一个异常细胞，不考虑
其他突变，下列叙述正确的是（ ）
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A．该细胞产生之前，基因A 和a 所在同源染色体已经分开
B．该生物的精（卵）原细胞通过有丝分裂产生的子细胞核DNA 不变
C．据图可知，该动物的基因型为AaBBDD，能产生两种类型的配子
D．该细胞可能是处于减数分裂Ⅱ后期的次级卵母细胞
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知：细胞中着丝点分裂，染色单体形成染色体并向细胞两极移动，且有同
源染色体A、a 分裂异常，说明细胞处于减数第二次分裂后期。
【详解】A、该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，由于基因A 和a 所在染色体为同源染色体，说明减数分裂I 异常，
减数分裂I 后期基因A 和a 所在同源染色体没有分开，A 错误；
B、该生物的精（卵）原细胞通过有丝分裂实现增殖，产生的子细胞中核DNA 和染色体数目不变，B 正确；
C、该动物的基因型为AaBBDD 或AaBbDD 或AaBBDd 或AaBbDd，分别能产生2 种、4 种、4 种、8 种类型的配
子，C 错误；
D、该细胞中着丝粒分裂，染色单体分开，处于减数分裂Ⅱ后期，细胞质均等分裂，说明该细胞为次级精
母细胞或极体，D 错误。
2．（2023·山东淄博·统考三模）某些人的某编号染色体全部来自父方或母方，而其它染色体均正常，
这种现象称为“单亲二体”。三体细胞（染色体比正常体细胞多1 条）在有丝分裂时，三条染色体中的一
条随机丢失，可产生染色体数目正常的体细胞，这种现象称为“三体自救”。发育成某女子的受精卵为三
体细胞，该细胞发生“三体自救”后，该女子成为“单亲二体”，两条X 染色体全部来自母亲，但两条X
染色体的碱基序列差异很大。下列说法错误的是（ ）
A．母亲在减数分裂产生卵细胞时，减I 后期X 染色体没有正常分离
B．受精卵卵裂时发生“三体自救，来自父方的性染色体丢失
C．此女子患伴X 染色体隐性遗传病的发病率高于母亲
D．发育成此女子的受精卵中，性染色体组成为XXX 或XXY
【答案】C
【分析】染色体变异包括染色体结构变异和数目变异：（1）染色体结构的变异：指细胞内一个或几个染
色体发生片段的缺失、增添、倒位或易位等改变；（2）染色体数目的变异：指细胞内染色体数目增添或
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缺失。
【详解】A、两条X 染色体全部来自母亲，但两条X 染色体的碱基序列差异很大，说明不是相同的染色体，
则来自母亲的一对同源染色体，说明母亲在减数分裂产生卵细胞时，减I 后期X 染色体没有正常分离，A
正确；
B、该女子成为“单亲二体”，两条X 染色体全部来自母亲，则说明受精卵卵裂时发生“三体自救，来自父
方的性染色体丢失，B 正确；
C、此女子含有的两条X 染色体与母亲的一样，则该女子患伴X 染色体隐性遗传病的发病率与母亲的相同，
C 错误；
D、母亲在减数分裂产生卵细胞时，减I 后期X 染色体没有正常分离，产生的卵细胞性染色体为XX，父亲
产生的精子性染色体为X 或Y，故发育成此女子的受精卵中，性染色体组成为XXX 或XXY，D 正确。
故选C。
3．（2023·湖南郴州·统考一模）肌营养不良（MD）是伴X 染色体隐性遗传病。某研究机构对六位患有
MD 的男孩进行研究，发现患者还表现出其他异常体征。研究人员对他们的X 染色体进行深入研究，结果如
图所示，其中1-13 表示正常X 染色体的不同区段，I~VI 表示不同患病男孩细胞中 X 染色体所含有的区段。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．MD 的致病机理可能是X 染色体5、6、7 区段缺失
B．若缺失片段的染色体在减数分裂Ⅱ过程中异常，染色单体无法移向两极，则患病男性可能产生三种
配子
C．若 MD 在男性中的发病率为 1/100，则正常男性和女性正常者婚配，生育出患病男孩的概率为
1/408
D．若某一异常体征仅在一位男孩身上出现，则最可能是Ⅵ号个体
【答案】BD
【分析】分析题图：六个患有此病的男孩中，X 染色体缺失片段的长度和位置不同，因此六个患有此病的
男孩中具有其他各种不同的体征异常；六个患有此病的男孩中，X 染色体缺失片段的长度和位置不同虽然
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不同，但是都存在染色体5、6 区域的缺失。
【详解】A、由题图可知六个患病男孩的X 染色体缺失片段的长度和区段虽然不同，但是都存在X 染色体
5、6 区段的缺失，因此MD 的致病机理可能是X 染色体5、6 区段缺失，A 错误；
B、肌营养不良（MD）是伴X 染色体隐性遗传病，设相关基因是A/a，则患病男性基因型是XaY，若缺失片
段的染色体在减数分裂Ⅱ过程中异常，染色单体无法移向两极，则患病男性可能产生三种配子：XaXa、O、
Y、Y 或YY、O、Xa、Xa，B 正确；
C、设相关基因是A/a，若 MD 在男性中发病率为 1/100，正常女性中杂合子概率为2/101，则正常男性XAY
和女性正常者XAXA、2/101XAXa婚配，生育出患病男孩的概率为2/101×1/4=1/202，C 错误；
D、由题图可知，只有VI 号个体的X 染色体缺失11 区段，其他个体的X 染色体没有缺失11 区段，所以若
仅在一位男孩身上有一异常体征，则最可能是VI 号个体，D 正确。
故选BD。
二、分裂过程的标记问题
【情境链接】
1．细胞分裂中标记染色体去向的分析方法
在解决这类问题时，先画出细胞分裂中染色体行为变化，再画DNA，再补全染色体，染色体中只要有
一条脱氧核苷酸单链被标记，则认为该染色体含有放射性标记。
第一步
画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1 个DNA
分子，用竖实线表示含同位素标记
第二步
画出复制一次、分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的
DNA 链，未被标记的新链用竖曲线表示
第三步
再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA 链的情况
第四步
若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体分开，并进而
推测子细胞染色体的情况
2．细胞分裂两次后染色体标记的不同情况( 表示被3H 上标记的DNA 链，|表示未被3H 标记的DNA 链)
(1)若两次都是有丝分裂
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(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
【真题评析】
1．（2019·浙江·统考高考真题）在含有BrdU 的培养液中进行DNA 复制时，BrdU 会取代胸苷掺入到新合
成的链中，形成BrdU 标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链
被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧
光）。若将一个细胞置于含BrdU 的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错
误的是
A．1/2 的染色体荧光被抑制
B．1/4 的染色单体发出明亮荧光
C．全部DNA 分子被BrdU 标记
D．3/4 的DNA 单链被BrdU 标记
【答案】D
【分析】DNA 的复制方式为半保留复制。根据题意分析，复制到第三个细胞周期的中期时，共有4 个细胞，
以第一代细胞中的某一条染色体为参照，含半标记DNA 的染色单体共有2 条，含全标记DNA 的染色单体共
有6 条。
【详解】根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA 的染色单体分别在两个细胞中，故有两
个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光，一条染色单体荧光被
抑制，故A、B 选项正确；一个DNA 分子中有两条脱氧核苷酸链，由于DNA 为半保留复制，故不含BrdU 标
记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA 分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU 标记，故所有
DNA 分子都被BrdU 标记，C 选项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时
一共有16 条DNA 单链，含BrdU 标记的有14 条，故有
的DNA 单链被BrdU 标记，D 选项错误。
【点睛】本题的易错点是考查学生对DNA 单链、DNA 分子、染色单体、染色体数这几个概念之间的数量关
系能够做到清晰的梳理。在两条DNA 单链构成一个DNA 分子，一个染色单体就是一个DNA 分子，在有丝分
裂中期一个染色体上有两条染色单体。
2．（2017·浙江·统考高考真题）若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核
苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是( )
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
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B．每个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．每条染色单体均只有一个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链含3H
【答案】A
【详解】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S
期时DNA 复制1 次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2 个子细胞都是每一条染色体的DNA 都只有1 条链
被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H 标记，故A 正确。
3．（2023·北京·统考高考真题）变胖过程中，胰岛B 细胞会增加。增加的B 细胞可能源于自身分裂（途
径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研
究了L 基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK 中新增B 细胞的来源。
(1)EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA 中，掺入DNA 的EdU 和BrdU
均能与 互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU 和BrdU 短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一
组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU 标记细胞的百分比
（如图）。图中反映DNA 复制所需时长的是从 点到 点。
(3)为研究变胖过程中B 细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，
即饲喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：
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①纯合小鼠Lx：小鼠L 基因两侧已插入特异DNA 序列（x），但L 的功能正常；②Ce 酶基因：源自噬菌体，
其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x 间的DNA 片段丢失；③Er 基因：编码的Er 蛋白位于细胞质，
与Er 蛋白相连的物质的定位由Er 蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er 蛋白进入细胞核。请
完善制备小鼠IK 的技术路线： →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠
→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA 复制所需时间基本相同，但途径I 的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的
三倍以上。据此，科学家先用EdU 饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU 饲喂，再过t2时间后检测B 细胞被标记
的情况。研究表明，变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是
。
【答案】(1)A/腺嘌呤
(2) Q R
(3) 将Ce 酶基因和Er 基因连接 饲喂口服药T
(4)大多数B 细胞没有被BrdU 标记
【分析】DNA 分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA 的双链）、能量（ATP 水解提
供）、酶（解旋酶和DNA 聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条
DNA 复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】（1）分析题意可知，EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互补配对的原则可知，掺
入DNA 的EdU 和BrdU 均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以被分别检测。
（2）DNA 分子复制时会发生模板链与子链的碱基互补配对，据题可知，将处于细胞周期不同阶段的细胞混
合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，则EdU 会与A 结合，导致子链出现放射性，随后每隔一定时
间向一组培养孔加入BrdU，则BrdU 也会与A 结合，使放射性增强，最终实现双标记，随复制完成达到峰
值，故结合题图可知，图中反映DNA 复制所需时长的是从Q 点到R 点。
（3）分析题意，要制备IK 小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而饲喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除，
结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK 的技术路线为：将Ce 酶基因和Er 基因连接（Ce 酶可作用于
x，导致两个x 间的DNA 片段丢失）→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T（诱导
Er 蛋白进入细胞核）→获得小鼠IK。
（4）据题可知，变胖过程中增加的B 细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、
分化（途径Ⅱ），由于但途径I 的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上，若先用
EdU 饲喂小鼠IK，各种细胞DNA 复制所需时间基本相同，t2时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应都
含有EdU 标记，实验假设是变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程已
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经复制的B 细胞直接分裂，不会再有DNA 复制过程，故t2时间后用BrdU 饲喂则不起作用，即大多数B 细胞
没有被BrdU 标记。
【新题尝鲜】
1．（2023·四川眉山·仁寿一中校考一模）将某精原细胞（2n＝8）的核DNA 分子用15N 标记后置于含14N
的培养基中培养，经过三次连续的细胞分裂（不考虑交叉互换与染色体变异）。下列相关叙述错误的是（
）
A．若三次细胞分裂都为有丝分裂，则产生的所有子细胞中含15N 染色体的细胞最多为8 个
B．若三次细胞分裂都为有丝分裂，则第二次分裂后期每个细胞中含有15N 的染色体为16 条
C．若进行一次有丝分裂后进行减数分裂，则减I 后期每个细胞中含15N 的染色体有8 条
D．若进行一次有丝分裂后进行减数分裂，则产生的所有精细胞中含有15N 的染色体共有16 条
【答案】B
【分析】1、有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核
膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着
丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和
染色体消失。
2、减数分裂过程：（1）减数分裂前的间期：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：①前期：核膜、核仁逐
渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染
色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、经过3 次有丝分裂得到8 个子细胞，第二次有丝分裂时不是将含15N 的DNA 全部移向细胞的一
侧，而是随机分配，则第二次有丝分裂得到的4 个子细胞可能全有15N 标记，同理第三次有丝分裂最多得到
8 个含15N 标记的子细胞，A 正确；
B、如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2 个子细胞中的DNA 分子都是15N-14N，15N-14N-DNA 再
复制一次形成的一条染色体上的2 个DNA 分子分别是15N-14N、14N-14N，第二次分裂后期每个细胞中含有
15N-14N 的染色体为8 条，含有14N-14N 的染色体为8 条，B 错误；
C、依据DNA 分子的半保留复制，若一个标记的精原细胞先进行一次有丝分裂，则形成的2 个子细胞中，每
个细胞有8 个15N-14N 的DNA，每个DNA 分子都有1 条链含有15N，每个子细胞再进行减数分裂，又用14N 为原
料进行DNA 半保留复制，则减I 后期每个细胞中都有8 条含15N-14N 的DNA，8 条不含15N 的14N-14N 的DNA，复
制后由于15N-14N、14N-14N 的DNA 共用着丝粒，故减I 后期每个细胞中含15N 的染色体有8 条，C 正确；
D、依据DNA 分子的半保留复制，若一个标记的精原细胞先进行一次有丝分裂，则形成的2 个子细胞中，每
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个DNA 分子都有1 条链含有15N，每个子细胞再进行减数分裂产生的所有精细胞中含有15N 的染色体共有8
条，以上是其中一个精原细胞的情况，另一个精原细胞的情况也相同，故最初一个精原细胞进行有丝分裂，
得到两个精原细胞，这两个精原细胞再进行减数分裂，最终产生的8 个精细胞中所含的15N 的染色体共有
16 条，D 正确。
2．（2023·全国·广东实验中学校联考一模）某雄果蝇（2N=8）的基因型为AaXBY，用3 种不同颜色的荧
光素分别标记该果蝇一个精原细胞中的A、a、B 基因，再检测减数分裂各时期细胞的荧光标记。已知该精
原细胞进行减数分裂时发生了一次异常，现分别检测了其分裂进行至T1、T2、T3时期的三个细胞中染色体、
核DNA、染色单体的数量，结果如图，下列叙述不正确的是（ ）
A．T1时期的细胞中可出现3 种颜色的6 个荧光位点
B．T2时期的某个细胞中可能出现3 种颜色的4 个荧光位点
C．最终形成的4 个子细胞中有一半细胞染色体数目异常
D．T1、T2、T3时期均含有同源染色体
【答案】C
【分析】减数分裂过程：（1）减数第一次分裂间期：染色体的复制。（2）减数第一次分裂：①前期：联
会形成四分体，同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换；②中期：同源染色体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：
①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染
色体消失。
【详解】A、用3 种不同颜色的荧光素分别标记该果蝇一个精原细胞中的A、a、B 基因，T1时期的细胞经过
了DNA 的复制，因此可出现3 种颜色的6 个荧光位点，A 正确；
B、T2可以表示减数第二次分裂的细胞，染色体减半，若①时期发生过片段交换（如同源染色体的A 和a 之
间交换），结果为A、a 在同一条染色体的姐妹染色单体上，若该条染色体和B 所在的染色体（非同源染色
体）进入同一细胞，则②时期的某个细胞中可能出现3 种颜色的4 个荧光位点，B 正确；
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C、果蝇（2N=8）即正常体细胞中含有8 条染色体，但由于T2时期①、②、③的数量分别是5、10、10，说
明减数第一次分裂后期出现了异常，一对同源染色体移动到了一个次级精母细胞中去，产生了染色体数为
3 和5 的两个次级精母细胞，它们进行正常的减数第二次分裂，最终形成的4 个精子染色体数分别是3、
3、5、5，没有一个精子的染色体数是正常的，C 错误；
D、减数第一次分裂后期出现了异常，一对同源染色体移动到了一个次级精母细胞中去，所以T1、T2、T3时
期均含有同源染色体，D 正确。
3．（2023·四川南充·阆中中学校考一模）先用15N 标记马蛔虫（无性染色体）精原细胞核DNA 双链，接
着置于含14N 的培养液中培养，让该精原细胞在特定的条件下进行一次有丝分裂或减数分裂。下列有关叙
述正确的是（ ）
A．有丝分裂中期与减数第二次分裂中期细胞核DNA 数量相同
B．有丝分裂后期与减数第一次分裂后期细胞，染色体数相同
C．分别对减数分裂产生的四个精子的核DNA 进行密度梯度离心，其结果一致
D．有丝分裂后期细胞中的核DNA 分子，含15N 标记的核DNA 分子占总数的50%
【答案】C
【分析】DNA 在复制时，以亲代DNA 的每一个单链作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代
DNA 中都含有一个亲代DNA 链，这种现象称为DNA 的半保留复制。
【详解】A、有丝分裂和减数分裂过程中DNA 都只复制一次，有丝分裂中期与减数第一次分裂中期细胞核
DNA 数量相同，减数第二次分裂染色体数目减半，核DNA 数量减半，A 错误；
B、有丝分裂后期染色体数目加倍，是减数第一次分裂后期细胞中的染色体数目的两倍，即有丝分裂后期
与减数第一次分裂后期细胞中染色体数不同，B 错误；
C、由于DNA 进行半保留复制，减数分裂产生的四个精子的DNA 均为一条链被15N 标记，一条链被14N 标记，
进行密度梯度离心，其结果一致，C 正确；
D、由于DNA 进行半保留复制，有丝分裂经过DNA 复制后，每个DNA 均为一条链被15N 标记，一条链被14N 标
记，故有丝分裂后期细胞中的DNA 分子，含15N 标记的DNA 分子占总数的100%，D 错误。
三、细胞周期调控机制与同步化
【情境链接】
1．细胞周期调控
细胞周期的调控关键在分裂间期。有两个起决定作用的控制点，从G1 期进入S 期和从G2 期进入M 期。这
两个转变过程都是由一种称为成熟促进因子(MPF)的蛋白质复合体所触发的。组成MPF 的是两种蛋白：cdc2
激酶和细胞周期蛋白(cyclins)。cyclins 有2 种：S-cyclin 和M-cyclin。其调控过程如图所示：
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2．动物细胞周期同步化的三种方法
根据细胞周期调控的原理，利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以
下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。
(1)DNA 合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA 合成可逆抑制剂，会阻断间期的
DNA 复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终
细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：
假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
①向细胞的培养液中加入过量的DNA 合成可逆抑制剂，处于S 期的细胞立刻被抑制。
②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1 期的细胞都将被抑制在G1/S 期交界处。
③除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S 期交界处的细
胞经过S 期(7 h)进入G2 期，又要保证处于S 期的细胞不能再次进入S 期，即运行时间应控制在7～15 h。
④再加入DNA 合成可逆抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S 期交界处，实现细胞周期同步化。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体
形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
【真题评析】
1．（2023·重庆·统考高考真题）药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利
用试剂K（可将细胞阻滞在细胞周期某时期）研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如
图所示。下列推测正确的是（ ）
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注：G1：DNA 合成前期；S：DNA 合成期；G2：分裂准备期；M 期：分裂期
A．试剂K 可以将细胞阻滞在G1期
B．试剂K 对细胞周期的阻滞作用不可逆
C．药物甲主要作用于G2+M 期，Ⅱ组的凋亡率应最低
D．在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
【答案】C
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次细胞分裂完成时结束的一段时间。
细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期包括G1、S、G2, 且在细胞周期中占据90-95%的时间，此期进
行DNA 的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，此后进入分裂期（M）。
【详解】A、与Ⅰ组相比，Ⅱ组添加了试剂K，由表格数据可以看出Ⅱ组的细胞主要停滞在S 期，A 错误；
B、对比第Ⅱ组和第Ⅲ组可以得出试剂K 对细胞周期的阻滞作用是可逆，B 错误；
C、药物甲主要作用于G2+M 期，Ⅱ组处于G2+M 期细胞数最少，所以Ⅱ组的凋亡率应最低，C 正确；
D、浆细胞为高度分化的细胞不再进行细胞分裂，所以药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞，D 错误。
故选C。
2．（2022·浙江·统考高考真题）某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白（cyclin）和多种细胞周期蛋白
依赖性激酶（CDK），两者可组成多种有活性的CDK-cyclin 复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定
的CDK-cyclin 复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
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B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin 复合体调控
C．抑制某种CDK-cyclin 复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK-cyclin 复合体会同步发生周期性变化
【答案】D
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间
期和分裂期。间期又分为G1、S、G2期，S 期主要完成DNA 复制。
【详解】A、同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同，A 正确；
B、根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin 复合体调控”，可知细胞周期各阶段的
有序转换受不同的CDK-cyclin 复合体调控，B 正确；
C、由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin 复合体调控。因此抑制某种CDK-cyclin 复合体
的活性可使对应阶段的转换受抑制，从而使细胞周期停滞在特定阶段，C 正确；
D、由于一个细胞周期中，不同阶段的变化不是同步的，因此调控不同阶段的CDK-cyclin 复合体不会同步
发生周期性变化，D 错误。
故选D。
3．（2017·全国·统考高考真题）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同
步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
（1）DNA 合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA 合成可逆抑制剂，处于
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 期，以达到细胞周期同
步化的目的。
（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制
，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞 （填“会”或“不
会”）被阻断在间期。
（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期。以实现细胞周期同步化。分裂间期的
特点是 （答出1 点即可）。
【答案】 （G2 期和）分裂 间（或答：S） 纺锤体形成 不会 完成DNA 复制和有关
蛋白质的合成，为分裂期准备物质
【详解】（1）DNA 复制发生在细胞分裂间期；DNA 合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。最
终细胞会停滞在细胞周期的间期。
（2）秋水仙素通过抑制纺锤丝的形成来使染色体数目加倍，而纺锤丝形成于有丝分裂前期；经秋水仙素
处理的细胞不会被阻断在间期。
（3）分裂间期的特点是相关蛋白的合成、DNA 进行复制、为分裂期准备物质。
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【名师点睛】熟知细胞分裂各个时期的特点是正确解答该题的前提。
【新题尝鲜】
1．（2023·四川乐山·统考一模）细胞周期检查点是细胞周期调控的一种机制。当细胞周期中某一节点
出现“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断。5-溴尿嘧啶可掺和到DNA 分子
中，扰乱碱基的互补配对，而作为一些癌症化疗的药物。下列叙述错误的是（ ）
A．5-溴尿嘧啶使细胞分裂中断于间期，从而实现治疗癌症的目的
B．秋水仙素使植物细胞有丝分裂过程受阻，实现染色体加倍的目的
C．高浓度的秋水仙素作用于动物，使染色体加倍得到多倍体动物
D．低温降低酶的活性而降低细胞代谢，可使植物细胞染色体加倍
【答案】C
【分析】有丝分裂一个细胞周期中各时期变化规律：（1）间期：进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成。前
期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后
期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺
锤体和染色体消失。
【详解】A、间期可以进行DNA 分子复制和有关蛋白质的合成，5-溴尿嘧啶使细胞分裂中断于间期，细胞周
期不能继续，从而实现治疗癌症的目的，A 正确；
B、秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，使植物细胞有丝分裂过程受阻，实现染色体加倍的目的，B 正确；
C、秋水仙素具有剧毒，通常不用于动物，C 错误；
D、低温可降低酶的活性而降低细胞代谢，此外低温也可通过抑制纺锤体的形成而诱导染色体数目加倍，D
正确。
2．（2023·浙江·校联考一模）已知处于细胞周期各个时期的细胞数量与时长成正比。一个处于培养状
态下的胡萝卜根尖细胞株，细胞周期各阶段的时长如下表，下列叙述错误的是（ ）
周期
G1
S
G2
M
合计
时间
（h）
1.3
2.7
2.
9
0.6
7.5
A．处在各个时期的细胞都可以进行蛋白质的合成
B．用含DNA 合成抑制剂的培养液培养4.8h 后，所有细胞都停止分裂活动
C．用含DNA 合成抑制剂的培养液培养4.8h 后去除抑制剂，各细胞的分裂进程将“同步”
D．胡萝卜各组织细胞周期时间长短不一定相同
【答案】C
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【分析】有丝分裂过程：（1）间期：进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成，即染色体的复制；（2）前期：
核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰，是观察染色
体形态和数目的最佳时期；（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；
（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、线粒体中蛋白质的合成不受细胞周期的限制，A 正确；
B、加入DNA 合成抑制剂后，S 期的细胞停止分裂，G1 的细胞1.3h 后都无法进入S 期，G2＋M＋G1＝4.8h，
所以4.8h 后，所有细胞都停止分裂，B 正确；
C、用含 DNA 合成抑制剂的培养液培养4.8h 后，大部分细胞都停滞于G1 期，S 细胞停滞于S 期，去除DNA
合成抑制剂后，各细胞的进程不同步，C 错误；
D、不同细胞周期时间一般不相同，D 正确。
3．（2023·江苏南京·统考二模）细胞周期检验点是检测细胞是否正常分裂的一种调控机制，图中1 一4
为部分检验点，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。在真核细胞中，细胞分裂周
期蛋白6（Cdc6）是启动细胞DNA 复制的必需蛋白，其主要功能是促进“复制前复合体”形成，进而启动
DNA 复制。下列有关叙述正确的是（ ）
A．检验点1 到检验点1 过程是一个完整的细胞周期
B．“复制前复合体”组装完成的时间点是检验点2
C．若用DNA 复制抑制剂处理，细胞将停留在检验点1
D．染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过检验点4
【答案】D
【分析】1、细胞周期概念及特点：
（1）概念：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。
（2）两个阶段：一个细胞周期=分裂间期（在前，时间长大约占90%~95%，细胞数目多）+分裂期（在后，
时间短占5%~10%，细胞数目少）。
（3）分裂间期：进行物质上的准备，包括G1期、S 期和G2期，在G1期和G2期完成RNA 和有关蛋白质的合
成，在S 期进行DNA 的复制。
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2、识图分析可知，图中从4 到4 过程为一个完整的细胞周期，其中G1期、S 期和G2期为分裂间期，M 期为
分裂期。
【详解】A、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的时
间。因此图中4 到4 过程为一个完整的细胞周期，A 错误；
B、根据题意，“复制前复合体”能启动DNA 复制，因此组装完成的时间点是S 期前的检验点1，B 错误；
C、若用DNA 复制抑制剂处理，细胞将停留在S 期，即细胞停留在检验点2，C 错误；
D、若染色体未全部与纺锤体相连，则染色体不能均分到细胞的两极，即细胞分裂不能通过有丝分裂的后
期，因此细胞不能通过检验点4，D 正确。
四、iPS 细胞与人类健康
【情境链接】
转分化是指一种类型的分化细胞转变成其他类型的分化细胞的现象，在体内，分化是不可逆的，但是
科学家我测了在体外递转分化的方法一请多能于细胞(iPSC)。诱导多能干细胞最初是利用病毒载体将四个
关键基因(O-3/4、Sox2、Klf4 和c-Myc)导入体细胞中使体细胞恢复分裂能力而产生的细胞。
诱导多能干细胞技术是一种新兴的治疗方法。因为诱导过程无须破坏胎，而且iPs 细胞可来源于病人
自身的体细胞，因此iPs 细胞的应用前景优于胚胎干如胞。前，己经在皮肤、心脏、眼晴、骨骼、神经组
织、胰腺和血液等方面建立起了干细胞治疗的模型，通过特殊的移植技术将诱导多能干细胞移植到体内，
代替那些正常成非正常死亡的细胞，从而复机体功能。下阁为iPS 细胞的获得及用其培不间如胞的示意图
(c-Myc、Kif4、Sox2 和0-3/4 等基因与细胞的靓分化有关)
【真题评析】
1．（2023·重庆·统考高考真题）妊娠与子宫内膜基质细胞的功能密切相关。某研究小组通过如图所示
的实验流程获得了子宫内膜基质细胞，以期用于妊娠相关疾病的研究。
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(1)手术获得的皮肤组织需在低温下运至实验室，低温对细胞中各种蛋白质的作用为 。
(2)过程①中，诱导形成PS 细胞时，需提高成纤维细胞中4 个基因的表达量，可采用 技术将这些基因
导入该细胞。这4 个基因的主要作用为：M 基因促进增殖，S 基因和C 基因控制干细胞特性，K 基因抑制凋
亡和衰老。若成纤维细胞形成肿瘤细胞，最有可能的原因是 基因过量表达。
(3)培养iPS 细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线进行消毒的是_____（多
选）。
A．培养基
B．培养瓶
C．细胞培养室
D．CO2培养箱
(4)过程②中，iPS 细胞经历的生命历程为 。PCR 技术可用于检测子宫内膜基质细胞关键基因的mRNA
水平，mRNA 需经过 才能作为PCR 扩增的模板。
【答案】(1)抑制酶的活性（降低蛋白质或酶的活性），防止蛋白质变性
(2) 转基因 M
(3)CD
(4) 增殖分化 逆转录/反转录
【分析】1、构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达
和发挥作用。基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因。
2、动物细胞培养的条件：
（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。
（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。
（3）温度和pH：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。
（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
【详解】（1）低温可以抑制酶的活性，防止蛋白质变性，使细胞中的蛋白质维持正常的生理功能。
（2）将外源基因导入细胞内，通常需要转基因技术。即过程①中，诱导形成PS 细胞时，需提高成纤维细
胞中4 个基因的表达量，可采用转基因技术将这些基因导入该细胞。M 基因促进增殖，S 基因和C 基因控制
干细胞特性，K 基因抑制凋亡和衰老。肿瘤细胞（癌细胞）具有无限增殖的能力，因此若成纤维细胞形成
肿瘤细胞，最有可能的原因是M 基因过量表达造成的。
（3）培养iPS 细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线对细胞培养室和CO2培
养箱进行消毒处理，而对培养基和培养瓶需要进行灭菌处理，因此AB 错误，CD 正确。
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故选CD。
（4）由图可知，过程②中，iPS 细胞经过细胞的分裂分化，即增殖分化，形成了体腔上皮。PCR 扩增的模
板为DNA，因此若想利用PCR 技术检测子宫内膜基质细胞关键基因的mRNA 水平，mRNA 需经过逆转录过程形
成DNA，才可作为PCR 的模板。
2．（2022·海南·统考高考真题）以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4 个基因Oct4／Sox2／Nanog
／Lin28A 的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导
iPS 分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs 注射到孵化2.5 天的白羽鸡胚血管中，最终获得具
有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
(1)CEFs 是从孵化9 天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用
处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加 等天然成分，以满足细胞对某些细胞因
子的需求。
(2)体外获取OSNL 的方法有 （答出1 种即可）。若要在CEFs 中表达外源基因的蛋白，需构
建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和 等。启动子是
识别和结合的部位，有了它才能驱动 。
(3)iPS 细胞和iPGCs 细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是 。
(4)诱导iPS 细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是 。
(5)该实验流程中用到的生物技术有 （答出2 点即可）。
【答案】(1) 胰蛋白酶、胶原蛋白酶等 动物血清
(2) PCR 技术、人工合成法 终止子 RNA 聚合酶 目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的
蛋白质
(3)基因的选择性表达
(4)诱导iPS 细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱导iPS 分化
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为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母
细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术
(5)基因工程、动物细胞培养
【分析】胚胎干细胞（ES 细胞）具有自我更新及多向分化潜能，为发育学、遗传学、人类疾病的发病机理
与替代治疗等研究提供非常宝贵的资源。iPS 细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物
或人的体细胞，以将其重编程或诱导为ES 细胞样的细胞，即iPS 细胞。
【详解】（1）动物细胞培养时，鸡胚组织剪碎后需用胰蛋白酶处理，以获得单细胞悬液。动物细胞培养
时一般需要在合成培养基中添加血清等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。
（2）OSNL 为目的基因，体外获取目的基因可通过PCR 技术大量扩增或通过人工合成法来合成。基因表达
载体中除目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和标记基因等。启动子是一段有特殊结构的
DNA 片段，位于基因的首端，它是RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终
获得所需要的蛋白质。
（3）据图可知，由iPS 细胞诱导形成iPGCs 细胞经过了细胞分化，该过程遗传物质没有改变，导致其细胞
的形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达。
（4）诱导iPS 细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱导iPS 分
化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵
母细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术。
（5）由图可知，该实验流程中将OSNL 基因导入鸡胚成纤维细胞利用了基因工程技术，诱导多能干细胞过
程利用了动物细胞培养的技术。
【新题尝鲜】
1（2023·广东汕头·统考三模）随着电视剧《狂飙》热播，干眼症被搬上银屏。诱发干眼症最常见的原
因就是泪液分泌不足，或者睑板腺分泌的油脂不足，泪液蒸发太快。科学家用诱导多能干细胞（iPS 细
胞）制成与泪腺相似的立体组织，该成果有望带动对重症干眼症治疗方法和药物的研究。下列说法正确的
是（ ）
A．由于泪腺功能受损，内环境中的泪液分泌不足会导致干眼症
B．诱导iPS 细胞形成泪腺相似的组织的过程体现iPS 细胞的全能性
C．iPS 细胞与胚胎干细胞相比，其优点之一是可以在不需要人类胚胎的情况下获得
D．健康用眼习惯及佩戴隐形眼镜能有效预防干眼症
【答案】C
【分析】胚胎干细胞简称ES 或EK 细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，iPS 与ES 细胞一
样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。
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【详解】A、泪腺分泌的泪液不属于内环境的成分，A 错误；
B、iPS 可分化为多种细胞，加入分化诱导因子才能获得相应的组织或器官，如可诱导iPS 细胞形成泪腺相
似的组织，该过程没有体现iPS 细胞的全能性，B 错误；
C、iPS 技术不使用胚胎细胞，只需对体细胞进行操作及适当的培养即可，没有伦理学的问题，还可以避免
免疫排斥，iPS 细胞可以在不需要人类胚胎的情况下获得，这是其典型优点之一，C 正确；
D、健康用眼习惯能有效预防干眼症，但佩戴隐形眼镜则不能预防干眼症，D 错误。
故选C。
2．（2023·天津和平·统考三模）将Oct3/4、Sox2、c-Myc 和Klf4 基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维
细胞后。置于培养胚胎干细胞（ES 细胞）的培养基上培养。2~3 周后，细胞会呈现出与ES 细胞类似的形态
和活跃分裂能力，这样的细胞称为诱导多能干细胞（iPS 细胞）。下列说法错误的是（ ）
A．逆转录病毒充当了将目的基因导入成纤维细胞的载体
B．从获取途径看，iPS 细胞的应用前景优于胚胎干细胞
C．体细胞经诱导产生iPS 细胞后，细胞的全能性下降
D．欲验证iPS 细胞的产生是由于外源基因的作用，应设置不转入外源基因的对照组
【答案】C
【分析】胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具
有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不
发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
【详解】A、由题意可知，Oct3/4、Sox2、c-Myc 和Klf4 基因能通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞，说
明逆转录病毒充当了将目的基因导入成纤维细胞的载体，A 正确；
B、由于iPS 细胞具有活跃的分裂能力，故iPS 细胞的应用前景优于胚胎干细胞，B 正确；
C、体细胞分化程度高，全能性低，体细胞被诱导为iPS 细胞后，可重新分化为其他细胞，故体细胞经诱导
产生iPS 细胞后，细胞的全能性升高，C 错误；
D、欲验证iPS 细胞的产生是由于外源基因的作用，自变量为是否含有外源基因，应设置不转入外源基因的
对照组，D 正确。
故选C。
3．（2023·山东烟台·统考一模）科学家通过两个关键因子诱导DNA 去甲基化，将人类多能性干细胞转化
为8 细胞阶段全能性胚胎样细胞（8CL 细胞），相比于诱导多能干细胞（iPS 细胞），它不仅能分化成胎盘
组织，还有潜力发育成更成熟的器官。下列说法错误的是（ ）
A．DNA 去甲基化未改变靶基因的碱基排序，利于基因的表达
B．体外培养时，细胞密度、有害代谢物等可影响8CL 细胞的增殖
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C．利用iPS 细胞诱导产生的器官进行移植，可避免免疫排斥反应
D．制备8CL 细胞的过程，细胞的形态、结构和功能不发生改变
【答案】D
【分析】胚胎干细胞的特点是：在形态上，表现为体积较小，细胞核大，核仁明显;在功能上，具有发育
的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞；另一方面，在体外培养条件下， 可不断增殖而不发生
分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造。
【详解】A、DNA 去甲基化其碱基排序未改变，利于基因的表达，A 正确；
B、体外培养时，8CL 细胞的增殖受细胞密度、有害代谢物等的影响，B 正确；
C、iPS 细胞来自自身，利用iPS 细胞诱导产生的器官进行移植，可避免免疫排斥反应，C 正确；
D、制备8CL 细胞的过程，细胞的形态、结构和功能均发生改变，D 错误。
故选D。
1．果蝇的第4 号染色体少一条称为单体，该种果蝇可以存活且繁殖，其染色体组成如图所示。下列分析错
误的是（ ）
A．单体果蝇发生的变异类型为染色体数目变异
B．单体果蝇染色体的异常情况可通过显微镜观察到
C．单体果蝇产生的染色体正常的配子所占比例为1/2
D．单体雌、雄果蝇交配，F1染色体异常的个体所占比例为1/2
【答案】D
【分析】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，同源染色体两两配对的现象；②中期：同源染色体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：①前期：核膜、核仁逐渐
解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色
单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、果蝇的第4 号染色体少一条称为单体，单体果蝇发生的变异类型为染色体数目变异，A 正确；
B、单体果蝇染色体的异常情况属于染色体数目变异，可通过显微镜观察到，B 正确；
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C、单体果蝇产生的染色体正常的配子所占比例为1/2，一半正常有4 号染色体，一半异常无四号染色体，
C 正确；
D、单体雌、雄果蝇交配，运用配子法计算可知，雌果蝇中正常配子概率1/2，异常也是1/2，所以F1染色
体异常的个体所占比例为3/4，D 错误。
故选D。
2．甲病和乙病均为单基因遗传病，某家族遗传家系图如下，其中Ⅱ-4 不携带甲病的致病基因。下列叙述
不正确的是（ ）
A．Ⅰ-1、Ⅰ-4 一定携带致病基因
B．II-1 的基因型只有一种可能
C．II-3 与Ⅱ-4 的后代中理论上共有9 种基因型和4 种表现型
D．若Ⅲ-7 的性染色体组成为XXY，则异常配子来源于II-3
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：分析甲病：Ⅱ-3 与Ⅱ-4 正常而儿子Ⅲ-7 患甲病，说明甲病为隐性遗
传病，又由于Ⅱ-4 不携带甲病的致病基因，故甲病为伴X 隐性遗传病（用A、a 表示）；
分析乙病：由于Ⅱ-1 和Ⅱ-2 个体不患乙病，而Ⅲ-1 患乙病，所以乙病为隐性遗传病，又由于Ⅲ-1 患乙病，
而父亲不患乙病，故乙病为常染色体隐性遗传病（用B、b 表示）。
【详解】A、分析甲病：Ⅱ-3 与Ⅱ-4 正常而儿子Ⅲ-7 患甲病，说明甲病为隐性遗传病，又由于Ⅱ-4 不携带
甲病的致病基因，故甲病为伴X 隐性遗传病（用A、a 表示）；分析乙病：由于Ⅱ-1 和Ⅱ-2 个体不患乙病，
而Ⅲ-1 患乙病，所以乙病为隐性遗传病，又由于Ⅲ-1 患乙病，而父亲不患乙病，故乙病为常染色体隐性遗
传病（用B、b 表示），Ⅱ-2 患有甲病，故Ⅰ-1 一定带有甲病致病基因，Ⅱ-4 患有乙病，Ⅰ-4 一定携带乙
病致病基因，A 正确；
B、Ⅱ-1 表型正常，Ⅱ-2 患甲病而无乙病，生出的Ⅲ-1 患乙病、Ⅲ-3 患甲病，故II-1 的基因型只有一种
可能，II-1 的基因型为BbXAXa，B 正确；
C、Ⅱ-3 与Ⅱ-4 的基因型分别是BbXAXa和bbXAY，所以Ⅱ3与Ⅱ4的后代中理论上共有2×4=8 种基因型，C
错误；
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D、由于Ⅲ-7 患甲病，若Ⅲ-7 的性染色体组成为XXY，则基因型为XaXaY，其父亲为XAY，所以产生异常生殖
细胞的最可能是其母亲II-3，D 正确。
故选C。
3．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。研究表明，细胞周期蛋白依
赖性激酶（CDK）在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK 可与细胞周期蛋白（Cyclin）形成CDK/
Cyclin 复合物，推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点，且不同的CDK/Cyclin 复合物在细胞周期不
同时期的作用不同（如图），下列说法错误的是（ ）
A．CDK/CyclinD 与检验染色体是否都和纺锤体相连有关
B．可设计药物通过抑制CDK/CyclinA 基因的表达来治疗癌症
C．可通过抑制CDK/CyclinE 的活性使细胞停留在G1/S 检查点
D．若将同步培养的G1期细胞和S 期细胞融合，融合细胞进入S 期的时间提前
【答案】A
【分析】细胞周期指由连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止所经历的过程，
所需的时间叫细胞周期时间。可分为四个阶段：①G1期，指从有丝分裂完成到期DNA 复制之前的间隙时间，
该时期主要完成RNA 和有关蛋白质的合成；②S 期，指DNA 复制的时期；③G2期，指DNA 复制完成到有丝
分裂开始之前的一段时间，该时期主要完成RNA 和相关蛋白质的合成；④分裂期即M 期，细胞分裂开始到
结束，包括前中后末四个时期。
【详解】A、在细胞分裂期的中期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，且染色体都与纺锤体相连。结合题
图信息可知，周期蛋白CDK/CyclinC 属于分裂期中间的时段，因此可以通过CDK/CyclinC 检验染色体是否
都与纺锤体相连，A 错误；
B、CDK/CyclinA 与DNA 复制有关，可设计药物通过抑制CDK/CyclinA 基因的表达来抑制DNA 的合成，从而
抑制癌细胞的增殖达到治疗癌症的目的，B 正确；
C、CDK/CyclinE 位于G1期/S 期交界处，故可通过抑制CDK/CyclinE 的活性使细胞停留在G1/检查点，C 正
确；
D、若将同步培养的G1期细胞和S 期细胞融合，融合细胞中存在启动S 信号的物质基础，故融合细胞进入S
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期的时间提前，D 正确。
故选A。
4．细胞周期控制器是由细胞周期蛋白依赖激酶（CDK）和细胞周期蛋白（cyclin）两种蛋白质构成的复合
物。下图为多种 cyclin 在细胞周期中的表达情况，W 蛋白激酶可抑制 cyclinB- CDK 复合物的活性。TdR
是一种 DNA 合成抑制剂，将过量的 TdR 加入连续增殖的细胞培养液中，处于S 期的细胞立即被抑制，处
于其他时期的细胞不受影响；将 TdR 洗脱后更换培养液，被阻断在S 期的细胞继续沿细胞周期正常运行。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．据图推测，cyclin E 蛋白可能与细胞的 G 期和
₁
S 期的转换有关
B．该细胞能顺利进入M 期，推测 W 蛋白激酶的活性可能会减弱
C．推测图中几种 cyclin 蛋白的结构不同导致它们的功能差异
D．为使处于细胞周期的细胞都同步化进入M 期需至少用三次 TdR 进行处理
【答案】D
【分析】每一个细胞周期包括一个分裂间期和一个分裂期（简称M 期）。分裂间期包括G1期、S 期和G2期。
在分裂间期，细胞内发生着活跃的代谢变化，最重要的变化是发生在S 期的DNA 复制。S 期之前的G1期，
发生的主要是合成 DNA 所需蛋白质的合成和核糖体的增生，S 期之后的G2期中发生的是有丝分裂所必需的
一些蛋白质的合成。
【详解】A、cyclinE 蛋白在G 期开始合成，在
₁
S 期前期达到最多，之后逐渐减少，推断可能与G 期和
₁
S 期
的转换有关，A 正确；
B、W 蛋白激酶可抑制 cyclinB- CDK 复合物的活性，该细胞能顺利进入M 期，则说明cyclin B﹣CDK 活性
较强，进而说明W 蛋白激酶的活性可能会减弱，B 正确；
C、蛋白质的结构不同会导致功能不同，C 正确；
D、为使处于细胞周期的细胞都同步化在 M 期，需至少用TdR 处理两次，第一次TdR 处理，一段时间后细
胞有的停留在S 期，有的停留在 G ₁/S 交界处，洗脱后过一段时间，再加入TdR，一段特定时间后，所有细
胞停留在 G ₁/S 交界处，洗脱后，过了 S 期时长，细胞都将进入M 期，因此需要至少TdR 处理两次，洗脱
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两次，D 错误。
故选D。
5．将含有1 对同源染色体、其DNA 分子都已用32P 标记的精原细胞，在只供给含31P 的原料中先进行一次有
丝分裂，产生的两个子细胞再各自进行减数分裂。则最终所产生的八个精子中，被32P 标记的精子数可能
有几个（ ）
A．4 个
B．2 或4 个
C．4、6 或8 个
D．2 个
【答案】A
【分析】含有一对同源染色体的一个精原细胞含有2 个DNA 分子，以其中一个DNA 分子为例分析。细胞有
丝分裂一次，细胞中的DNA 复制一次．减数分裂一次，细胞中的DNA 也复制一次。一个被32P 标记的DNA 分
子在含有31P 的原料中复制一次形成2 个DNA，根据DNA 半保留复制的特点，这两个DNA 都是一条链含有
32P，一条链含有31P。这2 个DNA 分子在含有31P 的原料中再复制一次，形成4 个DNA，这个四个DNA 分子中，
有两个DNA 是一条链含有32P，一条链含有31P，还有两个DNA 只含31P．
【详解】依题意可知，一个精原细胞中2 个DNA 分子都用32P 标记，并供给含31P 的原料中先进行一次有丝
分裂，产生两个子细胞，这两子细胞含有的两个DNA 分子都是一条链含有32P，一条链含有31P；两个子细
胞再在31P 的环境中各自进行减数分裂，在减数第一次分裂间期，DNA 进行复制，每个细胞中的两个DNA 分
子经过复制形成四个DNA 分子，其中每个着丝粒上的两个DNA 分子，一个DNA 是一条链含有32P，一条链含
有31P，另一个DNA 只含31P。注意，减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，当减数分裂结束后，这四个DNA 分
子平均分配给四个精子，每个精子只含一个DNA 分子。因此每个细胞减数分裂形成四个精子，其中有两个
精子既含32P，也含31P，还有两个精子只含31P，即含32P 标记的精子所占比例分别为50%，那么最终产生八
个精子，就有4 个。BCD 错误，A 正确。
故选A。
6．一个基因型为AaXBY 的精原细胞，用荧光分子标记基因A、a 和B，分裂过程中不同时期的4 个细胞中染
色体组数和核DNA 数如图所示。不考虑基因突变、交叉互换和染色体畸变，下列叙述正确的是（
）
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A．甲细胞中一定无同源染色体，细胞内至少有4 个荧光标记
B．乙细胞中一定有同源染色体，染色体数：核DNA 分子数=1:1
C．丙细胞中一定有姐妹染色单体，可能存在四分体
D．丁细胞一定处于有丝分裂，细胞内有4 条Y 染色体
【答案】C
【分析】1、减数分裂各时期特点：间期：DNA 复制和有关蛋白质的合成；减数第一次分裂前期（四分体时
期）：同源染色体联会，形成四分体；减数第一次分裂中期：四分体排在赤道板上；减数第一次分裂后期：
同源染色体分离，非同源染色体自由组合；减数第一次分裂末期：形成两个次级性母细胞。减数第二次分
裂与有丝分裂基本相同，区别是无同源染色体。
2、据图分析可知甲细胞中含有1 个染色体组，核DNA 数为2n，说明甲细胞是减数第二次分裂的前期和中
期的细胞；乙细胞中含有2 个染色体组，核DNA 数为2n，说明乙细胞为精原细胞，或者是减数第一次分裂
前的间期的G1 期细胞，或者是减数第二次分裂的后期和末期的细胞；丙细胞中含有2 个染色体组，核DNA
数为4n，说明丙细胞为减数第一次分裂前的间期的G2 期细胞或者是减数第一次分裂的细胞；丁细胞中含
有4 个染色体组，核DNA 数为4n，说明丙细胞是有丝分裂后期的细胞。
【详解】A、据图分析可知甲细胞中含有1 个染色体组，核DNA 数为2n，说明甲细胞是减数第二次分裂的
前期和中期的细胞，则甲细胞中无同源染色体，其基因型为AAXBXB和aaYY 或aaXBXB和AAYY，细胞内含有2
个或4 个荧光标记，A 错误；
B、据图分析可知乙细胞中含有2 个染色体组，核DNA 数为2n，说明乙细胞为精原细胞，或者是减数第一
次分裂前的间期的G1 期细胞，或者是减数第二次分裂的后期和末期的细胞，染色体数：核DNA 分子数
=1:1，精原细胞、G1 期细胞有同源染色体，但减数第二次分裂的后期和末期的细胞无同源染色体，B 错误；
C、据图分析可知丙细胞中含有2 个染色体组，核DNA 数为4n，说明丙细胞为减数第一次分裂前的间期的
G2 期细胞或者是减数第一次分裂的细胞，这两类细胞中都有姐妹染色单体，且减数第一次分裂的前期会形
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成四分体，C 正确；
D、据图分析可知，丁细胞中含有4 个染色体组，核DNA 数为4n，说明丙细胞是有丝分裂后期的细胞，其
基因型为AAaaXBXBYY，细胞内有2 条Y 染色体，D 错误。
故选C。
7．我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞（iPS 细胞），并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体
囊胚中，最终获得克隆鼠，经鉴定证实克隆鼠确实从iPS 细胞发育而来，并可繁殖后代。实验流程见图，
下列分析正确的是（ ）
A．本实验使用到细胞融合、多能干细胞移植、体外胚胎培养、胚胎移植等技术
B．四倍体囊胚由两个二倍体细胞融合发育而来，一定能发育为成个体
C．小鼠iPS 细胞在特定条件下，不可恢复受精卵时期的功能
D．克隆鼠的肝脏移植给黑鼠也不可避免免疫排斥反应
【答案】A
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞，多能干细胞具有分化出多种细胞
组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。人或者动物都是二倍体，可用
电融合的方法使两个细胞融合为一个细胞，这样就获得了四倍体胚胎，四倍体胚胎是不能正常发育的，但
是可以形成胎盘，如果将一种多能干细胞注入四倍体囊胚，可以获得一个完整的动物个体，那证明移进去
的干细胞是全能的干细胞。
【详解】A、本实验用电融合的方法使两个细胞融合为一个细胞，获得了四倍体胚胎，利用体细胞诱导产
生多能干细胞（iPS 细胞），并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中，最终获得克隆鼠，应用
了细胞融合、多能干细胞移植、体外胚胎培养、胚胎移植技术，A 正确；
B、四倍体囊胚是由两个二倍体细胞融合发育而来，发生染色体数目变异，无法正常发育成个体，B 错误；
C、多能干细胞（iPS 细胞）已被证明可以发育成个体，小鼠体细胞在诱导因子的作用下产生多能干细胞，
表明其可恢复全能性，可恢复受精卵时期的功能， C 错误；
D、多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，可以经过诱导发育成特定器官，用于器官移植，克隆鼠
的肝脏移植给黑鼠可避免发生免疫排斥反应，D 错误。
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故选A。
8．将Oct3/4、Sox2、c-Myc 和Klf4 基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞后得到类似于小鼠胚胎干细
胞的一种细胞，命名为诱导多能干细胞（iPS 细胞）。与ES 细胞相比，iPS 细胞更容易获得，广泛应用于
药物筛选或基因治疗。下列说法错误的是（ ）
A．可通过实验判断每个基因对诱导多能干细胞作用的大小
B．iPS 细胞的应用中存在分化成肿瘤细胞的风险
C．体细胞经诱导产生iPS 细胞后再转化为需要的细胞给病人治病，会引起免疫排斥
D．欲验证iPS 细胞的产生是由于外源基因的作用，应设置不转入外源基因的对照组
【答案】C
【分析】胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具
有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不
发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
【详解】A、可通过实验逐个将上述基因转入小鼠成纤维判断每个基因对诱导多能干细胞作用的大小，A 正
确；
B、iPS 细胞类似于小鼠胚胎干细胞，增殖能力强，且可以只增殖不分化，其应用中存在分化成肿瘤细胞的
风险，B 正确；
C、因为在诱导转化的过程中细胞的遗传物质没有发生变化，理论上产生的还是“自体”细胞，所以不会
引起免疫排斥反应，C 错误；
D、欲验证iPS 细胞的产生是由于外源基因的作用，外源基因的有无是自变量，因此应设置不转入外源基因
的对照组，D 正确。
故选C。
9．番茄（2n=24）为雌雄同株两性花植物，世代自交的番茄的果实颜色均为红色。研究人员在栽培番茄的
过程中，偶然发现其中一株番茄的果实颜色为黄色，为探究番茄果实颜色的遗传特性，研究人员利用这株
黄色番茄进行了如下实验。
实验①：黄果番茄植株自交，F1均为黄果番茄。
实验②：黄果番茄植株与红果番茄植株杂交，F1均为红果番茄，F2中红果植株：黄果植株=5：1。
请回答下列有关问题：
(1)番茄果实的颜色与果实细胞中色素的种类有关，红色或黄色色素位于番茄果肉细胞的 中。根据
上述实验 （填“①”或“②”）可判断番茄果实颜色中的 是显性性状。
(2)假设与番茄果实颜色有关的基因为R/r。研究表明，实验②中F2的性状分离比异常是由F2中含基因r 的
花粉部分不育导致的。在这种情况下，实验②中F1产生的可育花粉中，基因组成为r 的花粉所占的比例为
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。为验证上述结论，可用实验①中的F1植株和实验②中的F1植株进行正反交，若实验②中的F1作父本时后
代番茄果实的颜色及比例为 ，其作母本时后代番茄果实的颜色及比例为 ，则该观点成立。
(3)三体是指体细胞中的染色体数目较正常个体（2n）增加一条，其可用于基因定位。已知三体植株在减
数分裂时，细胞内任意两条同源染色体可联会并分离，另一条同源染色体随机分配各种配子及个体的存活
率相同。现有纯合红果番茄1 号染色体三体植株（含有3 条1 号染色体）和正常黄果番茄植株若干，研究
人员欲探究基因R/r 是否位于1 号染色体上，请完成下列实验。
实验思路：让纯合红果番茄1 号染色体三体植株和正常黄果番茄植株进行杂交，在F1中选择三体番茄植株
为母本，与 果番茄植株进行测交，观察F2番茄果实的颜色。
实验结果及结论：若F2番茄果实的颜色及比例为 ，则说明基因R、r 位于1 号染色体上；若F2番茄
果实的颜色及比例为 ，则说明基因R、r 不位于1 号染色体上。
【答案】(1) 液泡 ② 红果
(2) 1/3 红果：黄果=2：1 红果：黄果=1：1
(3) 正常黄 红果：黄果=5：1 红果：黄果=1：1
【分析】根据杂交实验②的亲本红果与黄果杂交，子一代中只有红果，可证明红果是显性性状。两纯合亲
本杂交，F1均为红果番茄，F1自交得F2，F2中红果植株：黄果植株=5：1，说明存在配子致死现象。
【详解】（1）植物细胞中光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，其他的色素则分布在液泡的细胞液中，
杂交实验②的亲本红果与黄果杂交，子一代中只有红果，因此可证明红果是显性性状。
（2）实验②黄果番茄植株与红果番茄植株杂交，F1均为红果番茄，F2中红果植株：黄果植株=5：1，rr 占
1/6=1/3×1/2，而雌配子为R：r=1：1，说明雄配子R：r=2：1，因此，花粉R：r=2：1 时，r 花粉所占比
例为1/3。为验证上述结论，可用实验①中的F1植株（rr）和实验②中的F1植株（Rr）进行正反交，当实
验②中的F1植株作父本时，花粉的比例为R：r=2：1，因此与r 花粉结合得到Rr：rr=2：1，即红果：黄果
=2：1，而当实验②中的F1植株作母本时，其产生的卵细胞为R：r=1：1，与rr 黄果植株产生的r 花粉结
合得到的子代中Rr：rr=1：1，即红果：黄果=1：1。
（3）欲探究基因R/r 是否位于1 号染色体上，进行如下实验，让纯合红果番茄1 号染色体三体植株和正常
黄果番茄植株进行杂交，在F1中选择三体番茄植株为母本，与正常黄果番茄植株进行测交，观察F2番茄果
实的颜色。如果基因R、r 位于1 号染色体上，则F1中三体番茄植株RRr 产生配子的种类及比例为RR：
Rr：R：r=1：2：2：1，与正常黄果番茄植株rr，产生的配子r 进行测交，F2基因型及比例为RRr：Rrr：
Rr：rr=1：2：2：1，故F2番茄果实的颜色及比例为红果：黄果=5：1；若基因R、r 不位于1 号染色体上，
则F1红果番茄的基因型为Rr，产生配子为R：r=1：1，与正常黄果番茄植株rr，产生的配子r 进行测交，
F2基因型及比例为Rr：rr=1：1，故F2番茄果实的颜色及比例为红果：黄果=1：1。
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10．细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停留在细胞周期的同一阶段的现象，为保证某些癌症
的放疗效果通常要把癌细胞周期同步化。高浓度的胸腺嘧啶核苷（TdR）双阻断法是常用的同步方法，过
量胸苷会抑制DNA 分子的复制而立刻阻断细胞周期，而处于其它周期的细胞不受过量胸苷影响，洗去胸苷
后细胞周期恢复正常。已知人宫颈细胞的G1、S、G2、M 期经历的时间依次为13h、6h、2h、1h，向细胞培
养液中第一次加入过量的3H-TdR 经X 小时后得到细胞群甲：更换不含3H-TdR 的培养液继续培养得到细胞
群乙；第二次加入过量3H-TdR，Y 小时后，细胞均停留在G1/S 交界处。
(1)细胞周期是： ，包括分裂间期（包括G1期、S 期、G1期）和分裂期（M）两个阶段，其中分裂间
期的特点是 。
(2)第一次处理的时间X 应为 ，细胞群甲处于 时期，更换不含3H-TdR 的培养也处理的目的是
。
(3)细胞周期受到严格的分子调控，为研究W 蛋白对动物细胞有丝分裂的调控作用，研究人员将经上述同步
化处理的正常细胞群和W 蛋白缺失细胞群放入正常培养液中培养，一段时间后采用特定方法对两组细胞有
丝分裂过程各阶段的时间进行记录，结果如下：
核膜解体
……
中期开
始
后期开始
对照组
0-5min
……
40min
50min
实验组
0-10min
……
100min
120min
本实验结果说明W 蛋白对细胞周期的调控作用是 。
【答案】(1) 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
细胞中进行DNA 复制和有关蛋白质的合成，此时细胞体积有所增加
(2) 16 小时 S 让细胞群甲继续进行分裂
(3)促进细胞分裂，进而表现为使细胞周期缩短
【分析】细胞周期的概念：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。细胞周
期分为两个阶段：分裂间期和分裂期。
【详解】（1）细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的一段
时间，包括分裂间期（包括G1期、S 期、G2期）和分裂期（M）两个阶段，其中分裂间期是物质准备时期，
其中进行的是DNA 复制和有关蛋白质的合成，此时细胞体积有所增加。
（2）题意显示，高浓度的胸腺嘧啶核苷 (TdR) 双阻断法是常用的同步方法，过量胸苷会抑制DNA 分子的
复制而立刻阻断细胞周期，而处于其它周期的细胞不受过量胸苷影响，洗去胸苷后细胞周期恢复正常。据
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此可设计实现细胞周期同步化，具体操作为：向细胞培养液中第一次加入过量的3H-TdR，经X 小时后得到
细胞群甲，则处理的时间至少为大于或等于（G2+M+G1）16 小时，最终使细胞群甲处于S 时期，更换不含
3H-TdR 的培养液处理的目的是让细胞群甲继续进行分裂。
（3）为研究W 蛋白对动物细胞有丝分裂的调控作用，研究人员将经上述同步化处理的正常细胞群（对照
组）和W 蛋白缺失细胞群（实验组）放入正常培养液中培养，一段时间后采用特定方法对两组细胞有丝分
裂过程各阶段的时间进行记录，表格中的信息显示，实验组的细胞进入分裂期时间较晚，且各个时期持续
时间延长，据此可推测，W 蛋白能促进细胞分裂，进而表现为使细胞周期缩短。
11．已知剑白香猪染色体数为2n=38。图1 为剑白香猪体内某一精原细胞减数分裂的过程，图2 为剑白香
猪体内的细胞分裂图(仅示部分染色体)，图3 为该动物体内细胞分裂过程中某物质数量变化曲线图的一部
分。
(1)据图1 分析，细胞①→②发生的分子水平的生理过程主要为 ；细胞②含有 个染色体
组；细胞③存在 条Y 染色体。若某精原细胞减数分裂过程中，姐妹染色单体上所携带的遗传信息
不完全相同，那么造成这种情况的原因可能是 (答2 种)。
(2)在观察剑白香猪体内细胞分裂图时，判断细胞所处分裂时期的依据是 。与乙细胞同时形成的
细胞，减数第二次分裂后期的细胞形态与图乙 (填“相同”或“不同”)。
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(3)若图3 表示剑白香猪正常胞内染色体组数量变化， 某细胞在AB 段可能会出现 (填序号：①联会
②同源染色体分离 ③76 条染色体)的现象。
(4)一只雄性剑白香猪(AaXEY)与一只雌性剑白香猪(aaXeXe)的后代中，有一只基因型为AaXEXeY 的变异个体。
经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致，若不考虑基因突变，该变异个体产生的原因是
。
(5)兴趣小组进一步测定了有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体和核 DNA 分子数目，结果如图乙所示，
下列分析正确的是 .
A．细胞a 可能是精细胞
B．细胞d 和e 可能发生同源染色体联会
C．细胞 c 和细胞g 都可能发生了着丝粒的分裂
D．细胞f 可能发生同源染色体的分离
(6)若用剑白香猪的白色中垂耳(GGHH)与黑色立耳(gghh)为亲本杂交得 F1，F1自交得F2，F2的性状分离比
为9:3: 3:1， 则F1中两对等位基因在染色体上的位置关系是 。
【答案】(1) DNA 的复制和蛋白质的合成 2/二/两 0 或1 或2 基因突变或互换（交叉互
换）
(2) 染色体的形态、位置和数目 不同
(3)①②
(4)父本减数分裂过程中X、Y 染色体没有分离移向了同一极，产生了基因型为AXEY 的精子与基因型为aXe
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的卵细胞结合，产生了基因型为AaXEXeY 的个体
(5)ACD
(6)C
【分析】减数分裂各时期的特征：①减数分裂前的间期：完成DNA 复制和有关蛋白质的合成，细胞适度生
长，DNA 数目加倍，染色体数目不变。②减数第一次分裂：前期，同源染色体两两配对，形成四分体；中
期，同源染色体成对的排列在赤道板两侧；后期，同源染色体彼此分离（非同源染色体自由组合），移向
细胞两极；末期，细胞分裂为两个子细胞，染色体数目是体细胞数目的一半。③减数第二次分裂：前期，
没有同源染色体，染色体散乱分布；中期，没有同源染色体，着丝粒排列在赤道板上；后期，没有同源染
色体，着丝粒分裂，两条子染色体移向细胞两极；末期，细胞分裂为两个子细胞，子细胞染色体数目是体
细胞染色体数目的一半。
【详解】（1）据图1 分析：细胞①→②细胞生长，并且为减数分裂做准备，则需要进行DNA 的复制和有关
蛋白质的合成；细胞②是初级精母细胞，已知剑白香猪染色体数为2n＝38，为二倍体生物，故细胞②含有
2 个染色体组；细胞③是次级精母细胞，同源染色体已经分开，姐妹染色单体也可能已经分离，因此可能
含有0 或1 或2 条Y 染色体；姐妹染色单体是由同一条染色体复制而来的，理论上，姐妹染色单体上所携
带的遗传信息是相同的，若发生基因突变或互换（交叉互换）则精原细胞形成过程中，姐妹染色单体上所
携带的遗传信息不完全相同。
（2）在光学显微镜下，观察细胞中染色体的形态、数目和分布，以此作为判断该细胞所处分裂时期的依
据。乙进行的是细胞质不均等分裂，则表示次级卵母细胞，与乙同时形成的细胞是第一极体，第一极体在
进行减数第二次分裂时细胞质均等分裂所以与图乙不同。
（3）若图3 表示剑白香猪正常胞内染色体组数量变化， 则BC 的结果是每条染色体上只有1 个DNA 分子，
则所处的细胞分裂时期是减数第二次分裂后期或有丝分裂后期着丝粒分裂引起的。正常分裂的细胞在AB 段
时每条染色体上有两个DNA 分子，则此时可能是减数第一次分裂各时期、减数第二次分裂的前期和中期、
及有丝分裂的前期和中期，所以可能发生联会、同源染色体的分离，但不会出现76 条染色体，有丝分裂后
期才会出现76 条染色体，此时每条染色体上只有一个DNA 分子。
故选①②。
（4）一只雄性剑白香猪（AaXEY）与一只雌性剑白香猪（aaXeXe）的后代中，有一只基因型为AaXEXeY 的变
异个体，经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致，若不考虑基因突变，该变异个体产生的原因是
父本减数分裂过程中X、Y 染色体没有分离移向了同一极，产生了基因型为AXEY 的精子与基因型为aXe的卵
细胞结合，产生了基因型为AaXEXeY 的个体。
（5）A、细胞a 染色体数为n,核DNA 数目也为n,可能是精细胞，A 正确；
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B、细胞d 和e 染色体数目为2n,核DNA 数目处于2n～4n,应该正在进行DNA 复制，不会发生同源染色体联
会，B 错误；
C、细胞c 染色体数为2n，核DNA 数目为2n,可能处于减数第二次分裂后期；细胞g 染色体数目和核DNA 数
目为4n,处于有丝分裂后期，二者都可能发生了着丝粒的分裂，C 正确；
D、细胞f 染色体数目为2n,核DNA 数为4n,可能处于减数第一次分裂，发生同源染色体的分离，D 正确。
故选ACD。
（6）GGHH 与gghh 杂交，子一代基因型是GgHh，自交后代的表现型比例是9：3：3：1，符合自由组合定
律的性状分离比，因此2 对等位基因分别位于2 对同源染色体上，C 符合题意。
故选C。
12．科学家将Oct3/4、Sox2、c-Myc 和Klf4 基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中，然后在培养ES
细胞的培养基上培养这些细胞。2-3 周后，这些细胞显示出ES 细胞的形态、具有活跃的分裂能力，它们就
是iPS 细胞。回答下列问题。
(1)在这个实验过程中，逆转录病毒的作用是 。
(2)上述细胞培养过程中，需要提供 和温度、PH 和渗透压等条件。（答出两点即可）
(3)如果要了解Oct3/4、Sox2、c-Myc 和Klf4 基因在诱导iPS 细胞时，每个基因作用的相对大小，该如何
进行实验？实验设计思路是 。
(4)若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS 细胞，再使它转化为所需要的细胞，用这些细胞给该病人治病，
一般不会引起免疫排斥反应，原因是 。
【答案】(1)有利于将Oct3/4、Sox2、c-Myc 和Klf4 等目的基因在受体细胞中稳定存在和表达，并且可以
遗传给下一代
(2)营养物质、无菌无毒
(3)这4 种基因分别导入小鼠成纤维细胞，放在培养ES 细胞的培养基上培养，观察细胞的形态、分裂能力
等，从而得出每一个基因作用的相对大小。
(4)因为在诱导转化的过程中细胞的遗传物质没有发生变化，理论上产生的还是“自体”细胞
【分析】胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具
有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不
发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
【详解】（1）逆转录病毒可以通过逆转录合成DNA，并且将合成的DNA 整合到宿主细胞的DNA 上，通过题
干信息可知，逆转录病毒的作用是作为载体，能将外源基因0ct3/4、 Sox2、c~Myc 和Klf4 基因送人小鼠
成纤维细胞中，并且可以让目的基因在受体细胞中稳定存在和表达，并且可以遗传给下一代。
（2）培养动物细胞需要提供充足的营养物质、营造无菌无毒的环境，适宜温度、pH 等条件。
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（3）如要了解Oct3/4、Sox2、KIf4、c－Myc4 种基因在诱导产生iPS 细胞时，每个基因作用的相对大小，
则实验自变量是这四种基因的种类，因变量是诱导细胞的形态、分裂能力等，所以可以设置四个实验组，
将这4 种基因分别导入各组等量小鼠成纤维细胞，放在培养ES 细胞的培养基上培养，观察观察细胞的形态、
分裂能力等，从而比较每一个基因作用的相对大小
（4）用病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS 细胞，其来源于病人，细胞内的遗传物质都是相同的，细胞表面
的抗原结构相同，用这些iPS 细胞来给该病人治病时，理论上还是属于“自体”细胞，不会引起免疫反应。
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