内容正文:
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微专题四 减数分裂与可遗传变异的关系
I
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J
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K
1.归纳减数分裂与生物变异的关系
(1)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(自由组合定律)。
②同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组。
(2)减数分裂与染色体变异
2.根据异常配子判断减数分裂异常的原因(以一个基
因型为XbY的精原细胞为例,O表示不含有X和Y)
某个配子 原因推测 另三个配子
Xb 正常分裂 Xb、Y、Y
XbY
减数分裂Ⅰ同源染色体未
分开 X
bY、O、O
XbXb
减数分裂Ⅱ两条姐妹染色单
体未分开 O、Y、Y
XbYY
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ均
异常 X
b、O、O
O
减数分裂Ⅰ异常或减数分裂
Ⅱ异常或两者均异常 —
3. XXY与XYY异常个体成因分析
(1)
XXY成因—
→
父方减数分裂Ⅰ后期XY染色体未分离,
产生了XY型精子
→
母方
减数分裂Ⅰ
→
异常
两条X染色体未分
离导致产生XX型
卵细胞
减数分裂Ⅱ
→
异常
减数分裂Ⅱ后期X
染色体着丝粒分裂
后两条X染色体进
入同一卵细胞
(2)XYY成因:父方减Ⅱ异常,即减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。
4.过程图解
注:丙、丁是基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的
某种二倍体动物的两个正处在分裂状态的细胞
。
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出现等位基因原因分析:
(1)一定源自基因突变。
①体细胞中发生(如图甲)。
②发生时间在间期。
③亲代基因纯合。
(2)一定源自互换。
①姐妹染色单体的相同位置有两种颜色。(如图乙
A所在的染色体部分黑色,a所在的染色体部分白
色)
②发生时间是减数分裂Ⅰ前期。
(3)无任何提示,则上述两种情况都有可能。
(4)若同源染色体同一位置或姐妹染色单体同一位
置出现“不同字母”的基因,如A与B(b),则可能发
生了染色体结构变异(易位)(如丙、丁)。
L
|
M
|
N
|
O
1.(2021·河北卷)图中①、②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
2.如图甲、乙分别是某种动物处于减数分裂过程中某
时期的细胞分裂图像,产生甲、乙细胞的个体的基因
型分别为AAXBXb、AaXBY。下列分析错误的是
(A )
A.甲细胞一定是次级卵母细胞,乙细胞表示初级精
母细胞
B.与甲细胞同时产生的另一细胞的基因型可能
是AAXbXb
C.乙细胞分裂结束后能产生4种基因型的精细胞
D.普通光学显微镜下,观察不到甲、乙细胞中所发
生的变异
第3讲 细胞的分化、衰老和死亡
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课标要求 核心素养
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.比较细胞的分化、衰老和死亡,建立细胞是一个
统一整体的生物学观念。(生命观念)
2.分析细胞衰老、凋亡的特点,关注人体健康和科
技发展。(社会责任)
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SAC的检测机制出现异常,便暂停姐妹染色单体的分离,染色
体无法向两极移动,导致细胞内染色体数目发生变化,B正确;
由题图可知,APC促进有丝分裂完成,由此可推知,当染色体附
着异常时MCC对APC起抑制作用,进一步阻止有丝分裂继续
进行,C错误;由图可知,染色体甲的两条姐妹染色单体上附着
的纺锤丝均发自细胞一极,无法完成双定向作用,因此不能通
过SAC检测,D错误。故选B。
8.(1)减数分裂过程中细胞中的染色体复制一次,而细胞连续分
裂两次 (2)A、B、C 雄性小兔到初情期才能进行减数分裂
(3)配对完成后,有一条染色体不能成对(染色体数目为奇数)
(4)11
解析:(3)配对应该发生在父本与母本染色体之间,而不是父
(母)本染色体自身配对,理由是如果父本(或母本)染色体(各
7条)自身配对,那么必然存在不能配对的染色体;只有配对发
生在父本与母本染色体之间,才能全部染色体都两两配对。配
对的两条染色体就是现在所说的同源染色体。
(4)Carother发现笨蝗细胞中有一对常染色体大小不等,而雄蝗
虫的性染色体仅一条,减数分裂时这条性染色体只能待在一
极。Carother统计了300多个后期的细胞,发现性染色体与那对
大小相异的同源染色体的组合,比例接近11,这说明减数分
裂过程中同源染色体分离后随机移向某一极,非同源染色体之
间自由组合。
B组
1. A 图①处于减数第二次分裂后期,此时细胞中不含同源染色
体,A错误;据图分析可推出,①为减数第二次分裂后期、②为减
数第一次分裂后期、③为减数第一次分裂前期。则图中细胞分
裂的排序是③→②→①,B正确;图②处于减数第一次分裂后
期,此时存在姐妹染色单体,则细胞中核DNA数目是染色体数
目的2倍,C正确;图③处于减数第一次分裂前期,可能发生同
源染色体非姐妹染色单体之间互换片段,从而出现基因重组,D
正确。故选A。
2. C 图甲的A、C分别表示有丝分裂后期、中期,B、D分别表示减
数分裂Ⅰ后期、Ⅱ后期,A正确;图甲中B为Ⅰ后期,会发生同源
染色体的分离和非同源染色体的自由组合,B正确;图甲的B、C
中同源染色体的数目变化可用图乙的efg、ab段表示,C错误;图
甲的A、D中同源染色体的数目变化分别用图乙的cd(染色体
数目加倍)和hi段(同源染色体分离,细胞内同源染色体数目为
0)表示,D正确。故选C。
3. D 图乙细胞处于减数第二次分裂后期,且由图乙细胞质不均
等分裂可以看出,该哺乳动物为雌性,体细胞中含有4个DNA
分子,A错误;处于丙图BC段时,每条染色体上有两个DNA分
子,处于有丝分裂前、中期,减数第一次分裂和减数第二次分裂
的前、中期,如果是减数第二次分裂前期和中期,细胞中不含有
2个染色体组,B错误;丙图能表示甲图所示细胞有丝分裂过
程,也能代表乙图所示细胞减数分裂过程,C错误;甲细胞处于
有丝分裂中期,其变异可发生于丙图AB段DNA复制时,乙细
胞中的变异属于互换,发生于减数第一次分裂前期,对应丙图
BC段,D正确。故选D。
4. C 图1中AC段的细胞内核DNA数因复制而加倍,中心体复
制发生在动物细胞和低等植物细胞中,A错误;图1中CD段可
表示有丝分裂前期和中期,同源染色体分离是减数分裂过程中
特有的行为,染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,即图中的
DE段,B错误;图1中DE段表示着丝粒分裂,染色体数目暂时
加倍,此时细胞中每条染色体含有一个DNA分子,可对应图2
中的a时期,E点时每条染色体上有1个DNA,C正确;植物细
胞在图2的a→c过程中同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过
程,图2中d状态是不存在的,D错误。故选C。
5. B 由图可知,细胞①②③均有同源染色体;细胞①②③分别含
4、2、2个染色体组;cd期细胞内每条染色体上有2个DNA分
子,说明有染色单体的存在,若图2代表减数分裂过程,则cd段
包含减数第二次分裂前期和中期,该阶段无同源染色体,含1个
染色体组,A错误;细胞②处于减数第一次分裂后期,细胞④处
于减数第二次分裂后期,若细胞④产生的配子为Ab,则细胞④
基因为AAbb,题干已知初始细胞基因型为AaBb,基因复制后为
AAaaBBbb,因此细胞②产生的子细胞基因型可表示为AAbb(细
胞④)和aaBB,B正确;该动物的细胞分裂过程,应当是先发生
性原细胞的有丝分裂,之后进行减数分裂,因此其先后顺序为
③→①→②→④,C错误;基因A与a是等位基因,其分离发生
在减数第一次分裂后期,即发生在细胞②所示阶段,处于图2的
cd段,D错误。故选B。
6. C 由于染色体经过复制,基因也随之加倍,使每个四分体上的
等位基因含有4个,即2个A和2个a或2个B和2个b,则能
观察到2个四分体中分别有4个黄色、4个绿色荧光点,A、B错
误;有丝分裂形成的两个子细胞所含的遗传信息完全相同,所
以遗传信息C1与C2相同;减数第一次分裂,由于非同源染色体
的自由组合,所形成的两个次级精母细胞的遗传信息不同,所
以遗传信息S1与S2不同,C正确;有丝分裂形成的两个子细胞
的核DNA数目相同,减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞
的(核)DNA数目也相同,即C1 与C2 相同,S1 与S2 也相同,D
错误。故选C。
7. D 分析题意可知,该图是某植物细胞减数分裂中的染色体示
意图,从图中看出,该细胞含有4条染色体,2对同源染色体,基
因型为MmNn,测交后代中绝大多数个体为mmNn、Mmnn,极少
数为MmNn、mmnn,可知MmNn产生的配子大部分是mN、Mn,
即m和N、M和n在同一条染色体上,少部分是MN、mn,即发生
了染色体的互换,由题意可知染色体上的编号1是基因M的位
置,则其同源染色体相同位置编号16(13)是m的位置,在同一
染色体上6(3)上是n的位置,N在同源染色体相同位置编号
15(18)的位置。故选D。
8.(1)精原细胞或次级精母细胞 2 Ⅲ、Ⅳ
(2)如图所示
(3)M 因为抑制了Numb蛋白的表达,使得实验组中G2期的
细胞比例明显高于对照组,而M期细胞比例明显低于对照组
解析:(1)由分析可知:Ⅰ细胞中没有染色单体,染色体数核
DNA数= 11,且染色体数目与体细胞相同,应该处于减数分
裂Ⅱ后期、末期或减数分裂前的间期(G1期),故细胞名称可能
为精原细胞或次级精母细胞;细胞Ⅱ处于减数分裂Ⅰ,故细胞
中有2个染色体组;由分析可知,一定不存在同源染色体的细胞
为处于减数分裂Ⅱ时期的细胞及子细胞,对应图中的Ⅲ、Ⅳ。
(2)减数分裂过程中,染色体数与核DNA数的比值为11或
12,所以y1和y2依次为1 / 2、1,染色体数与核DNA数之比的
变化曲线图见答案。
(3)根据题干中所给出的实验过程及图3结果分析可知:抑制
Numb蛋白的表达,使得实验组中G2期的细胞比例明显高于对
照组,而M期细胞比例明显低于对照组,由此推测Numb蛋白
的作用是推动细胞分裂从G2期进入M期。
微专题四 减数分裂与可遗传变异的关系
对点落实
1. C ①细胞中有四条染色体,为两对同源染色体,在减数第一次
分裂前期两对同源染色体联会,A正确;②细胞减数分裂时三条
同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极,最终
产生的配子为1 / 12AR、1 / 12Ar、1 / 12aar、1 / 12aaR、1 / 6AaR、
1 / 6Aar、1 / 6ar、1 / 6aR,其中正常配子为1 / 12AR、1 / 12Ar、1 / 6ar、
1 / 6aR,刚好占一半,B正确;③细胞减数第一次分裂后期非同
源染色体自由组合,最终产生4个配子,2种基因型,为AR、AR、
ar、ar或Ar、Ar、aR、aR,C错误;①发生了染色体结构变异中的
易位,②发生了染色体数目变异,理论上通过观察染色体的结
构和细胞中的染色体数目就可以观察到,D正确。
2. A 由于产生甲细胞的个体基因型为AAXBXb,且甲细胞处于减
数分裂Ⅱ中期,所以甲细胞是次级卵母细胞或极体;由于产生
乙细胞的个体基因型为AaXBY,且乙细胞处于减数分裂Ⅰ前
期,所以乙细胞表示初级精母细胞,A错误;由于产生甲细胞的
个体基因型为AAXBXb,甲细胞中的基因a是基因突变产生的,
所以与甲细胞同时产生的另一细胞的基因型可能是AAXbXb,
B
—145—
正确;由于产生乙细胞的个体基因型为AaXBY,所以产生乙细
胞的过程中发生了互换,分裂结束后能产生4种基因型的精细
胞,C正确;甲、乙细胞中所发生的变异是基因突变和基因重组,
没有发生染色体变异,所以在普通光学显微镜下,观察不到甲、
乙细胞中所发生的变异,D正确。
第3讲 细胞的分化、衰老和死亡
考点一 细胞的分化与细胞的全能性
必备知识·夯实基础
知识巩固
1.形态、结构和生理功能 形态 结构 功能 不可逆性
专门化
2.有机体 其他各种细胞 全套 细胞核 离体
3.(1)分裂和分化 早期胚胎 各种 特定功能
思维辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
延伸探究
1.已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传
物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)。
2.因为干细胞具有分裂、分化的能力,可培养出组织或器官。
3.因为都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的
剖析难点·考点突破
精准命题
例1:B ①(有丝分裂过程)中可发生的变异类型有基因突
变、染色体变异,不会发生基因重组,A错误;由图示可知,在调控
过程中,成纤维细胞经处理,变成了干细胞,最终又被定向诱导成
神经细胞,实现了可逆,B正确;③过程为细胞分化过程,遗传物质
并未发生改变,C错误;成纤维细胞与神经细胞有相同的蛋白质,
如呼吸酶等,D错误。
变式训练1:D 人体各器官所表达的基因种类有所不同,而
不是完全不同,如人体所有器官都表达呼吸酶基因,A错误;由同
一个受精卵发育而来的各个细胞含有相同的基因,但表达的基因
不同,人体所有体细胞中遗传物质的相对含量相同,B、C错误;不
同种类细胞表达的基因数目不同,使细胞趋于专门化,这与不同
种类细胞具有不同的功能相适应,D正确。
例2:B 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体
所必需的全套基因,而配子也具有这样的全套基因,同样具有全
能性,A错误;植物体内细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特
定时间和空间条件下选择性表达的结果,C错误;种子的胚是植物
的幼体,种子发育成植株是个体正常发育的过程,不能反映全能
性,D错误。
变式训练2:C 自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出
“胰岛样”细胞,故骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成一样,
但不同细胞选择表达的基因不同,因此这两种细胞中的基因表达
产物不完全相同,A错误;骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞,说
明胰腺组织的环境造成骨髓干细胞基因选择性表达,没有体现出
全能性,B错误;自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛
样”细胞,一般而言,细胞分化过程在生物体内是不可逆的,故将
“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓,不会恢复成骨髓干细胞,D
错误。
考点二 细胞的衰老和死亡
必备知识·夯实基础
知识巩固
1.(1)①水分 降低 色素 ②增大 收缩 (2)①带电
②DNA—蛋白质复合体 (3)单 多
2.(1)基因 程序性死亡 自然更新 稳定 (2)物理 化学
病理性刺激
思维辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)×
延伸探究
1.癌细胞能激活端粒酶的活性,合成出DNA序列后添加到染色体
的末端并与蛋白质结合,从而来稳定染色体的结构。
2.细胞自噬不是细胞的吞噬作用。细胞自噬通俗地说,就是细胞
吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能
退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自
噬;而细胞吞噬是生物体内的某些特定细胞识别异物并将其吞
入和消灭。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;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.细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的主要功
能是吞噬病菌等,所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅
保证了多细胞生物个体发育的正常进行,而且在维持生物体内
部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关
键的作用。
剖析难点·考点突破
精准命题
例1:B 细胞衰老是正常生命现象,正常的细胞衰老有利于
机体更好地实现自我更新,A正确;衰老的细胞水分减少导致细胞
萎缩变小,细胞核体积变大,染色质收缩,染色加深,B错误。
变式训练1:B 衰老的细胞中染色质固缩对基因的表达会有
影响,但不会导致基因不能表达,如控制衰老的基因,A错误;根据
题目信息,人在20岁左右时,体内DHEAS的含量达到最高峰,然
后逐渐衰减,到85岁时可能只有峰值的5%,说明使人体内DHE
AS含量稳定在较高水平,可能帮助人们更加健康长寿,B正确;细
胞的正常衰老对机体细胞的更新有利,C错误;衰老细胞中大多数
酶的活性会降低,但跟衰老有关的酶活性会升高,D错误。故
选B。
例2:A 细胞凋亡是正常的生命现象,秀丽新小杆线虫个体
发育过程中有细胞凋亡发生。秀丽新小杆线虫发育过程中某阶
段的体细胞有1 090个,而发育成熟后体细胞只有959个,体细胞
减少是细胞凋亡导致的,A正确;细胞衰老会导致细胞大小和形态
改变,但细胞数目不会减少,衰老细胞的清除是通过细胞凋亡实
现的,B错误;癌变的细胞会导致细胞具有无限增殖的能力,导致
细胞数目增多而非减少,C错误;细胞分裂会导致细胞数目增多而
非减少,D错误。
变式训练2:B 增殖和分化的细胞中都能合成多种mRNA,
因此存在多种mRNA不能说明细胞已经分化,B错误。
素养提升·强化思维
情境试题 规范作答
(1)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 (2)基因的选择性表达(或细胞分化) (3)用两种不
同颜色的荧光染料分别标记成体干细胞和胚胎干细胞的膜蛋白
质、将两者混合培养一段时间后,观察是否存在细胞膜上同时含
两种颜色标记膜蛋白的细胞
真题再现
1. B 蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的,A正确;根据题干信
息“细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定
的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原
体被释放,该过程属于细胞焦亡”,说明了蛋白酶L基因影响细
胞焦亡,所以如果敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡,B
错误;细胞焦亡后,病原体被释放,可以被体内的巨噬细胞吞噬
消化,C正确;细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B
淋巴细胞的增殖与分化,D正确。故选B。
2. D 细胞衰老和细胞凋亡都是细胞正常的生命活动,都受遗传
信息的调控,A正确;据题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验
组的Bcl - 2基因表达量下降,Bax基因表达量增加,细胞凋亡率
增加,由此可以得出,TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表
达来抑制细胞凋亡,B正确;siRNA干扰TRPM7基因实验组细
胞凋亡率高,Bcl - 2基因表达量降低,而Bcl - 2基因抑制细胞
凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bcl - 2基因的表达来抑制
细胞凋亡,C正确;由题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验
组,Bax基因表达量增加,Bcl - 2基因表达量减少,细胞凋亡率
增加,所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关
癌症,D错误。故选D。
3. D 根据题干信息“用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度
变薄”,说明边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质,A正确;根
据题干信息“物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根
边缘细胞的黏胶层加厚”,说明物质A可导致根边缘细胞合成
胞外物质增多,B正确;细胞通过自噬,分解部分细胞中的物质
和结构,获得维持生存所需的物质和能量,C正确;物质A
引起
—245—