2025届高中生物专题复习：专题四 细胞的生命历程及遗传的分子基础

高中生物专题复习 专题四 细胞的生命历程及遗传的分子基础 目 录 专题四 细胞的生命历程 2 一、知识提炼 2 1.细胞的生命历程 2 2.细胞增殖和受精作用过程中染色体和DNA变化曲线 3 二、考点突破 4 1.易错提醒 4 2.解题技巧 5 三、案例精析 6 专题五 遗传的分子基础 8 一、知识提炼 8 二、考点突破 9 1.易错提醒 9 2.解题技巧 10 三、典例精析 11 细胞的生命历程 一、知识提炼 1.细胞的生命历程 细胞的增值 无丝分裂 没有纺锤丝和染色体的变化 有丝分裂 过程 分裂间期：DNA复制、有关蛋白质合成 前期：染色体、纺锤体形成，核仁解体，核膜消失 中期：染色体形态、数目清晰，着丝粒排列在赤道板上 后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极 末期：染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现 意义 使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性 减数分裂 间期：染色体复制 减数分裂Ⅰ:同源染色体配对--联会；四分体中的非姐妹染色单体发生交换；同源染色体分离，分别移向细胞两极 减数分裂Ⅱ:每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极 细胞的分化 根本原因 基因的选择性表达 特点 普遍性、稳定性和不可逆性、遗传物质不变性 细胞的全能性 已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能 基础:含有本物种全套遗传信息 细胞的衰老 细胞核变大，染色质收缩，染色加深 细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢速率减慢 细胞内色素逐渐积累 膜的通透性改变，物质运输功能降低，酶的活性降低 细胞的凋亡 受基因控制的编程性死亡 细胞坏死:不受基因控制的被动死亡 2.细胞增殖和受精作用过程中染色体和DNA变化曲线 根据“间期DNA复制，染色体数不变，但DNA分子数加倍”可知，曲线A表示核DNA数目变化，曲线B表示染色体数目变化。 其中0~9表示减数分裂过程，10表示受精作用，10~15表示有丝分裂过程。3~4表示减数分裂I后期，同源染色体分离，之后DNA、染色体均减半；7~8表示减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致染色体数目暂时加倍；8~9表示减数分裂Ⅱ末期；12~13表示有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍；14~15表示有丝分裂末期。 二、考点突破 1.易错提醒 （1）未脱离植物体的细胞不能表现出全能性。植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞全能性受到抑制，不能发育成完整的新个体。 （2）同一个体不同类型细胞的RNA和蛋白质不完全相同。同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同，但由于选择性表达的基因不同，转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。 （3）赤道板是细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面，只表示一个位置，不是一种细胞结构，在显微镜下观察不到。 （4）同源染色体的认识误区：①同源染色体的大小不一定相同，如X、Y性染色体；②同源染色体不一定会形成四分体，如有丝分裂中不会形成四分体；③同源染色体不只是存在于进行减数分裂的细胞中，二倍体生物进行有丝分裂时，细胞内自始至终都存在同源染色体。 （5）自然界中雄配子的数量往往远大于雌配子的数量，一般无法得出两者的数量比。 （6）正常情况下，1个精原细胞经减数分裂得到4个、2种精子，1个卵原细胞经减数分裂得到1个、1种卵细胞。 （7）细胞分化过程中，遗传物质并没有发生改变，只是表达的基因不同，但并不意味着不同细胞所表达的基因均不同，如所有细胞都会表达细胞呼吸酶相关基因。 （8）细胞分化、衰老、死亡过程中遗传物质没有发生改变，但细胞癌变过程中遗传物质发生了改变。 2.解题技巧 “三看”法判断细胞的分裂图像： （①②③属Ⅰ） 三、案例精析 例（2024安徽高考真题） 在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是（ ） A.细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B.酶联受体是细胞膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 答案D 解析：由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于细胞膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输功能，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。 【链接】：细胞的生命历程是历年各地高考的必考点，考查内容不局限于教材基本概念和原理，往往结合社会（科技）热点或生活实例，考查学生提取、处理信息的能力，多以选择题进行考查。结合课程标准中“关注生活与健康”的要求，抗衰老、癌变等与人类健康息息相关的科技生活问题，成为高频考点和热点，有关这方面的科技进展应加以重视。此外，细胞增殖内容的考查，也多出现在选择题中，重点是对增殖过程中染色体、DNA行为、数目的变化以及突变、基因重组与遗传知识相结合的考查以及对图像辨析和曲线分析能力的考查。 遗传的分子基础 一、知识提炼 DNA复制、转录、翻译的比较 比较项目 D N A复制 转录 翻译 时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 能量 都需要，主要消耗ATP（腺苷三磷酸） 酶 解旋酶、DNA聚合酶 R N A聚合酶 合成酶 产物 2个双链DNA 1个单链RNA 肽链 产物去向 传递到2个子细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白 特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体 碱基配对 A—T,T—A,C—G,G—C A—U,T—A,C—G,G—C A—U,U—A,C—G,G—C 二、考点突破 1.易错提醒 （1）肺炎链球菌转化实验的实质是基因重组；艾弗里肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法将DNA和蛋白质等物质分开，单独地、直接地观察各自的作用。 （2）DNA分子中脱氧核糖一般与2个磷酸基团相连，每个DNA分子中含有2个游离的磷酸基团（环状DNA分子中不含游离的磷酸基团）。 （3）DNA单链中相邻碱基间通过“一脱氧核糖—磷酸一脱氧核糖—”相连。DNA双链中相邻碱基间通过氢键相连。 （4）有DNA的场所就会有复制、转录的发生，如线粒体和叶绿体中也会发生。 （5）DNA的复制发生在能进行分裂的细胞中,主要发生于分裂间期。转录和翻译发生于所有含DNA的细胞中,仅在细胞周期的分裂期不能进行转录。 （6）转录的产物不仅有mRNA分子，还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息。3种RNA分子都参 与翻译过程，但是作用不同。tRNA上有很多个碱基，并非只有3个，只是构成反密码子的是3个；tRNA双链区域也存在氢链。 （7）转录、翻译过程中的碱基配对方式：转录中DNA和RNA互补配对，因此碱基配对类型有T—A、A—U、G—C三种；翻译过程中是mRNA和tRNA互补配对，因此碱基配对类型有A—U、G—C两种。 （8）DNA发生甲基化，构成染色体组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰，都能够在不改变生物体基因碱基序列的情况下，发生可遗传变异。 （9）翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。 （10）原核细胞的转录和翻译同时同地进行；真核细胞的转录在细胞核，翻译在细胞质，先转录后翻译。 2.解题技巧 （1）DNA碱基的有关计算 在计算DNA中的碱基数时，要抓住DNA中碱基互补配对的特点，即A₁=T₂、T₁=A₂、C₁=G₂、G₁=C₂（1是指DNA的一条链，2是指另一条链）。 ①在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。 ②互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中,在互补链及整个DNA分子中 ③非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中，则在其互补链中,而在整个DNA分子中1。 （2）DNA分子复制的有关计算 假设将1个全部被标记的DNA分子（亲代）转移到含的培养基中培养n代，结果如下： ①DNA分子数 三、典例精析 例（2024湖南高考真题） 非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（ ） A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成 B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率 C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病 D.激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录 答案C 解析：由题干信息可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录。据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成，因此体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成，A正确。由题干信息可知，中间代谢产物UDPG通过F5膜转运蛋白进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确。由题干信息可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误。转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。 $$