2023届高考生物二轮复习微专题2细胞分裂与遗传变异的联系学案

微专题2　细胞分裂与遗传变异的联系

1.细胞分裂过程中异常细胞产生的原因

　①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(如易位等)。

②若发生互换使姐妹染色单体上带等位基因，则等位基因的分离在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期都能发生。

2.根据配子类型判断变异原因

假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或互换：

考向1　以细胞分裂图像为载体推断变异类型，考查科学思维能力

1.(2022·广东肇庆模拟)某哺乳动物的基因型为AABbEe，图甲是其一个精原细胞M减数分裂过程中某时期的示意图；图乙和图丙是其另一个精原细胞N减数分裂过程中某时期的示意图。已知除图示所涉及的变异之外无其他变异发生，下列有关说法正确的是(　　)

A.图甲基因a和图乙基因e的形成过程中均一定发生过相关基因结构的改变

B.精原细胞M最终产生的精细胞基因型有ABE、aBe、AbE、Abe四种

C.精原细胞N减数分裂过程中，非姐妹染色单体间互换导致基因B与基因b发生基因重组

D.图丙细胞产生的精子与正常卵细胞受精后，可能产生三倍体或单倍体子代

答案　A

解析　由上述分析可知图甲基因a由基因A突变而来，图乙基因e由基因E突变而来，而基因突变一定有基因结构的改变，A正确；精原细胞M减数分裂时，出现基因A突变为基因a，对于基因E/e而言，可能发生了互换，也可能发生了基因突变(基因E突变为基因e或基因e突变为基因E)；如果发生互换，则最终形成的精细胞基因型有ABE、aBe、AbE、Abe四种；如果是基因E突变为基因e，则最终形成的精细胞基因型有ABE、aBe、Abe三种；如果是基因e突变为基因E，则最终形成的精细胞基因型有ABE、aBe、AbE三种，B错误；结合图乙和图丙中的基因B/b可推知，精原细胞N减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生过互换。通过交换基因B和基因b所在的染色单体片段，基因B/b与基因A/a之间发生了重新组合，C错误；图丙细胞进行减数第二次分裂时，由于基因e所在的染色体移向了细胞的同一极，因而会形成多一条染色体和少一条染色体的两个异常精子。这两个精子分别与正常卵细胞受精后，可能产生三体或单体的子代，D错误。

2.(2022·厦门外国语学校质检)显微镜下观察某植物花粉母细胞(形成花粉的原始生殖细胞)的减数分裂，出现了下图所示的甲、乙、丙三种结构(为方便起见，只表示了染色体，未表示出染色单体)，下列有关叙述错误的是(　　)

A.甲可能处于减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体正在联会

B.乙、丙处于减数分裂Ⅰ的后期，同源染色体正在发生分离

C.图示细胞中产生了基因重组

D.丙产生配子中正常配子占

答案　C

解析　乙、丙正在进行同源染色体的分离，处于减数分裂Ⅰ的后期，B正确；分析题图可知，图示细胞发生了非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异，C错误；图丙中移向上面的两条染色体进入一个子细胞，产生的配子中正常配子占，D正确。

考向2　结合细胞分裂中的遗传变异问题，考查科学思维能力

3.(2021·重庆卷，8)人的一个卵原细胞在减数第一次分裂时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，最终形成染色体数目异常的卵细胞个数为(　　)

A.1  B.2 

C.3   D.4

答案　A

解析　一个卵原细胞进行减数分裂只产生一个卵细胞和三个极体，一个卵原细胞在减数第一次分裂时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，最终形成的一个卵细胞和三个极体的染色体数目均异常，A正确，B、C、D错误。

4.(2022·湖北卷，20改编)为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是(　　)

A.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常

B.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常

C.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常

D.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常

答案　D

解析　患儿含有来自母亲的A2、A3，如果发生互换，A2、A3所在的两条染色体可能是同源染色体，卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常，A正确；考虑同源染色体互换，也可能是同源染色体的非姐妹染色单体发生互换导致姐妹染色单体上同时含A2、A3基因，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常，B正确；不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常，C正确；不考虑同源染色体互换，患儿含有母亲2个不同的等位基因，不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常，D错误。

微专题3　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

1.细胞分化的机理和结果

2.细胞衰老的特征

3.细胞凋亡与细胞坏死的比较

　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。

4.细胞癌变的三个常考点

　①除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。

②除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均对生物体有积极意义。

③除细胞坏死外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关，即受基因控制。

④原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。

大多数细胞的生命周期要经历细胞分裂、分化、衰老、凋亡的过程，这些过程对于生物体进行正常生命活动及维持机体的稳态都有积极作用。判断下列关于细胞生命历程的叙述正确的有②⑤⑥。

①肺部细胞中原癌基因执行生理功能时，细胞生长和分裂失控。(2021·湖南卷，9C)

②清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老。(2021·河北卷，5B)

③高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖。(2020·江苏卷，4A)

④清除被病原体感染的细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。(2019·全国卷Ⅰ，1C)

⑤癌细胞中可能发生多个基因突变，细胞形态发生变化。(2018·全国卷Ⅱ，6B)

⑥哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。(2018·全国卷Ⅲ，2D)

⑦衰老细胞中各种酶的活性显著降低。(2017·江苏卷，18B)

考向1　围绕细胞自噬与凋亡考查生命观念

1.(2022·河北石家庄调研)研究表明：激活某种蛋白激酶(PKR)，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)

A.细胞凋亡不利于维持内环境的稳定

B.被病毒感染的细胞发生凋亡不受基因控制

C.抑制PKR的激活，有利于机体清除病毒

D.PKR激活剂可作为抗病毒药物加以研究

答案　D

解析　分析题意可知，细胞凋亡有利于维持内环境的稳态，A错误；细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，B错误；据题干“激活某种……发生凋亡”可知，细胞凋亡有利于维持内环境的稳定，抑制PKR的激活，不利于被病毒感染的细胞发生凋亡，从而不利于机体清除病毒，A、C错误；PKR激活剂能够激活PKR，从而诱导被病毒感染的细胞发生凋亡，推测PKR激活剂可作为抗病毒药物加以研究，D正确。

2.(2022·福州一中检测)泛素调节的蛋白质降解过程和细胞的自噬现象都是细胞自我调节的基本机制，其中，泛素可能作为一种普遍的识别信号参与了自噬过程，而自噬的诱导又能促进泛素化作用，从而增强对底物的降解，有的降解产物可被细胞再利用。如图为细胞内自噬过程的部分图解，下列有关叙述错误的是(　　)

A.泛素能与吞噬泡的自噬受体特异性结合

B.细胞内的泛素化作用与细胞自噬相互影响

C.当营养物质缺乏时，细胞自噬过程会减弱

D.溶酶体还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌

答案　C

解析　泛素可能作为一种普遍的识别信号参与了自噬过程，而自噬的诱导又能促进泛素化作用，说明细胞内的泛素化作用与细胞自噬相互影响，B正确；当营养物质缺乏时，细胞自噬过程会增强，以获得营养物质，C错误。

考向2　围绕细胞的生命历程考查科学思维能力

3.(2021·江苏卷，2)下列关于人体细胞生命历程的叙述正确的是(　　)

A.组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程

B.造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞

C.细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变

D.凋亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫

答案　A

解析　人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡，新组织细胞的形成需要经过细胞分裂、分化，A正确；造血干细胞是已分化的细胞，但仍能继续分化形成血细胞和淋巴细胞等，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不变，C错误；凋亡细胞被吞噬细胞清除属于非特异性免疫，D错误。

4.(2022·华师一附中调研)衰老是一个十分复杂的生命现象，受到多种因素(包括环境因素和自身因素)的影响，任一角度的阐述都难以使衰老发生的机理得到圆满解释。衰老的基因程序理论认为衰老是遗传上的程序性过程，受特定基因控制。下列生物学事实不可作为该理论证据的是(　　)

A.正常老年人的心血管组织中存在线粒体DNA片段丢失的现象，其丢失频率随年龄的增长而增加

B.染色体两端的端粒DNA序列在细胞每次分裂后会缩短一截，使细胞生命活动渐趋异常

C.儿童早老症是一种少见的遗传性疾病，患者在婴儿时期就发生机体功能退行性改变

D.蜂王的寿命是工蜂的18倍，它们的基因组相同，衰老与幼虫期是否喂食蜂王浆有关

答案　D

解析　由“衰老的基因程序理论认为衰老是遗传上的程序性过程，受特定基因控制”可知，衰老与遗传物质发生变化有关，A涉及“线粒体DNA的片段丢失”；B涉及“端粒DNA序列在细胞每次分裂后会缩短一截”；C涉及“遗传性疾病”，即遗传物质发生变化；由“蜂王的寿命是工蜂的18倍，它们的基因组相同，衰老与幼虫期是否喂食蜂王浆有关”可知，蜂王与工蜂的寿命差异主要与环境因素有关，D不可作为该理论的证据。