【高考冲刺】2014年高考生物三轮复习专题五 遗传的细胞基础

第三单元　生命系统的遗传基础
考情分析预测
分析近三年课标地区高考真题，考查的侧重点是有关有丝分裂、减数分裂、细胞分化、衰老和癌变、遗传物质探索过程、分离定律和自由组合定律、伴性遗传、人类遗传病和突变、重组及染色体变异。本专题题型考查分离定律和自由组合定律主要是非选择题，难度较大，其他知识点基本上是选择题。预测今年非选择题考查分离定律和自由组合定律仍然是考查的重点。具体来说就是：
(1)有关细胞的生命历程考查的形式基本上是选择题，主要有丝分裂、减数分裂和细胞分化、衰老和癌变，而其中的有丝分裂、减数分裂和细胞分化出题较多。
(2)有关遗传、变异和进化部分除了分离定律和自由组合定律的考查以非选择题为主，其他知识点的考查基本上是选择题。要引起重视的是分离定律和自由组合定律、突变、重组及染色体变异。
在三轮复习时，需要着重关注以下两个方面：
(1)细胞的生命历程部分：选择题当中有丝分裂、减数分裂主要考查对图像的识别、各时期的特点以及它们的不同点和相同点等内容。细胞分化、衰老和癌变中，以细胞分化和衰老考查较多。
(2)遗传、变异和进化部分：遗传的基本定律、伴性遗传、人类遗传病、突变、重组及染色体变异是历年来考查的重点，并且考查的方向和内容比较稳定，常以非选择题的形式呈现，并且侧重于综合分析及实验内容，其中的遗传概率的计算、遗传方式的判断等都是有规可循的。
知识网络构建
专题五 遗传的细胞基础
考点一　有关有丝分裂与减数分裂的比较
1．有丝分裂与减数分裂的总体比较（物种为2n）
专题五 │ 要点热点探究
有丝分裂 减数分裂
发生分裂的细胞类型 体细胞 原始生殖细胞
复制与分裂次数 复制一次，细胞分裂一次 复制一次，细胞连续分裂二次
子细胞数目 2 1或4
子细胞类型 体细胞 生殖细胞
染色体数变化 2n－4n－2n 2n－n－2n－n
染色单体数变化 0－4n－0 0－4n－2n－0
DNA分子数变化 2c－4c－2c 2c－4c－2c－c
染色体行为 不联会、无四分体形成 联会后形成四分体
可能发生的变异 基因突变(频率极低)、染色体变异 基因突变、染色体变异和基因重组
2.有丝分裂与减数分裂核DNA数量和染色体数量变化曲线的比较
例1图3－5－1是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图所做的判断正确的是(　　)
图3-5-1
①以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序
②甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体
③乙细胞中含有4个染色体组
④丙细胞是次级精母细胞或极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同
A．②④　　B．②③　　C．①③　　D．①②
例2图3－5－2A、B是某动物同一器官内细胞分裂的部分时期示意图，图C表示该动物细胞分裂时核DNA数量变化曲线。请据图分析回答：
图3-5-2
(1)图A细胞所处的分裂时期是________，含有________个染色体组；图B细胞中的染色体中含有的脱氧核苷酸链数为________。
(2)图B细胞形成过程中发生的变异类型是______。该细胞中等位基因的分离发生于图C中的________段。
(3)若图B细胞完成分裂后的某一子细胞的基因组成为dA，则其他三个子细胞的基因组成分别为__________。
(4)图C所示各区段中，染色体数与核DNA数之比恒为1∶2的区段是________。
考点二　有关有丝分裂与减数分裂的图像的判定
图3－5－3
特别提示：以上介绍的比较方法都是针对二倍体生物的。如果没有限定是二倍体，就需要考虑四倍体生物的减数分裂了。例如图3－5－3就有可能是二倍体生物有丝分裂后期细胞和四倍体生物减Ⅱ后期细胞。
2．二倍体生物减数分裂和有丝分裂图像的鉴别方法“三看识别法”。
特别提示：图像判断中应注意的几点
(1)细胞分裂中有同源染色体的出现，也可能表示为减数分裂第二次分裂，如四倍体生物；
(2)细胞分裂中无同源染色体的出现，也可能表示为有丝分裂如单倍体生物；
(3)如果题干中有限制可确定为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现：“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体；若没有特殊说明，应考虑多倍体或单倍体生物细胞分裂图的可能。
例3图A和图B为处于相同分裂阶段的两种动物细胞，都含有两对同源染色体。关于它们的叙述中错误的一项是(　　)
A. 细胞A的同源染色体成对排列在细胞中央
B. 细胞A产生的子细胞染色体数目减半
C. 联会发生在细胞B，而不会发生在细胞A
D. 细胞B的染色体与亲代体细胞染色体数目相同
例4假设某动物精原细胞的2对等位基因(Aa、Bb)分别位于2对同源染色体上，该细胞通过减数分裂产生精子时，可表示减数第二次分裂后期图像的是(　　)
考点三　细胞分化与细胞全能性的区别
1.细胞分化、细胞全能性及相互比较
2.与细胞分裂比较，细胞分化所具有的特点
(1)分化的细胞来自于一个共同的细胞——受精卵。这一点与细胞分裂相类似，所不同的是细胞分化形成的子细胞在形态、结构和功能上发生差异，这是由基因的选择性表达造成的。
(2)在个体发育中，细胞分化是不可逆的，而且是稳定的(但在细胞培养条件下，细胞的分化又是可逆的，植物细胞培养的脱分化，就是实例)。
(3)分化细胞对于大多数生物种类来说，虽形态各异、功能不同，但仍保持全部基因组，这是分化细胞仍具有全能性的基础。
例5下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(　　)
A．玉米种子萌发长成新植株
B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
考点四　细胞分裂与遗传变异的联系
1．有关细胞分裂和遗传变异的关系
真核生物的遗传物质为DNA，在其细胞分裂时，首先要进行DNA的复制，有可能复制差错而导致基因突变。真核生物细胞中存在染色体，在其生长发育中，可能发生染色体变异。真核生物中有的进行有性生殖，在其减数分裂产生配子时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换、非同源染色体上的非等位基因会自由组合而导致基因重组。在基因工程中改造酵母菌、动物、植物，为人类遗传病治疗导入健康的外源基因等，也属于基因重组。
2. 细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的区别和联系：
例6图3－5－6是某XY型性别决定的二倍体生物体内的细胞分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。对图的分析错误的是(　　)
图3-5-6
A．如果图甲中的细胞来自于动物的同一器官，则最可能是来自于雄性动物的精巢
B．在图甲②所代表的细胞分裂的全过程中，通常会发生的可遗传变异是基因重组
C．图丙中②→①的变化，对应于图甲中形成①细胞的过程和图乙中的C→D段时期
D．若该动物的成熟生殖细胞中有XY，变异通常发生在图乙中的BC段所代表的时期
例7 下列有关细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是(　　)
A．细胞凋亡受基因控制；细胞癌变不受基因控制
B．细胞衰老，代谢减弱；细胞癌变，代谢增强
C．细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强
D．细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短
教师备用习题
备选理由：考查有关减数分裂和有丝分裂过程，与例1拓展使用。
1．在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是(　　)
A．①时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
B．③时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个
C．②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
D．图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常
参考答案
第三单元　生命系统的遗传基础
专题五 遗传的细胞基础
例1【解析】　C 此题考查减数分裂和有丝分裂过程，属于考纲识记层次。甲为减数第一次分裂后期，乙为有丝分裂后期，丙为减数第二次分裂后期，甲、乙、丙都可发生在生殖器官，先后顺序为乙→甲→丙；甲、乙含有同源染色体对数为2、4，丙不含同源染色体；乙细胞含有4个染色体组；甲为初级精母细胞，丙是次级精母细胞。
【点评】有丝分裂的特点：通过细胞分裂使每一个母细胞分裂成两个基本相同的子细胞，子细胞染色体数目、形状、大小一样，每一染色单体所含的遗传信息与母细胞基本相同，使子细胞从母细胞获得大致相同的遗传信息，使物种保持比较稳定的染色体组型和遗传的稳定性。减数分裂的特点：在精子形成过程中，第一次分裂染色体减半；第二次分裂两条姐妹染色体分离。细胞内减数第一次分裂结束不再存在同源染色体。在细胞第二次分裂过程中，染色体的行为和有丝分裂过程中染色体的行为非常相似，细胞内染色体的着丝点排列在赤道板位置后，接着进行分裂，于是两条姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极，与此同时，细胞分裂，结果生成了精子细胞。出现两种类型的精子，即精子里的染色体数分别为：22＋X和22＋Y。
例2【答案】 (1)有丝分裂后期　4　16　(2)基因突变　ef　
(3)dA、Da、da或者DA、da、da　(4)ef
【解析】 本题考查有丝分裂、减数分裂、变异等知识，属于考纲综合运用能力。(1)图A细胞所处的分裂时期是有丝分裂后期，含有4个染色体组。图B细胞中有8条染色单体，每条染色单体上含有2个脱氧核苷酸链，共含16个脱氧核苷酸链。(2) 一条染色体上含有的染色单体上基因一般是相同的，不同的原因可能是基因突变引起的。等位基因的分离发生在减数第一次分裂的后期，即图C中的ef段。(3)减数分裂产生的子细胞的基因型要么相同，要么完全相反，故一个子细胞的基因组成为dA，则其他三个子细胞的基因组成分别为dA、Da、da或者DA、da、da。(4)图C所示各区段中，染色体数与核DNA数之比恒为1∶2的区段是ef。
【点评】 减数分裂又是孟德尔遗传基本定律的理论基础。虽然在教材中有减数分裂和有丝分裂的图像，看似直观，但要真正掌握并非易事。下列方法，从三个递进的层面上分析总结，收到良好效果。
①“一查二引”：一查DNA含量和染色体条数，二引起两者数量变化的因素。
引起DNA变化的因素有两个，一是染色体复制时DNA含量增加一倍；二是细胞分裂时DNA含量减少一半。
引起染色体变化的因素也有两个，一是着丝点分裂时染色体数目增加一倍；二是细胞分裂时染色体数目减少一半。
②“图文并茂”：在复习该知识点时，按照书上的细胞分裂图理解并归纳，用文字做系统化的描述：
③“变化曲线”：DNA分子由于复制而加倍，在图像中用上升的斜线表示，由于细胞分裂而减少一半用下降的直线表示；反之依曲线变化也可以看出DNA分子的变化情况，有丝分裂中斜线上升一次是在间期即该时期进行复制；直线下降一次是在末期即该时期细胞分裂。染色体数目由于着丝点分裂而加倍用上升的直线表示，由于细胞分裂而减少一半用下降的直线表示；反之依曲线也可以看出染色体数目变化情况，直线上升一次是在后期即该时期着丝点分裂；直线下降一次是在末期即该时期细胞分裂，从而掌握有丝分裂的特点。
例3【解析】 C 考查细胞分裂图像辨别知识，属分析判断层次。图A对应减数第一次分裂中期，图B对应有丝分裂中期。C项错，联会应发生在细胞A，而不会发生在细胞B。
【点评】本题的关键是要读懂题看懂图。特别要清楚不同时期染色体和染色单体数目的变化，以及染色体的动态变化。有丝分裂各期的特点如下：
前期：核内的染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂以及纺锤体开始形成。
中期：中期是染色体排列到赤道板上，纺锤体完全形成时期。
后期：后期是各个染色体的两条染色单体分开，分别由赤道移向细胞两极的时期。
末期：为形成二子核和胞质分裂的时期。染色体解螺旋，核仁、核膜出现，纺锤体消失。
例4【解析】 B 考查减数分裂知识，属考纲分析判断层次。 减数第二次分裂后期是实现姐妹染色单体分离，且姐妹染色单体上的基因应是一样的，选项图中只有B项分向两极的基因是相同的。
【点评】 考查细胞分裂图像的比较中最常见的是3个中期和3个后期图像的分辨，具有一定的难度，需要对分裂过程很熟悉，关键是要抓住各个时期图像的本质特征。
(1)三个中期图的判断：
推证步骤：①染色体着丝点是否排列在细胞中央的赤道板上(直线上)，减Ⅰ中期(否)；②细胞中是否有同源染色体，有丝分裂中期(有)、减Ⅱ中期(无)。
(2)三个后期图的判断：
推证步骤：①染色体是否含有染色单体，减Ⅰ后期(有)；②同极染色体中是否具有同源染色体，有丝分裂后期(有)、减Ⅱ后期(无)。
例5【解析】 D 本题考查细胞的分化和细胞的全能性，考查考生对所学知识的理解和迁移能力。A选项中，玉米种子萌发长成新植株发生了细胞分化，但玉米种子的胚本身是一个新的个体，不能体现体细胞的全能性；B选项中，小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，发生了细胞分化，但没有形成新的个体，不能体现体细胞的全能性；C选项中，小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株既发生了细胞分化，也能体现细胞的全能性，但花粉是配子，与题干中“体细胞全能性”不符；D选项中，根韧皮部细胞是体细胞，经组织培养发育成新植株的过程既发生了细胞分化，也能体现体细胞的全能性。
【点评】 细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。它的特点是①高度分化的植物体细胞具有全能性，植物细胞在离体的情况下，在一定营养的物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性。 ②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。它可分为两类，即根据动物细胞全能性大小，可分为全能性细胞(如动物早期胚胎细胞)，多能性(如原肠胚细胞)、专能性(如造血干细胞)；根据植物细胞表达全能性大小排列是：受精卵、生殖细胞、体细胞；全能性的物质基础是细胞内含有本物种全套遗传物质。一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础，在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成一个完整植株，这就是所谓的植物细胞的全能性。这是植物组织培养的理论基础。已发生分化的细胞只有处于离体状态下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，诱导其产生愈伤组织、生芽，最终形成完整的植株。
例6【解析】 C 此题考查的是根据细胞分裂过程中染色体、DNA的变化，判断有丝分裂和减数分裂的相关知识，属于考纲理解层次。根据甲图中染色体的形态位置判断：①是有丝分裂中期细胞，②是减数第一次分裂后期图像，而且细胞分裂均等，所以是初级精母细胞，若与①来自于同一器官，最可能是来自于雄性动物的精巢。②代表的是减数分裂，在这种分裂过程中，通常会发生的可遗传变异是基因重组，包括非同源染色体上非等位基因重新组合，也包括同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换。图丙中a是DNA，b是姐妹染色单体，c是染色体数量的变化。②→①的变化是姐妹染色单体分离成为染色体的过程，对应于图甲中①时期之后一个时期和乙图中C→D段时期。若该动物的成熟生殖细胞中有XY，说明是减数第一次分裂时同源染色体没有分离，对应于乙图中的BC段所代表的时期。
例7 【解析】 B 此题考查细胞生命历程，属于考纲识记层次。细胞凋亡受基因控制；细胞癌变也受基因控制；细胞衰老，代谢减弱；细胞癌变，代谢增强；细胞坏死，膜为全透性；细胞癌变，细胞膜的糖蛋白减少，膜黏着性降低；细胞癌变，细胞周期缩短；细胞凋亡，是细胞正常死亡。
【点评】在个体发育过程中，大多数细胞能够正常地完成细胞分化。但有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成了不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。癌症起始于一个细胞突变，但是这个突变细胞的后代必须经过几次突变，才能形成癌细胞。癌变后细胞代谢速率会加快，分裂所需的物质供应速率会加快，因此细胞周期会变短。细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现， 是不可逆的生命过程。人体是由细胞组织起来的，组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，造成功能退行性下降而老化。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
教师备用习题
1．【解析】 C 此题考查的是减数分裂和有丝分裂过程，属于理解层次。①是有丝分裂后期，向每一极移动的四种荧光点各一个，③是减数第二次分裂后期，向每一极移动的是红、黄中的一个和蓝、绿中的一个，即AB、ab或Ab、aB；②时期的细胞中每条染色体上含2个染色单体，其基因组成为AAaaBBbb，因此四种荧光点各2个；精细胞的基因型为ABb，说明是减数第一次分裂过程中同源染色体没有分离所致。