新教材2024届高考生物二轮复习3课时2细胞分裂过程中的遗传变异细胞衰老的学说课件

这是一份新教材2024届高考生物二轮复习3课时2细胞分裂过程中的遗传变异细胞衰老的学说课件，共37页。PPT课件主要包含了3XXY成因，借助图形进行分析，情况二，曾经这样考，知识盘查，还会这样考，细胞衰老的原因，细胞自噬等内容，欢迎下载使用。
细胞分裂过程中的遗传变异分析
细胞衰老的两种学说及细胞自噬
焦点1　细胞分裂过程中的遗传变异分析
近几年高考此部分内容主要以选择题的形式考查，命题以综合考查细胞分裂过程中几种常见的变异类型为主。1.细胞分裂过程中变异类型的推断和实验探究
提醒　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。
[例1] (2022·全国乙卷，1)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期C.减数第一次分裂 D.减数第二次分裂解析　在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则A与a基因此时位于同一条染色体的姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是减数第二次分裂的后期，D正确。
借助图形进行分析(以雄性动物为例)
[练1] (2023·湖南长郡中学调研)某个精原细胞在减数分裂过程中一条染色体发生了如图所示的着丝粒横裂(正常为纵裂)。下列叙述正确的是(　　)
A.该过程可能发生在减数分裂 Ⅰ 或减数分裂 Ⅱ B.横裂结束后，异常染色体上可能存在等位基因C.横裂结束后，细胞中染色体数目出现了异常D.减数分裂结束后，每个细胞中都含有异常染色体
解析　减数分裂过程中着丝粒分裂只能发生在减数分裂 Ⅱ 后期，A错误；如果同源染色体发生了部分片段的互换或基因突变，那么横裂结束后，异常染色体上可能存在等位基因，B正确；横裂结束后，细胞中染色体数目并不会出现异常，C错误；该初级精母细胞减数分裂 Ⅰ 正常，一个次级精母细胞减数分裂 Ⅱ 不正常，最终可能有一半(即两个)细胞内含有异常染色体，D错误。
2.染色体异常个体的成因分析(1)XXX成因
[例2] (2023·湖南卷，9)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
解析　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染色体片段交换，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；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期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；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；若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，也可能导致该男孩出现XAY的基因型，D不符合题意。
[练2] (2023·河北唐山调研)一对表型正常的夫妇，生下一个红绿色盲和白化病两病兼患的儿子(图中b是红绿色盲致病基因，a是白化病致病基因)。若不考虑基因突变，该夫妇体内不可能存在的细胞是(　　)
解析　由夫妇表型正常，但其儿子红绿色盲和白化病两病兼患(aaXbY)可推知，该夫妇的基因型为AaXBY、AaXBXb。
3.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：
[例3] (2022·山东卷，8)减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞；减数分裂 Ⅱ 时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂 Ⅰ 时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生互换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上，不考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为(　　)A.6；9 B.6；12 C.4；7 D.5；9
解析　基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂 Ⅰ 时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生互换。(1)若A、a所在的染色体片段发生互换，则A、a位于姐妹染色单体上，①异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数第二次分裂，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为Aa和不含A、a的精子；②异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为Aa，经减数第二次分裂，可形成基因型为A或a的精子；(2)若A、a所在的染色体片段未发生互换，③异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数第二次分裂，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为AA、aa和不含A、a的精子；④异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为AA或aa，经减数第二次分裂，可形成基因型为A或a的精子；综上所述，精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A、a，共6种，与基因组成为A或a的卵细胞结合，受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9种。
图文转化法分析此过程情况一：
据分析可得，精子的基因组成种类最多为6种，受精卵的基因组成种类最多为9种。　　
4.细胞分裂中标记染色体去向的分析方法
(1)若两次都是有丝分裂(注： 表示被3H标记的DNA链； 表示没有被3H标记的DNA链)
(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ 和减数分裂Ⅱ
[例4] (2023·广东肇庆联考)将两条单链均被32P标记的基因A导入不含32P标记的某动物精原细胞中，且基因A的插入位置如图所示。将该精原细胞置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑同源染色体的非姐妹染色体间的互换和染色体变异，则下列叙述错误的是(　　)
A.可能出现2个子细胞中含32P，2个不含32P的情况B.可能出现3个子细胞中含32P，1个不含32P的情况C.若4个子细胞中均含32P，则该精原细胞一定进行了减数分裂D.若3个子细胞中含32P，则该精原细胞一定进行了有丝分裂
解析　DNA进行半保留复制，若该精原细胞进行两次连续的有丝分裂，第一次分裂产生的子细胞中1号、2号染色体所含有DNA均为一条链被标记，进行第二次分裂时，中期时一条染色体中一个DNA被标记，一个DNA未被标记，着丝粒分开后，姐妹染色单体分开，随即移向细胞两极，产生的四个子细胞中可能有2、3、4个细胞带有32P。若该精原细胞进行减数分裂，DNA复制一次，若1号、2号染色体减数分裂 Ⅰ 时进入细胞的同一极，产生的四个子细胞中有2个细胞带有32P，若1号、2号染色体减数分裂 Ⅰ 时进入不同的子细胞，4个细胞均带有32P，A、B、D正确，C错误。
焦点2　细胞衰老的两种学说及细胞自噬
(2023·海南卷，4)根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞，可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质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，细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是(　　)A.根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质B.物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多C.根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量D.物质A引起的根边缘细胞凋亡，是该植物在胚发育时期基因表达的结果
解析　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”可推知，黏胶层中含有DNA和蛋白质，A正确；根据题干信息“将物质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”可推知，物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多，B正确；在营养缺乏条件下，细胞可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量，C正确；根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞，是高度分化的细胞(植物的胚发育已经完成)，故物质A引起的根边缘细胞凋亡，不是该植物在胚发育时期基因表达的结果，D错误。
1.(2023·江淮十校联考)研究表明雌性蜥蜴在繁殖期承受压力会缩短其后代的端粒，从而缩短后代的寿命。某科研机构为探究其机理，将生理状况相同的处于繁殖期雌性蜥蜴随机均分成两组，第一组做皮质酮(固醇类激素)处理，第二组不接受皮质酮处理，结果发现第一组后代的端粒比第二组短20%以上。下列相关描述错误的是(　　)A.可用PCR技术和凝胶电泳测量端粒DNA的长度B.端粒是指染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体C.繁殖期雌性蜥蜴受到捕食者攻击时体内可能会产生更多皮质酮D.实验表明繁殖期雌性蜥蜴端粒长度会受到皮质酮影响进而缩短后代寿命
解析　端粒含特殊序列的DNA，所以可用PCR扩增特定序列后，用凝胶电泳检测核酸序列的长度，A正确；端粒是指染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，B正确；繁殖期雌性蜥蜴经过皮质酮处理后后代端粒缩短，说明雌性蜥蜴在繁殖期承受压力后可能会产生更多皮质酮，进而缩短其后代的端粒，缩短后代寿命，而不是缩短雌性蜥蜴端粒长度，C正确，D错误。
2.(2023·沈阳二中模拟)超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内一类重要的抗氧化酶，能够特异性清除自由基 ，由2条或4条肽链组成，其活性中心含有铜、锌、锰、铁等金属离子中的一种或两种，可作为药用酶供患者使用。下列相关叙述错误的是(　　)A.金属离子的存在可能直接影响SOD的活性B.将SOD用作药用酶时，患者可以口服或注射C.自由基 攻击蛋白质后，会使蛋白质活性下降，导致细胞衰老D.通过胞吞方式进入细胞的药用SOD，能减缓细胞衰老
解析　据题意可知，超氧化物歧化酶(SOD)的活性中心含有金属离子，金属离子的存在可能直接影响SOD的活性，A正确；SOD属于蛋白质，故不能口服，只能注射，B错误； 攻击蛋白质后，会使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，因此使用SOD能减缓细胞衰老，且SOD属于蛋白质，可通过胞吞方式进入细胞，C、D正确。
3.(2023·成都七中诊断)细胞自噬是在一定条件下“吃掉”自身的结构和物质的过程，内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3－Ⅰ 蛋白被修饰形成LC3－Ⅱ 蛋白，LC3－Ⅱ 蛋白促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤线粒体的降解，将大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和高强度运动组，测量细胞中LC3－Ⅰ 蛋白和LC3－ Ⅱ 蛋白的相对含量，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)