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专题强化练13 细胞周期的调控与同步化
一、选择题(每题2分，共计14分)
1．(2025·广东二模)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)两个阶段，其中决定是否启动下一个阶段的关键节点被称为细胞周期检查点，如图所示。研究表明，细胞周期调控与细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)有关，cyclin与CDK结合形成CDK-cyclin复合物，Cdc25激活CDK-cyclin复合物，活化的CDK-cyclin又反过来激活Cdc25，最终促进细胞进入下一时期。下列叙述正确的是 (　　)
A.从G2/M期检查点开始，经M、G1、S、G2再回到G2/M期检查点为一个细胞周期
B.若某生物体细胞染色体数为2n，则G2期细胞核DNA数量为2n
C.CDK-cyclin复合物与Cdc25之间存在负反馈调节
D.抑制CDK的活性将使细胞周期停滞，该思路可用于研制抗癌药物
2．(重庆卷)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示。下列推测正确的是 (　　)
A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期
B.试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆
C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组的凋亡率应最低
D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
3．(2025·浙江杭州二模)某研究小组研究茶树油提取物松油烯-4-醇对小鼠肺癌细胞周期的影响，测定不同时期细胞的百分率，实验结果如表所示。下列叙述正确的是 (　　)
时期 对照组 0.01%处理组 0.05%处理组
G1 62.5 39.1 25.2
S 26.2 18.5 0.7
G2、M 11.3 42.4 74.1
注：G1表示DNA合成前期；S表示DNA合成期；G2表示分裂准备期；M表示分裂期。
A.肺癌细胞在分裂间期体积增大，有利于物质交换
B.M期时肺癌细胞在细胞中央位置会出现细胞板
C.据表分析，无法判断三组实验细胞周期的时间长短
D.据表可知，提取物能诱导细胞周期阻滞于S期
4．某植物细胞的细胞周期包括DNA合成前期(G1期，时长5小时)、DNA合成期(S期，时长7小时)、DNA合成后期(G2期，时长3小时)、分裂期(M期，时长7小时)四个连续的时期。TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中抑制DNA合成，用于诱导细胞周期同步化，洗脱TdR后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化，进行了以下操作：①在含高浓度TdR培养基中培养至少7小时，洗脱TdR；②在含高浓度TdR培养基中培养至少15小时，洗脱TdR；③在普通培养基中培养7～15小时；④在普通培养基中培养至少15小时。下列操作顺序能实现实验目的的是 (　　)
A.①④① B．②③②
C.③②③ D．④①④
5．(2025·全国一模)一个完整的细胞周期发生的先后顺序是G1期、S期、G2期、前期、中期、后期、末期，其中G1期、S期、G2期属于间期。cyclin B是一种细胞周期蛋白，在细胞周期的调控中发挥着关键作用，该蛋白水平在细胞周期进程中会发生周期性变化。下图为cyclin B在一个细胞周期中合成、降解的示意图。下列相关推测不合理的是 (　　)
A.cyclin B在间期开始合成
B.泛素化的MPF能被蛋白酶体降解
C.MPF含量的变化存在负反馈调节
D.分裂前期时，APC被磷酸化激活
6．(2025·黑龙江哈尔滨一模)(不定项)细胞周期可分为分裂间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)，细胞周期的进行受不同周期蛋白的影响，其中周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期，已知胸苷(TdR)双阻断法可以使细胞周期同步化，TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制，而其他时期的细胞不受影响，且去掉TdR细胞控制作用会消除，下图甲是某动物细胞(染色体数为2n＝12)的细胞周期及时长示意图，图乙是测定的该动物体内细胞①～⑤中染色体数与核DNA分子数的关系图。下列叙述错误的是 (　　)
A.激活的CDK1可能参与DNA聚合酶、解旋酶合成的调控
B.图乙中细胞内没有同源染色体的时期只有①②
C.加入TdR约15 h后，所有细胞均停留在G1/S交界处
D.第二次加入TdR之前，需将细胞在无TdR的环境中培养，时间需要大于7 h小于15 h
7．(2025·宁夏银川一模)(不定项)如图表示细胞周期中的部分检验点，其中E2F是一种转录因子，Rb是一种能控制细胞分裂开关作用的蛋白质。当Rb和E2F结合时，E2F不能发挥作用，下列相关说法正确的是 (　　)
A.S期细胞中染色体数目和核DNA含量与G1期相同
B.若检测低温处理的细胞是否发挥作用，可检测检验点4
C.检验点5可检测染色体的着丝粒与纺锤丝是否正确连接
D.若Rb基因发生突变，可引发细胞增殖失控
二、非选择题(16分)
8．(16分)(2025·北京海淀二模)细胞周期是靠细胞内部精确的调控实现的，研究细胞周期的调控机制对防治癌症有重要意义。
(1)连续分裂的细胞，____________________________________，为一个细胞周期。
(2)细胞周期调控的经典模型如图甲所示，有丝分裂原是一类能刺激细胞启动有丝分裂的信号分子，可影响一系列下游蛋白质的活性。
①当Rb的活性低于某一临界值时，由于CDK2对Rb活性存在________________调节，即使有丝分裂原消失，Rb活性也会持续下降，细胞正常完成细胞周期；当Rb的活性高于临界值时，若有丝分裂原消失，细胞会退出细胞周期。“R点”是Rb活性等于临界值的关键调控点，该调控过程应发生在DNA复制之前。
②研究者用CDK4抑制剂处理人类宫颈癌细胞(模拟有丝分裂原消失)，一段时间后检测退出细胞周期的宫颈癌细胞中的DNA数目，发现部分细胞中DNA数目________(填“<”“＝”或“>”)46条，说明这些细胞在R点后才退出细胞周期，不符合经典模型。
(3)为探究上述细胞退出细胞周期的机制，研究者利用已通过R点的宫颈癌细胞进行图乙所示实验。已知CNA蛋白有助于CDK2活性的维持。据(2)和图乙结果推测，有丝分裂原消失，________，CDK2________，部分细胞在R点后退出细胞周期。
(4)结合上述研究成果，提出一条治疗癌症的思路：
________________________________________________________________________。专题强化练13 细胞周期的调控与同步化
一、选择题(每题2分，共计14分)
1．(2025·广东二模)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)两个阶段，其中决定是否启动下一个阶段的关键节点被称为细胞周期检查点，如图所示。研究表明，细胞周期调控与细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)有关，cyclin与CDK结合形成CDK-cyclin复合物，Cdc25激活CDK-cyclin复合物，活化的CDK-cyclin又反过来激活Cdc25，最终促进细胞进入下一时期。下列叙述正确的是 (　　)
A.从G2/M期检查点开始，经M、G1、S、G2再回到G2/M期检查点为一个细胞周期
B.若某生物体细胞染色体数为2n，则G2期细胞核DNA数量为2n
C.CDK-cyclin复合物与Cdc25之间存在负反馈调节
D.抑制CDK的活性将使细胞周期停滞，该思路可用于研制抗癌药物
解析：细胞周期是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。所以G1→S→G2→M才是一个细胞周期，A错误。经过S期DNA的复制，G2期的细胞中细胞核DNA数量已经加倍，若某生物体细胞染色体数为2n，则G2期细胞核DNA数量应为4n，B错误。由题干可知，Cdc25激活CDK-cyclin复合物，活化的CDK-cyclin又反过来激活Cdc25，这是正反馈调节，而不是负反馈调节，C错误。因为CDK在细胞周期调控中起着关键作用，抑制CDK的活性会使细胞周期停滞，而癌细胞具有无限增殖的特点，需要不断进行细胞分裂，所以抑制CDK活性可使癌细胞的细胞周期停滞，从而抑制癌细胞增殖，该思路可用于研制抗癌药物，D正确。
答案：D
2．(重庆卷)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示。下列推测正确的是 (　　)
A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期
B.试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆
C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组的凋亡率应最低
D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
解析：Ⅰ组为对照组，Ⅱ、Ⅲ组为实验组，由表格所给数据可以直接看出，用试剂K处理后，处于G1期的细胞数目减少，说明试剂K不能将细胞阻滞在G1期，A错误。比较Ⅰ、Ⅱ组数据可知，试剂K可将细胞阻滞在S期；由Ⅲ组数据可以看出，去除试剂K后，处于S期的细胞可进入G2期和M期，导致处于G2期和M期的细胞数目增多。进而推出试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的，B错误。与Ⅰ组相比，Ⅲ组处于G2＋M期的细胞数目多，细胞凋亡率也高，进而推出药物甲主要作用于G2＋M期；Ⅱ组处于G2＋M期的细胞数目最少，凋亡率应最低。C正确。浆细胞属于高度分化的细胞，不能再分裂，无细胞周期，而造血干细胞可以连续分裂，具有细胞周期。故药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞，D错误。
答案：C
3．(2025·浙江杭州二模)某研究小组研究茶树油提取物松油烯-4-醇对小鼠肺癌细胞周期的影响，测定不同时期细胞的百分率，实验结果如表所示。下列叙述正确的是 (　　)
时期 对照组 0.01%处理组 0.05%处理组
G1 62.5 39.1 25.2
S 26.2 18.5 0.7
G2、M 11.3 42.4 74.1
注：G1表示DNA合成前期；S表示DNA合成期；G2表示分裂准备期；M表示分裂期。
A.肺癌细胞在分裂间期体积增大，有利于物质交换
B.M期时肺癌细胞在细胞中央位置会出现细胞板
C.据表分析，无法判断三组实验细胞周期的时间长短
D.据表可知，提取物能诱导细胞周期阻滞于S期
解析：细胞体积增大，相对表面积减小，物质交换效率降低，不利于物质交换，所以肺癌细胞在分裂间期体积增大不利于物质交换，A错误；动物细胞有丝分裂过程中不会出现细胞板，细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的结构，B错误；表中仅给出了不同时期细胞的百分率，没有关于细胞周期具体时长的信息，所以无法判断三组实验细胞周期的时间长短，C正确；从表中数据看，随着提取物浓度增加，G2、M期细胞百分率增加，S期细胞百分率减少，说明提取物能诱导细胞周期阻滞于G2、M期，而不是S期，D错误。
答案：C
4．某植物细胞的细胞周期包括DNA合成前期(G1期，时长5小时)、DNA合成期(S期，时长7小时)、DNA合成后期(G2期，时长3小时)、分裂期(M期，时长7小时)四个连续的时期。TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中抑制DNA合成，用于诱导细胞周期同步化，洗脱TdR后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化，进行了以下操作：①在含高浓度TdR培养基中培养至少7小时，洗脱TdR；②在含高浓度TdR培养基中培养至少15小时，洗脱TdR；③在普通培养基中培养7～15小时；④在普通培养基中培养至少15小时。下列操作顺序能实现实验目的的是 (　　)
A.①④① B．②③②
C.③②③ D．④①④
解析：要实现细胞周期同步化，第一步是在含高浓度TdR培养基中培养至少15小时(G2＋M＋G1)，然后洗脱TdR；第二步是在普通培养基中培养至少7小时(S时期)，但不超过15小时(G2＋M＋G1)，防止有些细胞再次进入S期；第三步是在含高浓度TdR培养基中培养至少15小时，然后洗脱TdR。实验步骤②③②可以实现细胞周期同步化，B正确。
答案：B
5．(2025·全国一模)一个完整的细胞周期发生的先后顺序是G1期、S期、G2期、前期、中期、后期、末期，其中G1期、S期、G2期属于间期。cyclin B是一种细胞周期蛋白，在细胞周期的调控中发挥着关键作用，该蛋白水平在细胞周期进程中会发生周期性变化。下图为cyclin B在一个细胞周期中合成、降解的示意图。下列相关推测不合理的是 (　　)
A.cyclin B在间期开始合成
B.泛素化的MPF能被蛋白酶体降解
C.MPF含量的变化存在负反馈调节
D.分裂前期时，APC被磷酸化激活
解析：由题图可知，cyclin B在间期开始合成，A不符合题意；泛素化的MPF能在蛋白酶体的作用下被降解，B不符合题意；由题图可知，cyclin B在细胞周期进程中会发生周期性变化，可知MPF含量的变化存在负反馈调节，C不符合题意；由题图可知，APC在分裂中期被磷酸化激活，D符合题意。
答案：D
6．(2025·黑龙江哈尔滨一模)(不定项)细胞周期可分为分裂间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)，细胞周期的进行受不同周期蛋白的影响，其中周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期，已知胸苷(TdR)双阻断法可以使细胞周期同步化，TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制，而其他时期的细胞不受影响，且去掉TdR细胞控制作用会消除，下图甲是某动物细胞(染色体数为2n＝12)的细胞周期及时长示意图，图乙是测定的该动物体内细胞①～⑤中染色体数与核DNA分子数的关系图。下列叙述错误的是 (　　)
A.激活的CDK1可能参与DNA聚合酶、解旋酶合成的调控
B.图乙中细胞内没有同源染色体的时期只有①②
C.加入TdR约15 h后，所有细胞均停留在G1/S交界处
D.第二次加入TdR之前，需将细胞在无TdR的环境中培养，时间需要大于7 h小于15 h
解析：DNA聚合酶、解旋酶参与DNA复制，激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期，G2期已完成DNA复制，因此激活的CDK1不参与DNA聚合酶、解旋酶合成的调控，A错误。图乙中，根据染色体和核DNA数量可判断，①为精细胞或卵细胞或极体，②为次级精母(卵母)细胞或极体，处于减数分裂Ⅱ前期或中期，③为体细胞或减数分裂Ⅱ后期，④为减数分裂Ⅰ或有丝分裂前期中期，⑤为有丝分裂后期，因此图乙中细胞内没有同源染色体的时期有①②③，B错误。据题图可知，G1期、S期、G2期和M期分别为10 h、7 h、3.5 h、1.5 h。TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制，而其他时期的细胞不受影响。预计加入TdR约(G2＋M＋G1)的时间，即15 h后除了处于S期的细胞外其他细胞都停留在G1/S交界处，C错误。由于S期时间为7 h，G1＋G2＋M＝15 h，故第二次阻断后应该在第一次洗去TdR之后的7 h到15 h之间，若大于15 h，则部分细胞又进入到了S期，无法使所有细胞同步，D正确。
答案：ABC
7．(2025·宁夏银川一模)(不定项)如图表示细胞周期中的部分检验点，其中E2F是一种转录因子，Rb是一种能控制细胞分裂开关作用的蛋白质。当Rb和E2F结合时，E2F不能发挥作用，下列相关说法正确的是 (　　)
A.S期细胞中染色体数目和核DNA含量与G1期相同
B.若检测低温处理的细胞是否发挥作用，可检测检验点4
C.检验点5可检测染色体的着丝粒与纺锤丝是否正确连接
D.若Rb基因发生突变，可引发细胞增殖失控
解析：S期进行DNA复制和蛋白质合成，所以S期细胞中染色体数目与G1期相同，核DNA含量与G1期不同，A错误；低温主要通过抑制纺锤体的形成来影响细胞周期，若要检测低温处理的细胞是否发挥作用，即探究低温对纺锤体的影响，应检测检验点4，B正确；检测染色体的着丝粒与纺锤丝是否正确连接，应检测检验点4，C错误；依据题干信息，Rb是一种能控制细胞分裂开关作用的蛋白质，故若Rb基因发生突变，可引发细胞增殖失控，D正确。
答案：BD
二、非选择题(16分)
8．(16分)(2025·北京海淀二模)细胞周期是靠细胞内部精确的调控实现的，研究细胞周期的调控机制对防治癌症有重要意义。
(1)连续分裂的细胞，____________________________________，为一个细胞周期。
(2)细胞周期调控的经典模型如图甲所示，有丝分裂原是一类能刺激细胞启动有丝分裂的信号分子，可影响一系列下游蛋白质的活性。
①当Rb的活性低于某一临界值时，由于CDK2对Rb活性存在________________调节，即使有丝分裂原消失，Rb活性也会持续下降，细胞正常完成细胞周期；当Rb的活性高于临界值时，若有丝分裂原消失，细胞会退出细胞周期。“R点”是Rb活性等于临界值的关键调控点，该调控过程应发生在DNA复制之前。
②研究者用CDK4抑制剂处理人类宫颈癌细胞(模拟有丝分裂原消失)，一段时间后检测退出细胞周期的宫颈癌细胞中的DNA数目，发现部分细胞中DNA数目________(填“<”“＝”或“>”)46条，说明这些细胞在R点后才退出细胞周期，不符合经典模型。
(3)为探究上述细胞退出细胞周期的机制，研究者利用已通过R点的宫颈癌细胞进行图乙所示实验。已知CNA蛋白有助于CDK2活性的维持。据(2)和图乙结果推测，有丝分裂原消失，________，CDK2________，部分细胞在R点后退出细胞周期。
(4)结合上述研究成果，提出一条治疗癌症的思路：
________________________________________________________________________。
解析：(1)连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。(2)①当Rb活性低于临界值时，CDK2的作用使Rb活性进一步下降，由于存在反馈调节，即使有丝分裂原消失，该过程仍持续，Rb活性也会持续下降，细胞正常完成细胞周期。②正常人类体细胞DNA数目为46条(未复制时)。若细胞在“R点后”退出细胞周期，说明已通过R点(位于DNA复制前，即G1期)，可能进入S期完成DNA复制(DNA数目加倍至92条)，或处于G2期 /分裂期(DNA数目仍为92条)，因此这些细胞的DNA数目>46条。(3)由图乙分析可知，当添加CDK4抑制剂，未添加CNA激活剂时，退出细胞周期的细胞相对比例较高，其他三种情况：CDK4抑制剂和CNA激活剂均未添加、CDK4抑制剂和CNA激活剂均添加、只添加CNA激活剂，结果都是退出细胞周期的细胞比例较低。已知CNA蛋白有助于CDK2活性的维持。根据图乙结果，结合之前的分析可知，有丝分裂原消失，CDK4活性降低，导致Rb活性升高；Rb活性升高抑制CDK2活性；CDK2活性降低，减弱对Rb活性的抑制，导致Rb活性超过临界值，部分细胞在R点后退出细胞周期。(4)针对上述机制，可开发抑制CNA蛋白功能(如阻断其与CDK2的结合)的药物，或直接抑制CDK2活性，使癌细胞无法维持细胞周期进程，被迫退出分裂，从而阻止其无限增殖。
答案：(1)从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止　(2)①反馈　②＞　(3)Rb活性升高　活性下降　(4)开发抑制CNA蛋白功能的药物，使癌细胞在R点后退出细胞周期，抑制癌细胞增殖

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