专题3 第2板块 重难点1 细胞周期调控机制与同步化(Word教参)-【精讲精练】2025年高考生物学二轮专题辅导与训练（多选版）

重难点1　细胞周期调控机制与同步化 1．(2023·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(　　) 注：G1：DNA合成前期；S：DNA合成期；G2：分裂准备期；M期：分裂期 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　与Ⅰ组相比，Ⅱ组添加了试剂K，由表格数据可以看出Ⅱ组的细胞主要停滞在S期，A错误；对比第Ⅱ组和第Ⅲ组可以得出试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的，B错误；药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组处于G2＋M期细胞数最少，所以Ⅱ组的凋亡率应最低，C正确；浆细胞为高度分化的细胞不再进行细胞分裂，所以药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞，D错误。 答案　C 2．(2022·浙江卷)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK­cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK­cyclin复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异 B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK­cyclin复合体调控 C．抑制某种CDK­cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段 D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK­cyclin复合体会同步发生周期性变化 解析　同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同，A正确；根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK­cyclin复合体调控”，可知细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK­cyclin复合体调控，B正确；由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK­cyclin复合体调控。因此抑制某种CDK­cyclin复合体的活性可使对应阶段的转换受抑制，从而使细胞周期停滞在特定阶段，C正确；由于一个细胞周期中，不同阶段的变化不是同步的，因此调控不同阶段的CDK­cyclin复合体不会同步发生周期性变化，D错误。 答案　D 1．细胞周期调控 (1)细胞周期蛋白与细胞周期蛋白依赖性激酶 细胞周期进程是由一系列蛋白质驱动的，其核心成分包含两种组分：细胞周期蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)。 细胞周期蛋白自身没有酶活性，其浓度在细胞周期中呈周期性升降。细胞周期的不同时期中存在不同的细胞周期蛋白，结合与之匹配的细胞周期蛋白依赖性激酶，并激活其活性，从而启动细胞周期不同事件的发生。 (2)细胞周期检验点监控细胞周期的正常运行 细胞周期中的检验点是作用于细胞周期转换时序的调控信号通路。 细胞周期中的检验点有两个重要作用，一是保证一个细胞周期事件在前一个事件没有完成前不能开始，二是使细胞周期的起始依赖于细胞周围的环境条件，如果细胞内外条件不利，控制系统可以在G1期、G2期和M期检验点暂停，如下图所示： 细胞周期检查点可以划分为3大类 ①DNA损伤检验点： 包括：G1期检查点、G1/S期检查点、G2期检查点； ②DNA复制检验点； ③纺锤体组装检查点检验点。 2．细胞周期同步化的三种方法 根据细胞周期调控的原理，利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。 (1)DNA合成阻断法：DNA合成双阻断法是用DNA合成抑制剂TdR可逆地抑制DNA的合成(S期)，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群实现同步化分裂，如图所示： A．处于对数生长期的细胞。B.第一次加入TdR，所有处于S期的细胞立即被抑制，其他细胞运行到G1/S期交界处被抑制，培养时间a(a>G2＋M＋G1)。C.将TdR洗脱，解除抑制，被抑制的细胞沿细胞周期运行，培养时间b(S<b<G2＋M＋G1)，即保证所有细胞离开S期而又不会重新进入S期。D.在解除抑制的细胞到达G1期终点前，第二次加入TdR并继续培养，所有的细胞被抑制在G1/S期交界处。 (2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。 (3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。 1．(细胞周期调控)(2024·重庆模拟)科学家研究发现，裂殖酵母的细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，它受多种细胞周期蛋白(cyclin)和周期蛋白依赖性激酶(CDK)的共同调节，成熟促进因子(MPF，一种能使多种蛋白质磷酸化的CDK­cyclin复合物)能触发相关过程的转变。细胞从分裂间期进入分裂期依赖于关键激酶CDK1的调控，该酶驱动细胞分裂的过程转化伴随着磷酸化和去磷酸化的发生，其被磷酸化后活性受到抑制。如图为裂殖酵母的细胞周期调控过程示意图，下列说法错误的是(　　) A．由图可知，细胞周期调控的关键时期是有丝分裂的分裂期 B．G2期CDK1磷酸化水平高，去磷酸化后才能使细胞进入M期 C．若抑制M期M­cyclin的降解，可能会延长细胞周期 D．可通过调节CDK1的活性，使细胞暂时停留在相应的阶段 解析　由题干信息可知，成熟促进因子(MPF)能触发细胞周期中相关过程的转变，而由题图可知，MPF在分裂间期合成，故细胞周期调控的关键时期是分裂间期，A错误；由题图可知，MPF能启动有丝分裂，而G2期形成的MPF并未立刻启动有丝分裂，结合题干信息推测是因为推动细胞进入分裂期的CDK1活性被抑制，即G2期CDK1磷酸化水平高，导致细胞不能进入分裂期，去磷酸化后CDK1活性恢复，细胞就能进入分裂期，B正确；由题图可知，M期M­cyclin降解，细胞从M期进入G1期，若抑制M期M­cyclin的降解，细胞可能会继续停留在M期从而使M期的时间延长，最终使细胞周期延长，C正确；由题图可知，cyclin与CDK1结合形成的MPF能触发酶促反应，促使细胞进入下一个时期，通过调节CDK1的活性，可以影响MPF的作用，使细胞周期暂停在相应的阶段，D正确。 答案　A 2．(细胞周期同步化)(2024·山西模拟)众多与细胞周期研究相关的实验对处于“基态”(G0～G1期)的细胞需求很大。研究人员配制了含不同浓度小牛血清的培养液，培养肝细胞研究细胞周期同步化，常规培养液的血清浓度为10.0%。统计细胞周期中各期细胞数的比例，结果如下表。细胞周期分为间期(G1、S、G2)和分裂期(M期)，S期为DNA复制期。已知培养过程细胞的活力不受影响。下列相关叙述错误的是(　　) 小牛血清浓度/% 细胞周期中各期细胞数/% G0～G1 S G2＋M 0.5 81.7 14.6 3.7 1.0 73.5 15.6 10.9 2.0 70.7 17.6 11.7 10.0 58.2 26.3 15.5 0 50.8 25.8 23.4 A.细胞在G1期合成的部分蛋白质可在S期用于组装染色质 B．缺乏血清可使染色体复制受阻，导致G2＋M期的细胞比例降低 C．采用血清饥饿法培养细胞可为体外培养大量“基态”细胞提供依据 D．去除血清培养细胞一段时间后再加入血清，不能使细胞同步至M期 解析　G1期的细胞中，会进行蛋白质的合成，为进入S期做准备，据此可推测，细胞在G1期合成的部分蛋白质可在S期用于组装染色质，A正确；结合表中数据可知，血清浓度降低，G0～G1细胞的数量增多，S期细胞数量减少，随之进入G2＋M期的细胞减少，即缺乏血清可使染色体复制受阻，导致G2＋M期的细胞比例降低，B正确；图中数据显示，随着血清浓度的增加，基态细胞所占比例减少，据此可推测采用血清饥饿法(降低血清浓度)培养细胞可为体外培养大量“基态”细胞提供依据，C正确；去除血清培养细胞一段时间后，细胞会同步在同一个时期，再加入血清能使细胞同步至M期，D错误。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$