第三单元 微专题6 分子机制控制细胞周期-【金版教程】2026年高考生物一轮复习解决方案全书word（经典版 多选版）

学科网书城 团 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 微专题6 分子机制控制细胞周期 1.细胞周期调控蛋白 ⑤MPF的周期蛋白 ①周期蛋白的合成CDK:周 分解，而CDK成分 在S期后期开始. 期蛋白依 再循环利用 G,期完成 赖激酶 MPF:M期 ④在后期 促进因子 MPF的周 期蛋白开 ②周期蛋 始分解， 白与CDR 使M期结 细整CDK 蛋白结合 束，细胞 成MPF, 进人G期 MPF 当足够多 的MPF分 ③MPF使多种蛋白质磷酸化而启动 子积累， 有丝分裂，其活性在中期最高 细胞得以 通过G,细 胞检验点 细胞开始 有丝分裂 2.细胞周期检验点 G,检验点 检验DNA G,检验点： 是否损伤 又称有丝 生长因子 分裂检验 是否具备 点，检验 营养物质 DNA是否 是否充足 M检验点：纺锤体组 正确复制 装检验点，检验染色 体是否正确排列 3.细胞周期同步化 (Q)营养限制性培养，如：降低培养基血清含量。 (2)秋水仙素阻断法。 (3)DNA合成双阻断法的原理：利用TR可以抑制DNA合成，而不影响其他时期细胞的运 转，最终可将细胞群阻断在S期或G1S交界处，使细胞同步化。 DNA合成双阻断法的过程： 1 学科网书城面 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 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G1S期交界处被抑制。C将TdR洗脱，解除抑制，被抑制的细胞沿细胞周期运行。 D.在解除抑制的细胞到达G1期终点前，第二次加入TR并继续培养，所有的细胞被抑制在 G1/S期交界处。 [例1]细胞周期可分为间期和分裂期@M期)，间期又分为DNA合成前期(G1期)、DNA合成 期(S期)、DNA合成后期(G2期。如表所示为体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段所需时 间（单位：小时），若在细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，则() 细胞周期 G G2 M 合计 时长 10 > 3.5 1.5 22 AM期的全部细胞需要11.5小时才能达到G1期和S期的交界处 B.G2期的细胞数月将保持不变 C.至少22小时之后，所有的细胞才能都停留在G1期和S期的交界处 D.加入过量的DNA合成抑制剂之前，处于S期的细胞数目将是最多的 答案：A 解析：题中加入过量DNA合成抑制剂，抑制了S期的DNA复制，需要11.5小时M期(1.5 小时)十G1期(10小时)小M期全部细胞才能到达G1期和S期交界处，A正确：由于细胞的培 养液中加入过量的DNA合成抑制剂，所以细胞停止在S期之前，G2期细胞会逐渐减少，B 错误：由于G2期细胞到G1期和S期的交界处所爵时问最长，所以15小时后，大部分细胞 停留在G1期和S期的交界处，还有部分处于S期的细胞，C错误：由图表可以观察到，细 胞周期中G1期的时长是最长的，则处于G,期的细胞占细胞周期的比例最大，所以加入过量 的DNA合成抑制剂之前，处于G1期的细胞数量将是最多的，D错误。 [例2]细胞周期的调控关键在分裂间期。有2个起决定作用的控制点，从G,期进入S期和 从G2期进入M期。这2个转变过程都是由一 种称为成熟促进因子QMPF)的蛋白质复合体所触发的。组成PF的是两种蛋白：cdc2的激酶 和细胞周期蛋白(cyelin)。细胞周期蛋白有2种：S一cyclin和M一cyclin。其调控过程如图所 2 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXxk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 示，下列说法错误的是( MPF触发系列酵促反 应，导致有丝分裂 M一cyelin与ele2结合 M-cyelin解 形成MP 月 无活性 无活Eclr2 S一evelin与 S-eyelin所销 d2结合 形成MPF PF触发系列酵促反 应，导致DNA合成 A.M一cyclin与cdc2结合发挥作用导致细胞进入有丝分裂过程 B.细胞周期循环往复的过程中需要核糖体不断地合成细胞周期蛋白 C.cdc2可以反复起作用，所以细胞周期过程中不需要重新合成 D.受精卵分裂时PF转化的速度明显快于造血干细胞 答案：C 解析：据图分析，M一cyclin和cdc2结合成具活性的MPP会触发系列酶促反应，使细胞从 G2期进入M期，导致细胞进入有丝分裂过程，A正确；从图中可看出，细胞周期循环往复 的过程中需不断地合成细胞周期蛋白，蛋白质的合成需要核糖体的参与，B正确：cdc2可以 反复起作用，但是蛋白质需要不断地更新，所以细胞周期过程中需要重新合成，C错误；从 G1期进入S期和从G2期进入M期，这2个转变过程都是由MP℉的蛋白质复合体所触发的， 受精卵分裂速度快于造血干细胞，所以受精卵分裂时MPF转化的速度明显快于造血干细胞， D正确。 [例3](2020江苏高考改编)细胞周期可分为分裂间期和分裂期M期)，根据DNA合成情况， 分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系 列监控系统（检验点），对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只 有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题： 检验点5 检脸点4 险验点3 检验点1 检验点2 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是 (2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过 保持亲子代细胞之 间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否 (填序号：① 损伤和修复、②完成复制)：检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定细胞质 是否分裂的检验点是 (3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是 有些 癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞 同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、秋水仙素阻断法。前者可用药物特异性抑制 DNA合成，主要激活检验点 ,将癌细胞阻滞在S期：后者可用秋水仙碱抑制 的形成，主要激活检验点 答案：(1)染色体数不变，核DNA数加倍 (2)染色体正确复制和平均分配①②检验点5 (3)细胞无限增殖2纺锤体4 解析：(1)分裂间期分为G1期、S期和G2期，G1期为DNA合成前期（完成相关RNA和蛋白 质合成)，S期为DNA合成期（完成DNA复制），G2期为DNA合成后期，所以G2期与G1期 相比，染色体数不变，核DNA数加倍。 (2)检验点1、2和3分别分布在G1期结束处、S期和G2期结束处，其作用在于检验DNA分 子是否损伤、修复和完成复制。分离的染色体正确到达细胞两极发生在分裂期QM期)的后期， 所以决定细胞质是否分裂的检验点是检验点5。 (3)DNA合成发生在S期，药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点2，可将癌细胞阻滞 在S期：秋水仙碱作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，纺锤体的形成发生在分 裂期的前期，因此应主要激活检验点4。 [例4细胞周期受到一系列分子的精确调控，调控异常会引起细胞增殖异常，从而导致肿瘤 的发生。S蛋白与肿瘤的发生发展密切相关，为研究$蛋白对肿瘤细胞有丝分裂是否具有调 控作用，实验人员做了以下探索： (I)获得能表达融合蛋白(GFP-H2B)的人宫颈癌Hela)细胞： 染色体（质）的主要成分是 和蛋白质，HB是染色体中的一种蛋白；GFP是一种绿色 荧光蛋白（利用荧光显微镜可以观察活组胞中GFP发出的荧光）。 将含融合基因的 导入Hela细胞，使其能表达GFP一HB,用于连续观察活细胞中 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 从而判断细胞所处的时期，进而得出分裂各时期持续的时间。 (2)干扰癌细胞中S蛋白的表达： 将Hla一GFP一HB细胞接种在细胞培养板的2个孔中，实验组加入能与S基因mRNA互补 配对的sRNA,对照组应加入 :24 h后，检测S蛋白的含量，结果如图。实验结果表明： 对照组实验组 S蛋白 Tubulin 注：Tlim在各知胞中表达童移定 (3)Hela细胞的同步化处理： 将（②）中的两组细胞进行如下图所示的处理。 阳断1 解除 阻斯口 M G M G M G2 M Ga 图b 图e 图d 一：表示细胞分布的时期 G:DNA复制前期 S:DNA复制期G:DNA复解后期M:分裂期 阻断【：培养在含有过量的TdR(DNA复制抑制剂)的培养液中，培养时间不短于(G2十M+ G)的时间总和，使细胞停留在S期和GS期交界处： 解除：更换正常的新鲜培养液，培养的时间应控制在 范围之间： 阻断Ⅱ：处理与阻断I相同。 经过以上处理后，所有细胞都停留在细胞周期的某一时刻，请用“T”在图中标出，从而 实现细胞周期的同步化。 (4)活细胞成像，测定细胞分裂期的时间： 对上述同步化处理的两组细胞放入正常培养液中培养7，再用荧光显微镜对各组细胞的有丝 分裂期进程进行图像采集，5min采集一次图像，部分结果如下： 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 1b.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 核膜破裂 中期开始后期开始 B D 图中A细胞处于 期，D细胞发生的主要变化是 由图可知， 由此表明S蛋白的功能 是 (⑤)请你提出一个进一步研究的课题： 答案：(I)DNA表达载体染色体存在状态 (2)碱基数目相同但不能与S蛋白mRNA互补配对的RNA(或无关的RNA)实验组中的s基 因的表达干扰成功 (3)大于S,小于(G2+M+G) (4)前着丝粒分裂，姐妹染色单体分离从前期到中期持续时间实验组比对照组长对细胞 周期有调控作用，能明显缩短前期到中期的时间 (⑤)S蛋白调控细胞周期的机理（或利用S蛋白研究抗肿瘤的靶向药物或利用S蛋白对细胞周期 的调控作用，抑制肿瘤生长的研究或探究$蛋白治疗癌症的途径) 解析：(2)干扰癌细胞中S蛋白的表达：将Hla一GFP-HB细胞接种在细胞培养板的2个孔 中，实验组加入能与S基因mRNA互补配对的sRNA,对照组应加入碱基数目相同但不能与 S蛋白mRNA互补配对的RNA,24h后，检测S蛋白的含量，实验结果表明，实验组没有S 蛋白的电泳条带，对照组有S蛋白的电泳条带，说明实验组中的S基因的表达干扰成功。 (3)Hla细胞的同步化处理：阻断I：培养在含有过量的TdR(DNA复制抑制剂)的培养液中， 培养时问不短于(G2+M十G)的时间总和，使细胞停留在S期和G1/S期交界处： 解除：培养时间大于S,保证S期的细胞进入分裂期，小于(G2十M十G),确保细胞不会再 次进入S期这样使所有细胞都不进入S期。 阻断Ⅱ：处理与阻断I相同。 6 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 经过以上处理后，所有细胞都停留在细胞周期的GS期，如答案图。 (4)图中A细胞核膜解体，因此属于有丝分裂的前期，D细胞是有丝分裂后期，发生的主要变 化是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离：由图中染色体随着时间的变化可知，从前期到中期， 实验组持续时间比对照组的长，由此表明S蛋白对细胞周期具有调控作用，能明显缩短前期 到中期的时间。 7