第四单元 第19课时 细胞的增殖（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第19课时　细胞的增殖 课标要求 描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。 考情分析 有丝分裂的过程 2023·辽宁·T11　2022·辽宁·T8　2022·天津·T6　2021·海南·T7 2021·全国乙·T1　2020·山东·T5 考点一　细胞增殖和细胞周期 1．生物体的生长主要是细胞增殖的结果 多细胞生物体积增大的原因： 2．细胞增殖 3．细胞周期 提醒　①常见的具有连续分裂的细胞有：根尖分生区细胞、茎形成层细胞、受精卵、干细胞及癌细胞等；不具有连续分裂的细胞有：表皮细胞、叶肉细胞、根尖成熟区细胞、浆细胞、神经元等高度分化的细胞。②细胞周期大部分时间都处于分裂间期，少部分时间处于分裂期。因为分裂间期进行充分活跃地物质准备(DNA复制、蛋白质合成)及细胞适度生长，花费时间较长，分裂期进行染色体平均分配，完成细胞分裂，花费时间较短。③生物学研究中常用放射性同位素标记研究对象。14C、32P、3H、35S、59Fe、45Ca等具有放射性；15N、18O等不具有放射性，是稳定同位素；科学家利用32P发现细胞增殖具有周期性。 判断正误 (1)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期(　×　) 提示　连续分裂的细胞才具有细胞周期。 (2)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长(　×　) 提示　洋葱的表皮细胞不能分裂，不具有细胞周期。 (3)虽然细胞周期具有物种特异性，但同一生物体内不同细胞的细胞周期可能不同(　√　) (4)细胞周期中染色质DNA比染色体 DNA更容易复制(　√　) (5)细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低，因此细胞体积越小越好(　×　) 提示　细胞体积不能过小，因为细胞中众多的必需物质和细胞器都需要一定的空间。 1．细胞周期的有序性依赖于细胞周期调控系统和细胞周期的检验机制。请根据资料回答问题： 资料1：细胞周期内具有一系列的检验点，部分检验点如图1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。 (1)图1中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否①②(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，从而决定胞质是否分裂的检验点是检验点5。 资料2：研究证明，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检验点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物，推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检验点，且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图2)。 (2)细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成C(填字母)。 A．Cyclin A B．Cyclin B C．Cyclin D D．Cyclin E (3)CDK/Cyclin E能够促进细胞内发生的生理变化有D(填字母)。 A．染色质螺旋化 B．合成与DNA复制有关的酶 C．纺锤体形成 D．核DNA数量倍增 (4)若使更多细胞阻滞在G1期/S期检验点，可采取的措施有ABC(填字母，多选)。 A．降低CDK的合成 B．抑制Cyclin E活性 C．抑制脱氧核苷酸的吸收 D．抑制Cyclin A活性 2．细胞周期同步化 干细胞技术是一把双刃剑，若细胞过度分裂可诱发肿瘤等疾病。研究发现放疗前用药物使肿瘤细胞同步化在细胞周期的某个特定阶段，治疗效果往往更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：胸苷(TdR)双阻断法、分裂中期阻断法。前者的作用原理：若G1、S、G2、M期依次为10 h、7 h、3 h、1 h，经第一次阻断，S期细胞立刻被抑制，其余细胞最终停留在G1期/S期交界处；洗去TdR可恢复正常的细胞周期，若要使所有细胞均停留在G1期/S期处，第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后7～14 h进行。后者可用秋水仙素抑制纺锤体的形成，主要激活检验点_4_(见图1)，使肿瘤细胞停滞于中期。 考向一　细胞周期的调控及同步化 1．(2020·山东，5)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制 B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体 C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 答案　C 解析　正常细胞中DNA复制未完成时，CDK1处于磷酸化状态，去磷酸化过程被抑制，A正确；正常细胞中，CDK1去磷酸化之后使细胞进入分裂期，染色质变为染色体，B正确；感染BYDV的细胞中，CDK1磷酸化水平高，无法去磷酸化，M蛋白是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；感染BYDV的细胞中，CDK1磷酸化水平高，去磷酸化受抑制，不能正常进入分裂期，停留在分裂间期，D正确。 2．(多选)(2024·无锡高三模拟)CDK1(周期蛋白依赖性蛋白激酶)对细胞周期起着核心性调控作用，激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，其活性的调节过程如图所示。下列说法正确的是(　　) 注：Cyclin B/A为周期蛋白，Thr14、Tyr15和Thr161分别对应CDK1第14位的苏氨酸、第15位的酪氨酸和第161位的苏氨酸。 A．激活后的CDK1在细胞有丝分裂前期起作用 B．抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用 C．CDK1发挥作用之后会被相关酶降解 D．磷酸化的CDK1携带的磷酸基团可能来自ATP 答案　ABD 解析　激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，有丝分裂前期染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，因此CDK1发挥作用的时间为有丝分裂前期，A正确；有激酶活性时CDK1与Cyclin B/A复合物中的Thr161处于磷酸化状态，因此抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用，B正确；有激酶活性的CDK1发挥作用后Cyclin B/A会被相关酶降解，CDK1变为无激酶活性状态，C错误；ATP水解后的磷酸基团具有较高的转移势能，易与蛋白质结合并使其结构发生改变，因此CDK1磷酸化的磷酸基团很有可能来自ATP的水解，D正确。 考点二　细胞的有丝分裂和无丝分裂 1．有丝分裂的过程 时期 分裂图像 特点 植物细胞 动物细胞 前期 ①染色质丝→染色体；②核仁逐渐消失，核膜逐渐解体；③形成纺锤体；④染色体散乱分布 中期 染色体的着丝粒排列在赤道面上 后期 ①姐妹染色单体分离，形成子染色体；②子染色体移向细胞两极；③染色体数目加倍 末期 ①染色体→染色质丝；②纺锤体消失；③核膜、核仁重新出现；④细胞质分裂 提醒　①有丝分裂的前、中、后、末期是人为划分的4个连续的时间段，不是时间点；②后期姐妹染色单体的分离不是纺锤丝牵引的结果，姐妹染色单体分离后移向细胞两极是纺锤丝牵引的结果；③着丝粒和着丝点是染色体结构(如图)的重要组成部分，它们的结构成分联系紧密，功能方面密切相关，构成了高度有序的整合结构。着丝粒连接两条姐妹染色单体；在电镜下，着丝点为圆盘状结构，其外侧主要与纺锤体微管相连，内侧与着丝粒相互交织。 2．动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 3．有丝分裂的特征和意义 在分裂间期，染色体复制(主要是DNA复制)一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。 4．无丝分裂 判断正误 (1)真核细胞增殖方式主要是有丝分裂，原核细胞增殖方式主要是无丝分裂(　×　) 提示　原核细胞增殖方式主要是二分裂，无丝分裂是真核细胞的分裂方式。 (2)人的红细胞通过无丝分裂增殖(　×　) 提示　人的红细胞没有细胞核，不能发生增殖。 (3)植物细胞有丝分裂末期形成了赤道面(　×　) 提示　赤道面不是真实存在的细胞结构，是细胞中央类似地球赤道的位置，观察不到。 (4)除中心体之外的细胞器在子细胞中的分配是随机的(　√　) (5)动物细胞和低等植物细胞在分裂间期发生了中心体的复制，为有丝分裂前期形成纺锤体做准备(　√　) 从理论上讲，任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗。人的胚胎干细胞可由人重组细胞(类似受精卵)经有丝分裂而获得。请回答以下问题： 1．研究人员在实验中观察到下列处于有丝分裂的细胞，它们在一个细胞周期中正确的排序为A→C→D→E→B(用字母和箭头表示)。 2．下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征，其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是BCD(填字母，多选)。 考向二　有丝分裂过程分析 3．(2023·辽宁，11)如图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　) A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同 B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道面上 C．④时期，非同源染色体自由组合 D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同 答案　B 解析　②时期已经完成了DNA的复制，相当于高等动物的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；④时期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，C错误；⑤时期细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是直接从细胞中央缢裂，D错误。 4. (2022·天津，6)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA，获得有丝分裂某时期荧光图。下列有关叙述正确的是(　　) A．中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期 B．图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体 C．图中细胞分裂方向由中心体位置确定 D．秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期 答案　C 解析　图示为有丝分裂后期，染色体数目因着丝粒分裂而加倍，但中心体的复制发生在分裂间期，A错误；在有丝分裂过程中同源染色体不分离，细胞两极均存在同源染色体，B错误；中心体的位置决定了染色体移动的方向，中心体周围发出的星射线将分裂开的染色体拉向细胞两极，从而决定细胞分裂的方向，C正确；秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使有丝分裂停滞在中期，不能进入后期，D错误。 1．(必修1 P115)一个细胞周期指连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备，直到下一次细胞分裂结束为止的过程。下列细胞可能具有细胞周期的是①②④(填序号)。 ①根尖分生区细胞；②精原细胞；③初级卵母细胞； ④神经干细胞；⑤神经元 2．(必修1 P115～116)一个细胞周期一般可分为分裂间期和分裂期。分裂间期：完成物质准备，主要包括DNA的复制和有关蛋白质的合成；分裂期：染色体平均分配，完成细胞的分裂。有丝分裂是真核生物细胞分裂的主要方式，人为划分为前期、中期、后期和末期连续的过程。 3．(必修1 P117)动物细胞有丝分裂前期发生的变化：复制后的染色质经螺旋化(凝缩)等过程，逐渐变短变粗，形成在光学显微镜下可辨的染色体。此时，每条染色体含有两条姐妹染色单体，由一个着丝粒相连接。随着核仁逐渐消失、核膜解体，染色体看似散乱地分布在细胞中。两个中心体分别移向细胞两极，并发出星射线形成纺锤体。 4．(必修1 P117)动物细胞有丝分裂中期发生的变化：每条染色体上的着丝点与纺锤丝相连，在纺锤丝等结构的作用下，染色体向细胞中央的赤道面方向移动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道面上。此时，细胞中染色体的形态比较清晰，是计数染色体数量的适宜时期。 5．(必修1 P117)动物细胞有丝分裂后期发生的变化：每条染色体中的两条姐妹染色单体分离，在纺锤丝的作用下分别向细胞两极移动。此时，细胞中染色体的数量加倍，形成了两套相同数量的染色体。 6．(必修1 P117)动物细胞有丝分裂末期发生的变化：到达细胞两极的染色体去凝缩，逐渐变为丝状的染色质，同时，纺锤体消失，核膜重新形成，核仁重新组装，新的细胞核逐渐形成。 7．(必修1 P117)与动物细胞相比，植物细胞有丝分裂变化特点：①植物细胞不含中心体，也没有星射线，分裂前期由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；②植物细胞有细胞壁，分裂末期胞质分裂中常表现为在赤道面形成细胞板，细胞板由中央向四周扩展形成新的细胞壁，将_一个亲代细胞分裂成两个子细胞。 8．(必修1 P117)绝大多数动植物的体细胞以有丝分裂的方式增殖。在分裂间期，染色体复制(主要是DNA复制)一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。 9．(2020·江苏，29节选)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是染色体数不变，核DNA数加倍。 10．(2023·新课标，31节选)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性，细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 课时精练 一、单项选择题 1．下列关于细胞增殖的叙述，正确的是(　　) A．真核细胞进行有丝分裂，原核细胞进行无丝分裂 B．细胞周期是指从一次细胞分裂开始到这次细胞分裂结束时为止 C．可以用14C标记法研究细胞有丝分裂过程中染色体变化的基本规律 D．纺锤体在有丝分裂的分裂前期形成，分裂末期消失 答案　D 解析　有丝分裂和无丝分裂都是真核细胞进行细胞分裂的方式，A错误；一个细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束为止，B错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，细胞中的糖类、脂质、蛋白质和核酸(包括DNA和RNA)中都含有C元素，因此不能用14C标记法研究细胞有丝分裂过程中染色体变化的基本规律，C错误。 2．(2022·辽宁，8)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 冻存剂指标 合成培养基＋DMSO 合成培养基＋DMSO＋血清 G1期细胞数百分比(%) 65.78 79.85 活细胞数百分比(%) 15.29 41.33 注：细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期。 A．冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病 B．G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂期 C．血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比 D．DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水 答案　B 解析　冻存复苏后的干细胞经诱导分裂、分化可形成多种组织器官，可用于治疗人类某些疾病，A正确；G1期细胞数百分比上升，说明细胞进入分裂间期，但不会导致干细胞直接进入分裂期，还需经过S期和G2期，B错误；分析表格可知，血清中的天然成分影响G1期(该时期细胞数百分比增大)，能增加干细胞复苏后的活细胞数百分比，C正确；由题干信息“二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合”可推知，DMSO可以使干细胞中的自由水转化为结合水，D正确。 3. (2021·海南，7)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A. Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构 B. Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体重新组装 C. Ⅲ 时期，核膜组装完毕，可进入下一个细胞周期 D．组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔 答案　D 解析　真核细胞有丝分裂前期会发生核膜解体，即图中的Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构，A正确；真核细胞有丝分裂末期核膜会重新合成，即对应图中的Ⅲ时期，重新合成的核膜为下一次细胞分裂做准备，C正确；核膜上的核孔可以允许蛋白质等大分子物质进出细胞核，但核孔具有选择性，大分子物质不能自由进出核孔，D错误。 4. (2024·徐州高三联考)着丝点又称为动粒，内层附着在着丝粒的异染色质上，外层含有与微管正端结合的蛋白质，如图所示。动粒与染色体的移动有关。下列叙述正确的是(　　) A．动粒和动粒微管最可能在分裂间期结合 B．中期时，每条染色体上含有2个动粒 C．动粒微管是中心体发出的星状射线 D．动粒和动粒微管的作用使得染色单体分开 答案　B 解析　动粒与染色体的移动有关，则动粒和动粒微管最可能在前期结合，A错误；中期时，每条染色体上含有2条姐妹染色单体，据此推测每条染色体上含有2个动粒，B正确；植物细胞无中心体，但也可形成动粒微管，C错误；染色单体分开是着丝粒分裂的结果，该过程与动粒微管的作用无关，D错误。 5．(2021·全国乙，1)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　) A．在分裂间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子 B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子 C．在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道面上，易于观察染色体 D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体 答案　D 解析　有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条，同源染色体不分离，D错误。 6. (2024·江苏南京第九中学高三模拟)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成，并与外界环境因素相联系。在真核细胞中，细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白，其主要功能是促进“复制前复合体”形成，进而启动DNA复制。参照如图所示的细胞周期，下列相关叙述正确的是(　　) A．“复制前复合体”组装完成的时间点是② B．所有的细胞都具有细胞周期，但不同细胞的细胞周期有差异 C．DNA的复制发生在S期 D．①→②→③→④过程为一个完整的细胞周期 答案　C 解析　细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白，其主要功能是促进“复制前复合体”形成，进而启动DNA复制(S期为DNA复制期)，说明“复制前复合体”组装完成的时间是在DNA复制开始前，即时间点①，A错误；连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止为一个细胞周期，包括分裂间期和分裂期(M期)，分裂间期又分为G1、S、G2期，因此④→①→②→③→④过程为一个完整的细胞周期，D错误。 7．科学家把整个细胞群体处于细胞周期同一时期的现象称为细胞周期同步化。昆虫产下一批卵后同时受精，会出现所有受精卵同时卵裂的现象，这是一种自然同步化；通过人工选择或诱导可使受精卵细胞都停在分裂中期，这是一种人工同步化。下列叙述正确的是(　　) A．连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止，为一次有丝分裂 B．根据裂殖酵母不同时期细胞体积和重量不同，采用离心法分离出处于某一时期的细胞，这是一种自然同步化 C．将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，可让所有细胞都停留在G1期与S期的交界处 D．细胞周期同步化后更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素 答案　D 解析　连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止，为一个细胞周期，A错误；采用离心法分离出处于某一时期的细胞，是通过人工选择处于某一时期的细胞，这是一种人工同步化，B错误；将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，处于S期的细胞立刻被抑制，停留在S期，处于G1期的细胞停留在G1期与S期的交界处，S期后的细胞经过一次有丝分裂后，再分裂时会停留在G1期与S期的交界处，C错误。 8．(2023·苏州高三期末)细胞周期受到一系列功能蛋白的调控。如p53蛋白是一种由抑癌基因控制的蛋白质，可以判断DNA损伤的程度。若DNA损伤小，该蛋白能促使DNA 自我修复；若DNA损伤大，则诱导细胞凋亡。蛋白激酶CDK2被周期蛋白Cyclin E激活后促进细胞由G1期进入S期；蛋白激酶CDK1被周期蛋白Cyclin B激活后促进细胞由G2期进入M期。下列有关叙述错误的是(　　) A．抑制p53蛋白基因的表达，则细胞分裂更旺盛 B．p53蛋白可使DNA受损的细胞分裂间期延长 C．抑制Cyclin B基因的表达可使细胞周期停滞在G2期/M期交界处 D．Cyclin E可能与细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成密切相关 答案　D 解析　蛋白激酶CDK2被周期蛋白Cyclin E激活后促进细胞由G1期进入S期，而细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成出现在前期，D错误。 9．(2024·连云港高三调研)有丝分裂过程中，纺锤体组装检验点依赖SAC蛋白监控纺锤丝与着丝粒之间的连接，从而保证染色体的正确分离，该检验机制如图所示(APC是后期促进因子，是一种蛋白质复合体)。下列相关叙述正确的是(　　) A．结构①的复制发生在图甲时期，复制后会移向两极 B．当所有染色体排列在赤道面上时，SAC开始与着丝粒脱离且失活 C．若图丁中APC不能被活化，则细胞可能停留在后期 D．SAC和APC在不同时期活性存在差异，可能与其他蛋白质的调控有关 答案　D 解析　由题图分析可知，结构①是中心体，中心体的复制发生在分裂间期，而图甲是前期，A错误；从图丙、丁可以看出，当一条染色体的着丝粒排列在赤道面上后，其上的SAC与其脱离，当另一条染色体的着丝粒也排列在赤道面上时，其上的SAC也与其脱离，染色体并不是同时到达并排列在赤道面上的，所以SAC应该是依次脱离的，B错误；APC是中期进入后期的关键蛋白，若APC不能被活化，则细胞将停留在图丁的中期状态，C错误；SAC和APC都是蛋白质，二者的活性在不同时期存在差异，推测可能受到其他蛋白质的调控，D正确。 10．(2024·江苏扬州中学高三模拟)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，如图是动物细胞周期同步化的方法之一。下列说法不正确的是(　　) A．阻断Ⅰ需在培养液中添加毒性较强的DNA合成抑制剂，可逆地抑制DNA复制 B．解除阻断时应更换正常的新鲜培养液，培养的时间应控制在大于S即可 C．阻断Ⅱ处理与阻断Ⅰ相同，经过处理后，所有细胞都应停滞在G1期/S期交界处 D．培养液中添加适量的秋水仙素也能够实现动物细胞周期同步化 答案　B 解析　据图可知，阻断Ⅰ会将细胞周期阻断在S期(DNA复制期)，解除后，细胞周期可以正常进行，说明阻断Ⅰ添加的是DNA合成抑制剂，能可逆地抑制DNA复制，A正确；为避免抑制剂对细胞周期的影响，解除阻断时应更换成正常的新鲜培养液，据图可知，解除阻断后细胞分布在G2、M和G1期，故培养的时间应控制在大于S期(使处于S期起点的细胞顺利通过S期)、小于G2＋M＋G1期(使处于S期终点的细胞不会再次进入S期)，B错误；阻断Ⅱ处理与阻断Ⅰ相同，经过DNA合成抑制剂处理后，细胞不能进入S期进行DNA复制，所有细胞都应停滞在细胞周期的G1期/S期交界处，从而实现细胞周期的同步化，C正确；在培养液中添加适量的秋水仙素，可抑制纺锤体的形成，使细胞不能正常分裂，也能够实现动物细胞周期同步化，D正确。 11．在相同时间内，物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输效率，则(　　) A．细胞体积越大，其表面积也越大，物质的运输效率越高 B．细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输效率越高 C．细胞体积越小越好，细胞的物质运输效率越高，则代谢一定更旺盛 D．细胞体积不是越小越好，细胞内要有充足的酶促反应空间 答案　D 解析　物质的运输效率与相对表面积有关，细胞体积越大，其相对表面积越小，物质的运输效率越低，A、B错误；细胞体积不是越小越好，细胞内要有充足的酶促反应空间，细胞过小，酶促反应空间不足，细胞代谢不旺盛，C错误，D正确。 二、多项选择题 12．(2024·江苏盱眙中学高三模拟)细胞分裂过程中染色体移向两极的机制有三种假说：假说1认为由微管发生中心端微管解聚引起，假说2认为由动粒端微管解聚引起，假说3认为由微管发生中心端和动粒端微管同时解聚引起。用不同荧光标记纺锤丝和染色体如图1，用激光使纺锤丝上箭头处的荧光淬灭(不影响其功能)如图2，一段时间后结果如图3。下列相关叙述正确的是(　　) A．图示过程发生在高等植物细胞中，纺锤丝的主要成分是蛋白质 B．图2处于有丝分裂后期，细胞中有4对同源染色体 C．纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂，染色体移向细胞两极 D．实验结果表明染色体移向两极是由微管发生中心端微管解聚引起的 答案　AB 解析　纺锤丝的主要成分是蛋白质，由于题图中纺锤丝由细胞两极发出，因此图示过程发生在高等植物细胞中，A正确；图2中着丝粒已分裂，染色单体分开形成子染色体，处于有丝分裂后期，细胞中有4对同源染色体， B正确；着丝粒分裂与纺锤丝的牵引无关，染色体移向细胞两极是由纺锤丝牵引的，C错误；一段时间后，图3中动粒端荧光标记的纺锤丝长度明显缩短，而微管发生中心端荧光标记的纺锤丝长度几乎不变，说明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的， D错误。 13．(2024·南京高三模拟)纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用，若某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中，母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上，才能启动中—后期转换，转换过程的部分图解如下。下列相关分析正确的是(　　) A．蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性，有丝分裂中—后期转换是由活化的APC启动的 B．活化的APC能够降解蛋白S使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离 C．要观察用秋水仙素溶液处理的植物根尖细胞中的微核，最好选择处于中期的细胞观察 D．细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞，母细胞产生的子细胞中DNA含量减少 答案　AB 解析　由图可知，有活性的APC能够分解蛋白S，从而使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离，有丝分裂由中期向后期转换，A、B正确；根据题干信息“某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块”，由子细胞核可知，观察细胞中的微核最好选择处于末期的细胞，C错误；细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞，母细胞产生的子细胞中DNA含量减少或增加，D错误。 14．(2024·常州高三模拟)成体果蝇的神经干细胞(NSC)对维持机体细胞数量稳定或修复有重要作用。在早期胚胎发育时，NSC可能进入暂不增殖的状态(即处于停滞期)。如图是NSC进入或解除停滞状态的机制，其中Trb1、Akt、dILPs都是蛋白质分子。下列说法正确的是(　　) A．与受精卵相比，成体果蝇NSC的全能性更高 B．处于停滞期的NSC细胞核DNA含量可能是体细胞的2倍 C．Akt能促进NSC由增殖状态转化为暂不增殖的状态 D．控制Trb1的合成可以达到维持NSC数量稳定的目的 答案　BD 解析　一般来说，细胞分化程度与全能性高低成反比，细胞全能性大小关系为受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞，因此，与受精卵相比，成体果蝇的NSC全能性更低，A错误；S期主要进行DNA的复制，S期后为停滞期，该时期核DNA含量可能是体细胞的2倍，B正确；Akt能促进NSC由暂不增殖的状态转化为增殖状态，C错误；Trb1能促进NSC进入暂不增殖的状态，同时抑制Akt的功能，因此控制Trb1的合成可维持NSC数量的稳定，D正确。 三、非选择题 15．(2024·镇江高三统考)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(蛋白质合成)、S期(DNA复制)和G2期(蛋白质合成)。肿瘤的研究经常涉及细胞周期长短的测定。下面介绍了两种测定细胞周期长短的方法，请回答下列问题： (1)流式细胞技术的基本原理是通过经DNA特异性荧光染色测定细胞增殖过程中DNA含量的变化。根据细胞中核DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如图1所示。 ①乙组中核DNA含量从2c达到了4c，说明细胞中正在进行__________________。甲组细胞核DNA含量为2c，处于G1期，处于甲组和乙组状态的细胞较多，说明________________。丙组细胞核DNA含量为4c，说明已完成DNA复制，为____________期细胞。 ②下表数据为科研人员实验测得体外培养的某种动物细胞的细胞周期各阶段时间。若在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂，处于__________期的细胞立刻被抑制，再至少培养__________小时，则其余细胞都将被抑制在G1期/S期交界处；然后去除抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到__________期终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都将被阻断在G1期/S期交界处，实现细胞周期同步。 周期 G1 S G2 M 合计 时长/h 12 9 3.5 1.5 26 (2)标记有丝分裂比率法(PLM)是最经典的测定细胞周期各时期时间的方法。在某生物细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，短暂培养一段时间后，洗去3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。使在该段时间内已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被3H标记，而当时处于其他时期的细胞则不带标记。不同时间取样做细胞放射性自显影，找出正处于有丝分裂的分裂期细胞，计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。得到图2(图A～D中横轴为时间，纵轴为带标记细胞占有丝分裂细胞的百分数)。 ①图B中a点开始检测到带3H标记的分裂期细胞，则O～a为__________期。 ②图B中b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大值，则a～b段可表示__________期。 ③图C中c点时，带标记的细胞百分数开始下降，则a～c段可表示__________期。 ④此后带标记的分裂期细胞数逐渐减少，直到消失，到第二次出现带标记的细胞数时为图D中e点，则一个完整的细胞周期时间可为___________________________________________。 答案　(1)①DNA分子的复制　细胞分裂间期的时间比分裂期长　G2和M　②S　17　G1　(2)①G2　②M　③S　④a～e段 解析　(1)①乙组中核DNA含量从2c达到了4c，核DNA含量加倍，说明细胞进行了DNA的复制。细胞分裂间期的时间比分裂期长，所以处于甲组和乙组状态的细胞较多。G2和M期的细胞是完成DNA复制的细胞，此时期核DNA含量为4c。②若在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂，DNA的合成受抑制，则处于S期的细胞立刻被抑制，S期共9 h，其他时期的细胞不进行DNA复制，所以至少经过26－9＝17(h)，其余细胞都将被抑制在G1期/S期交界处。然后去除抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到G1期(DNA复制之前)终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都将被阻断在G1期/S期交界处，实现细胞周期同步。(2)①分析题图2可知，图B中a点开始检测到带3H标记的分裂期细胞，该标记细胞应是原处于DNA复制刚刚结束时的细胞开始进入分裂期，经历的时间为DNA复制后期，即G2期。②图B中b点带3H标记的分裂期细胞数开始达到最大值，说明此时细胞分裂已经结束，则a～b段表示M(或分裂)期。③图C中c点带标记的细胞百分数开始下降，说明原标记的处于DNA分子复制开始的细胞进入了细胞分裂期，该细胞经历的时间(a～c段)是DNA复制期。④到图D中e点时，第二周期的细胞开始出现标记，即处于DNA复制期最后阶段的细胞再次进入分裂期。经历的时间为一个细胞周期(连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止)，即a～e段。 学科网（北京）股份有限公司 $