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题型 9 与细胞周期有关的实验分析（题型归纳）
细胞分裂过程会受到环境条件的影响，环境条件改变会对细胞周期的时长、细胞中的结构以及细胞各
时期的进程等产生影响，如细胞周期变短、细胞中染色体结构和数目发生变化、细胞分裂同步化等。与细
胞周期相关的试题常与细胞培养、人类健康等方面的研究密切联系，突出科学探究和社会责任等生物学科
核心素养。
【例题1】 （2022•沙坪坝区校级模拟）有丝分裂的细胞周期为 G →S（DNA 复制）G →M（分裂
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期）。在连续分裂的细胞中，一直存在一类周期蛋白依赖性激酶（CDK），其活性受细胞周期蛋白
（cyclin）含量的调控。周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合后，激活的CDK2促进细胞由G 期进入S
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期；周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合后，激活的CDK1促进细胞由G 期进入M期。下列分析错误
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的是（ ）
A．CDK1被激活后，可能具有促进染色质螺旋化的作用
B．CDK2通过增强cyclinE的活性推动细胞进入S期
C．抑制细胞cyclinE的表达，细胞将被阻滞在G /S交界期
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D．CDK1的活性与cyclinB周期性的合成与分解有关
【变式1】（2021•十堰模拟）研究人员分别从处于分裂期和分裂间期的非洲爪蟾细胞中制备提取液，注入
未受精的卵母细胞中，发现卵母细胞出现不同变化，如图1。经检测发现，细胞内MPF活性与CDK蛋白
浓度在细胞周期中呈现周期性变化，且两者与细胞分裂的调控有关，如图2。下列结论正确的是（ ）
A．分裂期细胞的细胞质中MPF和较多的CDK蛋白会促进卵母细胞分裂
B．注射分裂间期细胞的细胞质，CDK蛋白对卵母细胞分裂具有抑制作用
C．MPF和CDK蛋白可催化纺锤体合成和DNA复制，从而调控细胞周期
D．MPF活性增强或CDK蛋白浓度增大均能缩短细胞周期分裂间期的时间【变式2】（2022•平邑县一模）2021年4月14日发表在Nature期刊上的相关研究结果表明，称为细胞周
期蛋白D（细胞周期蛋白D 、D 和D ）的蛋白是驱动细胞分裂的细胞周期核心引擎的关键组成部分。细
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胞周期蛋白D﹣CDK4/6激酶的不受控制激活是许多类型癌症发展的驱动力。细胞周期蛋白结合并激活细
胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的机制如图所示，当周期蛋白与CDK结合形成复合物后，weel/mikl激酶
和 CDK 活化激酶（CDK﹣activitingkinase）催化 CDK 第 14 位的苏氨酸（Thrl4）、第 15 位的酪氨酸
（Tyr5）和第161位的苏氨酸（Thrl61）磷酸化。但此时的CDK仍不表现激酶活性（称为前体MPF）。然
后CDK在蛋白磷酸水解酶cdc25C的催化下，使其Thr4和Tyr15去磷酸化，才能表现出激酶活性。下列说
法正确的是（ ）
A．细胞周期的调控伴随着相关CDK的磷酸化
B．细胞周期蛋白﹣CDK激酶发挥作用之后会被相关酶降解
C．一种周期蛋白只与一种CDK结合构成细胞周期蛋白﹣CDK激酶
D．抑制细胞周期蛋白﹣CDK激酶的活性往往导致细胞癌变
【变式3】（2021•湖北模拟）细胞周期由间期（含 G期、S期（DNA合成）和G 期）和分裂期（M期）
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组成，而周期蛋白CDK1在其中起着重要的作用，其在间期的磷酸化（+Pi）和去磷酸化（﹣Pi）过程如图
所示，已知只有当DNA复制完成且物质准备充分后才发生去磷酸化，活化的 CDK1才能使分裂进入M期，
下列有关其作用的分析不合理的一项是（ ）
A．周期蛋白CDK1的合成可能与调控细胞周期的原癌基因有关
B．强化周期蛋白CDK1的磷酸化可使细胞周期同步于分裂的G 期
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C．周期蛋白CDK1的去磷酸化会抑制染色质向染色体形态的转化D．CDK1空间结构的破坏可能会产生核DNA加倍的异常体细胞
【例题2】 （2022•洪山区校级模拟）利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸来研究细胞周期长短，将用3H
标记了的细胞移至普通培养基中培养，取样时间及顺序：A（细胞核被标记）→B（一个被标记细胞X开
始进入分裂期）→C（细胞X着丝点开始分裂）→D（细胞X分裂成两个子细胞，被标记细胞数目在增
加）→E（标记细胞第二次进入分裂期）→F（被标记细胞的比例在减少）→G（被标记细胞的数目在减
少）。实验小组对不同间隔时间所取的样品进行放射性检测、计数，统计标记细胞的百分数，得到如图结
果。下列叙述错误的是（ ）
A．该细胞分裂一次平均经历的时间约为10h
B．细胞核中被标记的物质DNA在图中A～B和D～E期DNA分子稳定性最低
C．F时被标记的细胞比例逐渐减少的原因是原来被标记的细胞死亡消失
D．图甲位于图中的C～D期
研究细胞周期时，可通过检测某种物质的周期性变化对细胞周期进行深入研究。常见的细胞周期的衡
量指标及分析如下：
1、以“时间长短”为衡量指标：图1中的a和c，图2种的乙→甲均为分裂间期；其余的为分裂期；
2、以“DNA含量”为衡量指标：图3中a、a~b处的细胞以及b处部分细胞，可分别对应图4种的a、
b、c，即分别对应G 期、S期、G 期，均属于分裂间期。
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3、以“mRNA含量”为衡量指标：G 期、G 期均有蛋白质合成，G 期在前，G 期在后。
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可见，只有明确各时期的生理变化，才能轻松作答。【变式1】（多选）（2022•冀州区校级模拟）一个细胞周期可为分裂间期（G 、S、G ）和分裂期（M）。
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如图1所示，一个细胞周期存在多个检验点，只有经过各检验点检验合格后，细胞才能顺利进入下一个时
期。研究发现，细胞中存在一种有丝分裂促进因子（MPF），可使A时期细胞顺利通过检验点4进入B时
期（已知DNA复制是在D时期完成的），图2表示MPF在细胞周期中的活性变化。下列说法错误的是（
）
A．A、B、C、D的顺序可表示一个细胞周期
B．若用某种药物抑制DNA复制，则细胞不能通过的检验点是4
C．若向A时期细胞显微注射适量的MPF，可使G 期细胞进入M期的时间提前
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D．若用某种药物抑制细胞纺锤体的形成，则细胞不能通过检验点5
【例题3】 （2022•罗田县校级模拟）鼠体细胞培养过程中，发现细胞分为 3 种类型：甲类细胞核DNA
量为 4a，乙类细胞核DNA 量为 2a，丙类细胞核 DNA 量为 2a~4a。下列推测错误的是（ ）
A．甲类细胞和乙类细胞中都含有同源染色体
B．用药物抑制细胞的 DNA 复制，乙类细胞比例将增加
C．乙类细胞中可能存在 DNA 解开双螺旋的现象
D．甲类细胞核 DNA 量为 4a 时，细胞内同源染色体可能发生配对联会关于DNA合成抑制剂以及细胞周期同步化问题
1、DNA合成抑制剂
在细胞培养液中加入DNA合成抑制剂，处于S期的细胞将立刻被抑制，无法完成DNA复制。
2、如何实现细胞周期同步化
（1）假设一个细胞周期时长=G +S+G +M=10+7+3.5+1.5=22（h）
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（2）向细胞培养液中加入DNA合成抑制剂后，S期细胞立即停止DNA复制，其他时期细胞正常。
（3）再培养G+M+G =3.5+1.5+10=15（h），则处于G、M、G 期的细胞将都停止在G/S期的交界处。
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（4）除去DNA合成抑制剂，更换新的培养液，细胞将继续正常分裂，此时培养时间要保持处于 G/S期交
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界出的细胞都经过S期（7h）进入G 期，同时要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，所以培养时间应
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控制在7~15h。
（5）再加入DNA合成抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在G/S期交界处，实现了细胞周期同步化。
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【变式1】（2021•山东模拟）细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，当细胞周期中某一节点出现
“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断。如G 期末检验点主要检测复制后的
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DNA是否损伤，细胞中合成的物质是否够多，细胞的体积是否足够大；纺锤体组装检验点（SAC）能够检
查纺锤体是否正确组装，纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝点上。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．G 期末检验通过后，说明具备分裂条件，细胞将进入分裂期
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B．SAC检验未通过，细胞中DNA将不加倍
C．细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用
D．有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，不进行增殖
【变式2】（2021•武昌区模拟）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G 期、S期和G 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
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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（检验点4监控中期）。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。下列说法正确的是（ ）A．与G 期细胞相比，G 期细胞中染色体数、核DNA数均加倍
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B．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5
C．DNA合成阻断法诱导细胞同步化主要激活检验点1，将细胞阻滞在S期
D．可用秋水仙素抑制纺锤体的形成，主要激活检验点4使细胞停滞于前期
【变式3】（2022•济南三模）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，从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，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G 期与S期交界处
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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
【变式4】（2022•重庆模拟）某植物的体细胞染色体数为4对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为20小时，
其中G 期（相关蛋白质合成）、S期（DNA合成期）、G 期（相关蛋白质合成）、M期（分裂期）所占
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比例如图所示。请回答下列问题：
（1）植物细胞有丝分裂末期在赤道板的位置会出现一排囊泡，这些囊泡的形成和 （细胞
器）有关。囊泡彼此融合，囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁，囊泡的膜将在新的细胞壁两侧形成新
的 。
（2）试推测，G 期细胞内合成的蛋白质主要用于 。
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（仅列举一项）
（3）假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被3H标记，挑选一个正处于分裂期中期的细胞，放入不
含放射性的培养液中培养，经过40小时后，培养液中单个细胞内能检出放射性的染色体有 条，
45 小时后，单个细胞中有放射性的染色体条数有 条。
（4）若上述根尖细胞均处于细胞周期中，在培养液中加入DNA合成抑制剂，处于 期的细胞立刻
被抑制。经历 小时，未被抑制的其它细胞都停留在G/S交界期。
