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专题12 细胞增殖
一、细胞增殖与细胞周期
1.细胞增殖
概念
细胞通过细胞分裂的方式增加细胞数量的过程,包括物质准备和细胞分裂
两个相连续的过程,一般具有周期性
意义
是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础
2.细胞周期
二、有丝分裂
1.高等植物有丝分裂的过程(连线)
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别
1
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三、无丝分裂
过程
→→
特点
没有出现纺锤丝和染色体的变化
实例
蛙的红细胞的无丝分裂
四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
选材
高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
染色
细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(如甲紫溶液)染成深色
时期
确定
在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察各个时期细胞内染色体的
存在状态,判断处于不同分裂时期的细胞
2.实验步骤
一、单选题
1.核膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层是位于内核膜与染色质之间紧贴内核
膜的一层蛋白网络结构,核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定区段结合。当细胞
进行有丝分裂时,核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解,磷酸化核纤层蛋白去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。
下列叙述正确的是( )
A.核孔复合体是核质间DNA、RNA 和蛋白质运输及信息交流的通道
B.核纤层蛋白前期去磷酸化导致核膜解体,后期磷酸化促进核膜重建
2
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C.核纤层蛋白磷酸化过程中,染色质高度螺旋化,缩短变粗,形成染色体
D.核纤层蛋白支撑于内、外核膜之间,维持细胞核的正常形态和核孔结构
【答案】C
【分析】细胞核的结构:1、核膜:(1)结构:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;
其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。
(2)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;
控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
2、核仁:与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关,在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。
3、染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA 和蛋白质。
【详解】A、核孔复合体具有选择性,DNA 不能通过核孔复合体,A 错误;
B、核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体,在末期核纤层去磷酸化促进核膜重建,B 错误;
C、核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解,细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大变成染色体,C 正确;
D、核纤层蛋白位于内核膜与染色质之间,D 错误。
故选C。
2.洋葱根尖细胞染色体数为8 对,细胞周期约12 小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。
下列分析正确的是( )
A.a 为分裂后期细胞,着丝粒一分为二
B.b 为分裂中期细胞,含染色体16 条,DNA 分子32 个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA 合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
【答案】A
【分析】据图分析,图示为洋葱根尖细胞的有丝分裂图示,其中a 细胞处于有丝分裂后期,b 细胞处于有
丝分裂中期,据此分析作答。
【详解】A、图示为洋葱根尖细胞的有丝分裂图示,其中a 细胞处于有丝分裂后期,着丝粒一分为二,A
正确;
3
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B、b 细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染色体数为8 对(16
条),有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,但核DNA 分子加倍,故b 细胞含染色体16 条,核DNA 分
子32 个,B 错误;
C、各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数目
所占比例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的比例,图中只有一个视野,无法准确推算,C 错误;
D、间期时的S 期进行DNA 分子复制,若根尖培养过程中用DNA 合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故
分裂间期细胞所占比例升高,D 错误。
故选A。
3.如图表示人工培养的肿瘤细胞有丝分裂过程中染色体的运动情况,曲线A 表示染色体的着丝粒与相应
的一极的中心粒之间的平均距离,下列分析正确的是( )
①曲线B 表示姐妹染色单体分开后形成的子染色体之间的距离 ②曲线B 表示同一极的不同染色体之间的
距离 ③曲线B 表示两个着丝粒之间的距离 ④第45 分钟时,细胞进入有丝分裂的后期
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
【答案】C
【分析】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。
【详解】①②、从题图中看出曲线A 从45min 开始染色体的着丝粒与相应一极的中心粒之间的平均距离开
始减小,说明45min 时细胞进入有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,纺锤丝牵引染色体移向
细胞两极;曲线B 从细胞有丝分裂后期开始,距离逐渐增大,有丝分裂后期的主要特征是着丝粒分裂,姐
妹染色单体分开并与同侧纺锤丝相连,被拉向两极,很明显,形成的子染色体(包括着丝粒)与同侧极的
距离逐渐减小,而两条子染色体(含着丝粒)之间的距离逐渐增大,因此曲线B 表示两姐妹染色单体分开
形成的两条子染色体之间的距离,①正确,②错误;
③、只有由一个着丝粒分裂形成的两个着丝粒才符合B 曲线,③错误;
4
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④、从题图中看出曲线A 从45min 开始染色体的着丝粒与相应一极的中心粒之间的平均距离开始减小,说
明45min 时细胞进入有丝分裂后期,④正确。
故选C。
4.核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层位于内核膜与染色质之间,与核膜、
染色质及核孔复合体在结构上有密切联系,核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定
区段结合,是位于内核膜与染色质之间紧贴内核膜的一层蛋白网络结构。当细胞进行有丝分裂时,核纤层
蛋白磷酸化引起核膜崩解,磷酸化核纤层蛋白去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是(
)
A.核孔复合体是核质之间DNA、RNA 和蛋白质交流的通道,并介导核质之间的信息交流
B.核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体,在后期核纤层磷酸化促进核膜重建和染色体形成
C.核纤层蛋白的磷酸化的过程中,细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大
D.核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间,维持细胞核的正常形态和核孔结构
【答案】C
【分析】细胞核的结构1、核膜:(1)结构:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;
其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。
(2)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;
控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。2、核仁:与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关.
在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。3、染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其
主要成分是DNA 和蛋白质。
【详解】A、核孔复合体具有选择性,DNA 不能通过核孔复合体,A 错误;
B、核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体,在后期核纤层去磷酸化促进核膜重建和染色体解螺旋形成染
色质,B 错误;
C、核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解,细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大变成染色体,C 正确;
D、核纤层蛋白位于内核膜与染色质之间,D 错误。
故选C。
5.细胞周期是靠细胞内部一系列精确调控实现的。在此过程中各种周期蛋白(Cyclin)与不同的蛋白激酶
(Cdk)结合形成复合物,促进细胞进入下一个阶段。如Cdk 2-Cyclin E 负责检查G1到S 期,检查通过则细胞
周期继续进行,不通过则细胞进入G0期(不生长、不增殖)。不同时期细胞各种蛋白复合体的含量变化如图。
下列分析错误的是( )
5
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A.Cdk 2-Cyclin A 复合物与细胞内DNA 和中心体的复制有关
B.将G2期细胞与M 期细胞融合,G2期细胞会延迟进入M 期
C.原癌基因表达的蛋白质功能与Cdk-Cyclin 复合物的功能类似
D.可设计研发抑制Cyclin E 基因表达的药物来抑制癌细胞的增殖
【答案】B
【分析】有丝分裂各时期的特点:
间期:主要进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成。
前期:核膜消失,核仁解体。两极发出纺锤丝形成纺锤体,染色质高度螺旋化变成光镜可见的染色体形态,
散乱排列在纺锤体内。每条染色体由连接在一个中心体上的两条姐妹染色单体构成。
中期:着丝点排列在赤道板上,此时染色体螺旋化程度最高,是观察染色体形态和数目的最佳时期。
后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,被纺锤丝牵引着分别移向两极。
末期:在两极核膜和核仁重新出现,形成新的细胞核,纺锤丝消失,染色体解螺旋恢复为染色质丝形态,
在原来赤道板的位置出现细胞板,细胞板向四周延伸成为新的细胞壁,原来一个细胞分裂为两个子细胞。
【详解】A、Cdk2-Cyclin A 复合物在S 期含量达到高峰,因而可能与细胞内DNA 和中心体的复制有关,A
正确;
B、G2 期细胞含Cdk1cyclinB,Cdk 2-Cyclin E 负责检查G1 到S 期,检查通过则细胞周期继续进行,所以
G2 和M 期细胞融合,则可促使G2 细胞进入M 期,使其进入M 期提前,B 错误;
C、原癌基因能维持细胞正常分裂和分化进程,其表达的蛋白质功能与Cdk-Cyclin 复合物的功能类似,使
得细胞增殖,C 正确;
D、可设计药物通过抑制Cyclin E 基因的表达进而抑制DNA 的复制,最终来治疗癌细胞增殖,D 正确。
故选B。
6.斑马鱼受精卵中的基因M 发生突变,胚胎将无法正常发育,这种胚胎称作突变型胚胎。为探究突变型
胚胎无法发育的机理,研究人员检测了不同发育时间的突变型和野生型胚胎细胞中的DNA 含量,结果如
图所示。下列叙述错误的是( )
6
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A.b 峰值对应细胞的核DNA 含量是a 峰值对应细胞核DNA 含量的2 倍
B.野生型胚胎细胞的a 峰值未改变,可能是因为进入和离开相应时期的细胞数相等
C.20~24h,突变型胚胎中的大多数细胞处于分裂期
D.24h 时,突变型胚胎中某些细胞的DNA 可能被降解
【答案】C
【分析】本实验目的是探究突变型胚胎无法发育的机理,结合图表可知,实验的自变量是胚胎细胞的类型
和发育时间,因变量是DNA 的相对含量即细胞数目。
【详解】A、b 峰值对应细胞的核DNA 含量约为400,a 峰值对应细胞核DNA 相对含量约为200,所以b
峰值对应细胞的核DNA 含量是a 峰值对应细胞核DNA 含量的2 倍,A 正确;
B、斑马鱼受精卵会不断的有丝分裂,但是不同时期的野生型胚胎细胞的a 峰值未改变,则可能是因为进
入和离开相应时期的细胞数相等,B 正确;
C、20~24h,突变型胚胎中a 峰值的细胞数目大于b 峰值的细胞数目,则大多数细胞处于分裂间期,C 错误;
D、24h 时,突变型胚胎中a 峰值和b 峰值对应的DNA 含量下降,则可能某些细胞的DNA 可能被降解,D
正确。
故选C。
7.如图表示某植物细胞在细胞周期过程中染色体的行为变化,下列相关分析错误的是( )
7
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A.a→b 过程高尔基体活动活跃,有细胞板的形成
B.b→c 表示在分裂间期发生了DNA 复制过程
C.c→d 过程染色质和核膜、核仁逐渐解体
D.e 时期染色体形态数目最清晰
【答案】C
【分析】分析题图,b~c 染色质复制,表示有丝分裂间期;c〜d 染色质高度螺旋形成染色体,为有丝分裂
前期;d、e 可为有丝分裂前期、中期;e〜a 着丝粒分裂,为有丝分裂后期;a〜b 染色体解螺旋变成染色质,
为有丝分裂末期。
【详解】A、据图可知,a〜b 时期染色体解螺旋变成染色质,为有丝分裂末期,植物细胞有丝分裂末期在
赤道板的位置上出现细胞板,它向四周扩展形成新的细胞壁,细胞壁的形成与高尔基体有关,A 正确;
B、b~c 时期染色质复制,表示有丝分裂间期,此时期完成DNA 的复制,B 正确;
C、c→d 过程表示有丝分裂前期,此时期核膜、核仁逐渐解体,但染色质高度螺旋,缩短变粗,形成染色
体,C 错误;
D、e 可表示有丝分裂中期,此时期染色体形态数目最清晰,D 正确。
故选C。
8.测定一定数量细胞的DNA 含量以分析细胞周期。下表是三组DNA、细胞数的相对量。下列关于细胞周
期的叙述,正确的是( )
甲
组
乙组
丙组
DNA 相对含量(n)
2n
2n→4n
4n
细胞数(c)
6c
2c
c
①分裂间期的时间比分裂期长 ②丙组细胞的染色体数目是甲组的2 倍③乙组细胞正在进行DNA 复制
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④将周期阻断在G1期会使甲组细胞数增多
A.①③
B.②④
C.①③④
D.②③④
【答案】C
【分析】分析表格:甲组的DNA 含量是2n,与体细胞相同,说明甲处于G1 期或分裂末期;乙组的DNA
含量从2n→4n,说明乙组细胞正在进行DNA 的复制,处于S 期;丙组的DNA 含量是体细胞的两倍,说明
丙组细胞已经完成复复制,但细胞还没有分裂,所以丙组细胞处于G2 期、分裂前期、中期或后期。
【详解】①一个细胞周期中分裂期间和分裂期占用的比例不相同,但都是一个细胞周期中分裂间期经历的
时间比分裂期长,①正确;
②丙组细胞处于G2 期、分裂前期、中期或后期,而甲组细胞处于G1 期或分裂末期,丙组中只有后期细胞
的染色体数目是甲组的2 倍,②错误;
③乙组的DNA 含量从2n→4n,说明乙组细胞正在进行DNA 的复制,处于S 期,③正确;
④甲组的DNA 含量是2n,与体细胞相同,说明甲处于G1 期或分裂末期,若将周期阻断在G1 期会使甲组
细胞数增多,④正确。
综上所述,①③④正确,C 正确,ABD 错误。
故选C。
9.下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的叙述错误的是( )
A.该生物可能是高等动物
B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA 分子数比例都为1∶2∶2
C.甲细胞中含有两对中心粒,发出星射线,形成了纺锤体
D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
【答案】B
【分析】题图分析:图甲表示有丝分裂前期,其中核膜、核仁消失,染色体、纺锤体出现,此时染色体、
染色单体与 DNA 分子数比例为 1:2:2;图乙表示有丝分裂后期,此期染色单体消失,染色体数目加倍;
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图丙为有丝分裂中期,染色体的着丝粒整齐的排在细胞中央赤道板的部位,其中染色体数目为4,染色单
体数为8,此时染色体、染色单体与 DNA 分子数比例为 1:2:2。
【详解】A、图示细胞没有细胞壁且有中心体,故该生物可能是高等动物,A 正确;
B、甲、丙两细胞内染色体、染色单体与 DNA 分子数比例都为1:2:2,乙中没有染色单体,B 错误;
C、甲细胞处于有丝分裂前期,甲细胞中含有两对中心粒,中心体发出星射线,形成了纺锤体,C 正确;
D、甲中染色体散乱排布,是有丝分裂前期,乙中着丝粒分裂,是有丝分裂后期,丙中染色体着丝粒排列
赤道板上,是有丝分裂中期,D 正确。
故选B。
10.有丝分裂中染色体的错误分离可能导致细胞基因缺失甚至癌变。染色体和纺锤丝之间通过动粒相连。
未准确连接的动粒将会激活纺锤体组装检查点(SAC),活化的SAC 可以抑制cyclingBl(一种周期蛋白)
的降解,阻止cohesin(将两条姐妹染色单体拴在一起的蛋白质复合体)的切割,保证染色体有更多的时间
实现正确连接。染色体均被正确连接后,APC 被激活,能促进细胞进入后期并进一步完成有丝分裂。SAC
相关作用机制如下图,下列有关说法错误的是( )
A.干细胞连续分裂过程中,SAC 会不断地与着丝粒结合并脱离
B.可推测cyclingBl 在有丝分裂中的作用是减慢细胞分裂的进程
C.APC 的激活过程中,涉及了一系列基因的程序性表达
D.因为蛙的红细胞中没有染色质,所以其无丝分裂不需要SAC
【答案】D
【分析】有丝分裂过程:(1)间期:进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成,即染色体的复制。(2)前期:核
膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体。(3)中期:染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体形态
和数目的最佳时期。(4)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极。(5)末期:
核膜、核仁重建,纺锤体和染色体消失。
【详解】A、由图可知,SAC 先结合在动粒上,后又脱落才能促进细胞进入后期,干细胞不断进行有丝分
10
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裂,SAC 会不断地与着丝粒结合并脱离,A 正确;
B、活化的SAC 保证染色体有更多的时间实现正确连接,此时cyclingBl 的降解受到抑制,即cyclingBl 的
含量得到维持时染色体才有更多时间去正确连接,进入后期更慢,cyclingBl 减慢了细胞分裂的进程,B 正
确;
C、APC 的激活,需要多种蛋白质的协调配合,如SAC、cyclingBl 等,蛋白质是基因表达的产物,C 正确;
D、蛙的红细胞是真核细胞,有完整的细胞核,有染色质,不过蛙的红细胞进行无丝分裂,不存在染色体
和纺锤丝之间的连接,不需要SAC,D 错误。
故选D。
11.中药吴茱萸的主要成分吴茱萸碱(EVO)对胃癌细胞增殖的影响如表所示。G₀ 期细胞暂不分裂,但在
适当的刺激下可重新分裂。下列相关推论合理的是( )
组别
细胞周期中各期细胞比例(%)
G₀/G₁ 期
S 期
G₂/M 期
对照组
42.62
17.5
23.37
EVO 组
8.57
19.30
54.13
A.EVO 能诱导胃癌细胞的细胞周期阻滞于G₂/M 期
B.EVO 可能通过抑制DNA 复制影响胃癌细胞增殖
C.癌细胞的一个细胞周期历经:M→G₀→G₁→S→G₂
D.EVO 阻断胃癌细胞的细胞周期,使其细胞周期缩短
【答案】A
【分析】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。包括分
裂间期和分裂期,分裂间期又分为G₁ 期(DNA 合成前期)、S 期(DNA 合成期)、G₂ 期(DNA 合成后
期),G₁ 期主要进行RNA 和蛋白质的生物合成,S 期主要特征是DNA 的合成,G₂ 期DNA 合成终止,但
还有RNA 和蛋白质的合成,不过合成量逐渐减少;M 期为分裂期。
【详解】A、据表格分析:和对照组相比,EVO 组的G₂/M 期细胞比例明显增大,故EVO 能诱导胃癌细胞
的细胞周期阻滞于G₂/M 期,A 正确;
B、据表格分析:和对照组相比,EVO 组的G₀/G₁ 期细胞比例明显减小,EVO 组的G₂/M 期细胞比例明显
增大,而S 期细胞比例变化不大,故EVO 不可能通过抑制DNA 复制影响胃癌细胞增殖,B 错误;
C、癌细胞的一个细胞周期历经:G₁→S→G₂→M,不包括G₀ 期,C 错误;
D、据表分析:和对照组相比,EVO 组的G₂/M 期细胞比例明显增大,说明EVO 阻断细胞G₂ 期活动,使细
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胞停滞在分裂间期不能完成细胞周期,D 错误。
故选A。
12.图1 是一个细胞周期内每条染色体上的DNA 变化曲线图,图2 是根据细胞核DNA 含量不同,将大量
某种连续增殖的细胞分为三组,统计每组的细胞数而绘制的柱形图。下列叙述正确的是( )
A.图1 中cd 段占细胞周期的时间最长
B.图1 中ef 段是细胞有丝分裂的末期
C.图2 乙组细胞的染色体数目加倍
D.图2 丙组细胞包含分裂前期、中期、后期、末期的细胞
【答案】D
【分析】分析图1:图1 表示一个细胞周期内每条染色体上的DNA 变化, bc 段形成的原因是DNA 的复制,
ac 段处于有丝分裂间期;cd 段处于有丝分裂前期和中期;de 段形成的原因是着丝粒的分裂;ef 段表示有丝
分裂后期和末期。
分析图2:甲组细胞中的DNA 含量为2C,为间期DNA 复制前的细胞;乙组细胞中的DNA 含量为2C~
4C,均为间期细胞;丙组细胞中的DNA 含量为4C,包括间期DNA 复制后、分裂期的前期、中期、后期
和末期的细胞。
【详解】A、分裂间期在细胞周期中所占的时间最长,ac 表示分裂间期,cd 段处于有丝分裂前期和中期,
A 错误;
B、图1 中ef 段表示有丝分裂后期和末期,B 错误;
C、图2 乙组细胞中的DNA 含量为2C~4C,均为间期细胞,进行DNA 的复制,染色体数目没有加倍,C
错误;
D、图2 丙组细胞中的DNA 含量为4C,包括间期DNA 复制后、分裂期的前期、中期、后期和末期的细胞,
D 正确。
故选D。
13.图甲是某二倍体生物细胞分裂的模式图,图乙表示细胞周期中不同时期每条染色体上DNA 含量的变
12
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化,图丙表示有丝分裂过程中某一时期细胞中染色体(a)、染色单体(b)和核DNA(c)的数量关系。
下列说法错误的是( )
A.图甲中细胞所处的时期对应图乙中的EF 段
B.图甲所示细胞有8 个核DNA 分子,该生物的体细胞含有4 条染色体
C.细胞分裂前的DNA 的复制发生在图乙中的BC 段
D.图丙对应图乙整个CD 段,处于此时期的细胞中的染色体排列在赤道板的两侧
【答案】D
【分析】有丝分裂过程中,染色体数目、染色单体数目、DNA 含量变化特点(假设体细胞染色体为
2N):(1)染色体变化:后期着丝粒(点)分裂,染色体数目加倍为4N,其他时期为2N;(2)DNA 变
化:间期进行DNA 复制,DNA 数目加倍(2N→4N),末期DNA 数由4N→2N;(3)染色单体变化:间
期染色体复制后出现染色单体,其数目由0→4N,后期着丝粒(点)分裂后染色单体消失(4N→0),存
在时数目同DNA 数目相同。
【详解】A、图甲中细胞具有同源染色体,且着丝粒(点)发生分裂,可推知其处于有丝分裂后期;图乙
中DE 段,每条染色体上的DNA 含量由2 变为1,说明DE 段发生了着丝粒(点)分裂,那么EF 段可以代
表有丝分裂后期,因此图甲中细胞所处的时期对应图乙中的EF 段,A 正确;
B、图甲中有8 条染色体,每条染色体上有1 个核DNA 分子,因此共有8 个核DNA 分子;由于此时处于
有丝分裂后期,染色体数目是正常体细胞的2 倍,则可推知该生物的体细胞含有4 条染色体,B 正确;
C、图乙BC 段每条染色体上DNA 数量由1 逐渐变为2,说明BC 段发生了DNA 的复制,C 正确;
D、由题干可知,图丙中细胞处于有丝分裂某时期,染色体数为4,染色单体为8,核DNA 数为8,由此可
判断其处于(G2 期和)有丝分裂前期、中期;图乙中CD 段每条染色体上的DNA 含量为2,由此推知CD
段可代表(G2 期和)有丝分裂前期、中期,因此图丙对应图乙整个CD 段,但是处于此时期的细胞,其染
色体不会排列在赤道板两侧,D 错误。
故选D。
14.下图表示洋葱根尖分生区细胞进行分裂时,细胞核中DNA 含量的变化,每个点代表记录到的一个细
13
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胞。下列关于该图的分析,错误的是( )
A.分裂间期细胞核体积逐渐增大,这与分裂间期物质合成有关
B.当细胞核的体积为550/μm3,此时正在进行DNA 分子的复制
C.分裂间期细胞数量多于分裂期,说明分裂间期持续时间更长
D.细胞核中DNA 数发生减半时,染色单体的数目也随之减半
【答案】D
【分析】分析题图:图示表示洋葱根尖分生组织内的细胞进行有丝分裂时,每个细胞核中DNA 含量的变
化,其中分裂间期,DNA 含量因复制而加倍。
【详解】A、分裂间期是物质准备期,该期间主要进行DNA 分子复制和有关蛋白质合成,此时细胞核体积
逐渐增大,细胞体积也有适度增加,A 正确;
B、分析图形可知,在细胞分裂间期,细胞核体积达到其最大体积的一半(550/μm3)时,DNA 的含量开
始急剧增加,此时细胞核中进行DNA 的复制,B 正确;
C、细胞周期中细胞的数目可反映其所占时间,分裂间期细胞数量多于分裂期,说明分裂间期持续时间更
长,C 正确;
D、细胞核中DNA 数目减半发生在细胞分裂时,即发生在末期,而染色单体在后期随着丝粒(着丝点)的
断裂而消失,D 错误。
故选D。
15.下图A 表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期所用的时间,图B 表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞
周期图。下列叙述中正确的是( )
14
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A.c 段消耗ATP,d 段不消耗ATP
B.乙→乙全过程为一个细胞周期
C.在高等植物细胞内,两组中心粒发出星射线形成纺锤体
D.b 段的主要变化是DNA 的复制及有关蛋白质的合成
【答案】B
【分析】题图分析:图A 中乙→乙为一个细胞周期,乙→甲为细胞间期,甲→乙分裂期;图B 中a、c 持
续的时间长,是细胞分裂间期,b、d 持续的时间短,是细胞分裂期,由题图中的箭头指向可知一个细胞周
期可以表示为(a+b)或(c+d)。
【详解】A、a、b、c、d 段都要消耗ATP,A 错误;
B、细胞周期从分裂间期开始,分裂期结束,即一个细胞周期是指乙→乙的全过程,B 正确;
C、在低等植物细胞内,两组中心粒发出星射线形成纺锤体 ,高等植物细胞中不含中心体,C 错误;
D、b、d 表示分裂期,a、c 表示分裂间期,分裂间期的主要变化是DNA 的复制及有关蛋白质的合成,D
错误。
故选B。
16.植物幼苗在生长过程中根不断长长、长多,这与根细胞不断分裂有关。下列关于根细胞分裂的说法,
错误的是( )
A.在分裂间期有DNA、RNA 和蛋白质的合成
B.在观察细胞分裂前需用台盼蓝给染色体染色
C.在分裂中期染色体的着丝粒都排列在赤道板
D.在分裂后期细胞中染色体数量加倍并移向两极
【答案】B
【分析】对真核生物而言,有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式,有丝分裂是一个连续过程,人们根据
染色体的行为,将有丝分裂划分为前期、中期、后期和末期四个时期,各个时期主要特点如下:前期最大
特点是:核膜、核仁逐渐消失,染色质缩短变粗成为染色体,植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体,动
物细胞两组中心粒分别移到细胞两极,由中心粒发出星射线形成纺锤体。中期:着丝粒排列在赤道板上,
此时染色体的形态、数目最清楚。后期:着丝粒分开,姐妹染色单体分开,在纺锤丝牵引下移到细胞两极,
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此时染色体数目加倍。末期:核膜、核仁重现,染色体变成染色质,植物细胞中央形成细胞板,一个细胞
分裂形成两个子细胞,动物细胞膜从中间内陷,一个细胞分裂形成两个子细胞。
【详解】A、在分裂间期会发生DNA 复制和蛋白质合成,在蛋白质合成过程中,首先发生转录过程,该过
程中有RNA 的生成,因此在分裂间期有DNA、RNA 和蛋白质的合成,A 正确;
B、染色体的染色剂是甲紫或者醋酸洋红,不是台盼蓝,B 错误;
C、在分裂中期染色体形态稳定,数目清晰,染色体的着丝粒都排列在赤道板,C 正确;
D、在分裂后期细胞中染色体的着丝粒分裂,染色体数量加倍,并在纺锤丝牵引下移向两极,D 正确。
故选B。
17.如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA 分子数目(b)的直方图,下列叙述正
确的是( )
A.①时期染色体还未复制,核DNA 已完成了复制
B.③时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板
C.①→②表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA 分子数目也随之加倍
D.②→③表示染色体平均分配到两个子细胞中,核DNA 分子也随之平均分配
【答案】D
【分析】分析柱形图,已知a 表示染色体数目、b 表示DNA 数目。①时期,细胞中染色体数∶DNA 数
=1∶2,可表示有丝分裂前期和中期;②时期,细胞中染色体数∶DNA 数=1∶1,且含量均为体细胞的2 倍,
可表示有丝分裂后期;③时期,细胞中染色体数∶DNA 数=1∶1,且含量均与体细胞相同,可表示有丝分
裂末期。
【详解】A、图①细胞中染色体数∶DNA 数=1∶2,表示有丝分裂前期或中期,此时染色体(核DNA)已
完成了复制,A 错误;
B、③细胞中染色体数∶DNA 数=1∶1,且含量均与体细胞相同,可表示有丝分裂末期。末期核膜、核仁
重建,动物细胞分裂过程中无细胞板出现,B 错误;
C、②时期细胞中染色体数∶DNA 数=1∶1,且含量均为体细胞的2 倍,可表示有丝分裂后期。则①→②
表示由中期进入后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA 分子数目不增加,C 错误;
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D、②→③表示由后期进入末期,染色体与核DNA 分子都平均分配到两个子细胞中,D 正确。
故选D。
18.某团队在对美花石斛茎尖日节律性研究时,所得实验结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.在判定细胞所处分裂时期时通常需用碱性染料对染色体染色
B.9:00 左右美花石斛茎尖分裂期细胞占半数以上
C.21:00 时分裂期细胞中染色体数与DNA 数之比小于1
D.根据图示无法判定一个细胞周期所经历的时间约为20 小时
【答案】B
【分析】有丝分裂:(1)细胞周期: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。一个周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂间期历时长,占细胞周期的90%-
-95%。(2)分裂间期包括G1 期、S 期和G2 期,其中S 期进行DNA 复制。
【详解】A、可以用碱性染料对染色体进行染色,如醋酸洋红等,A 正确;
B、一个周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂间期历时长,占细胞周期的90%--95%。所以,分裂
期细胞很少,B 错误;
C、21:00 时分裂期细胞处于分裂末期,其染色体和核DNA 数目相等,但是细胞质中也存在DNA,故染
色体数与DNA 数之比小于1,C 正确;
D、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。图示无法判
断分裂起始时期,D 正确。
故选B。
19.细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M),如图1;细胞增殖过程中DNA 含量会发生变
化。通过测定一定数量细胞的DNA 含量,可分析其细胞周期。根据细胞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2。据图分析,下列说法错误的是( )
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A.分裂间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与
B.染色体的着丝粒分裂发生在图甲中的M 期
C.图2 中的乙主要发生在图甲中的S 期
D.将周期阻断在DNA 复制前会导致图2 中甲组细胞数减少
【答案】D
【分析】分析乙图:甲组细胞中的DNA 含量为2C,包括G1 期和末期的细胞;乙组细胞中的DNA 含量为
2C~4C,均为S 期细胞;丙组细胞中的DNA 含量为4C,包括G2 期、前期、中期和后期的细胞。
【详解】A、分裂间期进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成,合成相关蛋白质需要核糖体的参与,A 正确;
B、染色体的着丝粒分裂发生在有丝分裂后期,即图甲中的M 期,B 正确;
C、乙组细胞中的DNA 含量为2C~4C,均为S 期细胞,C 正确;
D、甲组细胞中的DNA 含量为2C,包括G1 期和末期的细胞,S 期进行DNA 的复制,将周期阻断在DNA
复制前会导致图2 中甲组细胞数(G1 期)增多,D 错误。
故选D。
20.下图表示某动物细胞(2N)有丝分裂的分裂期,其染色体着丝粒与纺锤丝相应极之间的平均距离变化
规律曲线。下列叙述错误的是( )
A.OA 段已经完成了核DNA 复制
B.两个中心体间最大距离约为40μm
C.B 点时细胞内各染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上
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D.与OA 段相比,AB 段细胞内的染色体数增加一倍而核DNA 数不变
【答案】C
【分析】有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核
膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着
丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和
染色体消失。
【详解】A、OA 段染色体着丝粒与纺锤丝相应极之间的平均距离不变,说明已经完成了核DNA 复制,A
正确;
B、着丝粒位于赤道面时,与两极的距离为20um,因此两个中心体间最大距离约为40μm,B 正确;
C、B 点时染色体着丝粒与纺锤丝相应极之间距离为0,说明染色体已到达两极,C 错误;
D、与OA 段相比,AB 段染色体着丝粒与纺锤丝相应极之间距离缩小,说明在移向两极,着丝粒已完成分
裂,细胞内的染色体数增加一倍,而核DNA 复制在间期,因此核DNA 数不变,D 正确。
故选C。
二、多选题
21.下图是对观察洋葱根尖细胞有丝分裂时染色体数(a)、染色单体数(b)和核DNA 分子数(c)的统
计图。下列相关叙述正确的是( )
A.分裂间期用②表示最恰当
B.染色体螺旋化程度最高在①时
C.①可以表示细胞分裂的前期
D.③可表示分裂完成的细胞
【答案】BCD
【分析】据图分析,①中染色体:染色单体:DNA=1:2:2,可表示有丝分裂的前、中两个时期;②中染
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色体:染色单体:DNA=4:0:4,表示有丝分裂的后期;③中染色体:染色单体:DNA=1:0:1,代表
有丝分裂的末期,表示细胞分裂完成。
【详解】A、间期过程中进行染色体复制,染色体数目不变,DNA 含量加倍,②中染色体数∶染色单体数
∶核DNA 分子数=4∶0∶4,说明着丝粒分裂,染色体数目加倍,染色单体消失,表示有丝分裂的后期,
A 错误;
B、有丝分裂中期染色体螺旋化程度最高,该细胞内染色体:染色单体:DNA=1:2:2,处于①时期,①
包含有丝分裂前期和中期,B 正确;
C、①图中染色体:染色单体:DNA=1:2:2,可表示有丝分裂的前、中两个时期,C 正确;
D、③中染色体:染色单体:DNA=1:0:1,可代表有丝分裂的末期,可表示细胞分裂完成,D 正确。
故选BCD。
22.若在肿瘤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
时处于其它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。得到下图(图1~图4 中横轴为时间,纵轴为带
标记细胞占总细胞数的百分数),下列叙述错误的是( )
A.图2 中a 点开始检测到带
3H 标记分裂期细胞,则o-a 为G2期时间
B.图2 中b 点带
3H 标记分裂期细胞数开始达到最大值,则a-b 段表示分裂期时间
C.图3 中c 点时,带标记的细胞百分数开始下降,则a-c 段表示S 和分裂期时间
D.ae 表示一个完整的细胞周期
【答案】CD
【分析】题图分析,图2 中a 点开始检测到带3H 标记分裂期细胞,说明DNA 已经完成复制,则o-a 为G2
期时间;图2 中b 点带3H 标记分裂期细胞数开始达到最大值,说明此时细胞已经分裂结束,则a-b 段表示
分裂期时间;图3 中c 点时,带标记的细胞百分数开始下降,说明此时细胞正处于分裂末期,则a-c 段表示
间期和分裂前、中和后期时间;细胞周期是指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
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时为止所经历的全过程。真核生物连续分裂的体细胞才具有细胞周期,所以图中ae 可表示一个完整的细胞
周期时间。
【详解】A、图2 中a 点开始检测到带3H 标记分裂期细胞,说明DNA 已经完成复制,则o-a 为G2 期时间,
A 正确;
B、图2 中b 点带3H 标记分裂期细胞数开始达到最大值,说明此时细胞已经分裂结束,则a-b 段表示分裂
期时间,B 正确;
C、图3 中c 点时,带标记的细胞百分数开始下降,说明此时细胞正处于G2 期结束时,则a-c 段表示分裂
期加G2 期时间,C 错误;
D、细胞周期是指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所经历的全过程。真
核生物连续分裂的体细胞才具有细胞周期,图中ae 是从G2 期至下一次G2 期,不能表示一个完整的细胞
周期时间,D 错误。
故选CD。
23.有丝分裂的起始阶段,分裂极(建立两极纺锤体)的确立确保了细胞分裂过程的对称性和双极性,从
而使染色体精确分离。如图为某动物细胞的有丝分裂示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.该细胞处于分裂前期,蛋白质和磷脂已经装配成中心体,细胞正在建立分裂极
B.中心体在分裂间期进行复制,分裂结束后每个子细胞中有2 个中心粒
C.在纺锤丝的牵引下图示两条染色体将各自移向细胞的一极,细胞质均等分裂
D.高等植物细胞没有中心体,但在细胞分裂时也会通过其他方式建立分裂极
【答案】AC
【分析】图示含有两个中心体,核仁已经消失,为有丝分裂前期。图示一对染色体为一对同源染色体。
【详解】A、图示含有两个中心体,核仁已经消失,为有丝分裂前期;中心体的组成成分为蛋白质,没有
磷脂,A 错误;
B、中心体在分裂间期进行复制,分裂结束后每个子细胞中含有1 个中心体,即2 个中心粒,B 正确;
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C、有丝分裂后期,纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向细胞两极,而图示两条染色体
为同源染色体,有丝分裂过程中同源染色体不分离,C 错误;
D、高等植物细胞没有中心体,但是在细胞分裂时会从两极发出纺锤丝,形成纺锤体,建立分裂极,D 正
确。
故选AC。
24.研究表明,葡萄糖能调节类甲基化转移酶3(METTL3)的合成,进而影响细胞的增殖。为进一步探
究METTL3 在葡萄糖诱导下的作用机制,研究人员以大鼠肾小管上皮细胞为材料进行了相关实验,结果如
下表。下列说法正确的是( )
组别
细胞增殖率
(%)
分裂间期各阶段细胞比例(%)
G1期
S 期
G2期
对照组
100
63.67
27.98
8.35
高糖组
85.96
63.13
25.37
11.51
高糖+METTL3 合成抑制剂组
94.88
55.94
30.47
13.58
注:对照组和高糖组的葡萄糖浓度分别为5.5mmol/L 和35mmol/L
A.该实验的自变量是葡萄糖的浓度
B.METTL3 会抑制细胞从G1期进入S 期
C.高糖会促进METTL3 的合成,进而抑制细胞增殖
D.METTL3 的合成在G2期进行
【答案】BC
【分析】由表可知,高浓度葡萄糖会抑制细胞的增殖,使分裂期中的G1 期和S 期变短,G2 期变长;而
METTL3 合成抑制剂的存在,会适当解除高浓度葡萄糖的抑制效果,缩短G1 期,延长S 期和G2 期。
【详解】A、该实验的自变量是METTL3 的有无和葡萄糖的浓度,A 错误;
B、比较高糖组和高糖+METTL3 合成抑制剂组分裂间期各阶段细胞比例可知,高糖+METTL3 合成抑制剂
组的G1 期细胞比例减少,S 期细胞比例增大,则说明METTL3 会抑制细胞从G1 期进入S 期,B 正确;
C、分析三组实验细胞增殖率可知,高糖会促进METTL3 的合成,进而抑制细胞增殖,C 正确;
D、METTL3 会抑制细胞从G1 期进入S 期,因此METTL3 的合成在G1 期进行,D 错误。
故选BC。
25.细胞周期内具有一系列的检查点,细胞必须通过这些特定的检查点才能进入到周期循环中。研究表明,
细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin 复合物,推动细胞跨越细
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胞周期各时期转换的检查点。各时期所发生的主要生理变化及检查点如表所示,下列叙述错误的是( )
时
期
主要生理变化
部分调控因子
时间
(h)
为DNA 的合成做准备
10
S
DNA 合成
7
主要完成蛋白质的合成,为进入分裂期
做准备
3
M
略
1
A.细胞由静止状态进入细胞周期时需要合成CDK 和CyclinD
B.CDK/CyclinB 能够促进细胞内中心体倍增、染色质螺旋化
C.抑制CyclinE 活性可使更多细胞阻滞在
期和S 期之间
D.处于S 期的某细胞经18h 后一定可再次进入S 期
【答案】BD
【分析】1、分裂间期:G 期主要进行RNA 和蛋白质的生物合成,并且为下阶段S 期的DNA 合成做准备;
S 期最主要的特征是DNA 的合成;G 期主要为M 期做准备,但是还有RNA 和蛋白质的合成,不过合成量
逐渐减少。
2、细胞周期:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止;包括分裂间期和分裂期,
其中分裂间期历时长,占细胞周期的90%-95%,则选观察细胞有丝分裂的材料时,选分裂期长,占细胞周
期比例大的。
【详解】A、细胞分裂时首先进入的时期是G1 期,所以细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成的是
CDK 和CyclinD,A 正确;
B、CDK/CyclinB 是推动细胞跨越分裂间期的转换的检查点,间期核仁逐渐解体,核膜消失,从细胞的两
极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体,染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体,B 错误;
C、若使更多细胞阻滞在G1 期和S 期之间,降低CyclinE 活性,则不能与细胞周期蛋白(Cyclin)形成
CDK/Cyclin 复合物,C 正确;
D、S+G1+G2+M=21h,若刚进入S 期的细胞,经18h 后不一定能再次进入S 期,D 错误。
故选BD。
26.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
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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下图所示。下列说法正确的是( )
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】ABD
【分析】有丝分裂间期:染色体复制(复制的结果是每个染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体,呈染
色质的形态);DNA 复制;有关蛋白质的合成。有丝分裂的分裂期分为:前期、中期、后期、末期。前期:
染色体出现、纺锤体出现;核膜、核仁消失;染色体散乱排列中期:所有染色体的着丝排列在赤道板上后
期:着丝点分裂、染色单体分开、两组染色体向两级移动末期:染色体消失、纺锤体消失、核膜、核仁出现
分裂。
【详解】A、正常细胞中DNA 复制未完成时,CDK1 发生磷酸化,即去磷酸化过程受到抑制,A 正确;
B、正常细胞中磷酸化的CDK1 发生去磷酸化后,使细胞进入分裂期,染色质螺旋化形成染色体,B 正确;
C、感染BYDV 的细胞中CDK1 的磷酸化水平较正常细胞高,说明磷酸化的CDK1 去磷酸化过程受到抑制,
可推测M 蛋白通过抑制CDK1 的去磷酸化而影响细胞周期,C 错误;
D、M 蛋白发挥作用后,感染BYDV 的细胞中磷酸化的CDK1 的去磷酸化受到抑制,不能进入分裂期而被
阻滞在分裂间期,D 正确。
故选ABD。
三、综合题
27.细胞增殖是细胞重要的生命活动,具有周期性。细胞周期包含四个阶段:G1期(DNA 复制前期)、S 期
(DNA 复制期)、G2期(DNA 复制后期)和M 期(分裂期)。细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停
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留在细胞周期的同一阶段的现象。高浓度的胸腺嘧啶核苷(TdR)双阻断法是常用的同步方法。TdR 能可逆地
抑制S 期DNA 合成,而不作用于其他细胞阶段的运转,最终导致细胞群被同步化。下图为研究人员利用
TdR 双阻断法使人宫颈癌细胞群同步化的过程示意图。回答下列问题:
(1)细胞增殖包括 和细胞分裂两个相连续的过程。对于真核细胞来说,有丝分裂是其细胞分裂的
主要方式,有丝分裂的重要意义是: 。
(2)据图推测,TdR 双阻断法先后两次使用高浓度TdR 处理,这两次处理的时间均应控制在
范围内;正常处理的时间应控制在 范围内,该次处理的目的是
;经过上述三次处理后,所有细胞都应停滞在细胞周期的 (填位置),从而实现细胞周期同步化。
【答案】(1) 物质准备 将亲代细胞的染色体经过复制,精确地平均分配到两个子细胞中,在细胞
的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性
(2) 大于或等于(G2+M+G1) 大于S,小于(G2+M+G1) 保证被TdR 阻断在S 期的细胞完
全越过S 期 G1/S 期交界处
【分析】1、细胞周期的概念: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。
2、细胞周期分为两个阶段:分裂间期和分裂期。
(1)分裂间期:①概念:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂前。②主要变化:DNA 复制、蛋白质合
成。
(2)分裂期:主要变化: 1)前期:①出现染色体:染色质螺旋变粗变短的结果;②核仁逐渐解体,核
膜逐渐消失;③纺锤丝形成纺锤体。 2)中期:染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上,染色体形态、
数目清晰,便于观察。 3)后期:着丝点分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分
别移向两极。 4)末期:纺锤体解体消失、核膜、核仁重新形成、染色体解旋成染色质形态;细胞质分裂,
形成两个子细胞(植物形成细胞壁,动物直接从中部凹陷)。
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【详解】(1)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。对于真核细胞来说,有丝分裂是其
细胞分裂的主要方式,有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制,精确地平均分配到两个子细
胞中,在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
(2)TdR 能可逆地抑制S 期DNA 合成,结合宫颈癌细胞周期各期长短,用TdR 对细胞进行恰当时间的时
间处理,可调、阻断细胞周期的时间节点。如,第一次用TdR 处理细胞大于或等于(G2+M+G1)时,可
让刚加入TdR 时处理S 期的细胞依然停在S 期,其它时间的细胞停留在G1/S 交界处,然后正常处理大于
S,小于(G2+M+G1)的时间,可让所有细胞均不在S 期,此时再次用TdR 处理,则可让所有细胞均被阻
断在G1/S 交界处,从而实现了细胞周期的同步化。
28.下图甲、乙分别为两种不同生物细胞的有丝分裂示意图,请据图回答:
(1)甲乙细胞有丝分裂纺锤体的形成方式不同,乙细胞形成纺锤体与 有关。
(2)甲乙细胞有丝分裂细胞质一分为二方式不同,甲中D 中与细胞质分裂有关的细胞结构是 。
(3)甲乙细胞在结构上有差别,纺锤体形成方式、细胞质分配方式有不同,但都保证了染色体 到两
个子代细胞。
(4)图乙处于有丝分裂的 期,该时期细胞中着丝粒数目是 ,用胰蛋白酶处理图乙中结构3
后,剩余的细丝状结构是 。
(5)图丙中AB 段形成的原因是 ,该过程发生于细胞分裂的 期;图丙中CD 段形成的原因
是 ,发生于细胞分裂的 期。
(6)细胞分裂间期可划分为G1期(主要进行有关蛋白质的合成)、S 期(进行DNA 复制)和G2期(继续合
成少量的蛋白质)。在洋葱根尖分生组织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
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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
中的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(M 期)细胞,计算其中带
3H 标记的细胞占分裂期细胞的百分数。结果如下图
则图中ac 段所经历的时间相当于 (填“G1期”或“S 期”或“G2期”或“分裂期”)的时间,分
裂期(M 期)可用图中的 (填字母)段表示。
【答案】(1)中心体
(2)高尔基体
(3)平均分配
(4) 中 最清晰 DNA
(5) DNA 复制 间 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体 后
(6) S 期、G2 期、分裂期 ab
【分析】分析题图:甲为植物细胞有丝分裂的示意图,其中的A、B、C、D 分别处于有丝分裂的前期、后
期、中期、末期。乙为动物细胞处于有丝分裂中期的示意图,1 和2 表示姐妹染色单体,3 表示染色体。在
图丙中,AB 段每条染色体DNA 含量由1 增加至2,其变化的原因是DNA 分子复制;CD 段每条染色体的
DNA 含量由2 降至1,变化的原因是着丝粒(点)分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体;BC 段存在
染色单体。
【详解】(1)乙细胞为动物细胞,动物细胞中的中心体与纺锤体的形成有关。
(2)高尔基体与细胞壁的形成有关。甲中D 为处于有丝分裂末期的植物细胞。植物细胞进入有丝分裂末
期,会在赤道板的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的细胞壁,一个细胞分裂成为两个子细
胞。可见,与细胞质分裂有关的细胞结构是高尔基体。
(3)甲乙进行的是有丝分裂。在有丝分裂的过程中,亲代细胞的染色体经复制后,精确地平均分配到两
个子细胞中。
(4)图乙细胞中的每条染色体的着丝粒(旧教材称“着丝点”)排列在赤道板上处于有丝分裂的中期,
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该时期细胞中着丝粒数目是最清晰的,可以通过数着丝粒的数目来确认染色体的数目。图乙中结构3 是染
色体,主要由DNA 和蛋白质组成。用能催化蛋白质水解的胰蛋白酶处理结构3 后,蛋白质被水解,剩余
的细丝状结构是DNA。
(5)图丙中AB 段每条染色体DNA 含量由1 增加至2,形成的原因是DNA 复制,该过程发生于细胞分裂
的间期;图丙中CD 段每条染色体的DNA 含量由2 降至1,形成的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,
成为两条染色体,发生于细胞分裂的后期。
(6)分析题意可知,用3H 标记的是DNA 复制期不同阶段的全部细胞,而当时处于其他时期的细胞则不
带标记,统计的是带3H 标记的细胞占分裂期细胞的百分数。a 点开始检测到带3H 标记分裂期细胞,说明
原最先处于DNA 复制期的细胞经历了G2 期;b 点带3H 标记的分裂期细胞数始达到最大值,说明原处于
DNA 复制期不同阶段的细胞都已完成了有丝分裂(M 期);c 点带标记的细胞百分数开始下降,说明此时
细胞正处于分裂末期。综上分析,ac 段所经历的时间相当于S 期、G2 期、分裂期。分裂期(M 期)可用
图中的ab 段表示。
29.某生物兴趣小组用同位素标记法探究得到洋葱根尖细胞有丝分裂周期及各阶段所经历的时间,统计如
下表:(一个细胞周期可分为4 个阶段:G1期主要合成RNA 和蛋白质;S 期是DNA 合成期;G2期DNA
合成终止,合成RNA 及蛋白质;M 期是细胞分裂期。)
表1
周期
G1
S
G2
M
合计
时长
(h)
10
7
3.5
1.
5
22
(1)在下列坐标系中绘出该种细胞一个细胞周期的核DNA 含量变化曲线,并注明各期名称 (假设体细
胞核DNA 相对含量为2C)
(2)若在上述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,再培养 小时,
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则其余细胞都将被抑制在G1/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/S 期交界处,实现
细胞周期同步。
(3)某同学在显微镜下观察到了A 图像,发现了赤道板。
请你评价他的观察结果: 。
【答案】(1)
(2) S 期 15 G1
(3)赤道板只是一个位置,不是真实结构,因此赤道板是看不到的
【分析】1、G1 期:DNA 合前期,合成RNA 和核糖体。
2、S 期:DNA 复制期,主要是遗传物质的复制,即DNA、组蛋白和复制所需要酶的合成。
3、G2 期:DNA 合成后期,有丝分裂的准备期,主要是RNA 和蛋白质(包括微管蛋白等)的大量合成。
4、M 期:细胞分裂期, 包含前期、中期、后末期。
5、细胞周期中大部分时间都属于分裂间期,其中包括G1 期、S 期和G2 期。
【详解】(1)G1 期为DNA 合前期,细胞中DNA 相对含量为2C;S 期为DNA 复制期,细胞中DNA 相对
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含量为2C→4C;G2 期为DNA 合成后期,细胞中DNA 相对含量为4C;M 期为细胞分裂期,细胞中DNA
相对含量为4C→2C,故该种细胞一个细胞周期的核DNA 含量变化曲线如下:
(2)S 期为DNA 复制期,若在上述细胞的培养液中加入DNA 合成抑制剂,处于S 期的细胞立刻被抑制,
再培养G2+M+G1=3.5+1.5+10=15 小时,其余细胞都将被抑制在G1/S 期交界处;若要使所用细胞停留在
G1/S 期期交界处,则应在G1 期终点之前,加入DNA 合成抑制剂。
(3)A 图像中的细胞属于有丝分裂中期的细胞,有丝分裂中期染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,
但赤道板只是一个位置,不是真实结构,因此赤道板是看不到的。
30.研究发现,细胞中染色体的排列、分离与姐妺染色单体之间的粘连蛋白有关、粘连蛋白的作用机理如
图所示(是有丝分裂过程中发生的)。请回答下列有关问题:
(1)图中所示染色体的行为发生在有丝分裂 期,此时期染色体的变化主要是
。
(2)在细胞分裂过程中,细胞会产生水解酶将粘连蛋白分解,而染色体上的其他蛋白质不受影响,说明酶具
有 (填特性)。
(3)细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的SGO 蛋白,该蛋白主要集中在染色体的着丝粒位置。科学家研
究有丝分裂时,发现水解粘连蛋白的酶在中期已经开始起作用,而各着丝粒却要到后期才几乎同时断裂。
据图推测,SGO 蛋白在细胞分裂中的作用主要是 。
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(4)粘连蛋白、SGO 蛋白在细胞周期中的合成时期是 ,它们的结构与功能不同的直接原因是
。
【答案】(1) 后 着丝点分裂,姐妹染色单体分离
(2)专一性
(3)保护粘连蛋白不被水解酶破坏提前
(4) 分裂间期
组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构千差
万别
【分析】图中所示为一条染色体上的着丝点分裂,姐妹染色单体分离。
【详解】(1)图中所示染色体的行为变化发生在有丝分裂后期,主要是含染色单体的染色体的着丝点分
裂,姐妹染色单体分离。
(2)酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应,因此在细胞分裂过程中,细胞会产生
水解酶将粘连蛋白分解,而染色体上的其他蛋白质不受影响,体现了酶具有专一性。
(3)根据题文“细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的SGO 蛋白,主要集中在染色体的着丝点位置。科
学家研究有丝分裂时发现,水解粘连蛋白的酶在中期已经开始起作用,而各着丝点却要到后期才几乎同时
断裂”结合题图推测,SGO 蛋白可以在细胞分裂中保护粘连蛋白不被水解酶破坏。
(4)粘连蛋白、SGO 蛋白都是蛋白质,蛋白质在细胞周期中的合成于分裂间期,蛋白质的结构与功能不
同的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间
结构千差万别。
【点睛】本题以粘连蛋白与SGO 蛋白的作用及分布为情境,考查学生将题目信息与所学知识的有效联系的
能力。解答本题关键在于抓住题文及题图提供的信息,将其与所学的细胞分裂,酶的专一性,基因控制蛋
白质的合成等知识点有效的联系起来;解题切入点在于“细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间
的粘连蛋白有关”及“水解粘连蛋白的酶在中期已经开始起作用,而各着丝点却要到后期才几乎同时断
裂”。
31.下图1 是用流式细胞仪(一种可以测定细胞中核DNA 含量的仪器)测得的某连续分裂的高等植物细
胞(2c=8)的核DNA 含量变化曲线。图2 为该植物细胞分裂某时期的示意图,在该时期,带有细胞壁前
体物质的囊泡在赤道板位置彼此融合,形成有膜包围的初生细胞板。囊泡的膜则在初生细胞板的两侧形成
新的细胞膜,两个细胞的细胞膜之间有许多管道连通细胞质,并与信息交流有关。细胞板不断向外延伸最
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后到达细胞的外周而与原来的细胞壁和细胞膜连接起来,形成两个子细胞。回答下列问题:
(1)图1 中核DNA 含量由2c 增加到4c 发生在 期,该时期染色体数目为 条。若用
(药物)处理以抑制分裂过程中纺锤体的形成,再用流式细胞仪进行测定,与图1 曲线相比,DNA 含量为
(回答“2c”/“4c”/“2c”和“4c”)的细胞比例将会升高。
(2)图2 两个细胞的细胞膜之间有许多管道连通细胞质,这些管道将来发育形成 ,可以起到
作用。
(3)经研究发现形成细胞壁的纤维素主要来源于细胞外,请推测囊泡在子细胞形成过程中的两个作用
。
【答案】(1) 间期(S 期) 8 可可碱 4c
(2) 胞间连丝 物质交换和信息交流
(3)携带细胞壁的前体物质与纤维素形成新细胞壁;囊泡膜参与形成新细胞膜
【分析】有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核
膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着
丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和
染色体消失。
【详解】(1)间期中的S 期进行DNA 的复制,使DNA 含量加倍,因此核DNA 含量由2c 增加到4c 发生
在间期(S 期);该时期生成染色单体,染色体数目不变,仍为8 条;若用可可碱抑制纺锤体形成,则细
胞不能完成分裂,导致图乙中DNA 含量为2c 的细胞(G1 期、末期)数目减少。DNA 含量为4c 的细胞数
目增多。
(2)植物细胞间通过胞间连丝可以实现物质交换和信息交流,图2 两个细胞的细胞膜之间的管道连通细胞
质,这些管道将来发育形成胞间连丝。
(3)形成细胞壁的纤维素主要来源于细胞外,可推测囊泡可以携带细胞壁的前体物质与纤维素形成新细
胞壁,且囊泡还参与新细胞的形成,细胞膜紧贴细胞板,因此囊泡膜参与形成新细胞膜的形成。
32.雌激素受体阳性/表皮细胞生长因子受体2 阴性(HR’/HER2-)乳被癌是常见的一种乳腺癌分型。雌激
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素有促进乳腺癌细胞增殖的作用,机理是:上调乳腺癌细胞中周期蛋白D(cyclin D)的表达,cyclin D 与
周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合形成复合物,促进乳腺癌的恶性发展(如下图所示)。请回答下
列问题。
(1)雌激素化学成分属于 ,经 传送后,以 方式进入细胞。与雌激素受体结合,形成激素
—受体复合物,上调cyclin D 基因的表达。
(2)分裂间期的第一个时期为
期,为了复制出一套遗传物质,
期需准备好主要原料 和 ,
然后在cyclin D 与CDK4/6 结合形成的复合物的作用下,细胞从
期进入S 期。
(3)S 期进行遗传物质的复制,细胞核中DNA 分子数 ,染色体数 。
(4)S 期结束后,经过
期进入分裂期(M 期),细胞分裂成为两个子细胞。下列事件中有利于染色体平均
分开的有 (填序号)。
①
期对DNA 的检查修复 ②核膜的解体与重建 ③染色体的形成 ④纺锤体的形成
(5)为了抑制乳腺癌进展,根据癌细胞增殖的调控特点,研制了CDK4/6 抑制剂Palbociclib、雌激素受体拮
抗剂Bazedoxifene 及纺锤体抑制剂紫杉醇等药物,应用于
乳腺癌的治疗,请在表格中填写出这
些药物的主要作用时相。
药物
抑制乳腺癌细胞增殖的细胞周期时相
Palbociclib
①
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Bazedoxifene
②
紫杉醇
③
【答案】(1) 脂质(固醇) 体液 自由扩散
(2) 核苷酸 氨基酸
(3) 加倍 不变
(4)②③④
(5) G1 期 G1 期 M 期
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。(1)G1 期:
DNA 合前期,合成RNA 和核糖体。(2)S 期:DNA 复制期,主要是遗传物质的复制,即DNA、组蛋白
和复制所需要酶的合成。(3)G2 期:DNA 合成后期,有丝分裂的准备期,主要是RNA 和蛋白质(包括
微管蛋白等)的大量合成。(4)M 期:细胞分裂期,人为的分为前期、中期、后期和末期。
【详解】(1)雌激素的化学成分是固醇,属于脂质;激素调节的特点之一是通过体液运输,故雌激素经
体液传送;由于雌激素的本质为固醇,故其进入细胞的方式为自由扩散。
(2)G1 期为物质合成前期,为了复制出一套遗传物质,包括核酸、染色体等,该时期需要准备的原料是
核苷酸(合成核酸)和氨基酸(合成蛋白质)。
(3)S 期为DNA 合成期,该时期DNA 分子复制后加倍;但此时着丝点数目不变,染色体数目不变。
(4)①G2 期是DNA 合成后期,对DNA 的检查修复利于DNA 数目的稳定,跟染色体平均分开无直接关
联,①错误;
②核膜的解体与重建是细胞周期中重要的历程,利于染色体平均分开,②正确;
③④染色质螺旋变粗为染色体,利于被纺锤丝牵引而均分向两极,有利于染色体平均分开,③④正确。
故选②③④。
(5)据图可知,周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)作用于G1 时期,雌激素受体可以促进其表达,故
CDK4/6 抑制剂Palbociclib 和雌激素受体拮抗剂Bazedoxifene 的作用时期均为G1 期;纺锤体的形成时期是
前期,故锤体抑制剂紫杉醇主要作用于M 期。
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