北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
专题 7 细胞的生命历程
应用篇
【应用集训】
应用一 细胞周期检验点和细胞周期同步化
(2020江苏单科,29,8分)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
1
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(检验点),对细胞周期的过
2
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:
(1)与G 期细胞相比,G 期细胞中染色体及核DNA数量的变化是 。
1 2
(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、分裂中期阻断法。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 ,使癌细胞停滞于中期。
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
应用二 细胞自噬
1.(2021届辽宁渤大附中、育明高中一联,8)细胞自噬是指细胞将自身受损、衰老的细胞器及蛋白质等通过
溶酶体降解的过程。如图中的甲、乙、丙过程分别对应细胞自噬中的微自噬、巨自噬和分子伴侣介导型自
噬三种类型,且研究发现丙过程的活性与溶酶体膜上可利用的受体蛋白LAMP-2a的数量呈正相关。下列相
关说法正确的是 ( )
A.细胞自噬不属于正常的生理过程
B.自吞小泡是由内质网或高尔基体的双层膜脱落后形成的
C.丙过程中待清除的蛋白质需要经过受体蛋白LAMP-2a介导才能进入溶酶体内
D.细胞自噬与细胞坏死不存在本质区别
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答案 C
2.(2021届四川绵阳南山中学零诊,6)我国科研人员发现线粒体外膜蛋白FUNDC1能够介导衰老、受损的线
粒体通过自噬方式清除,在维持细胞线粒体稳态中发挥关键作用。线粒体自噬可以抑制炎症小体的激活从
而抑制肝癌的发生。下列有关叙述错误的是 ( )
A.线粒体外膜蛋白FUNDC1在真核细胞中普遍存在
B.FUNDC1缺失会引起受损线粒体在肝脏细胞中的积累
C.与线粒体自噬过程密切相关的细胞器有溶酶体和线粒体等
D.通过敲除小鼠细胞内的FUNDC1基因可以抑制小鼠肝癌的发生
答案 D
3.“细胞自噬”是真核细胞内普遍存在的一种自稳机制,也是进化过程中形成的一种自我保护机制。如图是
在溶酶体参与下衰老的线粒体被降解并回收利用的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.自噬体和溶酶体融合,体现了生物膜的选择透过性
B.“细胞自噬”有利于多细胞生物体完成正常的个体发育
C.细胞可以通过降解自身成分来提供营养和能量
D.利用“细胞自噬”可以清除衰老细胞器和无用的大分子物质
答案 A
4.“细胞自噬”是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合,从而降解细胞自身病变物质或结构等
的过程(如图)。下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.图中自噬体的膜共有两层磷脂分子
B.图中所示细胞的自噬过程是由基因决定的
C.图中的水解酶是在自噬溶酶体中合成的
D.从根本上讲,细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由饥饿决定的
答案 B
[教师专用题组]
【应用集训】
应用一 细胞周期检验点和细胞周期同步化
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1.(2020湖南衡阳二模,4)染色体数目不稳定是肿瘤标志性特征之一。为探究KLF14基因在肿瘤形成中的作
用,科学家检测了正常小鼠和KLF14基因被敲除的小鼠体内不同染色体数的细胞所占的比例,结果如图所示。
下列叙述错误的是 ( )
A.正常体细胞小鼠染色体的数目可能是40条
B.KLF14基因可以促进肿瘤细胞的形成
C.KLF14基因缺失可能会引起染色体不均等进入子细胞
D.KLF14基因表达蛋白可能参与检测和纠正细胞中DNA损伤
答案 B 据图分析:细胞中绝大多数的染色体处于39~41条之间,且小鼠是二倍体生物,故正常小鼠染色体
的数目可能是40条,A正确;KLF14基因可以抑制肿瘤细胞的形成,B错误;KLF14基因缺失的小鼠染色体数目
更多的偏离正常,可能原因是KLF14基因缺失会引起染色体不均等进入子细胞,C正确;KLF14基因能减少细
胞中染色体数目不正常的现象,KLF14基因表达蛋白可能参与检测和纠正细胞中DNA损伤,D正确。
2.(2020北京密云一模,9)研究发现,活跃分裂的动物细胞多是二倍体细胞,多倍体细胞通常不能分裂。科研人
员对比不同动物心脏中二倍体细胞所占比例以及甲状腺激素水平,结果如图所示。相关分析正确的是 (
)
A.需抽取不同动物的血液,以测定其甲状腺激素的浓度
B.需通过盐酸解离获得单个心肌细胞,以观察细胞内的染色体数目
C.恒温动物心脏组织因二倍体细胞比例低,分裂能力较强
D.甲状腺激素水平与心肌细胞分裂能力呈正相关
答案 A 动物激素通过血液运输,需抽取不同动物的血液以测定其甲状腺激素的浓度,A正确;若要观察动
物细胞内的染色体数目,需要先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理心脏组织从而获得单个心肌细胞,再通过解离、
漂洗、染色、制片的过程制成装片,最后在显微镜下找到处于分裂中期的细胞,观察并统计染色体数目,B错
误;结合题干中“活跃分裂的动物细胞多是二倍体细胞”和图中数据“恒温动物心脏中二倍体细胞比例
低”可知,恒温动物心脏细胞的分裂能力较弱,C错误;由图中数据可知,随着甲状腺激素水平的升高,心脏中二
倍体细胞比例逐渐下降,分裂能力逐渐减弱,因此甲状腺激素水平与心肌细胞分裂能力呈负相关,D错误。
知识归纳 使植物细胞相互分离开来应用解离液(体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸)处理;将
动物细胞分散成单个细胞应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
3.(2020湖南重点中学3月,3)中美胚胎学家联合研究的最新成果表明,受精卵内存在两套独立纺锤体,从精卵
结合到发生第一次有丝分裂期间,来自双亲的染色体并未相互融合,而是各自保持空间上的独立。下列有关
叙述正确的是 ( )
A.这里的融合指的是双亲染色体两两配对
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B.精卵之间的识别和结合过程能够体现细胞膜的信息交流功能
C.受精卵的体积较体细胞大得多,有利于细胞与外界进行物质交换
D.受精卵与癌细胞都是未分化的细胞,都具有旺盛的分裂能力
答案 B 双亲染色体两两配对形成四分体,发生在减数第一次分裂前期,A错误;精子与卵细胞接触,与膜结
合的信号分子与靶细胞受体结合,信息从一个细胞传递给另一个细胞,体现了细胞膜的信息交流功能,B正确;
细胞体积越大其相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越低,C错误;癌细胞是畸形分化的细胞,脱离了正常
分化状态,D错误。
4.(2020河南郑州质量预测)用放射性同位素分别标记培养基中的碱基U和T,将含标记碱基的培养基用来培
养某种生物的细胞,在培养过程中测定这两种碱基被细胞利用的速率,绘制成的曲线如图所示。下列对此结
果的分析不正确的是( )
A.在c~e段细胞中主要进行DNA分子的复制
B.细胞进行有丝分裂、减数分裂都要经历a~f段
C.处于e点对应时期的细胞中染色体数目是处于a点对应时期细胞中的两倍
D.用化学药物阻断细胞对碱基T的利用,可抑制癌细胞的增殖
答案 C c~e段细胞利用碱基T的速率先升高后降低,说明在c~e段细胞中主要进行DNA分子的复制,A正
确;细胞进行有丝分裂和减数分裂都要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,即都要经历a~f段(间期),B正
确;处于e点对应时期的细胞刚完成DNA分子的复制,该时期核DNA含量是处于a点对应时期细胞核DNA
含量的两倍,但处于e点对应时期的细胞中染色体数目与处于a点对应时期细胞中的染色体数目相同,C错误;
癌细胞增殖时需要进行DNA复制,如果用化学药物阻断细胞对碱基T的利用,可抑制DNA分子的复制,从而
抑制癌细胞增殖,D正确。
特别提醒 在细胞分裂过程中,DNA分子的加倍是由间期DNA复制导致的,染色体数目加倍是由有丝分裂
后期着丝点(粒)分裂导致的。
5.(2020黑龙江双鸭山模拟)细胞增殖严格有序进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶(简称CDK)密切相关,
CDK的活性受周期蛋白(简称cyclin)的调节。CDK在连续分裂的细胞中一直存在,cyclin的含量在细胞周期
中呈现有规律的变化,在细胞分裂间期(包括G 期、S期和G 期)积累,分裂期(即M期)消失。如图表示在细
1 2
胞增殖过程中cyclinB含量与CDK1活性的变化过程。下列叙述正确的是 ( )
A.cyclinB在G 期开始合成
2
B.CDK1可能具有促进染色质凝缩的作用
C.CDK1持续保持较高活性的细胞,细胞周期会缩短
D.CDK1的活性下降是cyclinB在M期不能合成所致
答案 B 由题图可知,cyclinB在S期开始合成,A错误;CDK1活性在S期开始升高,在G 期与M期交界处达
2
到最大值,因此CDK1可能具有促进染色质凝缩的作用,B正确;由图可知,CDK1在G 期活性逐渐升高,进入
2
M期后活性急剧下降,由此推测,若CDK1持续保持较高活性,则细胞可能会一直处于分裂间期,细胞周期会延
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长,C错误;由图可知,进入M期后cyclinB含量急剧下降,CDK1活性也急剧下降,推测CDK1的活性下降可能
是M期cyclinB含量减少所致,依据题中信息无法确定cyclinB能否在M期合成,D错误。
6.(2019北京石景山一模,5)将分裂旺盛的动物细胞阻断在G/S期交界处,更换培养液使其恢复分裂能力,从而
1
使所有细胞的分裂同步化,之后每隔2 h取样一次,用流式细胞仪检测细胞内DNA含量,结果如图所示。下列
分析正确的是 ( )
A.用DNA合成抑制剂或秋水仙素使分裂细胞阻断在G/S交界处
1
B.据图判断,该动物细胞的一个细胞周期时长大约为22 h
C.细胞中DNA含量加倍的同时,染色体数量也会加倍
D.据图判断,在24 h时细胞分裂出现明显的非同步化
答案 D 因为DNA复制发生在有丝分裂的间期(G、S、G)的S期,用DNA合成抑制剂,可以将分裂旺盛
1 2
的动物细胞阻断在G/S期交界处,但秋水仙素的作用只是抑制纺锤体的形成,而不影响DNA复制,故其不会
1
使细胞阻断在间期,A错误。根据题目信息,将分裂旺盛的动物细胞阻断在G/S期交界处,之后每隔2 h,取样
1
一次,可知坐标轴的起始点时间对于细胞周期来说是G/S期交界处,也就是从S期开始计时,G 期时间无法确
1 1
定,然后看细胞中DNA含量对应的峰值变化,可以看出10 h的时候大部分细胞中DNA含量恢复到200,培养
到22 h的时候一部分细胞的DNA含量加倍,可以推断细胞周期的时间大于12 h,但达不到22 h,B错误。细
胞中DNA含量加倍发生在分裂间期,此时染色体数目没有加倍,染色体数目加倍发生在后期,着丝点分裂,C
错误。据图判断,在24 h时DNA含量为200和400的细胞数均较多,所以细胞分裂出现明显的非同步化,D
正确。
7.(2020届河北衡水枣强中学月考一,7)如图表示细胞有丝分裂周期,图中弯形箭头长度表示各时期所占比例,
G 期、S期、G 期核DNA含量分别为2n、2n~4n、4n,胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA的合成。下列
1 2
叙述正确的是 ( )
A.TdR可将细胞群阻断在S期以使细胞同步化
B.DNA聚合酶可能在细胞周期中的G 期合成
2
C.M期会发生联会,也可能发生交叉互换现象
D.细胞周期的长短主要取决于M期的长短
答案 A 细胞周期中,G 期是DNA复制前期;S期是DNA复制时期,即细胞中核DNA含量由2n变为4n的
1
过程;G 期是DNA复制后期,为细胞分裂做准备的时期;胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA的合成,这样可
2
以使细胞阻断在S期,A正确。DNA聚合酶在G 期合成用于S期DNA复制,B错误。有丝分裂不存在联会
1
现象,C错误。细胞周期长短主要取决于间期(G+S+G)时间的长短,D错误。
1 2
易错辨析 抑制DNA合成会导致DNA无法完成复制,细胞不能正常进入分裂期,即只能停留在S期。
应用二 细胞自噬
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1.“细胞自噬”是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合,从而降解细胞自身病变物质或结构等
的过程(如图)。下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.图中自噬体的膜共有两层磷脂分子
B.图中所示细胞的自噬过程是由基因决定的
C.图中的水解酶是在自噬溶酶体中合成的
D.从根本上讲,细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由饥饿决定的
答案 B 图中的自噬体具有两层膜,即共有四层磷脂分子,A错误;溶酶体所参与的细胞自动结束生命的过
程属于细胞凋亡,细胞凋亡由基因决定,B正确;图中的水解酶的化学本质是蛋白质,在核糖体中合成,C错误;自
噬过程是由基因决定的对细胞内某些物质进行循环利用的过程,D错误。
2.“细胞自噬”是真核细胞内普遍存在的一种自稳机制,也是进化过程中形成的一种自我保护机制。如图是
在溶酶体参与下衰老的线粒体被降解并回收利用的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.自噬体和溶酶体融合,体现了生物膜的选择透过性
B.“细胞自噬”有利于多细胞生物体完成正常的个体发育
C.细胞可以通过降解自身成分来提供营养和能量
D.利用“细胞自噬”可以清除衰老细胞器和无用的大分子物质
答案 A 自噬体和溶酶体融合过程中涉及生物膜的融合,体现了生物膜的流动性,A错误;“细胞自噬”参
与细胞凋亡等重要生理过程,有利于多细胞生物体完成正常的个体发育,B正确;细胞自身成分中含有糖类、
蛋白质和核酸等,通过“细胞自噬”降解自身成分能够获得营养和能量,C正确;自噬溶酶体中含有溶酶体中
的各种水解酶,能够清除衰老细胞器和无用的大分子物质,D正确。
3.(2020山东烟台6月二模)(10分)通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。通过细胞自噬可清
除细胞内错误折叠或聚集的蛋白质、受损或老化的细胞器。如图表示细胞自噬的三种形式以及溶酶体参与
自噬的过程,回答下列相关问题。
(1)细胞自噬现象最早发现于酵母菌中。酵母菌液泡内富含水解酶,科学家在研究液泡与自噬的关系时,以野
生型酵母菌为对照组,以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组,在饥饿状态下, 酵母
菌液泡中出现自噬体大量堆积的现象。
(2)当细胞中的线粒体受损后,由 的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹形成自噬体,随后自噬体与
溶酶体融合,最终被降解。受损的线粒体功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第二、三阶段。细胞及时清
除受损线粒体的意义是 。
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(3)细胞内受损蛋白质可与热休克蛋白形成复合物,与溶酶体膜上的 结合,并在其作用下转入溶
酶体腔被降解;细胞自噬后的降解产物,一部分以代谢废物的形式排出细胞外,另一部分 。
据研究,癌细胞中热休克蛋白比正常细胞内的含量多,据图推测癌细胞能在营养条件较为恶劣环境下存活的
原因可能是
。
基于上述原理,请提出治疗癌症的思路: (答出一项即可)。
答案 (1)液泡水解酶缺陷型(2分) (2)内质网 维持细胞内部环境的相对稳定 (3)相应受体 被细胞再利
用 癌细胞能促进细胞自噬,获得的降解产物为癌细胞合成自身的有机物提供原料(2分) 抑制热休克蛋白
的活性、抑制相关受体的活性等(答出一项即可,2分)
解析 (1)根据题意分析可知,在饥饿状态下,液泡水解酶缺陷型酵母菌不能将自噬体水解,导致液泡中出现自
噬体大量堆积的现象。(2)当细胞中的线粒体受损后,由内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹形成自
噬体,接着自噬体与溶酶体融合,被溶酶体中的水解酶降解;线粒体是有氧呼吸第二阶段和第三阶段的场所,因
此受损的线粒体功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第二、三阶段;细胞及时清除受损的线粒体的意义是
维持细胞内部环境的相对稳定。(3)据图分析可知,细胞内受损蛋白质可与热休克蛋白形成复合物,与溶酶体
膜上的受体结合,并在其作用下转入溶酶体中被水解酶降解;细胞自噬后的降解产物,一部分以代谢废物的形
式排出细胞外,另一部分被细胞再利用。癌细胞中热休克蛋白比正常细胞内的含量多,据图推测癌细胞能在
营养条件较为恶劣环境下存活的原因可能是其能促进细胞自噬,获得的降解产物为癌细胞合成自身的有机
物提供原料。基于题述原理,治疗癌症的思路有抑制热休克蛋白的活性、抑制相关受体的活性等。
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