北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 A
应用 细胞周期检验点和细胞周期同步化
1.(2022届河南大联考,10 实验情境:氨基蝶呤)1953年霍华德和帕勒斯把细胞周期划分
为G 、S(DNA合成期)、G 和M四个连续的时期。如表为体外培养的某细胞的细胞周
1 2
期各阶段时长。对一定周期阶段的细胞进行生化分析,必须使细胞周期同步化,获得大量
同时期的细胞。氨基蝶呤是一种DNA合成抑制剂,在细胞培养液中加入一定量的氨基
蝶呤可达到同步化的目的。下列有关分析正确的是( )
细胞周期 G S G M 总计
1 2
时长/h 9 6 2.5 1.5 19
A.所有具备分裂能力的细胞都具有细胞周期
B.S期DNA复制后,染色体数目也随之加倍
C.加入氨基蝶呤后,M期细胞至少需要9 h后才能到达G /S交界处
1
D.加入氨基蝶呤后,G 期细胞至少需要13 h后才能到达G /S交界处
2 1
答案 C 只有能够进行连续分裂的细胞才具有细胞周期,A错误;S期DNA复制后,核
DNA数目加倍,染色体数目不变,B错误;根据表中数据可知,加入氨基蝶呤后,M期细胞至
少需要9 h后才能到达G /S交界处,C正确;加入氨基蝶呤后,G 期细胞至少需要9 h+1.5
1 2
h=10.5 h后才能到达G /S交界处,D错误。
1
2.(2022届陕西渭南月考,3 实验情境:细胞周期同步化)利用DNA复制抑制剂,能够实现
细胞群体周期同步化。已知某正常细胞的细胞周期G 、S、G 、M期依次为12 h、8
1 2
h、3 h、1 h;向细胞培养液中第一次加入抑制剂,细胞都停留在S期;之后更换不含抑制
剂的培养液继续培养;第二次加入抑制剂,细胞都停留在G /S交界处。第二次加入抑制
1
剂应该在更换培养液之后的( )
A.8 h到16 h之间 B.4 h到12 h之间
C.1 h到16 h之间 D.8 h到12 h之间
答案 A DNA复制抑制剂对处于S期的细胞起作用,在第一次加入抑制剂后,细胞都停
留在S期(从S期初到S期末的细胞都存在)。更换不含抑制剂的培养液继续培养,第二
次加入抑制剂,若使细胞均停留在G /S交界处,则之前停留在G /S交界处(S期初)的细胞
1 1
至少需要经过8小时(S期的时长)才能确保不被阻断在G /S交界处后面的S期;而之前
1
第 1 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
停留在S/G 交界处(S期末)的细胞至多经过16小时(G 、M和G 期的时长之和)才能确
2 2 1
保不被阻断在G /S交界处后面的S期,所以第二次加入抑制剂应该在更换培养液之后的
1
8 h到16 h之间,A正确。
3.(2021陕西长安一中月考,8 科研情境&生理情境)科研人员在研究细胞周期调控机制
时,发现了一种能促使核仁解体的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A.控制该蛋白质合成的基因只存在于连续分裂的细胞中
B.该蛋白质有利于促进核糖体的形成
C.该蛋白质在细胞分裂间期活性最高
D.抑制癌细胞中该蛋白质的合成可能延长细胞周期
答案 D 同一个体不同组织细胞的遗传物质一般是相同的,故控制该蛋白质合成的基
因不只存在于连续分裂的细胞中,A错误;核仁与核糖体的形成有关,该蛋白质可促使核仁
解体,不利于核糖体的形成,B错误;核仁的解体发生在分裂期的前期,故前期该蛋白质的
活性最高,C错误;该蛋白质与细胞周期有关,抑制癌细胞中该蛋白质的合成可能延长细胞
周期,D正确。
4.(2021南昌二中阶段考,28 实验情境:细胞周期)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DNA合成前期——G 期,DNA合成期——S
1
期,DNA合成后期——G 期。在细胞周期中有一系列检验点对细胞增殖进行严密监控,
2
确保细胞增殖严格有序进行。只有相应的过程检验合格,细胞才能顺利进入下一个时期。
图1表示细胞周期简图及相应检验点位置,字母表示时期,已知核DNA的复制是在D时
期完成的。
图1
第 2 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
图2
(1)下列实验材料中,可用于开展有关细胞周期的实验探究的是 (填字母),理由是
。
a.洋葱鳞片叶外表皮细胞 b.人口腔上皮细胞 c.大肠杆菌 d.蚕豆根尖分生区细胞 e.
小鼠的初级精母细胞 f.人的宫颈癌细胞
(2)图1中检验染色体是否都与纺锤体相连的检验点是 ,此检验点对有丝分
裂的意义是 。
(3)研究发现,细胞是否能通过检验点与周期蛋白和CDK蛋白有关。已知周期蛋白含量
呈周期性变化,当其含量积累到一定程度并与CDK结合后,会形成周期蛋白-CDK复合物,
而该复合物能帮助细胞通过检验点。如图2中的周期蛋白1与CDK结合后会形成复合
物MPF,从而促进细胞从G 期进入M期。
2
①根据以上信息推测,MPF除了能够促进动物细胞内染色质缩短变粗成为染色体,还能促
进动物细胞发生的变化有 (写2点)。
②若将M期细胞的细胞质注入G 期细胞中,则G 期细胞进入M期的时间提前,原因是
2 2
。
答案 (1)d、f 这些细胞可连续分裂,具有细胞周期 (2)检验点5 确保染色体能够平
均分配到子细胞中 (3)①核仁逐渐解体;核膜逐渐消失;两组中心粒发出星射线形成纺
锤体 ②M期细胞的细胞质中含有MPF,该物质能够促进细胞从G 期进入M期
2
解析 (1)可连续分裂的细胞才具有细胞周期,d蚕豆根尖分生区细胞、f人的宫颈癌细胞
可连续分裂;a洋葱鳞片叶外表皮细胞和b人口腔上皮细胞均属于高度分化的细胞,不具
有分裂能力;c大肠杆菌进行二分裂没有细胞周期;e小鼠的初级精母细胞进行减数分裂
没有细胞周期。(2)根据细胞各分裂时期的特征可知,在有丝分裂中期,染色体的着丝点排
列在赤道板上,且染色体的着丝点与纺锤体相连。结合题意可知,图1中核DNA的复制
是在D时期完成的,则D时期为S期,A时期为G 期,B为分裂期(M期),C为G 期。因此
2 1
可以判断出通过检验点5可检验染色体是否都与纺锤体相连。染色体的着丝点都与纺
锤体相连,可以确保姐妹染色单体分离后,子染色体在纺锤体的牵引下,能够平均分配到子
细胞中。(3)①由题意可知,MPF可促进细胞由分裂间期进入分裂前期,分裂前期细胞中
发生的主要变化是染色质螺旋化,缩短变粗成为染色体;核膜消失;核仁解体;纺锤体形成。
第 3 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
②由于M期细胞的细胞质中含有MPF,该物质能够促进细胞从G 期进入M期,因此若将
2
M期细胞的细胞质注入G 期细胞中,则G 期细胞进入M期的时间提前。
2 2
第 4 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 B
应用 细胞周期检验点和细胞周期同步化
(2021佛山顺德期末,21 生理情境:细胞周期检验点)细胞分裂间期分为G 期(DNA合成
1
前期)、S期(DNA合成期)和G 期(DNA合成后期)。细胞周期的正常进行有一套自身的
2
保障机制,即细胞存在着一系列检验点(如图所示检验DNA或染色体活动的A、B、C、
D、E),只有检验到相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段。回答下列问题:
(1)分裂间期为分裂期进行物质准备,主要完成DNA分子复制和 的合成,同时细
胞体积 。
(2)检验点B为DNA损伤检测点,可感受DNA损伤的信息,并启动细胞在相关酶的作用
下以 为原料对损伤的DNA加以修复,或者激发 引起细胞凋亡。
(3)检验点D为染色体复制是否完成检验点。若检验到细胞能进入M期,但此时染色体
数目没有变化的原因是 。
答案 (1)有关蛋白质 适度增大 (2)4种脱氧核苷酸 凋亡基因表达 (3)姐妹染色单
体未分离,由一个着丝粒连接
解析 见答案。
第 5 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 C
应用 细胞周期检验点和细胞周期同步化
1.(2022届山东联考,8 科研情境)细胞周期包含四个阶段:G 期、S期(DNA复制期)、G
1 2
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留在细胞周期
的同一阶段的现象。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,最终导致细胞群被同步化。如图为研究人员利用TdR双阻
断法使人宫颈癌细胞群同步化的过程示意图。下列说法错误的是( )
A.第一次加入TdR,目的是使所有处于S期的细胞立即被抑制,使未受TdR影响的细胞实
现同步化
B.正常处理的目的是使S期的细胞重新进行后续过程,处理的时间应不能长于G
1
C.据图推测,TdR双阻断法先后两次使用高浓度TdR处理,这两次处理的时间应均不短于
G +G +M
1 2
D.经过上述三次处理后,所有细胞都应停滞在细胞周期的G /S期交界处,从而实现细胞周
1
期的同步化
答案 B 第一次TdR处理可使处于S期的细胞立即被抑制,而其他时期的细胞到达
G /S期交界处并实现同步化,处理时间应保证刚进入G 期的细胞到达G /S期交界外,故
1 2 1
处理时间应不短于G +M+G ,A正确;正常处理使细胞重新进行后续过程,时长应保证细
2 1
胞全部离开S期,且均不能进入下一个细胞周期的S期,所以正常处理时间应不短于S,且
不长于G +M+G ,B错误;据图可知,第二次使用TdR处理时,细胞群正好离开S期,所以处
2 1
理时间应保证S/G 期交界处的细胞到达G /S期交界处,处理时间应不短于G +M+G ,C
2 1 2 1
正确。
第 6 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 D
应用 细胞周期检验点和细胞周期同步化
1.(2022届盐城阜宁阶段考二,9 生理情境:周期蛋白)在细胞周期中有一系列的检验点对
细胞增殖进行严密监控,确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK 1
结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G 期进入M期;周期蛋白cyclin E与
2
蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G 期进入S期。上述调控
1
过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期
B.抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G /M检验点
2
C.抑制cyclin E蛋白基因的表达,促进细胞由G 期进入S期
1
D.蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
答案 C 根据“周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的
CDK1促进细胞由G 期进入M期”可知,周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期,且
2
抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G /M检验点,A、B正确;周期蛋白cyclin E与蛋
2
白激酶CDK2结合形成复合物后,被激活的CDK2促进细胞由G 期进入S期,故抑制
1
cyclin E蛋白基因的表达,会抑制细胞由G 期进入S期,C错误;激活的CDK2能促进细胞
1
由G 期进入S期,故蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控,D正确。
1
2.(2022届南通监测一,14)用含3H-TdR(标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)的培养液培养海拉细
胞适当时间,使所有细胞都带标记;加入DNA合成抑制剂培养适当时间,直至所有细胞都
停止分裂;洗去抑制剂,将细胞移至无放射性的完全培养液中培养并开始计时,定期测量
分裂期细胞的放射性,结果如下:经过4.5小时后第一次测量到有放射性的分裂期细胞,经
过5.5小时后第一次测量到有放射性的分裂末期细胞,经过10.5小时后发现有放射性的
第 7 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
分裂期细胞开始减少,经过24.5小时后第二次测量到有放射性的分裂期细胞。下列分析
正确的是( )
A.细胞周期是20小时,G 期是8.5小时,S期是6小时,G 期是4.5小时
1 2
B.加入DNA合成抑制剂后,有的细胞有完整的细胞周期,G 期合成DNA聚合酶
1
C.第二次测量到的有放射性的中期细胞中,每条染色体都带有放射性且缩短到最小程度
D.10.5小时时,细胞内被标记的大分子物质只有DNA,部分细胞有大量TdR进入细胞核
答案 C 根据题干信息,“使所有细胞都带标记”说明细胞都完成了复制;洗去抑制剂,
将细胞移至无放射性的完全培养液中培养并开始计时,经过4.5小时后第一次测量到有
放射性的分裂期细胞,推断G 期持续的时间是4.5小时;经过5.5小时后第一次测量到有
2
放射性的分裂末期细胞,则前期+中期+后期=5.5-4.5=1小时;经过10.5小时后发现有放射
性的分裂期细胞开始减少,说明细胞进入下一周期且所有G 到S期的细胞均进入分裂期,
1
则S期为10.5-4.5=6小时;经过24.5小时后第二次测量到有放射性的分裂期细胞,说明细
胞周期是24.5-4.5=20小时,G 期是20-4.5-6-1-末期﹤8.5小时,A错误;加入DNA合成抑
1
制剂后,将细胞阻断在G 和S的分界点、S和G 的分界点或S中的某一点,因此细胞没
1 2
有完整的细胞周期,G 期合成DNA聚合酶,B错误;第二次测量到的有放射性的中期细胞,
1
因DNA分子在间期已经完成一次复制,依据DNA分子的半保留复制,每个DNA分子有
一条链含有3H-TdR,因此每条染色体都带有放射性,中期染色体螺旋化程度最高,所以染
色体缩短到最小程度,C正确;经过10.5小时后发现有放射性的分裂期细胞开始减少,说
明经DNA合成抑制剂阻断处理后处于G 期到S期之间的所有细胞都已经完成DNA复
1
制进入了分裂期,同时部分细胞完成细胞分裂进入了下一个细胞周期。经前分析
G +M+G 的时长为20-6=14小时,比10.5小时长,说明此时所有细胞都还没有进入到下一
2 1
个细胞周期的S期,此时没有3H-TdR进入细胞核参与DNA复制,D错误。
易错提醒 DNA合成抑制剂只是抑制DNA的复制,对其他时期的细胞不起作用。
3.(2021连云港期中,18)CDK1激酶是推动细胞由分裂间期(G 、S、G )进入分裂期(M)的
1 2
关键蛋白,由p34cdc2蛋白和周期蛋白B结合而成,p34 cdc2蛋白含量相对稳定,周期蛋白B
含量呈周期性变化,如图。CDK1激酶可以使相关蛋白磷酸化,从而促进染色质凝集,核膜
解聚,核仁解体。在细胞周期中,蛋白激酶CDK1的活性呈周期性的变化。下列相关叙述
正确的是(多选)( )
第 8 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.周期蛋白B一般在G 期的晚期开始合成,到G 期达到最大量
1 2
B.CDK1激酶的活性依赖于周期蛋白B含量的积累
C.G →S→G →M可以表示一个细胞周期
1 2
D.细胞癌变后,细胞周期变短,CDK1激酶活性周期性变化消失
答案 ABC 从题图可以看出,周期蛋白B一般在G 期的晚期开始合成,到G 期达到最
1 2
大量,A正确;从题图看出,当周期蛋白B逐渐积累到一定程度时,CDK1激酶的活性开始
逐渐增加,所以CDK1激酶的活性依赖于周期蛋白B含量的积累,B正确;一个细胞周期是
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,所以G →S→G →M可以表示一个细胞周期,C正确;细胞癌变后,细胞可以无限
1 2
分裂,细胞周期变短,但仍然进行有丝分裂产生子代细胞,所以CDK1激酶活性仍然有周
期性变化,D错误。
4.(2021江苏新高考适应卷二,22 生理情境:CDK4/6)雌激素受体阳性/表皮细胞生长因
子受体2阴性(HR+/HER2-)乳腺癌是常见的一种乳腺癌分型。雌激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(如图所示)。请回答下
列问题:
(1)雌激素经 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。
第 9 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(2)分裂间期的第一个时期为G 期,为了复制出一套遗传物质,G 期需准备好主要原料
1 1
和 ,然后在cyclin D与CDK4/6结合形成的复合物的作用下,细胞从G 期进入S
1
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G 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
2
于染色体平均分开的有 (填序号)。
①G 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
2
(5)细胞周期的完成受到精密地调控,如果前一个细胞周期时相未完成,下一个细胞周期时
相则延缓开始。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
HR+/HER2-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。
抑制乳腺癌细胞
药物
增殖的细胞周期时相
Palbociclib ①
Bazedoxifene ②
紫杉醇 ③
答案 (1)体液 自由扩散 (2)核苷酸 氨基酸 (3)加倍 不变 (4)②③④ (5)①G 期
1
②G 期 ③M期
1
解析 (1)激素在体内是由体液运输的,性激素的化学本质是固醇,因此以自由扩散的方式
进入细胞。(2)分裂间期包括G 、S、G 三个时期,在G 期主要进行有关蛋白质的合成,
1 2 1
为DNA复制作准备,S期主要进行DNA复制,因此为了复制出一套遗传物质,G 期需准备
1
好主要原料氨基酸和核苷酸。(3)S期进行遗传物质的复制,细胞核中DNA经复制后,其
数目加倍,但染色体数目未变。(4)根据题中的信息分析选项,可知①的处理是保证DNA
复制的正确性。核仁消失及核膜的解体与重建有利于染色体更好地分配到细胞两极,②
正确;染色体的形成有利于纺锤丝附着,有利于染色体在细胞中移动等,③④正确。(5)结
合题图分析题中信息分析,cyclin D与CDK4/6结合形成复合物,促进乳腺癌的恶性发展。
CDK4/6抑制剂 Palbociclib可抑制CDK4/6的活性,从而使细胞周期时相停留在G 期;雌
1
第 10 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
激素受体拮抗剂 Bazedoxifene与雌激素结合可阻止信息进一步传递,因此也会使细胞周
期时相停留在G 期;紫杉醇是纺锤体抑制剂,阻碍了纺锤体的形成,使细胞无法进行分裂,
1
从而使细胞分裂时相停留在M期。
5.(2020江苏,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 期、S期和G 期。为了保证细胞周期的正常运
1 2
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:
(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
解析 (1)G 期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成,其每条染色体含有两条姐妹染色单
2
体,染色体数目不变,核DNA数量加倍。(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过间期的染
色体正确复制和分裂期的平均分配,使亲子代细胞中遗传物质保持一致,保持了遗传的稳
定性。图中检验点1、2和3依次处在间期的G -S、S、G -M,其主要作用在于检验
1 2
DNA分子是否损伤和修复,DNA是否完成复制;检验点5主要检验发生分离的染色体是
第 11 页 共 12 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂。(3)癌细胞的主要特征是细胞无限增殖,细
胞表面糖蛋白减少,失去接触抑制;DNA合成阻断法是用药物特异性抑制癌细胞的DNA
合成,主要激活检验点2,将癌细胞阻断在S期;分裂中期阻断法可用秋水仙碱抑制纺锤体
的形成,染色体不能移向两极,故主要激活检验点4,使癌细胞停滞于中期。
第 12 页 共 12 页
