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热点聚焦 细胞周期调控和细胞周期同步化
1.(2022·浙江1 月选考，18)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白
依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK－cyclin 复合体，细胞周期各阶段间的转
换分别受特定的CDK－cyclin 复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是( )
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK－cyclin 复合体调控
C．抑制某种CDK－cyclin 复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK－cyclin 复合体会同步发生周期性变化
答案 D
解析 同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同，A 正确；根据题意
“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK－cyclin 复合体调控”，可知细胞周期各阶段
的有序转换受不同的CDK－cyclin 复合体调控，B 正确；由于细胞周期各阶段间的转换分别
受特定的CDK－cyclin 复合体调控，因此抑制某种CDK－cyclin 复合体的活性可使各阶段之
间的转化受抑制，从而使细胞周期停滞在特定阶段，C 正确；由于一个细胞周期中，不同阶
段的变化不是同步的，因此调控不同阶段的CDK－cyclin 复合体不会同步发生周期性变化，
D 错误。
[模型构建] 细胞周期蛋白与细胞周期蛋白依赖性激酶
细胞周期进程是由一系列蛋白质驱动的，其核心成分包含两种组分：细胞周期蛋白(cyclin)
和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)。
细胞周期蛋白自身没有酶活性，其浓度在细胞周期中呈周期性升降。细胞周期的不同时期中
存在不同的细胞周期蛋白，结合与之匹配的细胞周期蛋白依赖性激酶，并激活其活性，从而
启动细胞周期不同事件的发生。
2．(2023·重庆，14)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用
试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程
和结果如图所示。下列推测正确的是( )
注：G1：DNA 合成前期；S：DNA 合成期；G2：分裂准备期；M 期：分裂期。
A．试剂K 可以将细胞阻滞在G1期
B．试剂K 对细胞周期的阻滞作用不可逆
C．药物甲主要作用于G2＋M 期，Ⅱ组的凋亡率应最低
D．在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞
答案 C
解析 与Ⅰ组相比，Ⅱ组添加了试剂K，由表格数据可以看出Ⅱ组的细胞主要停滞在S 期，
A 错误；对比Ⅱ组和Ⅲ组可以得出，试剂K 对细胞周期的阻滞作用可逆，B 错误；药物甲主
要作用于G2＋M 期，Ⅱ组处于G2＋M 期的细胞数最少，所以Ⅱ组的凋亡率应最低，C 正确
浆细胞为高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，所以药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞，
D 错误。
[思维延伸] 细胞周期同步化
为研究某一时期细胞的代谢、增殖或凋亡，常采取一些方法使细胞群体处于细胞周期的同一
时期，这就是细胞同步化技术。
(1)DNA 合成阻断法：用TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)等DNA 合成抑制剂特异地抑制DNA 合成，
而不影响处于其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在G1/S 期交界处，以达到细胞周
期同步化的目的。
举例：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 ～
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h 进行。
(2)分裂中期阻断法：在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的秋水仙素，抑制纺锤体形成，
细胞停滞于中期，即可实现细胞周期同步化。经处理的细胞染色体数目加倍，该物质起作用
的时期是细胞分裂的前期。
(3)血清阻断法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
3．(2020·江苏，29)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、S 期和G2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G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA 数量的变化是________________。
(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 据图分析，检验点1 位于细胞分裂间期的G1期，检验点2 位于细胞分裂间期的S 期，
检验点3 位于细胞分裂间期的G2期，检验点4 大概位于细胞分裂中期，检验点5 大概位于
细胞分裂后期至末期的过程中。(1)细胞分裂间期包括G1期、S 期和G2期，细胞从G1期经过
S 期到G2期，在S 期会进行核DNA 的复制，使核DNA 数加倍，形成染色单体，两条染色
单体由一个着丝粒连接，故染色体数不变。(2)细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞经复
制之后的染色体(实质是核DNA 的复制)，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上
有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。图中检验点
1、2 和3 分别位于G1期即将结束处、S 期过程中和G2期即将结束处，通过对细胞分裂间期
的3 次检验可以判断DNA 在复制过程中是否出现了损伤和修复以及DNA 复制是否完成。
细胞分裂后期染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分离并开始移向细胞两极，因此在检验点
5 处(细胞分裂的后期至末期)可以检验染色体是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能够无限增殖。DNA 合成阻断法可以阻止癌细胞中DNA 的复
制，检验点2 位于细胞分裂间期的S 期，主要激活检验点2，将癌细胞阻滞在S 期。纺锤体
在分裂前期形成，分裂中期阻断法可用秋水仙碱抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，主要激
活检验点4，使癌细胞分裂停滞在中期。
[模型构建] 细胞周期检验点监控细胞周期的正常运行
细胞周期中的检验点有两个重要作用，一是保证一个细胞周期事件在前一个事件没有完成前
不能开始，二是使细胞周期的起始依赖于细胞周围的环境条件，如果细胞内外条件不利，控
制系统可以在G1期、G2期和M 期检验点暂停，如图所示。
1．(不定项)(2025·山东大教育联盟联考)细胞周期进程是由一系列蛋白质驱动的，其核心成
分主要包括两种组分——细胞周期蛋白和细胞周期依赖性激酶(CDK)，作用机理如图所示。
下列叙述错误的是( )
A．细胞周期蛋白和CDK 本身都没有调控细胞周期的生理活性
B．细胞周期蛋白CDK 复合物具有 ATP 合成酶的活性
C．靶蛋白通过磷酸化或去磷酸化对细胞周期进行调控
D．细胞周期蛋白和 CDK 可反复结合发挥调控作用
答案 BD
解析 细胞周期蛋白和CDK 在单独存在时，并不具有直接调控细胞周期的活性。它们需要
形成复合物，即细胞周期蛋白CDK 复合物，才能发挥对细胞周期的调控作用，A 正确；细
胞周期蛋白CDK 复合物中的CDK 具有催化活性，其作用是使靶蛋白磷酸化，消耗ATP，B
错误；靶蛋白是细胞周期调控的关键分子，通过磷酸化或去磷酸化来改变自身的活性状态，
从而实现对细胞周期的调控，C 正确；细胞周期蛋白在细胞周期中不断被降解，不能反复与
CDK 结合，D 错误。
2．(2025·山东北镇中学考前集训)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M 期)，分裂间期又分
为DNA 合成前期(G1 期)、DNA 合成期(S 期)和DNA 合成后期(G2 期)。细胞周期素
B1(cyclinB1)可调控细胞周期，它激活细胞周期蛋白依赖性激酶1(CDK1)后，后者可促使靶
蛋白磷酸化而产生相应的生理效应，进而促进细胞由G2期进入M 期。蓝萼甲素(GLA)是从
中草药香茶菜中分离提取的活性成分，用不同浓度的GLA 分别处理肿瘤细胞24 h，结果如
图所示。下列叙述错误的是( )
A．正常情况下，cyclinB1 在G1期、S 期不能激活CDK1
B．激活的CDK1 可能引发核膜崩解，细胞核解体
C．GLA 可能通过催化cyclinB1、CDK1 分解而阻滞分裂进程
D．推测p21 可能是CDK1 基因表达的抑制剂，能抑制细胞进入M 期
答案 C
解析 被cyclinB1 激活的CDK1 能促进细胞由G2期进入M 期，正常情况下，cyclinB1 应在
G2期表达并发挥作用，在G1期、S 期不能激活CDK1，A 正确；激活的CDK1 可促进细胞由
G2期进入M 期，因此能引发核膜崩解，细胞核解体，B 正确；由图2 可知，随着GLA 浓度
的增大，cyclinB1、CDK1 的mRNA 相对量逐渐下降，推测GLA 可能通过抑制相应基因的
转录而发挥作用，而不是催化cyclinB1、CDK1 的分解，C 错误；由图2 可知，随着GLA 浓
度的增大，p21 的mRNA 相对量增加，而CDK1 的mRNA 相对量下降，则可推测GLA 可能
通过促进p21 的合成，进而抑制CDK1 基因的表达，抑制细胞进入M 期，阻滞分裂进程，D
正确。
3．(2025·南充诊断)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M 期)，分裂间期又分为G1期、S 期
(DNA 复制期)和G2期。为保证细胞正常分裂，在细胞周期内有一系列检验点监测细胞分裂
过程，并在发现错误时终止细胞周期，部分检验点如图所示。下列叙述错误的是( )
A．DNA 分子数目加倍与染色体数目加倍的时期不同
B．加入DNA 合成抑制剂，细胞周期将会停滞在M 期
C．抑制纺锤丝合成，会导致细胞中的染色体无法分离
D．各检验点正常执行功能有利于保持亲子代细胞之间的遗传稳定性
答案 B
解析 DNA 分子数目加倍与染色体数目加倍的时期不同，前者为间期的S 期，后者为有丝
分裂后期，A 正确；DNA 合成的时期为间期的S 期，加入DNA 合成抑制剂，细胞周期将会
停滞在S 期，B 错误；纺锤丝牵引着染色体移向细胞两极，抑制纺锤丝合成，会导致细胞中
的染色体无法分离，留在一个细胞中，实现染色体数目的加倍，C 正确；各检验点正常执行
功能有利于保持亲子代细胞之间的遗传稳定性，使得染色体、核DNA 数目均正常，D 正确。
