专题7 细胞的生命历程应用篇【应用集训】应用 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[教师专用题组]【应用集训】应用 细胞周期检验点和细胞周期同步化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。4.(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G1期、S期和G2期)积累,分裂期(即M期)
消失。如图表示在细胞增殖过程中cyclinB含量与CDK1活性的变化过程。下列叙述正确的是( )A.cyclinB在G2期开始合成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G2期与M期交界处达到最大值,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G2期活性逐渐升高,进入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。5.(2019北京石景山一模,5)将分裂旺盛的动物细胞阻断在G1/S期交界处,更换培养液使其恢复分裂能力,从而使所有细胞的分裂同步化,之后每隔2h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G1/S交界处B.据图判断,该动物细胞的一个细胞周期时长大约为22hC.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24h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(G1、S、G2)的S期,用DNA合成抑制剂,可以将分裂旺盛的动物细胞阻断在G1/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G1/S期交 界处,之后每隔2h,取样一次,可知坐标轴的起始点时间对于细胞周期来说是G1/S期交界处,也就是从S期开始计时,G1期时间无法确定,然后看细胞中DNA含量对应的峰值变化,可以看出10h的时候大部分细胞中DNA含量恢复到200,培养到22h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12h,但达不到22h,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24h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。6.(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,G1期、S期、G2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G2期合成
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,G1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的过程;G2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,这样可以使细胞阻断在S期,A正确。DNA聚合酶在G1期合成用于S期DNA复制,B错误。有丝分裂不存在联会现象,C错误。细胞周期长短主要取决于间期(G1+S+G2)时间的长短,D错误。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。
