热考专题提分练(第三单元热考微专题(三)细胞周期的调控)

热考专题提分练(30分钟30分)一、选择题:本题共6个小题,每小题3分,共18分。1.PLK1是一种对细胞周期有重要调控作用的蛋白激酶,可以催化磷酸基团转移到不同的特异性底物上,在促进纺锤体两极分配、染色体运动等方面具有重要作用。下列说法错误的是()A.大肠杆菌增殖过程中不存在PLK1B.PLK1在细胞分裂间期大量合成且达到最大活性C.通过阻断PLK1的表达可有效抑制肿瘤细胞增殖D.PLK1发挥作用时可能伴随着ATP的水解【解析】选B。大肠杆菌分裂过程中不出现纺锤体和染色体,故推测在大肠杆菌增殖过程中无PLK1,A正确;PLK1主要在分裂期发挥作用,故推测其在分裂期的活性最大,B错误;PLK1对细胞周期有重要的调控作用,阻断PLK1的表达可有效抑制肿瘤细胞的增殖,C正确;染色体的运动等需要消耗ATP,故PLK1发挥作用时可能伴随着ATP的水解,D正确。2.细胞周期控制器是由细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)两种蛋白质构成的复合物。下图为多种cyclin在细胞周期中的表达情况,Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性。下列相关说法错误的是()A.cyclinA蛋白可能参与DNA的复制B.cyclinB可能与启动纺锤体的组装及纺锤丝与染色体的连接有关C.若细胞顺利进入M期,则Weel蛋白激酶的活性会增强D.若Weel蛋白激酶活性降低,则细胞间期的时间不变【解析】选C。S期完成DNA分子的复制,cyclinA蛋白在S期合成,含量增加,与DNA的复制同步,推测cyclinA蛋白可能参与DNA的复制,A正确;cyclinB蛋白在G2期开始合成,在M期前期达到最多,之后逐渐降低,可能与前期细胞分裂的变化相关,如启动纺锤体的组装及纺锤丝与染色体的连接等,B正确;Weel蛋白激酶可抑制cyclinB-CDK复合物的活性,而细胞顺利进入M期,说明cyclinB-CDK复合物的合成及活性正常,则Weel蛋白激酶的活性减弱,C错误;Weel蛋白激酶活性降低,cyclinB-CDK复合物正常发挥作用,使细胞进入分裂期,细胞分裂间期的时间不变,D正确。3.科学研究发现,细胞周期的调控主要由两类关键蛋白参与,即细胞周期蛋白(cyclins,能调控细胞按照一定顺序完成细胞分裂)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),CDK的活性受到cyclins的调节。被激活的CDK可将靶蛋白磷酸化,从而产生相应的生理效应。若CDK持续保持较高活性,细胞周期将会延长。实验测得体外培养某种动物细胞的细胞周期各阶段时间为G1期10h、S期(DNA复制)7h、G2期3.5h,分裂期(M期)1.5h。下列叙述错误的是()A.G1期主要进行相关RNA和蛋白质的合成B.CDK使靶蛋白磷酸化的过程,改变了靶蛋白的空间结构,从而产生相应的生理效应C.动物神经细胞中cyclins基因的表达量减少D.用含有DNA合成抑制剂的培养液培养10h后,所有细胞都被阻断在S期【解析】选D。间期分为G1期、S期和G2期,其中G1期主要进行相关RNA和蛋白质的合成,A正确;CDK使靶蛋白磷酸化的过程,可能会改变靶蛋白的空间结构,空间结构改变后,其功能也会发生改变,从而产生相应的生理效应,如CDK持续保持较高活性,细胞周期将会延长,B正确;动物神经细胞是高度分化的细胞,不增殖,cyclins基因的表达量减少,C正确;用含有DNA合成抑制剂的培养液培养至少15h(G2期3.5h+M期1.5h+下一个细胞周期的G1期10h)后,细胞都被阻断在G1/S交界处,D错误。4.(2025·山东省实验中学模拟)细胞周期可分为分裂间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(M期),细胞周期的进行受不同周期蛋白的影响,其中周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,TdR使处于S期的细胞立即被抑制,其他时期的细胞不受影响;去掉TdR后,其抑制作用会消除。下图是某动物细胞(2n=8)的细胞周期及时长示意图,下列叙述错误的是()A.激活的CDK2可能参与DNA聚合酶、解旋酶合成的调控B.图中G1期细胞的染色体数量为8条,此时细胞内有mRNA和蛋白质的合成C.加入TdR约15h后,除处于S期的细胞外,其他细胞都停留在G1/S交界处D.第二次加入TdR之前,需要将细胞在无TdR的环境中培养,时间大于7h即可【解析】选D。分析题意可知,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期,S期是DNA复制的时期,DNA复制需要DNA聚合酶和解旋酶,因此激活的CDK2可能参与DNA聚合酶和解旋酶合成的调控,A正确;该生物染色体数为2n=8,图中G1期细胞的染色体数量为8条,G1期完成相关蛋白质的合成,此时细胞内有mRNA和蛋白质的合成,B正确;据图可知,G1期、S期、G2期和M期分别为10h、7h、3.5h、1.5h,TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制,而其他时期的细胞不受影响,预计加入TdR约G2+M+G1的时间,即15h后,除处于S期的细胞外,其他细胞都停留在G1/S交界处,C正确;由于S期时间为7h,G1+G2+M的时间为15h,故第二次阻断应该在第一次去掉TdR之后的7h到15h之间,若大于15h,则部分细胞又进入了S期,无法使其所有细胞同步,D错误。5.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cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如下图所示。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G2/M期检验点C.抑制cyclinE蛋白基因的表达,会促进细胞由G1期进入S期D.蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控【解析】选C。根据题干信息“周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,激活的CDK1促进细胞由G2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,若抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M期检验点,A、B正确;cyclinE蛋白基因的表达产物周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期,故抑制cyclinE蛋白基因的表达,会抑制细胞由G1期进入S期,C错误;激活的CDK2能促进细胞由G1期进入S期,S期进行的是DNA复制,此过程会用到解旋酶和DNA聚合酶,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。6.(不定项)有丝分裂过程中存在如图所示的检验机制,SAC蛋白是该机制的重要蛋白质,其对染色体复制后能否正确分离进行检测并作出应答。据图分析下列相关说法错误的是()注:APC——后期促进因子。A.图a细胞处于有丝分裂的间期,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体B.如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上,SAC蛋白会很快失活并脱离C.SAC蛋白异常失活,细胞将停止在分裂中期,最终导致细胞染色体数目加倍D.当所有染色体上的SAC蛋白都脱离后,APC被激活,细胞才能进入分裂后期【解析】选A、C。图a细胞染色体散乱分布在细胞内,处于有丝分裂前期,中心体周围发出星射线形成纺锤体,A错误;如图所示,一开始SAC蛋白位于染色体的着丝粒上,如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上,SAC蛋白会很快失活并脱离,B正确;如果SAC蛋白异常失活,细胞检验机制失效,将会引起染色体错误分配,不能平均进入子细胞,而不是停止在分裂中期,导致细胞染色体数目加倍,C错误;当所有的SAC蛋白都脱离后,APC被激活,细胞进入图d所示的时期,在后期促进因子(APC)的作用下进入有丝分裂后期,D正确。二、非选择题:本题共1个小题,共12分。7.细胞周期受到一系列蛋白的精准调控,细胞分裂周期蛋白CDC6是其中之一,这些蛋白决定细胞能否正常增殖。(1)(2分)细胞在分裂间期完成_____________________,为后续的细胞分裂提供物质准备。

【解析】(1)分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。(2)(5分)科研人员检测了正常细胞株系(甲)和结直肠癌细胞株系(乙)中CDC6的含量,结果如图1所示。据图1分析,CDC6基因属于_________(填“原癌”或“抑癌”)基因,结合原癌或抑癌基因的概念说明判断的理由:______________。

【解析】(2)原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变,图1中结直肠癌细胞株系(乙)中CDC6的含量高于正常细胞株系(甲),故CDC6基因属于原癌基因。(3)(2分)为进一步探究CDC6基因的功能,科研人员设计实验干扰细胞株系乙中该基因的表达,实验处理如下:Ⅰ组:细胞株系乙Ⅱ组:细胞株系乙+无关小RNAⅢ组:细胞株系乙+与CDC6mRNA互补的小RNA①Ⅱ组中“无关小RNA”的序列最佳设计为:与Ⅲ组小RNA相比,_________________________。

②与CDC6mRNA互补的小RNA能促使mRNA降解从而干扰翻译过程,因此可检测和比较各组中__________________的含量以确定干扰是否成功。

【解析】(3)①为了尽量保证实验的准确性和严谨性,所加入的无关小RNA和与CDC6mRNA互补的小RNA除了碱基序列不同,其他均要相同,即无关小RNA与Ⅲ组小RNA相比,碱基数目相同,顺序不同。②结合题目信息“与CDC6mRNA互补的小RNA能促使mRNA降解从而干扰翻译过程”可知,若干扰成功则CDC6基因mRNA和CDC6蛋白的含量均减少,故可检测和比较各组中(CDC6基因mRNA和)CDC6蛋白的含量以确定干扰是否成功。(4)(3分)C酶调控细胞周期从G1期向S期过渡,但需要与细胞周期蛋白D1结合后才具有活性,磷酸化的E酶可诱导D1的表达。科研人员分别统计了以上三组实验中各时期细胞占比情况,并检测了E酶表达量,结果如图2。请结合以上信息及图2实验结果,用“文字+箭头+连接词”的方式从分子水平阐明CDC6基因与细胞增殖的关系。【解析】(4)分析题图以及题干中相关信息可知:CDC