考典16细胞周期和有丝及观察细胞的有丝分裂分裂2026届《考典●高考·生物学》五年真题 一模 原创（山东专版）
文档属性
| 名称 | 考典16细胞周期和有丝及观察细胞的有丝分裂分裂2026届《考典●高考·生物学》五年真题 一模 原创（山东专版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 678.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-24 21:43:44 | ||
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文档简介
第三单元 细胞的生命历程
专题七 细胞的生命历程
1
考典1622细胞周期和有丝分裂及观察细胞的有丝分裂
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年二考）
1.(2024·湖北,13,2分,难度★★★★)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
酵母菌出芽生殖
图1 图2
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
2.(2023·辽宁,11,2分,难度★★★)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是( )
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
3.(2023·重庆,14,3分,难度★★★)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,实验流程和结果如下图所示。下列推测正确的是 ( )
注:G1表示DNA合成前期;S表示DNA合成期;G2表示分裂准备期;M期表示分裂期。
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
4.(2023·浙江,10,3分,难度★★★)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是( )
A.选用易获取且易大量生根的材料
B.选用染色体数目少易观察的材料
C.选用解离时间短分散性好的材料
D.选用分裂间期细胞占比高的材料
5.(2023·湖北,10,2分,难度★★★★)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是( )
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
6.(2022·天津,6,4分,难度★)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是( )
A.中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B.图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体
C.图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D.秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期
7.(2022·辽宁,8,2分,难度★)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
指标 冻存剂
合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比/% 65.78 79.85
活细胞数百分比/% 15.29 41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中的自由水转化为结合水
8.(2022·浙江,8,2分,难度★★)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在( )
A.胞嘧啶 B.胸腺嘧啶
C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
9.(2022·湖南,6,2分,难度★★)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
10.(2022·江苏,7,2分,难度★★)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后,分别制作有丝分裂装片,镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是( )
A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的4倍,③的2倍
11.(2022·广东,4,2分,难度★)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,右图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
12.(2021·全国乙,1,6分,难度★★)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是( )
A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子
B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子
C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体
D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体
13.(2021·海南,7,2分,难度★★)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B.Ⅰ→Ⅱ过程中,核膜围绕染色体重新组装
C.Ⅲ时期,核膜组装完毕,可进入下一个细胞周期
D.组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
14.(2021·重庆,7,2分,难度★★)有研究表明,人体相胞中DNA发生损伤时,P53蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.P53基因失活,细胞癌变的风险提高
B.P53蛋白参与修复的细胞,与同种正常细胞相比,细胞周期时间变长
C.DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变
D.若组织内处于修复中的细胞增多,则分裂期的细胞比例降低
15.(2021·全国乙,2,6分,难度★★)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述,错误的是( )
A.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色
C.观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D.观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
16.(2021·浙江,13,2分,难度★★)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是( )
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
17.(2020·山东,5,2分,难度★★★★)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如右图所示。下列说法错误的是( )
A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体
C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
18.(2020·山东,6,2分,难度★★★)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是( )
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
19.(2020·浙江,8,2分,难度★★)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,发生在同一时期的是( )
A.核糖体的增生和环沟的形成
B.染色体的出现和纺锤体的出现
C.染色单体的形成和着丝粒的分裂
D.中心体的复制和染色体组数的加倍
20.(2020·北京,5,2分,难度★★★★)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是( )
A.制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤
B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期
D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)
21.(2020·天津,4,4分,难度★★)某同学居家学习期间,准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是( )
22.(2020·江苏,25,3分,难度★★)(多选)某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录,下表实验现象合理的是( )
选项 实验材料 实验现象
A 用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片 子叶细胞中有橘黄色颗粒
B 用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片 紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深
C 用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片 染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D 用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片 部分酵母菌被染成蓝色
23.(2023·北京,21,10分,难度★★★★)变胖过程中,胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂(途径I),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与 互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从 点到 点。
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;
②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;
③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;
④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。
请完善制备小鼠IK的技术路线: →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径Ⅰ的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是 。
24.(2020·江苏,29,8分,难度★★★)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,部分检验点如下图所示。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。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025山东名校考试联盟联考）核纤层是紧贴内层核膜的网状蛋白结构。在细胞分裂前期，分裂期促进因子 MPF 使核纤层蛋白磷酸化，核纤层瓦解，核膜破裂形成膜泡。在细胞分裂末期，APC蛋白通过降解相关周期蛋白，导致MPF失活，核纤层蛋白开始去磷酸化并围绕染色质形成新的核纤层，膜泡围绕核纤层形成新的核膜。下列说法正确的是（ ）
A. 核纤层蛋白去磷酸化的同时，染色质可能正在螺旋化形成染色体
B. 核纤层位于内外核膜之间，有利于维持细胞核的形态结构
C. 抑制 APC 的功能会阻碍 MPF活性丧失，可能使细胞分裂暂停在末期
D. 真核细胞正常分裂过程中，核纤层蛋白都会发生周期性的磷酸化和去磷酸化
2.（2024潍坊滨州一模）细胞周期可分为G 、S、G 、M 四个时期， 其中S期为 DNA 合成期， TdR 能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR 可抑制DNA 合成，常用于诱导细胞周期同步化，过程如下表。下列说法正确的是（ ）
步骤 第一步： 含高浓度TdR培养基中培养 第二步： 普通培养基中培养 第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养
时间 至少15h 至少7h ？
A. TdR 能阻止 RNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制
B. 第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C. 第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15h
D. 第三步需至少持续22h才能确保所有细胞同步化
3.（2024烟台德州一模）姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是（ ）
A. SCR蛋白基因可能在分裂间期表达
B. SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C. APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D. SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境设计：覆盖农业生产（多倍体育种）、医学（抗癌药物）、环境问题（微塑料污染）、科研实验（数据与图表分析），体现“学以致用”。
2. 能力考查：
（1）图表解读（坐标图、表格、流程图）；
（2）实验设计与误差分析；
（3）知识迁移（如结合细胞周期理论解决实际问题）。
3. 核心素养：科学思维（演绎推理）、科学探究（实验操作与数据分析）。
（一）单项选择题
1.（抗癌药物与细胞周期调控）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在“细胞周期调控机制”研究中取得突破的科学家。研究发现，紫杉醇通过抑制微管解聚，使分裂期细胞停滞在染色体排列阶段。若用紫杉醇处理体外培养的癌细胞，最可能观察到（ ）
A. 染色体数目加倍的双核细胞
B. 姐妹染色单体分离的停滞现象
C. 核膜重新形成的细胞
D. 染色体排列在赤道面的细胞
2.（姐妹染色单体分离的分子机制）黏连蛋白（Cohesin）是连接姐妹染色单体的关键蛋白。APC/C复合体可降解黏连蛋白，其活性受CDK1调控。下列说法错误的是（ ）
A. 有丝分裂中期，黏连蛋白未被完全降解
B. APC/C复合体活性在G1期达到峰值
C. CDK1抑制剂处理会导致染色体桥形成
D. 黏连蛋白异常降解可能导致染色体结构变异
3.科学家在研究细胞周期调控机制时，发现了一种关键蛋白激酶（CDK）。当细胞进入分裂期时，CDK被激活，促进细胞周期的进程。若将处于分裂间期的细胞与CDK活性被抑制的细胞融合，融合细胞的细胞周期进程受到影响。下列关于细胞周期和CDK的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期为分裂期做物质准备
B. CDK活性被抑制的细胞可能停留在分裂间期
C. 融合细胞的细胞周期进程变慢，说明CDK对细胞周期的调控是不可缺少的
D. 有丝分裂过程中，纺锤体的形成在分裂间期
4.在农业生产中，发现一种除草剂能抑制杂草细胞的有丝分裂。研究人员用该除草剂处理杂草根尖分生区细胞，一段时间后，制作临时装片并观察。结果发现，与未处理组相比，处理组中处于分裂期的细胞数目明显减少。下列推测合理的是（ ）
A. 该除草剂可能抑制了DNA的复制
B. 该除草剂可能破坏了纺锤体的形成
C. 该除草剂可能促进了着丝点的分裂
D. 该除草剂可能使细胞周期缩短
5.科研人员利用荧光标记技术研究细胞有丝分裂过程中染色体的行为。将某动物细胞（2N=4）的DNA双链用3H标记后，置于不含3H的培养液中培养，经过两次连续的有丝分裂。下列有关说法正确的是（ ）
A. 第一次有丝分裂中期，每条染色体的两条姐妹染色单体都被3H标记
B. 第一次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为2条
C. 第二次有丝分裂中期，细胞中含有3H标记的DNA分子为4个
D. 第二次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为4条
6.（染色体桥的遗传效应）某玉米植株(基因型为Cc，C基因决定籽粒有色，c基因决定籽粒无色)中携带C基因的染色体发生了末端缺失。在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，并在着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构。因纺锤丝的作用，“染色体桥”可在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该缺失个体的说法错误的是（ ）
A.在籽粒细胞有丝分裂中期可观察到“染色体桥”结构
B.某些籽粒细胞可能因不含C基因而形成无色组织
C.含C基因的子细胞持续分裂，可形成含多个C基因的子细胞
D.该植株所结籽粒可能呈现出花斑色(有色组织和无色组织混合在一起)
7.（细胞周期时间计算与实验分析）科研人员用 P标记的脱氧核苷酸培养某动物细胞，测定不同处理下细胞周期各阶段时长（如表）。下列分析错误的是（ ）
处理方式 G1期(h) S期(h) G2期(h) M期(h)
正常培养 10 7 3 1
加入抑制剂X 15 12 5 1
A. 抑制剂X可能作用于S期，延长DNA复制时间
B. 正常培养时，M期细胞占比约为4.76%
C. 抑制剂X使G2期细胞无法进入M期
D. S期细胞中放射性强度最高
8.（科研实验）下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
周期 G1 S G 2 M 合计
时间（h） 1.3 2.7 2.9 0.6 7.5
用DNA合成抑制剂处理胡萝卜根尖细胞，处理X小时后发现所有的细胞处于G和S期交界以及S期。去除DNA合成抑制剂Y小时后，再用DNA合成抑制剂处理Z小时,最终发现所有细胞均处于G和S期交界(注:去除DNA合成抑制剂后细胞可继续分裂)。则X、Y、Z可以为(A)
A.4.8;2.7;4.8 B.3.5;2.7;4.8
C.1.9;2.7;3.5 D.4.8;2.7;3.5
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
9.某研究小组用秋水仙素处理某二倍体植物的幼苗，诱导其染色体数目加倍，得到多倍体植株。取该多倍体植株的根尖分生区细胞进行有丝分裂观察，结果如下表所示。下列分析正确的是（ ）
观察项目 对照组 实验组
细胞周期时长（h） 18 24
分裂期细胞所占比例（%） 10 5
A. 秋水仙素处理后，细胞周期变长
B. 秋水仙素可能抑制了纺锤体的形成
C. 实验组中分裂期细胞减少，可能是因为秋水仙素使细胞分裂间期延长
D. 秋水仙素处理后，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期
10.为了研究癌细胞的细胞周期，研究人员进行了下列实验。首先，用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（3H—TdR）短期培养细胞，使凡是处于DNA复制期的细胞均被标记。数分钟至半小时后，将细胞外的3H—TdR洗掉，置换新鲜培养液并继续培养。随后，每隔半小时或一小时定期取样，观察并统计被标记的分裂期细胞数和分裂期细胞总数，从而确定细胞周期各个时期的长短。其结果如图所示（横轴为时间，纵轴为分裂期细胞中被标记的细胞所占的百分比）。据图分析正确的是
A．一个细胞周期所经历的时间可用图中的A+E段表示
B．图中的C段时间可表示细胞中DNA复制时间的长短
C．细胞周期的分裂期为图中的D段
D．图中的A段时间表明，在细胞分裂的间期，DNA复制完成以后，细胞没有立即进入分裂期
11.有丝分裂过程中，染色体的行为变化对遗传物质的准确分配至关重要。研究发现，染色体的运动与纺锤体微管有关，微管的组装和解聚受多种因素影响。下列说法正确的是（ ）
A. 纺锤体微管在分裂前期开始组装
B. 若抑制微管的组装，可能导致染色体无法正常分离
C. 微管的解聚与ATP水解无关
D. 染色体在纺锤体微管的牵引下向两极移动
12.（染色体断裂与育种）辐射诱导的染色体断裂后可能发生错误连接（如图），用于小麦抗病育种。下列说法正确的是（ ）
A. 该变异属于染色体结构变异
B. 断裂连接可使抗病基因重复表达
C. 子代均需通过显微镜筛选
D. 该育种方式可突破生殖隔离
13.（CDK1磷酸化与细胞周期阻滞）在细胞增殖过程中,周期蛋白依赖性激酶(CDK1)是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶,CDK1的活性受周期蛋(cyclinB)的调节,cyclinB的降解那么是进入分裂期的必要条件,CDK1在连续分裂的细胞中一直存在。HIV感染T细胞可使CDK1 失活,并使cyclinB积聚。以下图表示cyclinB的含量与CDK1的活性在细胞周期中规律性的变化曲线,有关表达合理的是( )
A.CDK1的活性下降是因为cyc1inB在M期不能合成
B.CDK1持续保持较高活性的细胞,细胞周期会延长
C.CDK1 可能具有促进染色质凝缩的作用
D.HIV感染会使T细胞停留在图中的G2期
14.（细胞周期检查点机制）细胞周期检查点是细胞周期调控的一种机制,以调控周期各时相有序而适时进行更迭,若检查异常，细胞将停滞在相应阶段。下列说法正确的是（ ）
A. G1期检查点防止DNA未复制的细胞进入S期
B. 纺锤体组装检查点异常可能导致染色体数目变异
C. M期检查点确保染色体平均分配到子细胞
D. 所有真核生物均具有相同的检查点机制
15.（病毒干扰与细胞周期）研究表明，HPV病毒通过E6蛋白结合并降解p53蛋白（调控G1期检查点）。感染HPV的宫颈细胞可能（ ）
A. 绕过G1期检查点直接进入S期
B. 积累大量DNA损伤未修复
C. 分裂期时长显著延长
D. 染色体数目保持稳定
16.（细胞周期同步化处理）某连续分裂的细胞周期总时长为L。用 TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法可使细胞周期同步化，在培养连续分裂的细胞的培养基中加入适量的TdR，继续培养一个细胞周期的时长，洗脱TdR 并在普通培养基中继续培养适宜时间后，再次加入TdR 培养充足时间后洗脱TdR，即可使细胞周期同步化。下图表示用TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法使细胞周期同步化，其中t1~t8表示时间点。
下列叙述正确的是
A.t4 - t5 的时长应大于S期，但必须小于G 1期+G 2期
B.若 t5- t8 的时长等于G1+G2 +M-S期，且t7-t8 的时长大于G1期，
则 t6 和t7时，核DNA含量为 4N 的细胞所占的比例相等
C.若改用秋水仙素代替 TdR 处理，且取 t2-t3时的细胞用碱性染料染色，则t3
时能观察到细胞核的细胞数等于t2时
D.若要进行动物细胞有丝分裂的观察活动，选择t8时的细胞比选择t1时的细
胞，通常可获得更好的效果
非选择题
17.（实验探究与数据分析） CDK1 在细胞周期中起着重要作用，它可以促进细胞从 G 期进入 M 期。为探究温度对植物细胞周期的影响，科研人员测定25℃和10℃下洋葱根尖细胞周期各阶段时长（如图）。
| 温度 | 总周期时长 | G1期 | S期 | G2期| M期 |
|-------|------------|------|-----|------|------|
| 25℃ | 20小时 | 8h | 7h | 4h | 1h |
| 10℃ | 32小时 | 12h | 13h | 5h | 2h |
（1）与25℃相比，10℃下总时长增加的主要原因是________。
（2）若在10℃组中加入CDK1激活剂，推测M期细胞比例将________，理由是________。
（3）设计实验验证“低温通过抑制CDK1活性延长细胞周期”，简述实验思路。实验材料：洋葱、CDK1 抑制剂、CDK1 激活剂、恒温培养箱等。 ________。
18.某生物兴趣小组以大蒜根尖为实验材料，探究不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响。实验步骤如下：
①将大蒜放在适宜条件下培养生根，选取生长状况一致的根尖，随机均分为5组，分别用含不同浓度Cu2+的培养液培养24h。
②剪取根尖，用卡诺氏液固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗。
③将根尖放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1：1）的培养皿中，在室温下解离10min。
④将解离后的根尖用清水漂洗后，放入盛有0.01g/mL龙胆紫溶液的培养皿中染色3—5min。
⑤制片并观察，统计处于分裂期的细胞数目和细胞总数，计算细胞分裂指数（细胞分裂指数=分裂期细胞数/细胞总数×100%），结果如下表所示。
Cu2+浓度（mg/L） 细胞总数 分裂期细胞数 细胞分裂指数（%）
0 500 50 10.0
20 500 40 8.0
40 500 30 6.0
60 500 20 4.0
80 500 10 2.0
（1）步骤②中用卡诺氏液固定的目的是______。
（2）步骤③中解离的目的是______。
（3）根据实验结果，分析不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响：。
（4）该实验中，设置对照组的目的是。
（5）若要进一步探究Cu2+影响细胞有丝分裂的原因，可从DNA复制、纺锤体形成等方面进行研究，请设计实验探究Cu2+是否通过影响纺锤体的形成来影响细胞有丝分裂（写出实验思路即可）：______。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·海南,22,2分,难度★)若要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体,适宜的材料和染液组合是( )
A.大蒜根尖细胞,龙胆紫溶液
B.玉米根尖细胞,台盼蓝染液
C.菠菜叶肉细胞,碘液
D.番茄果肉细胞,吡罗红染色剂
2.(2019·北京,1,6分,难度★)玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如图。对此图像的观察与分析,错误的是( )
A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
3.(2019·浙江,18,2分,难度★)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色
B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜
C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成
D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍
4.(2019·海南,3,2分,难度★)下列与细胞有关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体不含有膜包被的细胞核,因此属于原核细胞
B.人肝细胞分裂期的持续时间大于分裂间期的持续时间
C.植物叶肉细胞在缺氧条件下可通过无氧呼吸产生ATP
D.心肌细胞是高度分化的细胞,其细胞膜不具有流动性
5.(2016·江苏,19,2分,难度★)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察,有关实验现象描述合理的是( )
实验 编号 实验名称 观察到的实验现象
① 观察植物细胞的 质壁分离和复原 镜检1:几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色; 镜检2:不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致
② 观察多种多 样的细胞 菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成;人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体
③ 观察细胞的 有丝分裂 洋葱根尖伸长区细胞长,液泡大;分生区细胞呈正方形,多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰
④ 探究酵母菌种群 数量的动态变化 酵母细胞呈球形或椭圆形,细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见
A.实验① B.实验②
C.实验③ D.实验④
参考答案与详细解析
1
考典1622细胞周期和有丝分裂及观察细胞的有丝分裂
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年二考）
1.(2024·湖北,13,2分,难度★★★★)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是 (A)
酵母菌出芽生殖
图1 图2
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
解析 由题意可知,芽殖酵母出芽与核DNA复制同时开始,核DNA复制发生在细胞周期的分裂间期,芽殖酵母出芽发生在分裂间期,A项错误;由图2实验结果可知,基因甲、乙和溶液丙都会影响芽殖酵母最大分裂次数,可以通过调节环境因素或基因的表达调控细胞生命周期,B、D两项正确;出芽生殖为无性繁殖,可以很好地保持亲本性状,成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同,C项正确。
2.(2023·辽宁,11,2分,难度★★★)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是 (B)
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
解析 由图可知,②时期已经完成了DNA的复制,相当于高等动物的有丝分裂前期,但图中还能观察到核膜,高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失,A错误;图③中染色体的着丝粒排列在赤道板上,相当于高等动物有丝分裂中期,B正确;④时期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开形成子染色体,在纺锤丝的牵引下移向两极,C错误;⑤时期,细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同,都是直接从细胞中央缢开,D错误。
3.(2023·重庆,14,3分,难度★★★)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,实验流程和结果如下图所示。下列推测正确的是 (C)
注:G1表示DNA合成前期;S表示DNA合成期;G2表示分裂准备期;M期表示分裂期。
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
解析 根据表中Ⅰ、Ⅱ组数据可知,Ⅱ组S期细胞比例明显增多,故试剂K可以将细胞阻滞在S期,A错误;根据表中Ⅱ、Ⅲ组数据可知,去除试剂K后,S期细胞比例大幅下降,G2+M期细胞数目大幅增多,说明试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的,B错误;用药物甲处理后,Ⅰ组细胞主要处于G1和S期,细胞凋亡率较低,Ⅲ组细胞主要处于G2+M期,细胞凋亡率较高,说明药物甲主要作用于G2+M期,促进细胞凋亡,Ⅱ组处于G2+M期的细胞数目最少,凋亡率应最低,C正确;浆细胞已经高度分化,不再分裂,受药物甲的影响较小,造血干细胞分裂旺盛,受药物甲的影响较大,D错误。
4.(2023·浙江,10,3分,难度★★★)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是 (D)
A.选用易获取且易大量生根的材料
B.选用染色体数目少易观察的材料
C.选用解离时间短分散性好的材料
D.选用分裂间期细胞占比高的材料
解析 易大量生根的材料,其根尖分生区的细胞分裂能力较强,A项合理。选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的染色体数目变化,B项合理。选用解离时间短分散性好的材料有利于细胞的分散,便于观察,C项合理。分裂间期细胞占比高,则处于分裂期的细胞占比低,不利于观察细胞的有丝分裂,D项不合理。
5.(2023·湖北,10,2分,难度★★★★)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是 (C)
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
解析 有丝分裂是一个连续的过程,不同细胞可能处于不同的时期,某些细胞所处的时期可能会导致观察者的混淆,从而导致计数差异,A项正确。在有丝分裂中期,染色体的着丝粒位于赤道板上,此时染色体排列整齐,易于观察,B项正确。由于分裂期只占整个细胞周期的5%~15%,而分裂间期占到整个细胞周期的85%~95%,即使取用的材料处于较旺盛的分裂阶段,间期细胞数量也应该多于分裂期细胞数量,五位同学记录的间期细胞数不多,原因可能是某位同学选择的视野含有较多分裂期的细胞,C项错误。根据表中记录的结果,戊统计的细胞数量较多,有可能是由其计数规则与其他同学不同导致的,D项正确。
6.(2022·天津,6,4分,难度★)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是 (C)
A.中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B.图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体
C.图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D.秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期
解析 中心体的复制发生在分裂间期,由题图可知该图为有丝分裂后期荧光图,A项错误。该图为有丝分裂某时期荧光图,有丝分裂过程始终存在同源染色体,B项错误。秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,而纺锤体的形成是在有丝分裂前期,图示表示有丝分裂后期,D项错误。
7.(2022·辽宁,8,2分,难度★)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是 (B)
指标 冻存剂
合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比/% 65.78 79.85
活细胞数百分比/% 15.29 41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中的自由水转化为结合水
解析 干细胞可以经培养分化为特定的细胞、组织或器官,治疗人类某些疾病,如帕金森综合征、糖尿病、阿尔茨海默病等,A项正确;G1期细胞数百分比上升,说明细胞进入分裂间期,但不会导致干细胞直接进入分裂期,还需经过S期和G2期,B项错误;由表格信息可知,血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比,C项正确;DMSO易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂,其作用是使干细胞中的自由水转化为结合水,防止细胞冻伤,D项正确。
8.(2022·浙江,8,2分,难度★★)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在 (B)
A.胞嘧啶 B.胸腺嘧啶
C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
解析 细胞周期的S期是DNA合成期。DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸(分别含A、T、C、G 4种碱基)为原料。与RNA相比,DNA特有的碱基是胸腺嘧啶。故用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在胸腺嘧啶。
9.(2022·湖南,6,2分,难度★★)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是 (B)
A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
解析 根尖细胞进行有丝分裂,不发生同源染色体的分离,A项错误;b细胞中着丝粒排列在赤道板上,为有丝分裂中期细胞,此时DNA复制已经完成,含染色体16条,核DNA分子32个,B项正确;图中细胞数量较少,不能准确计算各时期细胞的比例,无法计算各时期的时长,C项错误;根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,能使细胞停止在分裂间期,因此间期细胞所占比例升高,D项错误。
10.(2022·江苏,7,2分,难度★★)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后,分别制作有丝分裂装片,镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是 (D)
A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的4倍,③的2倍
解析 根尖只有分生区细胞分裂能力旺盛,因此两种根尖都要用有分生区的区段进行制片,A项正确;多层细胞相互遮挡不容易观察,装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞,B项正确;低倍镜下观察到的视野比高倍镜大,因此在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞,C项正确;四倍体中期细胞中的染色体数是二倍体体细胞的2倍,二倍体有丝分裂后期细胞中的染色体数目也是体细胞的2倍,所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的2倍,③的2倍,D项错误。
11.(2022·广东,4,2分,难度★)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,右图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(C)
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
解析 根尖解离后需要用清水漂洗,以防解离过度,A项错误;染色后用镊子将根尖取出来,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,然后用拇指轻轻地按压盖玻片,然后再镜检,B项错误;找到分生区细胞后,需要将分生区细胞移到视野中央,然后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦,C项正确;图中分裂中期细胞位于视野左上方,因此向左上方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央,D项错误。
12.(2021·全国乙,1,6分,难度★★)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是 (D)
A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子
B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子
C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体
D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体
解析 在有丝分裂间期,DNA进行半保留复制,数目由8个变为16个,A项正确。在有丝分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体,此时染色体已经完成复制,每条染色体包括2条姐妹染色单体,含2个DNA分子,B项正确;在有丝分裂中期,染色体已经完成复制,但数量不变,仍为8条,此时着丝粒排列在赤道板上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期,C项正确;在有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目由8条变为16条。同源染色体一般在减数分裂Ⅰ后期分开,有丝分裂不涉及同源染色体的变化,D项错误。
细胞分裂过程中的数量变化
有丝分裂时期 间期 前期 中期 后期 末期
核DNA数量 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色体(质)数量 2n 2n 2n 4n 4n→2n
染色单体数量 0→4n 4n 4n 4n→0 0
减数 分裂 时期 减数 分裂 Ⅰ前 的间 期 MⅠ 前期 MⅠ 中期 MⅠ 后期 MⅠ 末期 MⅡ 前期 MⅡ 中期 MⅡ 后期 MⅡ 末期
核 DNA 数量 2n→ 4n 4n 4n 4n 4n→ 2n 2n 2n 2n 2n→ n
染色 体 (质) 数量 2n 2n 2n 2n 2n→ n n n n→ 2n 2n→ n
染色 单体 数量 0→ 4n 4n 4n 4n 4n→ 2n 2n 2n 2n→ 0 0
13.(2021·海南,7,2分,难度★★)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是 (D)
A.Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B.Ⅰ→Ⅱ过程中,核膜围绕染色体重新组装
C.Ⅲ时期,核膜组装完毕,可进入下一个细胞周期
D.组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
解析 Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构,细胞处于有丝分裂前期,A项正确;Ⅱ时期核膜围绕染色体重新组装,细胞处于有丝分裂末期,B项正确;Ⅲ时期,核膜组装完毕,形成新的细胞核,可进入下一个细胞周期,C项正确;组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质通过核孔进入细胞核,但不能自由进出,D项错误。
14.(2021·重庆,7,2分,难度★★)有研究表明,人体相胞中DNA发生损伤时,P53蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。据此分析,下列叙述错误的是 (C)
A.P53基因失活,细胞癌变的风险提高
B.P53蛋白参与修复的细胞,与同种正常细胞相比,细胞周期时间变长
C.DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变
D.若组织内处于修复中的细胞增多,则分裂期的细胞比例降低
解析 由题干信息可知,P53蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,当P53基因失活,不能正常合成P53蛋白,DNA分子产生错误无法修复,容易癌变,所以细胞癌变的风险提高,A项正确;DNA发生损伤时,P53蛋白会参与修复并使细胞停止在细胞周期的间期,所以与同种正常细胞相比,P53蛋白参与修复的细胞的细胞周期时间变长,B项正确;DNA损伤修复发生在DNA碱基对中,与染色体无关,C项错误;若组织内处于修复中的细胞增多,则处于间期的细胞较多,故分裂期的细胞比例降低,D项正确。
15.(2021·全国乙,2,6分,难度★★)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述,错误的是 (A)
A.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色
C.观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D.观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
解析 活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,台盼蓝无法进入活细胞,故代谢旺盛的活细胞不能被染色,死细胞可以被染成蓝色,A项错误;观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可以用甲溶液、龙胆紫溶液或醋酸洋红液等使其着色,B项正确;观察RNA在细胞中分布的实验中,质量分数为8%的盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,便于染色,C项正确;蔗糖溶液不容易透过原生质层,且紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡,观察时现象明显,因此可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,观察植物细胞吸水和失水,D项正确。
洋葱考点汇总
洋 葱 部位 特点 相关实验
管状叶 绿色,富含叶绿素 绿叶中色素 的提取和分离
鳞片叶 外表皮 有紫色大液泡 探究植物细胞 的吸水和失水
鳞片叶 内表皮 无色透明 观察DNA和RNA在细胞中的分布,用高倍显微镜观察线粒体
根尖 分生区 细胞呈正方形,排列紧密,无大液泡,分裂旺盛 观察根尖分生组织 细胞的有丝分裂
16.(2021·浙江,13,2分,难度★★)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是 (C)
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
解析 由图可见,箭头所指细胞的染色体移向细胞两极,应为有丝分裂后期,故其上一个时期为有丝分裂中期,特点为染色体的着丝粒整齐排列在赤道面上,C项符合题意。
17.(2020·山东,5,2分,难度★★★★)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如右图所示。下列说法错误的是 (C)
A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体
C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
解析 正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1发生磷酸化,即去磷酸化过程受到抑制,A项正确;正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,使细胞进入分裂期,染色质螺旋化形成染色体,B项正确;由曲线可知,感染BYDV的细胞中CDKl的磷酸化水平较正常细胞高,说明磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制,可推测M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期,C项错误;M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化受到抑制,不能进入分裂期而被阻滞在分裂间期,D项正确。
18.(2020·山东,6,2分,难度★★★)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是(C)
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析 由题干可知,姐妹染色单体连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构,A项正确;进行有丝分裂时,“染色体桥”在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极,因此其子细胞中染色体的数目不发生改变,B项正确;姐妹染色单体连接在一起,着丝粒分裂后出现“染色体桥”结构,其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段,C项错误;姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时,在两着丝粒间任一位置都可能发生断裂,形成的两条子染色体中一条子染色体可能携带2个相同基因移到细胞一极,故若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞,D项正确。
19.(2020·浙江,8,2分,难度★★)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,发生在同一时期的是 (B)
A.核糖体的增生和环沟的形成
B.染色体的出现和纺锤体的出现
C.染色单体的形成和着丝粒的分裂
D.中心体的复制和染色体组数的加倍
解析 在胚胎干细胞分裂间期的G1期核糖体增生,环沟是在胞质分裂的时期形成的,A项不符合题意;染色体和纺锤体都出现在有丝分裂分裂期的前期,B项符合题意;在细胞分裂的间期,染色体复制,一条染色体含有两条姐妹染色单体,在有丝分裂的后期染色体的着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,C项不符合题意;中心体在细胞分裂间期复制,染色体组数加倍的时期是有丝分裂的后期,D项不符合题意。
细胞周期的3个易错点
(1)细胞周期以分裂间期的开始为起点,而不是以分裂期为起点。
(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。
(3)分裂后产生的子细胞有三种去路:继续分裂、暂不分裂和细胞分化。
20.(2020·北京,5,2分,难度★★★★)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是 (D)
A.制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤
B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期
D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)
解析 观察根尖细胞有丝分裂实验中,实验步骤为解离→漂洗→染色→制片,A项错误;应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移至视野中央,然后再换高倍物镜进一步观察,B项错误;图示根尖细胞中姐妹染色单体正分开,由纺锤丝牵引正分别移向两极,则处于有丝分裂的后期,C项错误;图示细胞中有断裂的染色体片段,可能发生了染色体结构的变异,D项正确。
21.(2020·天津,4,4分,难度★★)某同学居家学习期间,准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是 (C)
解析 培养洋葱根尖时,需让洋葱的底部接触水面,既要保证足够的水分,又不抑制根细胞呼吸,A项容器中水分不足,B、D项容器中水过多,会抑制根细胞呼吸,C项容器中的水浸润洋葱底部,容器中适当放入石子,促其生根和呼吸,故C项容器中的根尖生长状况最好。
22.(2020·江苏,25,3分,难度★★)(多选)某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录,下表实验现象合理的是 (ABD)
选项 实验材料 实验现象
A 用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片 子叶细胞中有橘黄色颗粒
B 用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片 紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深
C 用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片 染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D 用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片 部分酵母菌被染成蓝色
解析 脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,花生子叶细胞中含有脂肪,因此用显微镜观察用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片,可看到橘黄色颗粒,A项正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮含紫色中央大液泡且0.3 g/mL蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度,因此用显微镜观察用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮,可观察到紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深,B项正确;洋葱根尖装片中细胞在解离时已被杀死,因此在显微镜下无法观察到染色体在细胞中移动,C项错误;酵母菌涂片中部分细胞已死亡,细胞膜失去选择透过性,用台盼蓝染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色,D项正确。
23.(2023·北京,21,10分,难度★★★★)变胖过程中,胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂(途径I),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与 互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从 点到 点。
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;
②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;
③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;
④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。
请完善制备小鼠IK的技术路线: →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径Ⅰ的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是 。
答案 (1)A(或腺嘌呤)
(2)Q R
(3)将Ce酶基因和Er基因连接 饲喂口服药T
(4)大多数B细胞没有被BrdU标记
解析 (1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶(T)类似物,根据碱基互补配对的原则可知,掺入DNA的EdU和BrdU均能与A(腺嘌呤)互补配对,并可以被分别检测。
(2)由题干信息及题图分析可知,Q点双标记细胞占EdU标记细胞的百分比为0,说明被EdU标记的细胞刚开始进入S期,R点双标记细胞占EdU标记细胞的百分比增加至100%,说明被EdU标记的细胞已经完成DNA复制,开始进入G2期,所以Q点(被EdU标记的细胞开始进入S期)到R点(被EdU标记的细胞开始进入G2期)即可反映DNA复制所需时长。
(3)由题意知,敲除L基因的关键是Ce酶基因编码的酶进入细胞核,而口服药物T作为诱导物可诱导Er蛋白(携带相连的物质)进入细胞核,故制备小鼠IK的第一步是获得Er-Ce酶的融合基因,然后构建该融合基因的基因表达载体,转入小鼠Lx后,筛选完成转化的目标小鼠,再饲喂口服药T,即可诱导小鼠的Er-Ce酶融合蛋白进入细胞核,从而将L基因敲除,获得小鼠IK。
(4)若增加的B细胞来源于途径Ⅱ(干细胞),经一个细胞周期的时间(t2)后,双标记细胞应占EdU标记细胞的100%。所以若增加的B细胞大多数来源于途径Ⅰ(自身分裂),由于其细胞周期时长t1大于三倍的t2,大多数B细胞应没有被BrdU标记。
24.(2020·江苏,29,8分,难度★★★)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,部分检验点如下图所示。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 (1)细胞分裂间期的G1期,主要是合成DNA复制所需要的蛋白质以及核糖体的增生。S期主要是发生DNA的复制,DNA数加倍;G2期合成M期所必需的一些蛋白质,所以与G1期相比,G2期细胞中染色体数不变,核DNA数加倍。(2)细胞有丝分裂的意义是通过染色体正确复制和平均分配,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。检验点1检验G1期染色体是否正常,若有损伤是否进行了修复,检验点2检验是否在S期完成了DNA复制。检验点5检验在细胞分裂末期,分离的染色体是否正确到达细胞两极。(3)癌细胞的主要特征是细胞无限增殖。DNA的合成发生在细胞分裂间期的S期,DNA合成阻断法是用药物特异性抑制DNA的合成,激活检验点2,使癌细胞停滞在S期;秋水仙碱能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成,主要激活检验点4,使癌细胞停滞于中期。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025山东名校考试联盟联考）核纤层是紧贴内层核膜的网状蛋白结构。在细胞分裂前期，分裂期促进因子 MPF 使核纤层蛋白磷酸化，核纤层瓦解，核膜破裂形成膜泡。在细胞分裂末期，APC蛋白通过降解相关周期蛋白，导致MPF失活，核纤层蛋白开始去磷酸化并围绕染色质形成新的核纤层，膜泡围绕核纤层形成新的核膜。下列说法正确的是（ ）
A. 核纤层蛋白去磷酸化的同时，染色质可能正在螺旋化形成染色体
B. 核纤层位于内外核膜之间，有利于维持细胞核的形态结构
C. 抑制 APC 的功能会阻碍 MPF活性丧失，可能使细胞分裂暂停在末期
D. 真核细胞正常分裂过程中，核纤层蛋白都会发生周期性的磷酸化和去磷酸化
【答案】C
【解析】
【分析】核膜是双层膜，外膜上附有许多核糖体，常与内质网相连；其上有核孔，是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多。
【详解】A、核纤层蛋白去磷酸化形成新的核纤层进而形成新的核膜，因此该时期处于末期，此时染色体正在解螺旋形成染色质，A错误；
B、由题意可知，核纤层是紧贴内层核膜的网状蛋白结构，B错误；
C、APC蛋白通过降解相关周期蛋白，导致MPF失活，抑制 APC 的功能会阻碍 MPF活性丧失，可能使细胞分裂暂停在末期，C正确；
D、真核细胞的分裂方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂，其中有丝分裂具有细胞周期，在有丝分裂中核纤层蛋白会发生周期性的磷酸化和去磷酸化，D错误。
故选C。
2.（2024潍坊滨州一模）细胞周期可分为G 、S、G 、M 四个时期， 其中S期为 DNA 合成期， TdR 能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR 可抑制DNA 合成，常用于诱导细胞周期同步化，过程如下表。下列说法正确的是（ ）
步骤 第一步： 含高浓度TdR培养基中培养 第二步： 普通培养基中培养 第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养
时间 至少15h 至少7h ？
A. TdR 能阻止 RNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制
B. 第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C. 第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15h
D. 第三步需至少持续22h才能确保所有细胞同步化
【答案】C
【解析】
【分析】抑制S期的DNA复制，处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，所有最终细胞停留在G1/S交界处，以达到细胞周期同步化的目的。
【详解】A、TdR 能阻止 DNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制，A错误；
B、第一步操作的目的是使位于S期的细胞停留在S期，其他时期的细胞停留在G1/S交界处，B错误；
C、第一步： 含高浓度TdR培养基中培养至少15h（G2＋M＋G1），第二步： 普通培养基中培养（洗脱DNA合成抑制剂）至少7h（S时期），第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15h（G2＋M＋G1），防止有些细胞再次进入S期，无法达到细胞周期同步化的目的，C正确；
D、第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养，第三步与第一步相同，处理时间也是必须大于15h，D错误。
故选C。
3.（2024烟台德州一模）姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是（ ）
A. SCR蛋白基因可能在分裂间期表达
B. SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C. APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D. SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
【答案】D
【解析】
【分析】分裂间期，染色体（质）进行复制形成染色单体，后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。
【详解】A、姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离，分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，SCR蛋白基因可能在分裂间期表达，与SEP结合抑制其活性，A正确；
B、SEP的功能异常，导致粘连蛋白不能正常水解，可能导致子细胞染色体数目异常，B正确；
C、APC蛋白可催化SCR蛋白水解，而SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离，C正确；
D、SCR蛋白基因和APC蛋白基因是与姐妹染色体单体形成和分离相关的基因，二者表达说明细胞发生了增殖，D错误。
故选D。
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境设计：覆盖农业生产（多倍体育种）、医学（抗癌药物）、环境问题（微塑料污染）、科研实验（数据与图表分析），体现“学以致用”。
2. 能力考查：
（1）图表解读（坐标图、表格、流程图）；
（2）实验设计与误差分析；
（3）知识迁移（如结合细胞周期理论解决实际问题）。
3. 核心素养：科学思维（演绎推理）、科学探究（实验操作与数据分析）。
（一）单项选择题
1.（抗癌药物与细胞周期调控）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在“细胞周期调控机制”研究中取得突破的科学家。研究发现，紫杉醇通过抑制微管解聚，使分裂期细胞停滞在染色体排列阶段。若用紫杉醇处理体外培养的癌细胞，最可能观察到（ ）
A. 染色体数目加倍的双核细胞
B. 姐妹染色单体分离的停滞现象
C. 核膜重新形成的细胞
D. 染色体排列在赤道面的细胞
答案：D
解析：有丝分裂过程中，微管在细胞分裂前期形成纺锤体，牵引染色体移动。在中期，染色体在纺锤体的牵引下排列在赤道板上。紫杉醇能抑制微管解聚，使微管稳定存在，这就导致染色体无法正常分离并向细胞两极移动，细胞分裂被阻滞在中期，D正确。染色体数目加倍的双核细胞通常出现在细胞分裂末期，由于细胞质分裂异常导致，而紫杉醇主要作用于分裂中期，抑制微管解聚，不会直接导致染色体数目加倍的双核细胞出现，A错误。姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期，是着丝粒分裂的结果，紫杉醇抑制的是微管解聚，使细胞停滞在染色体排列阶段，而不是直接影响姐妹染色单体分离，B错误。核膜重新形成发生在细胞分裂末期，紫杉醇使细胞停滞在分裂中期，不会出现核膜重新形成的细胞，C错误。
2.（姐妹染色单体分离的分子机制）黏连蛋白（Cohesin）是连接姐妹染色单体的关键蛋白。APC/C复合体可降解黏连蛋白，其活性受CDK1调控。下列说法错误的是（ ）
A. 有丝分裂中期，黏连蛋白未被完全降解
B. APC/C复合体活性在G1期达到峰值
C. CDK1抑制剂处理会导致染色体桥形成
D. 黏连蛋白异常降解可能导致染色体结构变异
答案：B
解析：有丝分裂中期，姐妹染色单体尚未分离，黏连蛋白将姐妹染色单体连接在一起，此时黏连蛋白未被完全降解，A正确。APC/C复合体可降解黏连蛋白，在有丝分裂后期，APC/C复合体活性升高，促使黏连蛋白降解，姐妹染色单体分离，而不是在G1期达到峰值，B 错误。CDK1抑制剂处理会抑制CDK1的活性，进而影响APC/C复合体的活性，使黏连蛋白不能正常降解，导致姐妹染色单体分离异常，可能会形成染色体桥，C正确。黏连蛋白异常降解可能导致染色体分离异常，进而可能导致染色体结构变异，D正确。
3.科学家在研究细胞周期调控机制时，发现了一种关键蛋白激酶（CDK）。当细胞进入分裂期时，CDK被激活，促进细胞周期的进程。若将处于分裂间期的细胞与CDK活性被抑制的细胞融合，融合细胞的细胞周期进程受到影响。下列关于细胞周期和CDK的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期为分裂期做物质准备
B. CDK活性被抑制的细胞可能停留在分裂间期
C. 融合细胞的细胞周期进程变慢，说明CDK对细胞周期的调控是不可缺少的
D. 有丝分裂过程中，纺锤体的形成在分裂间期
答案：D
解析：纺锤体的形成在有丝分裂前期，D错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质合成，为分裂期做物质准备，A正确；CDK被激活促进细胞周期进程，其活性被抑制的细胞可能停留在分裂间期，B正确；融合细胞进程受影响变慢，说明CDK对细胞周期调控不可缺少，C正确。
4.在农业生产中，发现一种除草剂能抑制杂草细胞的有丝分裂。研究人员用该除草剂处理杂草根尖分生区细胞，一段时间后，制作临时装片并观察。结果发现，与未处理组相比，处理组中处于分裂期的细胞数目明显减少。下列推测合理的是（ ）
A. 该除草剂可能抑制了DNA的复制
B. 该除草剂可能破坏了纺锤体的形成
C. 该除草剂可能促进了着丝点的分裂
D. 该除草剂可能使细胞周期缩短
答案：B
解析：处理组分裂期细胞数目明显减少，可能是除草剂破坏纺锤体形成，使细胞不能正常进入分裂期，B正确；若抑制DNA复制，影响的是分裂间期，A错误；若促进着丝点分裂，不会导致分裂期细胞数目减少，C错误；分裂期细胞数目减少，细胞周期应延长，D错误。
5.科研人员利用荧光标记技术研究细胞有丝分裂过程中染色体的行为。将某动物细胞（2N=4）的DNA双链用3H标记后，置于不含3H的培养液中培养，经过两次连续的有丝分裂。下列有关说法正确的是（ ）
A. 第一次有丝分裂中期，每条染色体的两条姐妹染色单体都被3H标记
B. 第一次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为2条
C. 第二次有丝分裂中期，细胞中含有3H标记的DNA分子为4个
D. 第二次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为4条
答案：A
解析：DNA复制是半保留复制，第一次有丝分裂中期，每条染色体的两条姐妹染色单体都含3H，A正确；第一次有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体加倍，细胞中含有3H标记的染色体为4条，B错误；第二次有丝分裂中期，细胞中含有3H标记的DNA分子为2个 ，C错误；第二次有丝分裂后期，含有3H标记的染色体为2条，D错误。
6.（染色体桥的遗传效应）某玉米植株(基因型为Cc，C基因决定籽粒有色，c基因决定籽粒无色)中携带C基因的染色体发生了末端缺失。在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，并在着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构。因纺锤丝的作用，“染色体桥”可在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该缺失个体的说法错误的是（ ）
A.在籽粒细胞有丝分裂中期可观察到“染色体桥”结构
B.某些籽粒细胞可能因不含C基因而形成无色组织
C.含C基因的子细胞持续分裂，可形成含多个C基因的子细胞
D.该植株所结籽粒可能呈现出花斑色(有色组织和无色组织混合在一起)
答案：A
解析：“染色体桥”形成于着丝粒分裂后子染色体向两极移动时，因此应在细胞分裂后期进行观察，A错误。由于“染色体桥”可在两着丝粒间任一位置断裂，因此可以形成含1个C基因的子细胞、含2个C基因的子细胞或不含C基因的
子细胞，形成的籽粒细胞有的有色、有的无色，籽粒细胞还可能呈现出花斑色，B、D正确。因为C基因所在染色体末端缺失，在其分裂过程中会不断形成“染色体桥”，因为子细胞持续分裂，可形成含多个C基因的子细胞，C正确。
7.（细胞周期时间计算与实验分析）科研人员用 P标记的脱氧核苷酸培养某动物细胞，测定不同处理下细胞周期各阶段时长（如表）。下列分析错误的是（ ）
处理方式 G1期(h) S期(h) G2期(h) M期(h)
正常培养 10 7 3 1
加入抑制剂X 15 12 5 1
A. 抑制剂X可能作用于S期，延长DNA复制时间
B. 正常培养时，M期细胞占比约为4.76%
C. 抑制剂X使G2期细胞无法进入M期
D. S期细胞中放射性强度最高
答案：C
解析：加入抑制剂X后，S期时间明显延长，所以抑制剂X可能作用于S期，延长了DNA复制时间，A正确。正常培养时，细胞周期总时长为 10+7+3+1=21h， M 期时长为1h，则M期细胞占比为2/11×100%≈4.76% ，B 正确。加入抑制剂 X 后， G2期时间延长，且有细胞进入了M期（M期时长不变），说明抑制剂 X 没有使 G 2期细胞无法进入M期，C 错误。S期进行DNA复制，会利用含32P标记的脱氧核苷酸，所以S期细胞中放射性强度最高，D 正确。
8.（科研实验）下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
周期 G1 S G 2 M 合计
时间（h） 1.3 2.7 2.9 0.6 7.5
用DNA合成抑制剂处理胡萝卜根尖细胞，处理X小时后发现所有的细胞处于G和S期交界以及S期。去除DNA合成抑制剂Y小时后，再用DNA合成抑制剂处理Z小时,最终发现所有细胞均处于G和S期交界(注:去除DNA合成抑制剂后细胞可继续分裂)。则X、Y、Z可以为(A)
A.4.8;2.7;4.8 B.3.5;2.7;4.8
C.1.9;2.7;3.5 D.4.8;2.7;3.5
答案：A
分析：DNA的合成在S期，当在培养液中加入DNA合成抑制剂时，DNA合成被抑制，即S期的细胞立刻被抑制。若使其他细胞都停留在G1、S期交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1。去除DNA合成抑制剂后，细胞可继续分裂，至少2.7小时后所有细胞完成S期，这时可继续添加DNA合成抑制剂，最终使所有细胞均处于G和S期交界处。
解析：由分析可知，DNA抑制剂会抑制DNA 分子复制，已经完成复制的细胞会继续完成G2、M和G1，最终停留在G1、S期交界处，而处于S期的细胞会停留在S期，则第一次添加DNA抑制剂会使细胞停留在G1、S期交界处或S期，最长需要G2+M+G1的时间即4.8h。去除DNA合成抑制剂后，细胞可继续分裂，至少2.7小时后所有细胞完成S期，可第二次用DNA抑制剂处理，最长再需4.8h，所有细胞停留在G、S期交界处。综上所述，A正确;B、C、D错误。
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
9.某研究小组用秋水仙素处理某二倍体植物的幼苗，诱导其染色体数目加倍，得到多倍体植株。取该多倍体植株的根尖分生区细胞进行有丝分裂观察，结果如下表所示。下列分析正确的是（ ）
观察项目 对照组 实验组
细胞周期时长（h） 18 24
分裂期细胞所占比例（%） 10 5
A. 秋水仙素处理后，细胞周期变长
B. 秋水仙素可能抑制了纺锤体的形成
C. 实验组中分裂期细胞减少，可能是因为秋水仙素使细胞分裂间期延长
D. 秋水仙素处理后，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期
答案：ABCD
解析：由表可知，处理后细胞周期从18h变为24h，周期变长，A正确；秋水仙素抑制纺锤体形成，使染色体不能移向两极，导致染色体数目加倍，B正确；实验组分裂期细胞比例减少，可能是间期延长，C正确；秋水仙素抑制纺锤体形成，有丝分裂后期着丝点分裂，使加倍的染色体不能均分到两个子细胞，从而使染色体数目加倍，D正确。
10.为了研究癌细胞的细胞周期，研究人员进行了下列实验。首先，用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（3H—TdR）短期培养细胞，使凡是处于DNA复制期的细胞均被标记。数分钟至半小时后，将细胞外的3H—TdR洗掉，置换新鲜培养液并继续培养。随后，每隔半小时或一小时定期取样，观察并统计被标记的分裂期细胞数和分裂期细胞总数，从而确定细胞周期各个时期的长短。其结果如图所示（横轴为时间，纵轴为分裂期细胞中被标记的细胞所占的百分比）。据图分析正确的是
A．一个细胞周期所经历的时间可用图中的A+E段表示
B．图中的C段时间可表示细胞中DNA复制时间的长短
C．细胞周期的分裂期为图中的D段
D．图中的A段时间表明，在细胞分裂的间期，DNA复制完成以后，细胞没有立即进入分裂期
答案：D。
解析：细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程，包括分裂间期和分裂期。图中 A + B + C + D + E 段才表示一个细胞周期，A 错误。 B 选项：用 3 H TdR 短期培养细胞，凡是处于 DNA 复制期的细胞均被标记，数分钟至半小时后，将细胞外的 3 H TdR 洗掉，置换新鲜培养液并继续培养，开始出现被标记的分裂期细胞的时间差（图中 A 段）可表示 G 期（DNA 复制完成到进入分裂期的时间段），而不是 DNA 复制时间，B 错误。 C 选项：细胞周期的分裂期为图中的 B + D 段，C 错误。 D 选项：图中的 A 段时间表明，在细胞分裂的间期，DNA 复制完成以后，细胞没有立即进入分裂期，而是经过了一段时间的准备，即 G 期，D 正确。
11.有丝分裂过程中，染色体的行为变化对遗传物质的准确分配至关重要。研究发现，染色体的运动与纺锤体微管有关，微管的组装和解聚受多种因素影响。下列说法正确的是（ ）
A. 纺锤体微管在分裂前期开始组装
B. 若抑制微管的组装，可能导致染色体无法正常分离
C. 微管的解聚与ATP水解无关
D. 染色体在纺锤体微管的牵引下向两极移动
答案：ABD
解析：纺锤体微管在分裂前期开始组装，A正确；抑制微管组装，纺锤体无法形成，染色体无法正常分离，B正确；微管的组装和解聚需要能量，与ATP水解有关，C错误；有丝分裂后期，染色体在纺锤体微管的牵引下向两极移动，D正确。
12.（染色体断裂与育种）辐射诱导的染色体断裂后可能发生错误连接（如图），用于小麦抗病育种。下列说法正确的是（ ）
A. 该变异属于染色体结构变异
B. 断裂连接可使抗病基因重复表达
C. 子代均需通过显微镜筛选
D. 该育种方式可突破生殖隔离
答案：AD。
解析：辐射诱导染色体断裂后发生错误连接，导致染色体片段的位置发生改变，属于染色体结构变异中的易位，A正确。图中所示的断裂连接是染色体结构的改变，不一定能使抗病基因重复表达。基因表达受多种因素调控，染色体结构变异可能影响基因的表达，但不是必然导致基因重复表达，B错误。虽然染色体结构变异可以通过显微镜观察到，但并不是所有子代都需要通过显微镜筛选。可以先通过抗病性状进行初步筛选，然后再对具有抗病性状的植株进一步通过显微镜观察染色体结构，以确定是否发生了预期的变异，C错误。通过辐射诱导染色体变异，可以将其他物种的抗病基因导入小麦中，从而突破生殖隔离，创造出新的小麦品种，D 正确。
13.（CDK1磷酸化与细胞周期阻滞）在细胞增殖过程中,周期蛋白依赖性激酶(CDK1)是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶,CDK1的活性受周期蛋(cyclinB)的调节,cyclinB的降解那么是进入分裂期的必要条件,CDK1在连续分裂的细胞中一直存在。HIV感染T细胞可使CDK1 失活,并使cyclinB积聚。以下图表示cyclinB的含量与CDK1的活性在细胞周期中规律性的变化曲线,有关表达合理的是( )
A.CDK1的活性下降是因为cyc1inB在M期不能合成
B.CDK1持续保持较高活性的细胞,细胞周期会延长
C.CDK1 可能具有促进染色质凝缩的作用
D.HIV感染会使T细胞停留在图中的G2期
答案：CD
解析：CDK1 的活性下降是因为 cyclinB 在 M 期被降解，而不是不能合成，A不合理。CDK1 持续保持较高活性，细胞会快速进入分裂期，细胞周期会缩短，而不是延长，B不合理。CDK1 活性在分裂期升高，可能与染色质凝缩等分裂期的变化有关，具有促进染色质凝缩的作用，C合理。HIV 感染 T 细胞可使 CDK1 失活，并使 cyclinB 积聚，而 cyclinB 积聚在 G2 期，所以 HIV 感染会使 T 细胞停留在图中的 G2 期，D合理。
14.（细胞周期检查点机制）细胞周期检查点是细胞周期调控的一种机制,以调控周期各时相有序而适时进行更迭,若检查异常，细胞将停滞在相应阶段。下列说法正确的是（ ）
A. G1期检查点防止DNA未复制的细胞进入S期
B. 纺锤体组装检查点异常可能导致染色体数目变异
C. M期检查点确保染色体平均分配到子细胞
D. 所有真核生物均具有相同的检查点机制
答案：ABC
解析：G1期检查点主要检查细胞的大小、营养状况、DNA 是否损伤等，以确保细胞具备进入S期进行DNA复制的条件，防止DNA未复制的细胞进入S期，A 正确。纺锤体组装检查点能保证纺锤体正确组装，若其异常，可能导致染色体不能正常分离，从而使子细胞中染色体数目异常，进而导致染色体数目变异，B 正确。 M 期检查点主要检查染色体的着丝粒是否正确连接到纺锤体上，以确保染色体能平均分配到子细胞中，C正确。不同真核生物的细胞周期检查点机制可能存在差异，比如酵母细胞和哺乳动物细胞的检查点机制就有一些不同之处，D错误。
15.（病毒干扰与细胞周期）研究表明，HPV病毒通过E6蛋白结合并降解p53蛋白（调控G1期检查点）。感染HPV的宫颈细胞可能（ ）
A. 绕过G1期检查点直接进入S期
B. 积累大量DNA损伤未修复
C. 分裂期时长显著延长
D. 染色体数目保持稳定
答案：AB
解析：p53蛋白调控G1期检查点，HPV病毒的E6蛋白结合并降解p53蛋白，会使细胞失去p53蛋白对G1期检查点的调控，从而可能绕过G1期检查点直接进入 S期，A正确。p53蛋白在DNA损伤修复中发挥着重要作用，p53蛋白被降解后，细胞对DNA损伤的修复能力下降，会导致大量DNA损伤未修复，B正确。题干中没有信息表明感染HPV后分裂期时长会显著延长，通常细胞周期的改变是一个复杂的过程，虽然p53蛋白异常会影响细胞周期，但不一定就导致分裂期时长显著延长，C错误。由于细胞可能绕过G1期检查点直接进入S期，且DNA 损伤未得到有效修复，在细胞分裂过程中可能会出现染色体分配异常等情况，染色体数目难以保持稳定，D错误。
16.（细胞周期同步化处理）某连续分裂的细胞周期总时长为L。用 TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法可使细胞周期同步化，在培养连续分裂的细胞的培养基中加入适量的TdR，继续培养一个细胞周期的时长，洗脱TdR 并在普通培养基中继续培养适宜时间后，再次加入TdR 培养充足时间后洗脱TdR，即可使细胞周期同步化。下图表示用TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法使细胞周期同步化，其中t1~t8表示时间点。
下列叙述正确的是
A.t4 - t5 的时长应大于S期，但必须小于G 1期+G 2期
B.若 t5- t8 的时长等于G1+G2 +M-S期，且t7-t8 的时长大于G1期，
则 t6 和t7时，核DNA含量为 4N 的细胞所占的比例相等
C.若改用秋水仙素代替 TdR 处理，且取 t2-t3时的细胞用碱性染料染色，则t3
时能观察到细胞核的细胞数等于t2时
D.若要进行动物细胞有丝分裂的观察活动，选择t8时的细胞比选择t1时的细
胞，通常可获得更好的效果
答案:B
解析:总体来说，双阻断法的目的是让细胞同步化在G1/S交界处。第一次在培养连续分裂的细胞的培养基中加入适量的TdR，细胞都停留在S期。洗脱 TdR后会恢复正常的细胞周期，S期的细胞进入G2、M、G1时期，但必须在进入S期之前再次在培养基中加入适量的TdR阻断，让细胞全部同步在G1/S交界处。t4-t5 的时长应大于 S期，但必须小于 G 2期+M期+G 1期，A错误。若 t5-t8 的时长等于G1+G2 +M-S期，且t7-t8 的时长大于G1 期，t6 和 t7时的细胞都是处于G2或M期，则所有的细胞核DNA含量为 4N ，即比例为100%，B正确。若改用秋水仙素代替 TdR 处理，会影响细胞纺锤体的形成，会停留在分裂中期(中学老师往往知识分子为是前期)，所以取 t2-t3时的细胞用碱性染料染色，t3时分裂期可能要多，能观察到细胞核的细胞数可能少于t2时，C错误。因为t8时的细胞都处于G1/S交界处，如要进行动物细胞有丝分裂的观察活动，需要分裂期的细胞，t8时没有分裂期细胞，而t1时有分裂期的细胞，获得的效果好，D错误。
非选择题
17.（实验探究与数据分析） CDK1 在细胞周期中起着重要作用，它可以促进细胞从 G 期进入 M 期。为探究温度对植物细胞周期的影响，科研人员测定25℃和10℃下洋葱根尖细胞周期各阶段时长（如图）。
| 温度 | 总周期时长 | G1期 | S期 | G2期| M期 |
|-------|------------|------|-----|------|------|
| 25℃ | 20小时 | 8h | 7h | 4h | 1h |
| 10℃ | 32小时 | 12h | 13h | 5h | 2h |
（1）与25℃相比，10℃下总时长增加的主要原因是________。
（2）若在10℃组中加入CDK1激活剂，推测M期细胞比例将________，理由是________。
（3）设计实验验证“低温通过抑制CDK1活性延长细胞周期”，简述实验思路。实验材料：洋葱、CDK1 抑制剂、CDK1 激活剂、恒温培养箱等。 ________。
答案：（1）分裂间期的 G 期时间明显延长
（2）上升 加入CDK1激活剂后，CDK1被激活，细胞进入M期的速度加快
（3）选取若干大小、生长状况相似的洋葱，随机均分为 A、B、C三组。将 A组置于25℃恒温培养箱，B、C组置于 10℃恒温培养箱，设置不同温度培养条件。对 A 组不做处理，B组加入适量CDK1 抑制剂，C组加入等量CDK1激活剂，形成对照与处理组。分别取三组洋葱根尖制作临时装片，显微镜下统计各时期细胞数目，计算细胞周期各阶段时长及M期细胞比例，多次重复实验记录数据，通过对比分析验证 “低温通过抑制 CDK1 活性延长细胞周期” 。
解析：（1）与 25℃相比，10℃下总时长增加的主要原因是分裂间期的 G 期时间明显延长。从图中可以看出，10℃时G 期时长约为 10.5h，而25℃时G 期时长约为 4.5h，G 期的延长是导致 10℃下细胞周期总时长增加的主要因素。 （2）CDK1激活剂能够激活CDK1，而CDK1可以促进细胞从G 期进入M期。在10℃时，由于温度较低，CDK1活性可能受到抑制，导致细胞进入M期的进程减缓，M期细胞比例较低。当加入CDK1激活剂后，CDK1被激活，细胞进入M期的速度加快，因此M期细胞比例将上升。
（3）实验设计如下： 实验步骤分组：选取若干大小、生长状况相似的洋葱，随机均分为三组，分别标记为 A、B、C 组。 培养条件设置：将A组洋葱置于25℃恒温培养箱中培养，B组和C组洋葱置于10℃恒温培养箱中培养。处理方式：在 B 组中加入适量的CDK1抑制剂，在C组中加入等量的CDK1激活剂，A组不做任何处理，作为对照组。观察与记录：分别取三组洋葱的根尖，制作临时装片，在显微镜下观察并统计各时期细胞数目，计算细胞周期各阶段时长以及M期细胞比例，重复多次实验，记录数据。预期结果：在25℃下培养的A组细胞周期正常，M期细胞比例正常；10℃下加入CDK1抑制剂的B组细胞周期进一步延长，M期细胞比例下降；10℃下加入CDK1激活剂的C组细胞周期缩短，M期细胞比例上升，接近25℃下A组的水平。 实验结论：若实验结果与预期结果相符，则可证明 “低温通过抑制 CDK1 活性延长细胞周期”。
18.某生物兴趣小组以大蒜根尖为实验材料，探究不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响。实验步骤如下：
①将大蒜放在适宜条件下培养生根，选取生长状况一致的根尖，随机均分为5组，分别用含不同浓度Cu2+的培养液培养24h。
②剪取根尖，用卡诺氏液固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗。
③将根尖放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1：1）的培养皿中，在室温下解离10min。
④将解离后的根尖用清水漂洗后，放入盛有0.01g/mL龙胆紫溶液的培养皿中染色3—5min。
⑤制片并观察，统计处于分裂期的细胞数目和细胞总数，计算细胞分裂指数（细胞分裂指数=分裂期细胞数/细胞总数×100%），结果如下表所示。
Cu2+浓度（mg/L） 细胞总数 分裂期细胞数 细胞分裂指数（%）
0 500 50 10.0
20 500 40 8.0
40 500 30 6.0
60 500 20 4.0
80 500 10 2.0
（1）步骤②中用卡诺氏液固定的目的是______。
（2）步骤③中解离的目的是______。
（3）根据实验结果，分析不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响：。
（4）该实验中，设置对照组的目的是。
（5）若要进一步探究Cu2+影响细胞有丝分裂的原因，可从DNA复制、纺锤体形成等方面进行研究，请设计实验探究Cu2+是否通过影响纺锤体的形成来影响细胞有丝分裂（写出实验思路即可）：______。
答案：
（1）固定细胞形态，维持染色体结构的完整性
（2）使组织中的细胞相互分离开来
（3）随着Cu2+浓度的升高，细胞分裂指数逐渐降低，说明Cu2+抑制细胞有丝分裂，且浓度越高抑制作用越强
（4）作为对照，排除无关变量对实验结果的影响，以确定Cu2+对细胞有丝分裂的影响
（5）取生长状况一致的大蒜根尖，随机均分为两组，一组用含适宜浓度Cu2+的培养液培养，另一组用等量的不含Cu2+的培养液培养；在分裂中期，观察两组细胞中染色体的形态和分布情况（是否排列在赤道板上）
解析：（1）步骤②中用卡诺氏液固定的目的是固定细胞形态，使其停留在特定的分裂时期，维持染色体结构的完整性，便于观察。
（2）步骤③中解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，便于后续制片时细胞能分散开来，有利于观察。
（3）根据实验结果，不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响为：随着Cu2+浓度的升高，细胞分裂指数逐渐降低，说明Cu2+对细胞有丝分裂具有抑制作用，且浓度越高，抑制作用越明显。
（4）该实验中，设置对照组的目的是作为对照标准，排除无关变量的干扰，以确定Cu2+浓度变化是导致细胞有丝分裂变化的原因。通过与对照组比较，能更直观地看出不同浓度Cu2+对细胞有丝分裂的影响。
（5）实验思路：将大蒜根尖分为两组，一组用含适量Cu2+的培养液培养，另一组用等量的不含Cu2+的培养
专题七 细胞的生命历程
1
考典1622细胞周期和有丝分裂及观察细胞的有丝分裂
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年二考）
1.(2024·湖北,13,2分,难度★★★★)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
酵母菌出芽生殖
图1 图2
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
2.(2023·辽宁,11,2分,难度★★★)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是( )
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
3.(2023·重庆,14,3分,难度★★★)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,实验流程和结果如下图所示。下列推测正确的是 ( )
注:G1表示DNA合成前期;S表示DNA合成期;G2表示分裂准备期;M期表示分裂期。
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
4.(2023·浙江,10,3分,难度★★★)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是( )
A.选用易获取且易大量生根的材料
B.选用染色体数目少易观察的材料
C.选用解离时间短分散性好的材料
D.选用分裂间期细胞占比高的材料
5.(2023·湖北,10,2分,难度★★★★)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是( )
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
6.(2022·天津,6,4分,难度★)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是( )
A.中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B.图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体
C.图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D.秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期
7.(2022·辽宁,8,2分,难度★)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
指标 冻存剂
合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比/% 65.78 79.85
活细胞数百分比/% 15.29 41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中的自由水转化为结合水
8.(2022·浙江,8,2分,难度★★)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在( )
A.胞嘧啶 B.胸腺嘧啶
C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
9.(2022·湖南,6,2分,难度★★)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
10.(2022·江苏,7,2分,难度★★)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后,分别制作有丝分裂装片,镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是( )
A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的4倍,③的2倍
11.(2022·广东,4,2分,难度★)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,右图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
12.(2021·全国乙,1,6分,难度★★)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是( )
A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子
B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子
C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体
D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体
13.(2021·海南,7,2分,难度★★)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B.Ⅰ→Ⅱ过程中,核膜围绕染色体重新组装
C.Ⅲ时期,核膜组装完毕,可进入下一个细胞周期
D.组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
14.(2021·重庆,7,2分,难度★★)有研究表明,人体相胞中DNA发生损伤时,P53蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.P53基因失活,细胞癌变的风险提高
B.P53蛋白参与修复的细胞,与同种正常细胞相比,细胞周期时间变长
C.DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变
D.若组织内处于修复中的细胞增多,则分裂期的细胞比例降低
15.(2021·全国乙,2,6分,难度★★)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述,错误的是( )
A.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色
C.观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D.观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
16.(2021·浙江,13,2分,难度★★)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是( )
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
17.(2020·山东,5,2分,难度★★★★)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如右图所示。下列说法错误的是( )
A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体
C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
18.(2020·山东,6,2分,难度★★★)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是( )
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
19.(2020·浙江,8,2分,难度★★)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,发生在同一时期的是( )
A.核糖体的增生和环沟的形成
B.染色体的出现和纺锤体的出现
C.染色单体的形成和着丝粒的分裂
D.中心体的复制和染色体组数的加倍
20.(2020·北京,5,2分,难度★★★★)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是( )
A.制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤
B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期
D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)
21.(2020·天津,4,4分,难度★★)某同学居家学习期间,准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是( )
22.(2020·江苏,25,3分,难度★★)(多选)某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录,下表实验现象合理的是( )
选项 实验材料 实验现象
A 用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片 子叶细胞中有橘黄色颗粒
B 用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片 紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深
C 用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片 染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D 用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片 部分酵母菌被染成蓝色
23.(2023·北京,21,10分,难度★★★★)变胖过程中,胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂(途径I),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与 互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从 点到 点。
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;
②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;
③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;
④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。
请完善制备小鼠IK的技术路线: →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径Ⅰ的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是 。
24.(2020·江苏,29,8分,难度★★★)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,部分检验点如下图所示。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。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025山东名校考试联盟联考）核纤层是紧贴内层核膜的网状蛋白结构。在细胞分裂前期，分裂期促进因子 MPF 使核纤层蛋白磷酸化，核纤层瓦解，核膜破裂形成膜泡。在细胞分裂末期，APC蛋白通过降解相关周期蛋白，导致MPF失活，核纤层蛋白开始去磷酸化并围绕染色质形成新的核纤层，膜泡围绕核纤层形成新的核膜。下列说法正确的是（ ）
A. 核纤层蛋白去磷酸化的同时，染色质可能正在螺旋化形成染色体
B. 核纤层位于内外核膜之间，有利于维持细胞核的形态结构
C. 抑制 APC 的功能会阻碍 MPF活性丧失，可能使细胞分裂暂停在末期
D. 真核细胞正常分裂过程中，核纤层蛋白都会发生周期性的磷酸化和去磷酸化
2.（2024潍坊滨州一模）细胞周期可分为G 、S、G 、M 四个时期， 其中S期为 DNA 合成期， TdR 能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR 可抑制DNA 合成，常用于诱导细胞周期同步化，过程如下表。下列说法正确的是（ ）
步骤 第一步： 含高浓度TdR培养基中培养 第二步： 普通培养基中培养 第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养
时间 至少15h 至少7h ？
A. TdR 能阻止 RNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制
B. 第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C. 第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15h
D. 第三步需至少持续22h才能确保所有细胞同步化
3.（2024烟台德州一模）姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是（ ）
A. SCR蛋白基因可能在分裂间期表达
B. SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C. APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D. SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境设计：覆盖农业生产（多倍体育种）、医学（抗癌药物）、环境问题（微塑料污染）、科研实验（数据与图表分析），体现“学以致用”。
2. 能力考查：
（1）图表解读（坐标图、表格、流程图）；
（2）实验设计与误差分析；
（3）知识迁移（如结合细胞周期理论解决实际问题）。
3. 核心素养：科学思维（演绎推理）、科学探究（实验操作与数据分析）。
（一）单项选择题
1.（抗癌药物与细胞周期调控）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在“细胞周期调控机制”研究中取得突破的科学家。研究发现，紫杉醇通过抑制微管解聚，使分裂期细胞停滞在染色体排列阶段。若用紫杉醇处理体外培养的癌细胞，最可能观察到（ ）
A. 染色体数目加倍的双核细胞
B. 姐妹染色单体分离的停滞现象
C. 核膜重新形成的细胞
D. 染色体排列在赤道面的细胞
2.（姐妹染色单体分离的分子机制）黏连蛋白（Cohesin）是连接姐妹染色单体的关键蛋白。APC/C复合体可降解黏连蛋白，其活性受CDK1调控。下列说法错误的是（ ）
A. 有丝分裂中期，黏连蛋白未被完全降解
B. APC/C复合体活性在G1期达到峰值
C. CDK1抑制剂处理会导致染色体桥形成
D. 黏连蛋白异常降解可能导致染色体结构变异
3.科学家在研究细胞周期调控机制时，发现了一种关键蛋白激酶（CDK）。当细胞进入分裂期时，CDK被激活，促进细胞周期的进程。若将处于分裂间期的细胞与CDK活性被抑制的细胞融合，融合细胞的细胞周期进程受到影响。下列关于细胞周期和CDK的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期为分裂期做物质准备
B. CDK活性被抑制的细胞可能停留在分裂间期
C. 融合细胞的细胞周期进程变慢，说明CDK对细胞周期的调控是不可缺少的
D. 有丝分裂过程中，纺锤体的形成在分裂间期
4.在农业生产中，发现一种除草剂能抑制杂草细胞的有丝分裂。研究人员用该除草剂处理杂草根尖分生区细胞，一段时间后，制作临时装片并观察。结果发现，与未处理组相比，处理组中处于分裂期的细胞数目明显减少。下列推测合理的是（ ）
A. 该除草剂可能抑制了DNA的复制
B. 该除草剂可能破坏了纺锤体的形成
C. 该除草剂可能促进了着丝点的分裂
D. 该除草剂可能使细胞周期缩短
5.科研人员利用荧光标记技术研究细胞有丝分裂过程中染色体的行为。将某动物细胞（2N=4）的DNA双链用3H标记后，置于不含3H的培养液中培养，经过两次连续的有丝分裂。下列有关说法正确的是（ ）
A. 第一次有丝分裂中期，每条染色体的两条姐妹染色单体都被3H标记
B. 第一次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为2条
C. 第二次有丝分裂中期，细胞中含有3H标记的DNA分子为4个
D. 第二次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为4条
6.（染色体桥的遗传效应）某玉米植株(基因型为Cc，C基因决定籽粒有色，c基因决定籽粒无色)中携带C基因的染色体发生了末端缺失。在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，并在着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构。因纺锤丝的作用，“染色体桥”可在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该缺失个体的说法错误的是（ ）
A.在籽粒细胞有丝分裂中期可观察到“染色体桥”结构
B.某些籽粒细胞可能因不含C基因而形成无色组织
C.含C基因的子细胞持续分裂，可形成含多个C基因的子细胞
D.该植株所结籽粒可能呈现出花斑色(有色组织和无色组织混合在一起)
7.（细胞周期时间计算与实验分析）科研人员用 P标记的脱氧核苷酸培养某动物细胞，测定不同处理下细胞周期各阶段时长（如表）。下列分析错误的是（ ）
处理方式 G1期(h) S期(h) G2期(h) M期(h)
正常培养 10 7 3 1
加入抑制剂X 15 12 5 1
A. 抑制剂X可能作用于S期，延长DNA复制时间
B. 正常培养时，M期细胞占比约为4.76%
C. 抑制剂X使G2期细胞无法进入M期
D. S期细胞中放射性强度最高
8.（科研实验）下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
周期 G1 S G 2 M 合计
时间（h） 1.3 2.7 2.9 0.6 7.5
用DNA合成抑制剂处理胡萝卜根尖细胞，处理X小时后发现所有的细胞处于G和S期交界以及S期。去除DNA合成抑制剂Y小时后，再用DNA合成抑制剂处理Z小时,最终发现所有细胞均处于G和S期交界(注:去除DNA合成抑制剂后细胞可继续分裂)。则X、Y、Z可以为(A)
A.4.8;2.7;4.8 B.3.5;2.7;4.8
C.1.9;2.7;3.5 D.4.8;2.7;3.5
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
9.某研究小组用秋水仙素处理某二倍体植物的幼苗，诱导其染色体数目加倍，得到多倍体植株。取该多倍体植株的根尖分生区细胞进行有丝分裂观察，结果如下表所示。下列分析正确的是（ ）
观察项目 对照组 实验组
细胞周期时长（h） 18 24
分裂期细胞所占比例（%） 10 5
A. 秋水仙素处理后，细胞周期变长
B. 秋水仙素可能抑制了纺锤体的形成
C. 实验组中分裂期细胞减少，可能是因为秋水仙素使细胞分裂间期延长
D. 秋水仙素处理后，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期
10.为了研究癌细胞的细胞周期，研究人员进行了下列实验。首先，用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（3H—TdR）短期培养细胞，使凡是处于DNA复制期的细胞均被标记。数分钟至半小时后，将细胞外的3H—TdR洗掉，置换新鲜培养液并继续培养。随后，每隔半小时或一小时定期取样，观察并统计被标记的分裂期细胞数和分裂期细胞总数，从而确定细胞周期各个时期的长短。其结果如图所示（横轴为时间，纵轴为分裂期细胞中被标记的细胞所占的百分比）。据图分析正确的是
A．一个细胞周期所经历的时间可用图中的A+E段表示
B．图中的C段时间可表示细胞中DNA复制时间的长短
C．细胞周期的分裂期为图中的D段
D．图中的A段时间表明，在细胞分裂的间期，DNA复制完成以后，细胞没有立即进入分裂期
11.有丝分裂过程中，染色体的行为变化对遗传物质的准确分配至关重要。研究发现，染色体的运动与纺锤体微管有关，微管的组装和解聚受多种因素影响。下列说法正确的是（ ）
A. 纺锤体微管在分裂前期开始组装
B. 若抑制微管的组装，可能导致染色体无法正常分离
C. 微管的解聚与ATP水解无关
D. 染色体在纺锤体微管的牵引下向两极移动
12.（染色体断裂与育种）辐射诱导的染色体断裂后可能发生错误连接（如图），用于小麦抗病育种。下列说法正确的是（ ）
A. 该变异属于染色体结构变异
B. 断裂连接可使抗病基因重复表达
C. 子代均需通过显微镜筛选
D. 该育种方式可突破生殖隔离
13.（CDK1磷酸化与细胞周期阻滞）在细胞增殖过程中,周期蛋白依赖性激酶(CDK1)是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶,CDK1的活性受周期蛋(cyclinB)的调节,cyclinB的降解那么是进入分裂期的必要条件,CDK1在连续分裂的细胞中一直存在。HIV感染T细胞可使CDK1 失活,并使cyclinB积聚。以下图表示cyclinB的含量与CDK1的活性在细胞周期中规律性的变化曲线,有关表达合理的是( )
A.CDK1的活性下降是因为cyc1inB在M期不能合成
B.CDK1持续保持较高活性的细胞,细胞周期会延长
C.CDK1 可能具有促进染色质凝缩的作用
D.HIV感染会使T细胞停留在图中的G2期
14.（细胞周期检查点机制）细胞周期检查点是细胞周期调控的一种机制,以调控周期各时相有序而适时进行更迭,若检查异常，细胞将停滞在相应阶段。下列说法正确的是（ ）
A. G1期检查点防止DNA未复制的细胞进入S期
B. 纺锤体组装检查点异常可能导致染色体数目变异
C. M期检查点确保染色体平均分配到子细胞
D. 所有真核生物均具有相同的检查点机制
15.（病毒干扰与细胞周期）研究表明，HPV病毒通过E6蛋白结合并降解p53蛋白（调控G1期检查点）。感染HPV的宫颈细胞可能（ ）
A. 绕过G1期检查点直接进入S期
B. 积累大量DNA损伤未修复
C. 分裂期时长显著延长
D. 染色体数目保持稳定
16.（细胞周期同步化处理）某连续分裂的细胞周期总时长为L。用 TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法可使细胞周期同步化，在培养连续分裂的细胞的培养基中加入适量的TdR，继续培养一个细胞周期的时长，洗脱TdR 并在普通培养基中继续培养适宜时间后，再次加入TdR 培养充足时间后洗脱TdR，即可使细胞周期同步化。下图表示用TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法使细胞周期同步化，其中t1~t8表示时间点。
下列叙述正确的是
A.t4 - t5 的时长应大于S期，但必须小于G 1期+G 2期
B.若 t5- t8 的时长等于G1+G2 +M-S期，且t7-t8 的时长大于G1期，
则 t6 和t7时，核DNA含量为 4N 的细胞所占的比例相等
C.若改用秋水仙素代替 TdR 处理，且取 t2-t3时的细胞用碱性染料染色，则t3
时能观察到细胞核的细胞数等于t2时
D.若要进行动物细胞有丝分裂的观察活动，选择t8时的细胞比选择t1时的细
胞，通常可获得更好的效果
非选择题
17.（实验探究与数据分析） CDK1 在细胞周期中起着重要作用，它可以促进细胞从 G 期进入 M 期。为探究温度对植物细胞周期的影响，科研人员测定25℃和10℃下洋葱根尖细胞周期各阶段时长（如图）。
| 温度 | 总周期时长 | G1期 | S期 | G2期| M期 |
|-------|------------|------|-----|------|------|
| 25℃ | 20小时 | 8h | 7h | 4h | 1h |
| 10℃ | 32小时 | 12h | 13h | 5h | 2h |
（1）与25℃相比，10℃下总时长增加的主要原因是________。
（2）若在10℃组中加入CDK1激活剂，推测M期细胞比例将________，理由是________。
（3）设计实验验证“低温通过抑制CDK1活性延长细胞周期”，简述实验思路。实验材料：洋葱、CDK1 抑制剂、CDK1 激活剂、恒温培养箱等。 ________。
18.某生物兴趣小组以大蒜根尖为实验材料，探究不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响。实验步骤如下：
①将大蒜放在适宜条件下培养生根，选取生长状况一致的根尖，随机均分为5组，分别用含不同浓度Cu2+的培养液培养24h。
②剪取根尖，用卡诺氏液固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗。
③将根尖放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1：1）的培养皿中，在室温下解离10min。
④将解离后的根尖用清水漂洗后，放入盛有0.01g/mL龙胆紫溶液的培养皿中染色3—5min。
⑤制片并观察，统计处于分裂期的细胞数目和细胞总数，计算细胞分裂指数（细胞分裂指数=分裂期细胞数/细胞总数×100%），结果如下表所示。
Cu2+浓度（mg/L） 细胞总数 分裂期细胞数 细胞分裂指数（%）
0 500 50 10.0
20 500 40 8.0
40 500 30 6.0
60 500 20 4.0
80 500 10 2.0
（1）步骤②中用卡诺氏液固定的目的是______。
（2）步骤③中解离的目的是______。
（3）根据实验结果，分析不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响：。
（4）该实验中，设置对照组的目的是。
（5）若要进一步探究Cu2+影响细胞有丝分裂的原因，可从DNA复制、纺锤体形成等方面进行研究，请设计实验探究Cu2+是否通过影响纺锤体的形成来影响细胞有丝分裂（写出实验思路即可）：______。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·海南,22,2分,难度★)若要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体,适宜的材料和染液组合是( )
A.大蒜根尖细胞,龙胆紫溶液
B.玉米根尖细胞,台盼蓝染液
C.菠菜叶肉细胞,碘液
D.番茄果肉细胞,吡罗红染色剂
2.(2019·北京,1,6分,难度★)玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如图。对此图像的观察与分析,错误的是( )
A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
3.(2019·浙江,18,2分,难度★)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色
B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜
C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成
D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍
4.(2019·海南,3,2分,难度★)下列与细胞有关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体不含有膜包被的细胞核,因此属于原核细胞
B.人肝细胞分裂期的持续时间大于分裂间期的持续时间
C.植物叶肉细胞在缺氧条件下可通过无氧呼吸产生ATP
D.心肌细胞是高度分化的细胞,其细胞膜不具有流动性
5.(2016·江苏,19,2分,难度★)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察,有关实验现象描述合理的是( )
实验 编号 实验名称 观察到的实验现象
① 观察植物细胞的 质壁分离和复原 镜检1:几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色; 镜检2:不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致
② 观察多种多 样的细胞 菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成;人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体
③ 观察细胞的 有丝分裂 洋葱根尖伸长区细胞长,液泡大;分生区细胞呈正方形,多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰
④ 探究酵母菌种群 数量的动态变化 酵母细胞呈球形或椭圆形,细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见
A.实验① B.实验②
C.实验③ D.实验④
参考答案与详细解析
1
考典1622细胞周期和有丝分裂及观察细胞的有丝分裂
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年二考）
1.(2024·湖北,13,2分,难度★★★★)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是 (A)
酵母菌出芽生殖
图1 图2
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
解析 由题意可知,芽殖酵母出芽与核DNA复制同时开始,核DNA复制发生在细胞周期的分裂间期,芽殖酵母出芽发生在分裂间期,A项错误;由图2实验结果可知,基因甲、乙和溶液丙都会影响芽殖酵母最大分裂次数,可以通过调节环境因素或基因的表达调控细胞生命周期,B、D两项正确;出芽生殖为无性繁殖,可以很好地保持亲本性状,成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同,C项正确。
2.(2023·辽宁,11,2分,难度★★★)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是 (B)
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
解析 由图可知,②时期已经完成了DNA的复制,相当于高等动物的有丝分裂前期,但图中还能观察到核膜,高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失,A错误;图③中染色体的着丝粒排列在赤道板上,相当于高等动物有丝分裂中期,B正确;④时期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开形成子染色体,在纺锤丝的牵引下移向两极,C错误;⑤时期,细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同,都是直接从细胞中央缢开,D错误。
3.(2023·重庆,14,3分,难度★★★)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,实验流程和结果如下图所示。下列推测正确的是 (C)
注:G1表示DNA合成前期;S表示DNA合成期;G2表示分裂准备期;M期表示分裂期。
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
解析 根据表中Ⅰ、Ⅱ组数据可知,Ⅱ组S期细胞比例明显增多,故试剂K可以将细胞阻滞在S期,A错误;根据表中Ⅱ、Ⅲ组数据可知,去除试剂K后,S期细胞比例大幅下降,G2+M期细胞数目大幅增多,说明试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的,B错误;用药物甲处理后,Ⅰ组细胞主要处于G1和S期,细胞凋亡率较低,Ⅲ组细胞主要处于G2+M期,细胞凋亡率较高,说明药物甲主要作用于G2+M期,促进细胞凋亡,Ⅱ组处于G2+M期的细胞数目最少,凋亡率应最低,C正确;浆细胞已经高度分化,不再分裂,受药物甲的影响较小,造血干细胞分裂旺盛,受药物甲的影响较大,D错误。
4.(2023·浙江,10,3分,难度★★★)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是 (D)
A.选用易获取且易大量生根的材料
B.选用染色体数目少易观察的材料
C.选用解离时间短分散性好的材料
D.选用分裂间期细胞占比高的材料
解析 易大量生根的材料,其根尖分生区的细胞分裂能力较强,A项合理。选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的染色体数目变化,B项合理。选用解离时间短分散性好的材料有利于细胞的分散,便于观察,C项合理。分裂间期细胞占比高,则处于分裂期的细胞占比低,不利于观察细胞的有丝分裂,D项不合理。
5.(2023·湖北,10,2分,难度★★★★)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是 (C)
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
解析 有丝分裂是一个连续的过程,不同细胞可能处于不同的时期,某些细胞所处的时期可能会导致观察者的混淆,从而导致计数差异,A项正确。在有丝分裂中期,染色体的着丝粒位于赤道板上,此时染色体排列整齐,易于观察,B项正确。由于分裂期只占整个细胞周期的5%~15%,而分裂间期占到整个细胞周期的85%~95%,即使取用的材料处于较旺盛的分裂阶段,间期细胞数量也应该多于分裂期细胞数量,五位同学记录的间期细胞数不多,原因可能是某位同学选择的视野含有较多分裂期的细胞,C项错误。根据表中记录的结果,戊统计的细胞数量较多,有可能是由其计数规则与其他同学不同导致的,D项正确。
6.(2022·天津,6,4分,难度★)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是 (C)
A.中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B.图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体
C.图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D.秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期
解析 中心体的复制发生在分裂间期,由题图可知该图为有丝分裂后期荧光图,A项错误。该图为有丝分裂某时期荧光图,有丝分裂过程始终存在同源染色体,B项错误。秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,而纺锤体的形成是在有丝分裂前期,图示表示有丝分裂后期,D项错误。
7.(2022·辽宁,8,2分,难度★)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是 (B)
指标 冻存剂
合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比/% 65.78 79.85
活细胞数百分比/% 15.29 41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中的自由水转化为结合水
解析 干细胞可以经培养分化为特定的细胞、组织或器官,治疗人类某些疾病,如帕金森综合征、糖尿病、阿尔茨海默病等,A项正确;G1期细胞数百分比上升,说明细胞进入分裂间期,但不会导致干细胞直接进入分裂期,还需经过S期和G2期,B项错误;由表格信息可知,血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比,C项正确;DMSO易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂,其作用是使干细胞中的自由水转化为结合水,防止细胞冻伤,D项正确。
8.(2022·浙江,8,2分,难度★★)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在 (B)
A.胞嘧啶 B.胸腺嘧啶
C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
解析 细胞周期的S期是DNA合成期。DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸(分别含A、T、C、G 4种碱基)为原料。与RNA相比,DNA特有的碱基是胸腺嘧啶。故用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在胸腺嘧啶。
9.(2022·湖南,6,2分,难度★★)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是 (B)
A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
解析 根尖细胞进行有丝分裂,不发生同源染色体的分离,A项错误;b细胞中着丝粒排列在赤道板上,为有丝分裂中期细胞,此时DNA复制已经完成,含染色体16条,核DNA分子32个,B项正确;图中细胞数量较少,不能准确计算各时期细胞的比例,无法计算各时期的时长,C项错误;根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,能使细胞停止在分裂间期,因此间期细胞所占比例升高,D项错误。
10.(2022·江苏,7,2分,难度★★)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后,分别制作有丝分裂装片,镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是 (D)
A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的4倍,③的2倍
解析 根尖只有分生区细胞分裂能力旺盛,因此两种根尖都要用有分生区的区段进行制片,A项正确;多层细胞相互遮挡不容易观察,装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞,B项正确;低倍镜下观察到的视野比高倍镜大,因此在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞,C项正确;四倍体中期细胞中的染色体数是二倍体体细胞的2倍,二倍体有丝分裂后期细胞中的染色体数目也是体细胞的2倍,所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的2倍,③的2倍,D项错误。
11.(2022·广东,4,2分,难度★)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,右图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(C)
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
解析 根尖解离后需要用清水漂洗,以防解离过度,A项错误;染色后用镊子将根尖取出来,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,然后用拇指轻轻地按压盖玻片,然后再镜检,B项错误;找到分生区细胞后,需要将分生区细胞移到视野中央,然后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦,C项正确;图中分裂中期细胞位于视野左上方,因此向左上方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央,D项错误。
12.(2021·全国乙,1,6分,难度★★)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是 (D)
A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子
B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子
C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体
D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体
解析 在有丝分裂间期,DNA进行半保留复制,数目由8个变为16个,A项正确。在有丝分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体,此时染色体已经完成复制,每条染色体包括2条姐妹染色单体,含2个DNA分子,B项正确;在有丝分裂中期,染色体已经完成复制,但数量不变,仍为8条,此时着丝粒排列在赤道板上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期,C项正确;在有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目由8条变为16条。同源染色体一般在减数分裂Ⅰ后期分开,有丝分裂不涉及同源染色体的变化,D项错误。
细胞分裂过程中的数量变化
有丝分裂时期 间期 前期 中期 后期 末期
核DNA数量 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色体(质)数量 2n 2n 2n 4n 4n→2n
染色单体数量 0→4n 4n 4n 4n→0 0
减数 分裂 时期 减数 分裂 Ⅰ前 的间 期 MⅠ 前期 MⅠ 中期 MⅠ 后期 MⅠ 末期 MⅡ 前期 MⅡ 中期 MⅡ 后期 MⅡ 末期
核 DNA 数量 2n→ 4n 4n 4n 4n 4n→ 2n 2n 2n 2n 2n→ n
染色 体 (质) 数量 2n 2n 2n 2n 2n→ n n n n→ 2n 2n→ n
染色 单体 数量 0→ 4n 4n 4n 4n 4n→ 2n 2n 2n 2n→ 0 0
13.(2021·海南,7,2分,难度★★)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是 (D)
A.Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B.Ⅰ→Ⅱ过程中,核膜围绕染色体重新组装
C.Ⅲ时期,核膜组装完毕,可进入下一个细胞周期
D.组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
解析 Ⅰ时期,核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构,细胞处于有丝分裂前期,A项正确;Ⅱ时期核膜围绕染色体重新组装,细胞处于有丝分裂末期,B项正确;Ⅲ时期,核膜组装完毕,形成新的细胞核,可进入下一个细胞周期,C项正确;组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质通过核孔进入细胞核,但不能自由进出,D项错误。
14.(2021·重庆,7,2分,难度★★)有研究表明,人体相胞中DNA发生损伤时,P53蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。据此分析,下列叙述错误的是 (C)
A.P53基因失活,细胞癌变的风险提高
B.P53蛋白参与修复的细胞,与同种正常细胞相比,细胞周期时间变长
C.DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变
D.若组织内处于修复中的细胞增多,则分裂期的细胞比例降低
解析 由题干信息可知,P53蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,当P53基因失活,不能正常合成P53蛋白,DNA分子产生错误无法修复,容易癌变,所以细胞癌变的风险提高,A项正确;DNA发生损伤时,P53蛋白会参与修复并使细胞停止在细胞周期的间期,所以与同种正常细胞相比,P53蛋白参与修复的细胞的细胞周期时间变长,B项正确;DNA损伤修复发生在DNA碱基对中,与染色体无关,C项错误;若组织内处于修复中的细胞增多,则处于间期的细胞较多,故分裂期的细胞比例降低,D项正确。
15.(2021·全国乙,2,6分,难度★★)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述,错误的是 (A)
A.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色
C.观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D.观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
解析 活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,台盼蓝无法进入活细胞,故代谢旺盛的活细胞不能被染色,死细胞可以被染成蓝色,A项错误;观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可以用甲溶液、龙胆紫溶液或醋酸洋红液等使其着色,B项正确;观察RNA在细胞中分布的实验中,质量分数为8%的盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,便于染色,C项正确;蔗糖溶液不容易透过原生质层,且紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡,观察时现象明显,因此可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,观察植物细胞吸水和失水,D项正确。
洋葱考点汇总
洋 葱 部位 特点 相关实验
管状叶 绿色,富含叶绿素 绿叶中色素 的提取和分离
鳞片叶 外表皮 有紫色大液泡 探究植物细胞 的吸水和失水
鳞片叶 内表皮 无色透明 观察DNA和RNA在细胞中的分布,用高倍显微镜观察线粒体
根尖 分生区 细胞呈正方形,排列紧密,无大液泡,分裂旺盛 观察根尖分生组织 细胞的有丝分裂
16.(2021·浙江,13,2分,难度★★)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是 (C)
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
解析 由图可见,箭头所指细胞的染色体移向细胞两极,应为有丝分裂后期,故其上一个时期为有丝分裂中期,特点为染色体的着丝粒整齐排列在赤道面上,C项符合题意。
17.(2020·山东,5,2分,难度★★★★)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如右图所示。下列说法错误的是 (C)
A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体
C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
解析 正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1发生磷酸化,即去磷酸化过程受到抑制,A项正确;正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,使细胞进入分裂期,染色质螺旋化形成染色体,B项正确;由曲线可知,感染BYDV的细胞中CDKl的磷酸化水平较正常细胞高,说明磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制,可推测M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期,C项错误;M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化受到抑制,不能进入分裂期而被阻滞在分裂间期,D项正确。
18.(2020·山东,6,2分,难度★★★)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是(C)
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析 由题干可知,姐妹染色单体连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构,A项正确;进行有丝分裂时,“染色体桥”在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极,因此其子细胞中染色体的数目不发生改变,B项正确;姐妹染色单体连接在一起,着丝粒分裂后出现“染色体桥”结构,其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段,C项错误;姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时,在两着丝粒间任一位置都可能发生断裂,形成的两条子染色体中一条子染色体可能携带2个相同基因移到细胞一极,故若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞,D项正确。
19.(2020·浙江,8,2分,难度★★)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,发生在同一时期的是 (B)
A.核糖体的增生和环沟的形成
B.染色体的出现和纺锤体的出现
C.染色单体的形成和着丝粒的分裂
D.中心体的复制和染色体组数的加倍
解析 在胚胎干细胞分裂间期的G1期核糖体增生,环沟是在胞质分裂的时期形成的,A项不符合题意;染色体和纺锤体都出现在有丝分裂分裂期的前期,B项符合题意;在细胞分裂的间期,染色体复制,一条染色体含有两条姐妹染色单体,在有丝分裂的后期染色体的着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,C项不符合题意;中心体在细胞分裂间期复制,染色体组数加倍的时期是有丝分裂的后期,D项不符合题意。
细胞周期的3个易错点
(1)细胞周期以分裂间期的开始为起点,而不是以分裂期为起点。
(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。
(3)分裂后产生的子细胞有三种去路:继续分裂、暂不分裂和细胞分化。
20.(2020·北京,5,2分,难度★★★★)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是 (D)
A.制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤
B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期
D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)
解析 观察根尖细胞有丝分裂实验中,实验步骤为解离→漂洗→染色→制片,A项错误;应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移至视野中央,然后再换高倍物镜进一步观察,B项错误;图示根尖细胞中姐妹染色单体正分开,由纺锤丝牵引正分别移向两极,则处于有丝分裂的后期,C项错误;图示细胞中有断裂的染色体片段,可能发生了染色体结构的变异,D项正确。
21.(2020·天津,4,4分,难度★★)某同学居家学习期间,准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是 (C)
解析 培养洋葱根尖时,需让洋葱的底部接触水面,既要保证足够的水分,又不抑制根细胞呼吸,A项容器中水分不足,B、D项容器中水过多,会抑制根细胞呼吸,C项容器中的水浸润洋葱底部,容器中适当放入石子,促其生根和呼吸,故C项容器中的根尖生长状况最好。
22.(2020·江苏,25,3分,难度★★)(多选)某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录,下表实验现象合理的是 (ABD)
选项 实验材料 实验现象
A 用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片 子叶细胞中有橘黄色颗粒
B 用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片 紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深
C 用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片 染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D 用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片 部分酵母菌被染成蓝色
解析 脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,花生子叶细胞中含有脂肪,因此用显微镜观察用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片,可看到橘黄色颗粒,A项正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮含紫色中央大液泡且0.3 g/mL蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度,因此用显微镜观察用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮,可观察到紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深,B项正确;洋葱根尖装片中细胞在解离时已被杀死,因此在显微镜下无法观察到染色体在细胞中移动,C项错误;酵母菌涂片中部分细胞已死亡,细胞膜失去选择透过性,用台盼蓝染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色,D项正确。
23.(2023·北京,21,10分,难度★★★★)变胖过程中,胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂(途径I),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与 互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从 点到 点。
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;
②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;
③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;
④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。
请完善制备小鼠IK的技术路线: →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径Ⅰ的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是 。
答案 (1)A(或腺嘌呤)
(2)Q R
(3)将Ce酶基因和Er基因连接 饲喂口服药T
(4)大多数B细胞没有被BrdU标记
解析 (1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶(T)类似物,根据碱基互补配对的原则可知,掺入DNA的EdU和BrdU均能与A(腺嘌呤)互补配对,并可以被分别检测。
(2)由题干信息及题图分析可知,Q点双标记细胞占EdU标记细胞的百分比为0,说明被EdU标记的细胞刚开始进入S期,R点双标记细胞占EdU标记细胞的百分比增加至100%,说明被EdU标记的细胞已经完成DNA复制,开始进入G2期,所以Q点(被EdU标记的细胞开始进入S期)到R点(被EdU标记的细胞开始进入G2期)即可反映DNA复制所需时长。
(3)由题意知,敲除L基因的关键是Ce酶基因编码的酶进入细胞核,而口服药物T作为诱导物可诱导Er蛋白(携带相连的物质)进入细胞核,故制备小鼠IK的第一步是获得Er-Ce酶的融合基因,然后构建该融合基因的基因表达载体,转入小鼠Lx后,筛选完成转化的目标小鼠,再饲喂口服药T,即可诱导小鼠的Er-Ce酶融合蛋白进入细胞核,从而将L基因敲除,获得小鼠IK。
(4)若增加的B细胞来源于途径Ⅱ(干细胞),经一个细胞周期的时间(t2)后,双标记细胞应占EdU标记细胞的100%。所以若增加的B细胞大多数来源于途径Ⅰ(自身分裂),由于其细胞周期时长t1大于三倍的t2,大多数B细胞应没有被BrdU标记。
24.(2020·江苏,29,8分,难度★★★)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,部分检验点如下图所示。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 (1)细胞分裂间期的G1期,主要是合成DNA复制所需要的蛋白质以及核糖体的增生。S期主要是发生DNA的复制,DNA数加倍;G2期合成M期所必需的一些蛋白质,所以与G1期相比,G2期细胞中染色体数不变,核DNA数加倍。(2)细胞有丝分裂的意义是通过染色体正确复制和平均分配,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。检验点1检验G1期染色体是否正常,若有损伤是否进行了修复,检验点2检验是否在S期完成了DNA复制。检验点5检验在细胞分裂末期,分离的染色体是否正确到达细胞两极。(3)癌细胞的主要特征是细胞无限增殖。DNA的合成发生在细胞分裂间期的S期,DNA合成阻断法是用药物特异性抑制DNA的合成,激活检验点2,使癌细胞停滞在S期;秋水仙碱能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成,主要激活检验点4,使癌细胞停滞于中期。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025山东名校考试联盟联考）核纤层是紧贴内层核膜的网状蛋白结构。在细胞分裂前期，分裂期促进因子 MPF 使核纤层蛋白磷酸化，核纤层瓦解，核膜破裂形成膜泡。在细胞分裂末期，APC蛋白通过降解相关周期蛋白，导致MPF失活，核纤层蛋白开始去磷酸化并围绕染色质形成新的核纤层，膜泡围绕核纤层形成新的核膜。下列说法正确的是（ ）
A. 核纤层蛋白去磷酸化的同时，染色质可能正在螺旋化形成染色体
B. 核纤层位于内外核膜之间，有利于维持细胞核的形态结构
C. 抑制 APC 的功能会阻碍 MPF活性丧失，可能使细胞分裂暂停在末期
D. 真核细胞正常分裂过程中，核纤层蛋白都会发生周期性的磷酸化和去磷酸化
【答案】C
【解析】
【分析】核膜是双层膜，外膜上附有许多核糖体，常与内质网相连；其上有核孔，是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多。
【详解】A、核纤层蛋白去磷酸化形成新的核纤层进而形成新的核膜，因此该时期处于末期，此时染色体正在解螺旋形成染色质，A错误；
B、由题意可知，核纤层是紧贴内层核膜的网状蛋白结构，B错误；
C、APC蛋白通过降解相关周期蛋白，导致MPF失活，抑制 APC 的功能会阻碍 MPF活性丧失，可能使细胞分裂暂停在末期，C正确；
D、真核细胞的分裂方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂，其中有丝分裂具有细胞周期，在有丝分裂中核纤层蛋白会发生周期性的磷酸化和去磷酸化，D错误。
故选C。
2.（2024潍坊滨州一模）细胞周期可分为G 、S、G 、M 四个时期， 其中S期为 DNA 合成期， TdR 能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR 可抑制DNA 合成，常用于诱导细胞周期同步化，过程如下表。下列说法正确的是（ ）
步骤 第一步： 含高浓度TdR培养基中培养 第二步： 普通培养基中培养 第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养
时间 至少15h 至少7h ？
A. TdR 能阻止 RNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制
B. 第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C. 第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15h
D. 第三步需至少持续22h才能确保所有细胞同步化
【答案】C
【解析】
【分析】抑制S期的DNA复制，处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，所有最终细胞停留在G1/S交界处，以达到细胞周期同步化的目的。
【详解】A、TdR 能阻止 DNA 聚合酶与DNA 结合而阻断复制，A错误；
B、第一步操作的目的是使位于S期的细胞停留在S期，其他时期的细胞停留在G1/S交界处，B错误；
C、第一步： 含高浓度TdR培养基中培养至少15h（G2＋M＋G1），第二步： 普通培养基中培养（洗脱DNA合成抑制剂）至少7h（S时期），第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15h（G2＋M＋G1），防止有些细胞再次进入S期，无法达到细胞周期同步化的目的，C正确；
D、第三步： 含高浓度 TdR培养基中培养，第三步与第一步相同，处理时间也是必须大于15h，D错误。
故选C。
3.（2024烟台德州一模）姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是（ ）
A. SCR蛋白基因可能在分裂间期表达
B. SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C. APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D. SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
【答案】D
【解析】
【分析】分裂间期，染色体（质）进行复制形成染色单体，后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。
【详解】A、姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离，分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，SCR蛋白基因可能在分裂间期表达，与SEP结合抑制其活性，A正确；
B、SEP的功能异常，导致粘连蛋白不能正常水解，可能导致子细胞染色体数目异常，B正确；
C、APC蛋白可催化SCR蛋白水解，而SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离，C正确；
D、SCR蛋白基因和APC蛋白基因是与姐妹染色体单体形成和分离相关的基因，二者表达说明细胞发生了增殖，D错误。
故选D。
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境设计：覆盖农业生产（多倍体育种）、医学（抗癌药物）、环境问题（微塑料污染）、科研实验（数据与图表分析），体现“学以致用”。
2. 能力考查：
（1）图表解读（坐标图、表格、流程图）；
（2）实验设计与误差分析；
（3）知识迁移（如结合细胞周期理论解决实际问题）。
3. 核心素养：科学思维（演绎推理）、科学探究（实验操作与数据分析）。
（一）单项选择题
1.（抗癌药物与细胞周期调控）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在“细胞周期调控机制”研究中取得突破的科学家。研究发现，紫杉醇通过抑制微管解聚，使分裂期细胞停滞在染色体排列阶段。若用紫杉醇处理体外培养的癌细胞，最可能观察到（ ）
A. 染色体数目加倍的双核细胞
B. 姐妹染色单体分离的停滞现象
C. 核膜重新形成的细胞
D. 染色体排列在赤道面的细胞
答案：D
解析：有丝分裂过程中，微管在细胞分裂前期形成纺锤体，牵引染色体移动。在中期，染色体在纺锤体的牵引下排列在赤道板上。紫杉醇能抑制微管解聚，使微管稳定存在，这就导致染色体无法正常分离并向细胞两极移动，细胞分裂被阻滞在中期，D正确。染色体数目加倍的双核细胞通常出现在细胞分裂末期，由于细胞质分裂异常导致，而紫杉醇主要作用于分裂中期，抑制微管解聚，不会直接导致染色体数目加倍的双核细胞出现，A错误。姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期，是着丝粒分裂的结果，紫杉醇抑制的是微管解聚，使细胞停滞在染色体排列阶段，而不是直接影响姐妹染色单体分离，B错误。核膜重新形成发生在细胞分裂末期，紫杉醇使细胞停滞在分裂中期，不会出现核膜重新形成的细胞，C错误。
2.（姐妹染色单体分离的分子机制）黏连蛋白（Cohesin）是连接姐妹染色单体的关键蛋白。APC/C复合体可降解黏连蛋白，其活性受CDK1调控。下列说法错误的是（ ）
A. 有丝分裂中期，黏连蛋白未被完全降解
B. APC/C复合体活性在G1期达到峰值
C. CDK1抑制剂处理会导致染色体桥形成
D. 黏连蛋白异常降解可能导致染色体结构变异
答案：B
解析：有丝分裂中期，姐妹染色单体尚未分离，黏连蛋白将姐妹染色单体连接在一起，此时黏连蛋白未被完全降解，A正确。APC/C复合体可降解黏连蛋白，在有丝分裂后期，APC/C复合体活性升高，促使黏连蛋白降解，姐妹染色单体分离，而不是在G1期达到峰值，B 错误。CDK1抑制剂处理会抑制CDK1的活性，进而影响APC/C复合体的活性，使黏连蛋白不能正常降解，导致姐妹染色单体分离异常，可能会形成染色体桥，C正确。黏连蛋白异常降解可能导致染色体分离异常，进而可能导致染色体结构变异，D正确。
3.科学家在研究细胞周期调控机制时，发现了一种关键蛋白激酶（CDK）。当细胞进入分裂期时，CDK被激活，促进细胞周期的进程。若将处于分裂间期的细胞与CDK活性被抑制的细胞融合，融合细胞的细胞周期进程受到影响。下列关于细胞周期和CDK的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期为分裂期做物质准备
B. CDK活性被抑制的细胞可能停留在分裂间期
C. 融合细胞的细胞周期进程变慢，说明CDK对细胞周期的调控是不可缺少的
D. 有丝分裂过程中，纺锤体的形成在分裂间期
答案：D
解析：纺锤体的形成在有丝分裂前期，D错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质合成，为分裂期做物质准备，A正确；CDK被激活促进细胞周期进程，其活性被抑制的细胞可能停留在分裂间期，B正确；融合细胞进程受影响变慢，说明CDK对细胞周期调控不可缺少，C正确。
4.在农业生产中，发现一种除草剂能抑制杂草细胞的有丝分裂。研究人员用该除草剂处理杂草根尖分生区细胞，一段时间后，制作临时装片并观察。结果发现，与未处理组相比，处理组中处于分裂期的细胞数目明显减少。下列推测合理的是（ ）
A. 该除草剂可能抑制了DNA的复制
B. 该除草剂可能破坏了纺锤体的形成
C. 该除草剂可能促进了着丝点的分裂
D. 该除草剂可能使细胞周期缩短
答案：B
解析：处理组分裂期细胞数目明显减少，可能是除草剂破坏纺锤体形成，使细胞不能正常进入分裂期，B正确；若抑制DNA复制，影响的是分裂间期，A错误；若促进着丝点分裂，不会导致分裂期细胞数目减少，C错误；分裂期细胞数目减少，细胞周期应延长，D错误。
5.科研人员利用荧光标记技术研究细胞有丝分裂过程中染色体的行为。将某动物细胞（2N=4）的DNA双链用3H标记后，置于不含3H的培养液中培养，经过两次连续的有丝分裂。下列有关说法正确的是（ ）
A. 第一次有丝分裂中期，每条染色体的两条姐妹染色单体都被3H标记
B. 第一次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为2条
C. 第二次有丝分裂中期，细胞中含有3H标记的DNA分子为4个
D. 第二次有丝分裂后期，细胞中含有3H标记的染色体为4条
答案：A
解析：DNA复制是半保留复制，第一次有丝分裂中期，每条染色体的两条姐妹染色单体都含3H，A正确；第一次有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体加倍，细胞中含有3H标记的染色体为4条，B错误；第二次有丝分裂中期，细胞中含有3H标记的DNA分子为2个 ，C错误；第二次有丝分裂后期，含有3H标记的染色体为2条，D错误。
6.（染色体桥的遗传效应）某玉米植株(基因型为Cc，C基因决定籽粒有色，c基因决定籽粒无色)中携带C基因的染色体发生了末端缺失。在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，并在着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构。因纺锤丝的作用，“染色体桥”可在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该缺失个体的说法错误的是（ ）
A.在籽粒细胞有丝分裂中期可观察到“染色体桥”结构
B.某些籽粒细胞可能因不含C基因而形成无色组织
C.含C基因的子细胞持续分裂，可形成含多个C基因的子细胞
D.该植株所结籽粒可能呈现出花斑色(有色组织和无色组织混合在一起)
答案：A
解析：“染色体桥”形成于着丝粒分裂后子染色体向两极移动时，因此应在细胞分裂后期进行观察，A错误。由于“染色体桥”可在两着丝粒间任一位置断裂，因此可以形成含1个C基因的子细胞、含2个C基因的子细胞或不含C基因的
子细胞，形成的籽粒细胞有的有色、有的无色，籽粒细胞还可能呈现出花斑色，B、D正确。因为C基因所在染色体末端缺失，在其分裂过程中会不断形成“染色体桥”，因为子细胞持续分裂，可形成含多个C基因的子细胞，C正确。
7.（细胞周期时间计算与实验分析）科研人员用 P标记的脱氧核苷酸培养某动物细胞，测定不同处理下细胞周期各阶段时长（如表）。下列分析错误的是（ ）
处理方式 G1期(h) S期(h) G2期(h) M期(h)
正常培养 10 7 3 1
加入抑制剂X 15 12 5 1
A. 抑制剂X可能作用于S期，延长DNA复制时间
B. 正常培养时，M期细胞占比约为4.76%
C. 抑制剂X使G2期细胞无法进入M期
D. S期细胞中放射性强度最高
答案：C
解析：加入抑制剂X后，S期时间明显延长，所以抑制剂X可能作用于S期，延长了DNA复制时间，A正确。正常培养时，细胞周期总时长为 10+7+3+1=21h， M 期时长为1h，则M期细胞占比为2/11×100%≈4.76% ，B 正确。加入抑制剂 X 后， G2期时间延长，且有细胞进入了M期（M期时长不变），说明抑制剂 X 没有使 G 2期细胞无法进入M期，C 错误。S期进行DNA复制，会利用含32P标记的脱氧核苷酸，所以S期细胞中放射性强度最高，D 正确。
8.（科研实验）下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
周期 G1 S G 2 M 合计
时间（h） 1.3 2.7 2.9 0.6 7.5
用DNA合成抑制剂处理胡萝卜根尖细胞，处理X小时后发现所有的细胞处于G和S期交界以及S期。去除DNA合成抑制剂Y小时后，再用DNA合成抑制剂处理Z小时,最终发现所有细胞均处于G和S期交界(注:去除DNA合成抑制剂后细胞可继续分裂)。则X、Y、Z可以为(A)
A.4.8;2.7;4.8 B.3.5;2.7;4.8
C.1.9;2.7;3.5 D.4.8;2.7;3.5
答案：A
分析：DNA的合成在S期，当在培养液中加入DNA合成抑制剂时，DNA合成被抑制，即S期的细胞立刻被抑制。若使其他细胞都停留在G1、S期交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1。去除DNA合成抑制剂后，细胞可继续分裂，至少2.7小时后所有细胞完成S期，这时可继续添加DNA合成抑制剂，最终使所有细胞均处于G和S期交界处。
解析：由分析可知，DNA抑制剂会抑制DNA 分子复制，已经完成复制的细胞会继续完成G2、M和G1，最终停留在G1、S期交界处，而处于S期的细胞会停留在S期，则第一次添加DNA抑制剂会使细胞停留在G1、S期交界处或S期，最长需要G2+M+G1的时间即4.8h。去除DNA合成抑制剂后，细胞可继续分裂，至少2.7小时后所有细胞完成S期，可第二次用DNA抑制剂处理，最长再需4.8h，所有细胞停留在G、S期交界处。综上所述，A正确;B、C、D错误。
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
9.某研究小组用秋水仙素处理某二倍体植物的幼苗，诱导其染色体数目加倍，得到多倍体植株。取该多倍体植株的根尖分生区细胞进行有丝分裂观察，结果如下表所示。下列分析正确的是（ ）
观察项目 对照组 实验组
细胞周期时长（h） 18 24
分裂期细胞所占比例（%） 10 5
A. 秋水仙素处理后，细胞周期变长
B. 秋水仙素可能抑制了纺锤体的形成
C. 实验组中分裂期细胞减少，可能是因为秋水仙素使细胞分裂间期延长
D. 秋水仙素处理后，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期
答案：ABCD
解析：由表可知，处理后细胞周期从18h变为24h，周期变长，A正确；秋水仙素抑制纺锤体形成，使染色体不能移向两极，导致染色体数目加倍，B正确；实验组分裂期细胞比例减少，可能是间期延长，C正确；秋水仙素抑制纺锤体形成，有丝分裂后期着丝点分裂，使加倍的染色体不能均分到两个子细胞，从而使染色体数目加倍，D正确。
10.为了研究癌细胞的细胞周期，研究人员进行了下列实验。首先，用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（3H—TdR）短期培养细胞，使凡是处于DNA复制期的细胞均被标记。数分钟至半小时后，将细胞外的3H—TdR洗掉，置换新鲜培养液并继续培养。随后，每隔半小时或一小时定期取样，观察并统计被标记的分裂期细胞数和分裂期细胞总数，从而确定细胞周期各个时期的长短。其结果如图所示（横轴为时间，纵轴为分裂期细胞中被标记的细胞所占的百分比）。据图分析正确的是
A．一个细胞周期所经历的时间可用图中的A+E段表示
B．图中的C段时间可表示细胞中DNA复制时间的长短
C．细胞周期的分裂期为图中的D段
D．图中的A段时间表明，在细胞分裂的间期，DNA复制完成以后，细胞没有立即进入分裂期
答案：D。
解析：细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程，包括分裂间期和分裂期。图中 A + B + C + D + E 段才表示一个细胞周期，A 错误。 B 选项：用 3 H TdR 短期培养细胞，凡是处于 DNA 复制期的细胞均被标记，数分钟至半小时后，将细胞外的 3 H TdR 洗掉，置换新鲜培养液并继续培养，开始出现被标记的分裂期细胞的时间差（图中 A 段）可表示 G 期（DNA 复制完成到进入分裂期的时间段），而不是 DNA 复制时间，B 错误。 C 选项：细胞周期的分裂期为图中的 B + D 段，C 错误。 D 选项：图中的 A 段时间表明，在细胞分裂的间期，DNA 复制完成以后，细胞没有立即进入分裂期，而是经过了一段时间的准备，即 G 期，D 正确。
11.有丝分裂过程中，染色体的行为变化对遗传物质的准确分配至关重要。研究发现，染色体的运动与纺锤体微管有关，微管的组装和解聚受多种因素影响。下列说法正确的是（ ）
A. 纺锤体微管在分裂前期开始组装
B. 若抑制微管的组装，可能导致染色体无法正常分离
C. 微管的解聚与ATP水解无关
D. 染色体在纺锤体微管的牵引下向两极移动
答案：ABD
解析：纺锤体微管在分裂前期开始组装，A正确；抑制微管组装，纺锤体无法形成，染色体无法正常分离，B正确；微管的组装和解聚需要能量，与ATP水解有关，C错误；有丝分裂后期，染色体在纺锤体微管的牵引下向两极移动，D正确。
12.（染色体断裂与育种）辐射诱导的染色体断裂后可能发生错误连接（如图），用于小麦抗病育种。下列说法正确的是（ ）
A. 该变异属于染色体结构变异
B. 断裂连接可使抗病基因重复表达
C. 子代均需通过显微镜筛选
D. 该育种方式可突破生殖隔离
答案：AD。
解析：辐射诱导染色体断裂后发生错误连接，导致染色体片段的位置发生改变，属于染色体结构变异中的易位，A正确。图中所示的断裂连接是染色体结构的改变，不一定能使抗病基因重复表达。基因表达受多种因素调控，染色体结构变异可能影响基因的表达，但不是必然导致基因重复表达，B错误。虽然染色体结构变异可以通过显微镜观察到，但并不是所有子代都需要通过显微镜筛选。可以先通过抗病性状进行初步筛选，然后再对具有抗病性状的植株进一步通过显微镜观察染色体结构，以确定是否发生了预期的变异，C错误。通过辐射诱导染色体变异，可以将其他物种的抗病基因导入小麦中，从而突破生殖隔离，创造出新的小麦品种，D 正确。
13.（CDK1磷酸化与细胞周期阻滞）在细胞增殖过程中,周期蛋白依赖性激酶(CDK1)是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶,CDK1的活性受周期蛋(cyclinB)的调节,cyclinB的降解那么是进入分裂期的必要条件,CDK1在连续分裂的细胞中一直存在。HIV感染T细胞可使CDK1 失活,并使cyclinB积聚。以下图表示cyclinB的含量与CDK1的活性在细胞周期中规律性的变化曲线,有关表达合理的是( )
A.CDK1的活性下降是因为cyc1inB在M期不能合成
B.CDK1持续保持较高活性的细胞,细胞周期会延长
C.CDK1 可能具有促进染色质凝缩的作用
D.HIV感染会使T细胞停留在图中的G2期
答案：CD
解析：CDK1 的活性下降是因为 cyclinB 在 M 期被降解，而不是不能合成，A不合理。CDK1 持续保持较高活性，细胞会快速进入分裂期，细胞周期会缩短，而不是延长，B不合理。CDK1 活性在分裂期升高，可能与染色质凝缩等分裂期的变化有关，具有促进染色质凝缩的作用，C合理。HIV 感染 T 细胞可使 CDK1 失活，并使 cyclinB 积聚，而 cyclinB 积聚在 G2 期，所以 HIV 感染会使 T 细胞停留在图中的 G2 期，D合理。
14.（细胞周期检查点机制）细胞周期检查点是细胞周期调控的一种机制,以调控周期各时相有序而适时进行更迭,若检查异常，细胞将停滞在相应阶段。下列说法正确的是（ ）
A. G1期检查点防止DNA未复制的细胞进入S期
B. 纺锤体组装检查点异常可能导致染色体数目变异
C. M期检查点确保染色体平均分配到子细胞
D. 所有真核生物均具有相同的检查点机制
答案：ABC
解析：G1期检查点主要检查细胞的大小、营养状况、DNA 是否损伤等，以确保细胞具备进入S期进行DNA复制的条件，防止DNA未复制的细胞进入S期，A 正确。纺锤体组装检查点能保证纺锤体正确组装，若其异常，可能导致染色体不能正常分离，从而使子细胞中染色体数目异常，进而导致染色体数目变异，B 正确。 M 期检查点主要检查染色体的着丝粒是否正确连接到纺锤体上，以确保染色体能平均分配到子细胞中，C正确。不同真核生物的细胞周期检查点机制可能存在差异，比如酵母细胞和哺乳动物细胞的检查点机制就有一些不同之处，D错误。
15.（病毒干扰与细胞周期）研究表明，HPV病毒通过E6蛋白结合并降解p53蛋白（调控G1期检查点）。感染HPV的宫颈细胞可能（ ）
A. 绕过G1期检查点直接进入S期
B. 积累大量DNA损伤未修复
C. 分裂期时长显著延长
D. 染色体数目保持稳定
答案：AB
解析：p53蛋白调控G1期检查点，HPV病毒的E6蛋白结合并降解p53蛋白，会使细胞失去p53蛋白对G1期检查点的调控，从而可能绕过G1期检查点直接进入 S期，A正确。p53蛋白在DNA损伤修复中发挥着重要作用，p53蛋白被降解后，细胞对DNA损伤的修复能力下降，会导致大量DNA损伤未修复，B正确。题干中没有信息表明感染HPV后分裂期时长会显著延长，通常细胞周期的改变是一个复杂的过程，虽然p53蛋白异常会影响细胞周期，但不一定就导致分裂期时长显著延长，C错误。由于细胞可能绕过G1期检查点直接进入S期，且DNA 损伤未得到有效修复，在细胞分裂过程中可能会出现染色体分配异常等情况，染色体数目难以保持稳定，D错误。
16.（细胞周期同步化处理）某连续分裂的细胞周期总时长为L。用 TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法可使细胞周期同步化，在培养连续分裂的细胞的培养基中加入适量的TdR，继续培养一个细胞周期的时长，洗脱TdR 并在普通培养基中继续培养适宜时间后，再次加入TdR 培养充足时间后洗脱TdR，即可使细胞周期同步化。下图表示用TdR( DNA 合成抑制剂)双阻断法使细胞周期同步化，其中t1~t8表示时间点。
下列叙述正确的是
A.t4 - t5 的时长应大于S期，但必须小于G 1期+G 2期
B.若 t5- t8 的时长等于G1+G2 +M-S期，且t7-t8 的时长大于G1期，
则 t6 和t7时，核DNA含量为 4N 的细胞所占的比例相等
C.若改用秋水仙素代替 TdR 处理，且取 t2-t3时的细胞用碱性染料染色，则t3
时能观察到细胞核的细胞数等于t2时
D.若要进行动物细胞有丝分裂的观察活动，选择t8时的细胞比选择t1时的细
胞，通常可获得更好的效果
答案:B
解析:总体来说，双阻断法的目的是让细胞同步化在G1/S交界处。第一次在培养连续分裂的细胞的培养基中加入适量的TdR，细胞都停留在S期。洗脱 TdR后会恢复正常的细胞周期，S期的细胞进入G2、M、G1时期，但必须在进入S期之前再次在培养基中加入适量的TdR阻断，让细胞全部同步在G1/S交界处。t4-t5 的时长应大于 S期，但必须小于 G 2期+M期+G 1期，A错误。若 t5-t8 的时长等于G1+G2 +M-S期，且t7-t8 的时长大于G1 期，t6 和 t7时的细胞都是处于G2或M期，则所有的细胞核DNA含量为 4N ，即比例为100%，B正确。若改用秋水仙素代替 TdR 处理，会影响细胞纺锤体的形成，会停留在分裂中期(中学老师往往知识分子为是前期)，所以取 t2-t3时的细胞用碱性染料染色，t3时分裂期可能要多，能观察到细胞核的细胞数可能少于t2时，C错误。因为t8时的细胞都处于G1/S交界处，如要进行动物细胞有丝分裂的观察活动，需要分裂期的细胞，t8时没有分裂期细胞，而t1时有分裂期的细胞，获得的效果好，D错误。
非选择题
17.（实验探究与数据分析） CDK1 在细胞周期中起着重要作用，它可以促进细胞从 G 期进入 M 期。为探究温度对植物细胞周期的影响，科研人员测定25℃和10℃下洋葱根尖细胞周期各阶段时长（如图）。
| 温度 | 总周期时长 | G1期 | S期 | G2期| M期 |
|-------|------------|------|-----|------|------|
| 25℃ | 20小时 | 8h | 7h | 4h | 1h |
| 10℃ | 32小时 | 12h | 13h | 5h | 2h |
（1）与25℃相比，10℃下总时长增加的主要原因是________。
（2）若在10℃组中加入CDK1激活剂，推测M期细胞比例将________，理由是________。
（3）设计实验验证“低温通过抑制CDK1活性延长细胞周期”，简述实验思路。实验材料：洋葱、CDK1 抑制剂、CDK1 激活剂、恒温培养箱等。 ________。
答案：（1）分裂间期的 G 期时间明显延长
（2）上升 加入CDK1激活剂后，CDK1被激活，细胞进入M期的速度加快
（3）选取若干大小、生长状况相似的洋葱，随机均分为 A、B、C三组。将 A组置于25℃恒温培养箱，B、C组置于 10℃恒温培养箱，设置不同温度培养条件。对 A 组不做处理，B组加入适量CDK1 抑制剂，C组加入等量CDK1激活剂，形成对照与处理组。分别取三组洋葱根尖制作临时装片，显微镜下统计各时期细胞数目，计算细胞周期各阶段时长及M期细胞比例，多次重复实验记录数据，通过对比分析验证 “低温通过抑制 CDK1 活性延长细胞周期” 。
解析：（1）与 25℃相比，10℃下总时长增加的主要原因是分裂间期的 G 期时间明显延长。从图中可以看出，10℃时G 期时长约为 10.5h，而25℃时G 期时长约为 4.5h，G 期的延长是导致 10℃下细胞周期总时长增加的主要因素。 （2）CDK1激活剂能够激活CDK1，而CDK1可以促进细胞从G 期进入M期。在10℃时，由于温度较低，CDK1活性可能受到抑制，导致细胞进入M期的进程减缓，M期细胞比例较低。当加入CDK1激活剂后，CDK1被激活，细胞进入M期的速度加快，因此M期细胞比例将上升。
（3）实验设计如下： 实验步骤分组：选取若干大小、生长状况相似的洋葱，随机均分为三组，分别标记为 A、B、C 组。 培养条件设置：将A组洋葱置于25℃恒温培养箱中培养，B组和C组洋葱置于10℃恒温培养箱中培养。处理方式：在 B 组中加入适量的CDK1抑制剂，在C组中加入等量的CDK1激活剂，A组不做任何处理，作为对照组。观察与记录：分别取三组洋葱的根尖，制作临时装片，在显微镜下观察并统计各时期细胞数目，计算细胞周期各阶段时长以及M期细胞比例，重复多次实验，记录数据。预期结果：在25℃下培养的A组细胞周期正常，M期细胞比例正常；10℃下加入CDK1抑制剂的B组细胞周期进一步延长，M期细胞比例下降；10℃下加入CDK1激活剂的C组细胞周期缩短，M期细胞比例上升，接近25℃下A组的水平。 实验结论：若实验结果与预期结果相符，则可证明 “低温通过抑制 CDK1 活性延长细胞周期”。
18.某生物兴趣小组以大蒜根尖为实验材料，探究不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响。实验步骤如下：
①将大蒜放在适宜条件下培养生根，选取生长状况一致的根尖，随机均分为5组，分别用含不同浓度Cu2+的培养液培养24h。
②剪取根尖，用卡诺氏液固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗。
③将根尖放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1：1）的培养皿中，在室温下解离10min。
④将解离后的根尖用清水漂洗后，放入盛有0.01g/mL龙胆紫溶液的培养皿中染色3—5min。
⑤制片并观察，统计处于分裂期的细胞数目和细胞总数，计算细胞分裂指数（细胞分裂指数=分裂期细胞数/细胞总数×100%），结果如下表所示。
Cu2+浓度（mg/L） 细胞总数 分裂期细胞数 细胞分裂指数（%）
0 500 50 10.0
20 500 40 8.0
40 500 30 6.0
60 500 20 4.0
80 500 10 2.0
（1）步骤②中用卡诺氏液固定的目的是______。
（2）步骤③中解离的目的是______。
（3）根据实验结果，分析不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响：。
（4）该实验中，设置对照组的目的是。
（5）若要进一步探究Cu2+影响细胞有丝分裂的原因，可从DNA复制、纺锤体形成等方面进行研究，请设计实验探究Cu2+是否通过影响纺锤体的形成来影响细胞有丝分裂（写出实验思路即可）：______。
答案：
（1）固定细胞形态，维持染色体结构的完整性
（2）使组织中的细胞相互分离开来
（3）随着Cu2+浓度的升高，细胞分裂指数逐渐降低，说明Cu2+抑制细胞有丝分裂，且浓度越高抑制作用越强
（4）作为对照，排除无关变量对实验结果的影响，以确定Cu2+对细胞有丝分裂的影响
（5）取生长状况一致的大蒜根尖，随机均分为两组，一组用含适宜浓度Cu2+的培养液培养，另一组用等量的不含Cu2+的培养液培养；在分裂中期，观察两组细胞中染色体的形态和分布情况（是否排列在赤道板上）
解析：（1）步骤②中用卡诺氏液固定的目的是固定细胞形态，使其停留在特定的分裂时期，维持染色体结构的完整性，便于观察。
（2）步骤③中解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，便于后续制片时细胞能分散开来，有利于观察。
（3）根据实验结果，不同浓度的Cu2+对细胞有丝分裂的影响为：随着Cu2+浓度的升高，细胞分裂指数逐渐降低，说明Cu2+对细胞有丝分裂具有抑制作用，且浓度越高，抑制作用越明显。
（4）该实验中，设置对照组的目的是作为对照标准，排除无关变量的干扰，以确定Cu2+浓度变化是导致细胞有丝分裂变化的原因。通过与对照组比较，能更直观地看出不同浓度Cu2+对细胞有丝分裂的影响。
（5）实验思路：将大蒜根尖分为两组，一组用含适量Cu2+的培养液培养，另一组用等量的不含Cu2+的培养
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