一、生命观念——细胞周期的有关问题
1.细胞周期检验点
细胞周期检验点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。当细胞周期进程中出现异常时,这类调节机制就被激活,及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。部分细胞周期检验点举例如下:
(1)G1/S期检验点:主要检验DNA是否损伤;
(2)S期检验点:检验DNA复制情况;
(3)G2/M期检验点:主要检验DNA是否完成复制;
(4)M期中/后期检验点:检验纺锤体是否连接到染色体上;
(5)M期末期检验点:检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。
2.细胞周期同步化的常用方法
(1)概念:利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。
(2)细胞周期同步化的常用方法
①DNA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。
②分裂中期阻断法:用秋水仙素等药物可以抑制微管聚合,从而抑制细胞纺锤体的形成,将细胞阻断在细胞分裂中期。
1.(多选)(2024·江苏南京鼓楼区月考)胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)是一种低毒或无毒的DNA合成抑制剂,其可以将细胞最终抑制在G1/S期交界处狭窄的时间区段,即细胞周期同步化(细胞分裂间期依次分为G1、S、G2期,S期为DNA合成期)。具体做法如下:首先向细胞培养液中加入过量的TdR,培养t1时长后,将TdR洗脱,更换培养液,继续培养t2时长,然后再次向细胞培养液中加入TdR,培养t3时长后,所有细胞都会被抑制在G1/S期交界处。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时,处于分裂期的细胞数目最少
B.经过t1时长的培养,培养液中的细胞均已进入S期
C.t2时长应不短于S期的时长
D.t2时长与t3时长之和可能等于一个细胞周期的时长
2.(2024·江苏徐州丰县月考)细胞周期检验点(checkpoint)是细胞周期调控的一种机制,主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成并与外界环境因素相联系。在真核细胞中,细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白,其主要功能是促进“复制前复合体”形成,进而启动DNA复制。参照如图所示的细胞周期,下列相关叙述正确的是( )
A.“复制前复合体”组装完成的时间点是2
B.所有的细胞都具有细胞周期,但不同细胞的细胞周期有差异
C.DNA的复制发生在S期
D.1到4过程为一个完整的细胞周期
二、生命观念 ——细胞自噬
细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合,从而降解细胞自身病变物质或结构的过程,是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制。根据细胞内底物进入溶酶体腔方式的不同,可以把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式,具体过程如图所示:
细胞自噬通常在处于营养缺乏条件下的细胞中发生,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;或是在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关。
3.(多选)(2024·江苏苏州梁丰高级中学高一月考)葡萄糖饥饿和缺氧压力使细胞中自由基(ROS)水平上升,激活自噬通路蛋白(Beclin1)磷酸化,阻碍Beclin1和Bcl-2结合,从而诱导细胞自噬。包裹损伤线粒体的双层膜结构称为自噬体,其与溶酶体融合后可降解受损的线粒体,维持细胞稳态。实验表明,组织缺血后给小鼠灌注过量ROS会引起心肌梗死,脑卒中,从而导致小鼠死亡。下列说法正确的是( )
A.ROS可攻击线粒体的DNA和蛋白质,引起线粒体损伤
B.当Beclin1和Bcl-2结合后,可诱导细胞自噬现象的发生
C.溶酶体内的水解酶可水解线粒体,提供细胞生存所需的物质和能量
D.激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡,甚至个体死亡
4.(2024·江苏南通一中月考)如图是环境对某生物细胞生存状态调节示意图。当细胞生活环境中缺乏存活因子时,细胞会启动自噬作用,以延缓细胞凋亡。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.细胞凋亡只受基因调控,与环境无关
B.细胞通过自噬作用可以获得维持其生存所需的能量
C.细胞生活环境中存在营养物质时,细胞不会发生自噬作用
D.AKT、mTor发挥作用时,细胞启动自噬作用
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综合归纳
1.ACD 细胞周期中间期占比很大,分裂期占比很小,所以培养开始时,处于分裂期的细胞数目最少,A正确;加入TdR后,处于S期的细胞停留在S期,处于G2、M、G1期的细胞经过t1时间的培养,停留在G1/S期交界处,B错误;t2时间内,要让所有细胞不在S期,故时长应不短于S期的时长,C正确;t2时长大于S期,同时还要小于G2、M、G1期时间之和,以防止细胞再次进入S期;t3时间内要保证所有细胞到达G1/S期交界处,其时长要大于G2、M、G1期时间之和;故t2时长与t3时长之和可能等于一个细胞周期的时长,D正确。
2.C 细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白,其主要功能是促进“复制前复合体”形成,进而启动DNA复制(S期为DNA复制期),说明“复制前复合体”组装完成的时间是在DNA复制开始前,即时间点1,A错误;只有连续进行细胞分裂的细胞才有细胞周期,B错误;DNA的复制发生在S期,C正确;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为一个细胞周期,包括分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又分为G1、S、G2期,因此从4到4过程为一个完整的细胞周期,D错误。
3.ACD ROS作为自由基可攻击细胞中具有正常功能的物质,其可攻击线粒体的DNA和蛋白质,引起线粒体损伤,A正确;Beclin1和Bcl-2结合被阻碍,从而诱导细胞自噬,据此可推测,当Beclin1和Bcl-2结合后,可抑制细胞自噬现象的发生,B错误;溶酶体中含有多种水解酶,其内的水解酶可水解衰老、损伤的线粒体,为细胞生存提供所需的物质和能量,C正确;由题干可知,组织缺血后给小鼠灌注过量ROS会引起细胞自噬,进而可诱发心肌梗死、脑卒中,导致小鼠死亡,可见激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡,甚至个体死亡,D正确。
4.B 当细胞生活环境中缺乏存活因子时,会使AKT失活解除对细胞凋亡的抑制,说明细胞凋亡与环境有关,A错误;当细胞生活环境中缺乏存活因子时,细胞会启动自噬作用,通过自噬作用获得维持其生存所需的能量,B正确;当环境中含有营养物质但缺乏存活因子时,营养物质不能被运入细胞,即细胞处于缺乏营养的条件下,此时细胞会发生自噬作用,C错误;AKT和mTor发挥作用时会抑制细胞凋亡和自噬作用,二者失活时,细胞会启动自噬作用,D错误。
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一、生命观念——细胞周期的有关问题
1. 细胞周期检验点
细胞周期检验点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分
配质量的检查机制。当细胞周期进程中出现异常时,这类调节机制
就被激活,及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,
细胞周期才能恢复运转。部分细胞周期检验点举例如下:
(1)G1/S期检验点:主要检验DNA是否损伤;
(2)S期检验点:检验DNA复制情况;
(3)G2/M期检验点:主要检验DNA是否完成复制;
(4)M期中/后期检验点:检验纺锤体是否连接到染色体上;
(5)M期末期检验点:检验发生分离的染色体是否正确到达细
胞两极。
2. 细胞周期同步化的常用方法
(1)概念:利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,
称为细胞周期同步化。
(2)细胞周期同步化的常用方法
①DNA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。
②分裂中期阻断法:用秋水仙素等药物可以抑制微管聚合,
从而抑制细胞纺锤体的形成,将细胞阻断在细胞分裂中期。
1. (多选)(2024·江苏南京鼓楼区月考)胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)
是一种低毒或无毒的DNA合成抑制剂,其可以将细胞最终抑制在
G1/S期交界处狭窄的时间区段,即细胞周期同步化(细胞分裂间期
依次分为G1、S、G2期,S期为DNA合成期)。具体做法如下:首先
向细胞培养液中加入过量的TdR,培养t1时长后,将TdR洗脱,更换
培养液,继续培养t2时长,然后再次向细胞培养液中加入TdR,培养
t3时长后,所有细胞都会被抑制在G1/S期交界处。下列叙述正确的
是( )
A. 培养开始时,处于分裂期的细胞数目最少
B. 经过t1时长的培养,培养液中的细胞均已进入S期
C. t2时长应不短于S期的时长
D. t2时长与t3时长之和可能等于一个细胞周期的时长
解析: 细胞周期中间期占比很大,分裂期占比很小,所
以培养开始时,处于分裂期的细胞数目最少,A正确;加入TdR
后,处于S期的细胞停留在S期,处于G2、M、G1期的细胞经过t1
时间的培养,停留在G1/S期交界处,B错误;t2时间内,要让所
有细胞不在S期,故时长应不短于S期的时长,C正确;t2时长大
于S期,同时还要小于G2、M、G1期时间之和,以防止细胞再次
进入S期;t3时间内要保证所有细胞到达G1/S期交界处,其时长
要大于G2、M、G1期时间之和;故t2时长与t3时长之和可能等于
一个细胞周期的时长,D正确。
2. (2024·江苏徐州丰县月考)细胞周期检验点(checkpoint)是细胞
周期调控的一种机制,主要是确保周期每一时相事件有序、全部完
成并与外界环境因素相联系。在真核细胞中,细胞分裂周期蛋白6
(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白,其主要功能是促进“复
制前复合体”形成,进而启动DNA复制。参照如图所示的细胞周
期,下列相关叙述正确的是( )
A. “复制前复合体”组装完成的时间点是2
B. 所有的细胞都具有细胞周期,但不同细胞的细胞周期
有差异
C. DNA的复制发生在S期
D. 1到4过程为一个完整的细胞周期
解析: 细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必
需蛋白,其主要功能是促进“复制前复合体”形成,进而启动DNA复
制(S期为DNA复制期),说明“复制前复合体”组装完成的时间是
在DNA复制开始前,即时间点1,A错误;只有连续进行细胞分裂的
细胞才有细胞周期,B错误;DNA的复制发生在S期,C正确;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为一
个细胞周期,包括分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又分为
G1、S、G2期,因此从4到4过程为一个完整的细胞周期,D错误。
二、生命观念 ——细胞自噬
细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合,
从而降解细胞自身病变物质或结构的过程,是真核生物细胞内普遍存
在的一种自稳机制。根据细胞内底物进入溶酶体腔方式的不同,可以
把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式,具体过程
如图所示:
细胞自噬通常在处于营养缺乏条件下的细胞中发生,通过细胞自
噬可以获得维持生存所需的物质和能量;或是在细胞受到损伤、微生
物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞
器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些
激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。人类许多疾病的发生,可能与
细胞自噬发生障碍有关。
3. (多选)(2024·江苏苏州梁丰高级中学高一月考)葡萄糖饥饿和缺
氧压力使细胞中自由基(ROS)水平上升,激活自噬通路蛋白
(Beclin1)磷酸化,阻碍Beclin1和Bcl-2结合,从而诱导细胞自
噬。包裹损伤线粒体的双层膜结构称为自噬体,其与溶酶体融合后
可降解受损的线粒体,维持细胞稳态。实验表明,组织缺血后给小
鼠灌注过量ROS会引起心肌梗死,脑卒中,从而导致小鼠死亡。下
列说法正确的是( )
A. ROS可攻击线粒体的DNA和蛋白质,引起线粒体损伤
B. 当Beclin1和Bcl-2结合后,可诱导细胞自噬现象的发生
C. 溶酶体内的水解酶可水解线粒体,提供细胞生存所需的物质和能量
D. 激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡,甚至个体死亡
解析: ROS作为自由基可攻击细胞中具有正常功能的物质,
其可攻击线粒体的DNA和蛋白质,引起线粒体损伤,A正确;
Beclin1和Bcl-2结合被阻碍,从而诱导细胞自噬,据此可推测,当
Beclin1和Bcl-2结合后,可抑制细胞自噬现象的发生,B错误;溶酶
体中含有多种水解酶,其内的水解酶可水解衰老、损伤的线粒体,
为细胞生存提供所需的物质和能量,C正确;由题干可知,组织缺
血后给小鼠灌注过量ROS会引起细胞自噬,进而可诱发心肌梗死、
脑卒中,导致小鼠死亡,可见激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡,
甚至个体死亡,D正确。
4. (2024·江苏南通一中月考)如图是环境对某生物细胞生存状态调节
示意图。当细胞生活环境中缺乏存活因子时,细胞会启动自噬作
用,以延缓细胞凋亡。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A. 细胞凋亡只受基因调控,与环境无关
B. 细胞通过自噬作用可以获得维持其生存所需的能量
C. 细胞生活环境中存在营养物质时,细胞不会发生自噬作用
D. AKT、mTor发挥作用时,细胞启动自噬作用
解析: 当细胞生活环境中缺乏存活因子时,会使AKT失活解除
对细胞凋亡的抑制,说明细胞凋亡与环境有关,A错误;当细胞生
活环境中缺乏存活因子时,细胞会启动自噬作用,通过自噬作用获
得维持其生存所需的能量,B正确;当环境中含有营养物质但缺乏
存活因子时,营养物质不能被运入细胞,即细胞处于缺乏营养的条
件下,此时细胞会发生自噬作用,C错误;AKT和mTor发挥作用时
会抑制细胞凋亡和自噬作用,二者失活时,细胞会启动自噬作用,
D错误。
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