组卷网 > 高中生物综合库 > 分子与细胞 > 细胞的生命历程 > 细胞的增殖 > 细胞周期与有丝分裂 > 细胞增殖的方式及细胞周期
题型:非选择题-解答题 难度:0.4 引用次数:314 题号:11205415
阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。
细胞生命历程包括细胞的分裂、分化、衰老和凋亡等。一些细胞会面临着一个命运的选择,要不要复制产生一个新的细胞?这个选择关系到人体发育和稳态的维持等生理过程,它的失调也与癌症等疾病的发生发展有着密切联系。细胞在何时感受到胞外信号变化并决定产生一个新细胞呢?
几十年来科学家普遍认为,细胞只在细胞周期G1期的限制点(R点)之前感受到来自于细胞外环境中分裂信号,一旦细胞感受到分裂信号并通过R点,该细胞就能够进入S期并完成其后的细胞周期过程(见图1)。但有科学家对此结果提出质疑,因为研究时所采用的方法本身就会引起胞外环境的改变,可能对胞外分裂信号存在干扰。

注:G1、S、G2和M分别表示复制前期、DNA复制期、复制后期和分裂期
近年来,有科学家利用抑制MAPK信号通路的方法替代原有的研究方法寻找细胞感受分裂信号的时间,这是因为MAPK信号通路在感受分裂信号的过程中发挥重要作用。该通路完成标志是CDK2的活性升高,MAPK可以被磷酸化的MAPK激酶(MAPKK)激活,而其中的MAPKK被磷酸化的MAPKK激酶(MAPKKK)激活,此处的MAPKKK通过与GTP酶(催化水解GTP)相互作用而被激活,经过这一系列过程将胞外的细胞分裂信号与细胞核内的反应联系在一起。因此抑制MAPK信号相当于阻断了细胞感知外界分裂信号的能力。
利用抑制MAPK信号通路的方法研究发现,与传统“限制点”模型不同,对于连续分裂的细胞,细胞并不是在自己所在细胞周期的R点前感受分裂信号,而是取决于它的亲代细胞G2期是否感受到分裂信号,这决定了该细胞能否完成细胞分裂。研究人员据此提出了“G2期窗口”模型。
2020年4月,我国科学家闵明玮的研究团队在《Science》杂志上发表文章,又进一步提出了一个模型。为了评估这种模型,研究人员在亲代细胞间期的不同时间段抑制MAPK通路,每次抑制一个小时(如图2),利用A物质活性传感器监测MAPK通路的抑制情况。实验结果发现,在所有不同处理时间段对MAPK通路的抑制,都会导致子代增殖细胞的比例减少,这与支持“G2期窗口”模型的预期结果不同。闵明玮研究团队在本实验和其他实验的基础上提出新模型。这个重要发现也改写了教科书中关于细胞增殖决定的认识。

(1)动物体细胞分裂的主要方式是__________________
(2)GTP和ATP的结构类似,其中的碱基A替换为G,GTP的结构简式为_______________。推测GTP水解的意义是________________的同时使MAPKKK磷酸化而被激活。请在下图中将MAPK的信号通路简图补充完整。

(3)文中提到闵明玮团队利用A物质活性传感器监测MAPK通路的抑制情况,其中的A物质应为___________。采用闵明玮团队的研究方法,若出现的预期结果为____________,则支持“G2期窗口”模型,但实际实验结果与此不符。
(4)下图a、b分别为传统“限制点”模型和“G2期窗口”模型示意图,请在图c中将闵明玮团队的研究成果表示出来____________

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非选择题-实验题 | 较难 (0.4)
【推荐1】P115蛋白是高尔基体上重要的囊泡转运蛋白,与胃癌细胞增殖有关。为进一步确定P115与胃癌细胞增殖的关系,研究人员展开系列实验。
(1)与P115蛋白合成和加工密切相关的细胞器有_________,P115蛋白的_________与其作用密切相关。
(2)分别收集100mg新鲜胃癌组织及正常黏膜组织,检测其中P115蛋白含量,两组相对值分别为0.75和0.35,由此推测胃癌细胞中_________。进一步分别提取总RNA,测得P115的mRNA相对值分别为0.7和0.5,初步证实上述推测是合理的。
(3)为研究P115在胃癌细胞株增殖中的作用,研究人员构建了含有P115-shRNA的表达载体(P115-shRNA可使相应基因沉默),导入胃癌细胞株BGC-823,成功转染(真核细胞主动或被动导入外源DNA片段而获得新的表型的过程。从本质上讲,和转化相似)后检测各组P115蛋白含量,结果如下图。

①上图中1、2组为对照组,1组不导入质粒,2组_________,3、4、5组分别导入含P115-shRNAl、P115-shRNA2、P115-shRNA3的表达载体。
②ß—actin是一种细胞骨架蛋白,可以在实验中作为参考标准的原因是_________
③选择上图中的第_________组作为实验组,进一步测定不同培养时间各组细胞数相对值,结果如下表。

分组

培养时间

1组

2组

实验组

0h

0.285

0.283

0.284

24h

0.453

0.454

0.384

48h

0.675

0.678

0.466

72h

0.981

0.991

0.605


此结果说明P115蛋白_________
④测定上述第1、2组和实验组处于细胞周期各时期细胞数,结果如图。

由图可知P115-shRNA通过_________来抑制癌细胞BGC-823增殖。
(4)结合上述研究,提出治疗胃癌的思路_________
2020-04-22更新 | 292次组卷
非选择题-解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】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DNA合成前期——G1期,DNA合成期——S期,DNA合成后期——G2期。在细胞周期中有一系列检验点对细胞增殖进行严密监控,确保细胞增殖严格有序进行。只有相应的过程检验合格,细胞才能顺利进入下一个时期。图1表示细胞周期简图及相应检验点位置,字母表示时期,已知核DNA的复制是在D时期完成的。
   
(1)下列实验材料中,可用于开展有关细胞周期的实验探究的是________(填字母)。理由是______________________________
a.洋葱鳞片叶外表皮细胞                      b.人口腔上皮细胞
c.大肠杆菌                                          d.蚕豆根尖分生区细胞
e.小鼠的初级精母细胞                         f.人的宫颈癌细胞
(2)图1中检验染色体是否都与纺锤体相连的检验点是___________,此检验点对有丝分裂的意义是________________________________________________
(3)研究发现,细胞是否能通过检验点与周期蛋白和CDK蛋白有关。已知周期蛋白含量呈周期性变化,当其含量积累到一定程度并与CDK结合后,会形成周期蛋白-CDK复合物,而该复合物能帮助细胞通过检验点。如图2中的周期蛋白1与CDK1结合后会形成复合物MPF,从而促进细胞从G2期进入M期。
①根据以上信息推测,MPF除了能够促进动物细胞内染色质缩短变粗成为染色体外,还能促进动物细胞发生的变化有_____________________________(写2点)
②若将M期细胞的细胞质注入G2期细胞中,则G2期细胞进入M期的时间提前,原因是__________________________________________
2021-01-02更新 | 584次组卷
非选择题-解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】回答下列有关细胞的问题。
某植物的体细胞染色体数为6对,其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为15小时,其中G1期、S期、G2期、M期所占比例如图。

(1)该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_____小时。
(2)G1期细胞内完成的主要活动是__________
A.染色质丝螺旋缠绕            
B.合成一定数量的RNA
C.合成DNA复制需要的酶   
D.合成组装纺锤体的蛋白质
(3)如果细胞内存在DNA解旋的现象,则此时细胞可能处于__________
A.S期 B.G2期 C.分裂期中期 D.分裂期后期
(4)假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被3H标记,挑选一个正处于分裂期前期的细胞,放入不含放射性的培养液中培养,经过15小时后,培养液中单个细胞内能检出放射性的染色单体有__________条。
(5)植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡,囊泡将彼此融合,囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁,囊泡膜将在新的细胞壁两侧形成新的_____
(6)可用于对染色体进行染色的试剂是_____
A.二苯胺       B.苏丹III       C.龙胆紫       D.醋酸洋红
2017-12-07更新 | 75次组卷
共计 平均难度:一般