2024届人教版高中生物一轮复习素养提升细胞周期的调控学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习素养提升细胞周期的调控学案（不定项），共8页。


细胞周期的调控

细胞周期是一个多因子参与的、高度准确和有组织的时序调控过程，多个因素相互协调共同操作形成了一个调节网络。
(1)细胞周期沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(分裂期)四个阶段有条不紊地运行，离不开细胞周期中关卡和调控因子的作用。关卡能够检测核DNA复制及染色体分配质量，只有相应的过程进行完全，细胞才能顺利通过关卡进入下一个时期。因此，细胞周期检验点的调控可保证细胞周期中的关键事件高度准确完成。重要的细胞周期检验点有启动点、R点、DNA损伤检验点、G2/M检验点、纺锤体组装检验点等。细胞周期检验点受控于一系列特异与非特异环境信号的影响，是基于一系列基因及其产物对外界信号的反应。
(2)CDK激酶对细胞周期起着核心调控作用，周期蛋白通过调节CDK激酶活性成为重要的调控因子。CDK分别与相应的周期蛋白结合形成异源二聚体，在一些因素的调节下表现出激酶活性，周期蛋白为调节亚基，CDK为催化亚基。所形成的不同复合物通过CDK激酶活性磷酸化不同底物，实现其对细胞周期不同时期的推进与转换作用。
(3)除周期蛋白以外，其他众多因素也参与调节CDK激酶的活性。如：①CDK蛋白的磷酸化与去磷酸化作用；②蛋白激酶抑制因子(CKI)的作用；③泛素—蛋白水解酶复合物的蛋白质降解作用，通过降解CKI和通过后期促进因子(APC)通路从而降解周期蛋白，分别推进细胞进入下一个周期。
(4)其他内在和外在因素在细胞周期中的作用。内在因素如原癌基因和抑癌基因的表达产物对细胞周期有重要的调控作用。除细胞内在因素外，细胞和机体的外界因素对细胞周期也有重要影响，如离子辐射、化学物质作用、病毒感染、温度变化、pH变化等。

[典例]　(2020·山东卷)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下图所示。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
[思维建模]
题干
信息
信息1
文字：“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”
信息2
曲线图：正常细胞的CDK1发生磷酸化水平先升高再降低，感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平先升高至与正常细胞一样的高位后不再下降
素养
指引
生命
观念
磷酸化(由激酶催化)和去磷酸化(由磷酸酶催化)是控制细胞周期的关键。它们都被用来控制调控途径自身活性和执行调控途径决定的底物活性
思维误区
误区：易忽略M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期
切记：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；正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，使细胞进入有丝分裂期
解析：选C　由分析可知，正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高，A正确；正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体，B正确；由分析可知，感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；由分析可知，M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期，D正确。

1．(2022·滨州一模)细胞周期沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行，离不开细胞周期中关卡和调控因子的作用。关卡能够检测核DNA复制及染色体分配质量，只有相应的过程进行完全，细胞才能顺利通过关卡进入下一个时期。如图为细胞周期中的3个主要关卡。下列有关说法错误的(　　)

A．连续分裂的细胞中调控因子呈现周期性变化
B．关卡1和3可负责检测DNA是否有损伤
C．DNA复制不完全的细胞不能通过关卡2
D．染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过关卡3
解析：选B　连续分裂的细胞有细胞周期，调控因子也随细胞周期呈周期性变化，A正确；DNA复制在S期，关卡2是检测DNA是否有损伤，关卡3是检测分裂是否正常，B错误；DNA复制不完全的细胞不能进入到分裂期，即不能通过关卡2，C正确；染色体没有全部和纺锤体相连导致分裂后期的染色体没有移向两极，细胞分裂不正常，不通过关卡3，D正确。
2．(2022·河北衡水中学二联)细胞周期同步化是指自然发生或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。胸腺嘧啶核苷(TdR)是一种DNA合成可逆抑制剂(阻断S期，去除后S期可继续进行)。某同学设计了以下实验来获得全部处于G1/S期交界处的同步化细胞：①加入过量TdR，处理时间为T1；②移去TdR，加入新鲜培养液，处理时间为T2；③再次加入过量TdR，处理时间为T3；④移去TdR，加入新鲜培养液，将阻断的细胞全部释放，得到较高同步化的S期细胞。若用TG1、TS、TG2和TM分别表示细胞周期G1、S、G2和M所用时长，下列叙述不正确的是(　　)

A．T1≥TG1＋TG2＋TM
B．TS