高三二轮复习生物【知识精研】专题3、《细胞周期》问题分析及实例应用课件

《细胞周期》问题分析及实例应用一、细胞周期的表示方法及应用1、诱导细胞的基因突变可使用物理或化学方法，作用于细胞周期的间期2、一个完整的细胞周期是指上次细胞分裂结束到下一次分裂结束为止所经历的时间3、用秋水仙素处理正在分裂细胞，可抑制纺锤丝的形成，使细胞停留在前期4、用药物抑制癌细胞增殖，药物可作用于间期抑制DNA复制或作用于前期抑制纺锤丝的形成5、细胞周期中不同时期时间长短计算：计算公式为t=n/N×T(t表示某个时期经历的时间，n表示某个时期的细胞数，N表示视野中的细胞总数，T表示细胞周期）

例析、某同学检查了洋葱根尖1000个处于有丝分裂期的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。据此可判断：周期中各时期相对持续时间长短的排序是

。

前期、末期、中期、后期例析1、若用含放射性同位素的胸苷短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记；若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。下列分析正确的是()A.处于M期的一个细胞中染色体数目的变化情况是24→24→12B.预计加人过量胸苷约7.4h后，细胞都将停留在S期C.若用含放射性同位素的胸苷短期培养该动物肠上皮细胞后，换用无放射性的新鲜培养液培养，预计最快约10.1h后会检测到被标记的M期细胞D.若乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h，M期时长为1.9h。则在显微镜下观察有丝分裂过程中染色体的变化，选用乙动物肠上皮细胞更合适B例析2、流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞，24h后用流式细胞仪检测，结果如下图。对检测结果的分析不正确的是(

)A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍B．a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制C．处于分裂期的细胞均被计数在a峰中D．此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制

点评：图中对照组和试验组的细胞数目在a峰中细胞的DNA含量均为40，在b峰中细胞的DNA含量均为80，所以b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍；在a峰与b峰之间细胞内的DNA在逐渐加倍，所以正进行着DNA分子的复制；DNA的复制发生在间期，处于细胞分裂期的细胞中DNA是加倍的，所以处于分裂期的细胞均被计数在b峰中；D．比较实验组和对照组中的b峰细胞的数量，可以看出实验组中进行DNA复制的癌细胞数量明显减少，说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用。C例析3、如图表示某种哺乳动物细胞分别在正常培养和药物处理培养时，所测得的细胞中DNA含量与细胞数的关系。据此推测该药物的作用是（）A.通过抑制DNA的复制，抑制细胞分裂B.通过促进DNA的复制，促进细胞分裂C.通过抑制纺锤体的形成，抑制细胞分裂D.通过促进着丝粒断裂，促进细胞分裂C点评：药物培养的实验组，DNA含量为2n细胞减少，DNA含量为4n细胞增加，所以药物通过抑制纺锤体的形成，抑制细胞分裂，导致DNA含量为4n细胞增加。例析4、研究者连续培养乳腺癌细胞，取样测定拥有不同DNA含量的细胞数目，结果如右下图所示。长春花碱阻碍纺锤体微管的形成，从而阻断细胞分裂。若向乳腺癌细胞的培养液中长时间持续添加长春花碱，用相同方法测定每个细胞DNA含量与细胞数目，结果最可能是下图中的

（

）

ABCDD点评：长春花碱阻碍纺锤体微管的形成,抑制细胞分裂，导致DNA含量为4n细胞增加，所以D正确。组别细胞周期细胞凋亡率（%）

G1（%）S（%）G2+M（%）对照组32.7122.0145.285.29药物A34.1263.152.7318.14药物B90.276.543.1931.86例析5、细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期、G2期）和分裂期（M期）。DNA复制发生于S期，若抑制DNA复制则细胞不能分裂而停留在S期。为探究两种抗癌药物A和B的作用效果，用A和B单独处理体外培养的肝癌细胞，测定其细胞周期各阶段细胞所占比例及细胞凋亡率，结果如表所示。根据表中信息分析不正确的是（）

A.肝癌细胞的细胞周期中分裂间期时间长于分裂期B.推测药物A的作用机理是阻断S期DNA的复制C.药物B的作用机理必定是抑制G1期蛋白质合成D.A、B两种药物联合使用可能会提高癌症治疗效果点评：表中数据显示，药物A主要使肝癌细胞的细胞周期阻滞于S期，推测其作用机理是阻断S期DNA的复制；药物B作用后，G1期的细胞增多，其作用机理可能是抑制G1期蛋白质的合成，没有证据说明是一定作用于G1期；若联合使用A、B两种药物可能会提高癌症治疗效果。故选C。C例析6、在某生物细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，短暂培养一段时间后，洗去3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。使在该段时间内已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被3H标记，而当时处于其它时期的细胞则不带标记。不同时间取样做细胞放射性自显影，找出正处于有丝分裂的分裂期细胞，计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。得到下图（图1～图4中横轴为时间，纵轴为带标记分裂期细胞占总细胞数的百分数）(注：DNA复制前期用G1表示、DNA复制期用S表示、DNA复制后期用G2表示、分裂期用M表示）（1）图2中a点开始检测到带3H标记分裂期细胞，则o-a为

期，理由是

。（2）图2中b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大值，则a-b段表示

期，理由是

。oabcdef图1oabcdef图2oabcdef图3oabcdef图4Ma点后，原处于DNA复制期其它阶段的细胞陆续进入分裂期，标记细胞数逐渐上升，达到最高点时，a-b段时间恰好为M期经历时间G2

原处于DNA复制期最后阶段（即S与G2临界处）的细胞，最先出现放射性标记，所以o-a段时间恰好为DNA复制后期（G2）经历时间（3）图3中c点时，带标记的细胞百分数开始下降，则a-c段表示

期（4）此后，带标记的分裂期细胞数逐渐减少，直到消失，到第二次出现带有标记的细胞数时为图表中e点，则一个完整的细胞周期所历经的时间可表示为

。（5）d-e段表示

期。

G1+G2a-eSoabcdef图1oabcdef图2oabcdef图3oabcdef图4二、实现细胞同步分裂的方法及实例1、DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂，处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的S期，以达到细胞周期同步化的目的。2、秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使细胞周期被阻断，最终使细胞停滞在前期，以达到细胞周期同步化。3、血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。例析1、利用DNA复制抑制剂，能够实现细胞群体周期同步化。已知正常的细胞周期G1、S、G2、M期依次分別为12h、8h、3h、1h；向细胞培养液中第一次加入抑制剂，细胞都停留在S期；之后更换不含抑制剂的培养液继续培养；第二次加入抑制剂，细胞均停留在G1/S交界处。第二次加入抑制剂应该在更换培养液之后的（

）A.

8—16h之间

B.

4—12h之间

C.

4—16h之间

D.

8—12h之间A点评：要使所有细胞均停留在G1/S交界处，第二次加入抑制剂后应该确保S期各阶段细胞要完成DNA复制，同时又要保证把上次刚进入到分裂期的细胞阻止在G1/S交界处，所以第二次加入抑制剂应在更换培养液之后的8—16h之间。例析2、细胞周期包括分裂间期(分为期G1、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题（1）若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约

h后会检测到被标记的M期细胞。（2）从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为

期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是

。2.2M12→24→12（3）若向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约

h后，细胞都将停留在S期。（4）乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h，M期时长为1.9h。若要在显徽镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用

(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。（5）在光学显徽镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是

。7.4甲动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板例析3、回答下列有关细胞分裂周期的有关问题。表中数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间(单位：小时)（1）若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于______期的细胞立刻被抑制，再培养_____小时，则其余细胞都将被抑制在G1与S期交界处；去除抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到______期终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都被阻断在G1／S