Question

【題目】1999年，《科學(xué)》雜志將干細(xì)胞的研究推舉為21世紀(jì)最重要的研究領(lǐng)域之一，經(jīng)過近20年的努力，科學(xué)家從分子水平發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞中c-Myc（原癌基因）、Klf4（抑癌基因）、Sox2和Oct-3/4等基因處于活躍表達(dá)狀態(tài)，其中Oct-3/4的精確表達(dá)對于維持干細(xì)胞的正常自我更新是至關(guān)重要的。科學(xué)家利用逆轉(zhuǎn)錄病毒，將Oct-3/4、Sox2、c-Mye和KIf4四個關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入高度分化的體細(xì)胞內(nèi)，讓其重新變成一個多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）。轉(zhuǎn)化過程如下圖所示，請據(jù)圖回答問題：

（1）健康人體的高度分化細(xì)胞中Oct-3/4基因處于______狀態(tài)。

（2）依據(jù)上圖所示的原理，細(xì)胞凋亡是c-Myc、Kl4、Fas等基因控制下的細(xì)胞_____的過程。體細(xì)胞癌變是______等基因異常后表達(dá)的結(jié)果。

（3）經(jīng)過誘導(dǎo)高度分化的體細(xì)胞重新變成多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），若在體外培養(yǎng)這一批多能干細(xì)胞，需要利用一定方法使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段，這樣的過程稱為細(xì)胞周期同步化。

①如果采用DNA合成阻斷法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化，則需要在細(xì)胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于__________期的細(xì)胞不受影響而繼續(xù)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終細(xì)胞會停滯在細(xì)胞周期的__________期，以達(dá)到細(xì)胞周期同步化的目的。

②如果采用秋水仙素阻斷法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化，則需要在細(xì)胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制________，使細(xì)胞周期被阻斷，即可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化。

（4）不同誘導(dǎo)因素使iPS細(xì)胞可以在體外分裂、分化成多種組織細(xì)胞，如圖所示。下列敘述錯誤的是（不定項(xiàng)選擇）________

A．各種組織細(xì)胞中的DNA和RNA與iPS細(xì)胞中的相同

B．iPS細(xì)胞不斷增殖分化，所以比組織細(xì)胞更易衰老

C．iPS細(xì)胞中的基因都不能表達(dá)時，該細(xì)胞開始凋亡

D．改變誘導(dǎo)因素能使iPS細(xì)胞分化形成更多類型的細(xì)胞

Answer 1

【答案】沉默（未表達(dá)） 程序性死亡 cMyc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因) 分裂 間（或答S） 紡錘體形成 ABC

【解析】

干細(xì)胞中c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）、Sox2和Oct-3/4等基因處于活躍表達(dá)狀態(tài)，高度分化的細(xì)胞Sox2和Oct-3/4不表達(dá)。c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）突變導(dǎo)致細(xì)胞癌變。由圖可知，細(xì)胞凋亡應(yīng)是Fas等一系列基因控制下的細(xì)胞的程序性死亡（編程性死亡）過程。

（1）Oct-3/4的精確表達(dá)對于維持干細(xì)胞的正常自我更新是至關(guān)重要的，而高度分化的細(xì)胞已經(jīng)不再進(jìn)行分裂，所以此基因不表達(dá)，處于沉默（關(guān)閉）狀態(tài)。

（2）由圖可知，細(xì)胞凋亡是在c-Myc、KIf4、Fas等基因控制下的細(xì)胞的程序性死亡（編程性死亡）過程。癌變是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變后形成的，即c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）等基因異常后表達(dá)的結(jié)果。

（3）①DNA合成抑制劑可抑制間期DNA復(fù)制過程，由于分裂期的細(xì)胞已經(jīng)完成了DNA復(fù)制，所以加入的DNA合成可逆抑制劑對處于分裂期的細(xì)胞沒有影響，由于DNA復(fù)制被阻斷，所以一段時間后所有細(xì)胞停留在細(xì)胞周期的間期。

②秋水仙素作用于有絲分裂的前期，抑制紡錘體的形成，使后期分開的姐妹染色體不能移向兩極，從而得到染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。

（4）A、細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)，所以分化后形成的各種組織細(xì)胞中與iPS細(xì)胞中DNA相同，但RNA不同，A錯誤；

B、iPS細(xì)胞不斷增殖分化，說明分化程度低，不易衰老，B錯誤；

C、細(xì)胞凋亡是受基因控制的程序性死亡，細(xì)胞內(nèi)也存在基因表達(dá)，C錯誤；

D、在iPS細(xì)胞的培養(yǎng)液中加入不同分化誘導(dǎo)因子，就可以誘導(dǎo)iPS細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，有利于提高細(xì)胞生理功能的效率，D正確。

故選ABC。