Question

【題目】1999年，《科學》雜志將干細胞的研究推舉為21世紀最重要的研究領域之一，經過近20年的努力，科學家從分子水平發現干細胞中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狀態，其中Oct-3/4的精確表達對于維持干細胞的正常自我更新是至關重要的。科學家利用逆轉錄病毒，將Oct-3/4、Sox2、c-Mye和KIf4四個關鍵基因轉入高度分化的體細胞內，讓其重新變成一個多能干細胞（iPS細胞）。轉化過程如下圖所示，請據圖回答問題：

（1）健康人體的高度分化細胞中Oct-3/4基因處于______狀態。

（2）依據上圖所示的原理，細胞凋亡是c-Myc、Kl4、Fas等基因控制下的細胞_____的過程。體細胞癌變是______等基因異常后表達的結果。

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

①如果采用DNA合成阻斷法實現細胞周期同步化，則需要在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于__________期的細胞不受影響而繼續細胞周期的運轉，最終細胞會停滯在細胞周期的__________期，以達到細胞周期同步化的目的。

②如果采用秋水仙素阻斷法實現細胞周期同步化，則需要在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制________，使細胞周期被阻斷，即可實現細胞周期同步化。

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

A．各種組織細胞中的DNA和RNA與iPS細胞中的相同

B．iPS細胞不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老

C．iPS細胞中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡

D．改變誘導因素能使iPS細胞分化形成更多類型的細胞

Answer 1

【答案】沉默（未表達） 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狀態，高度分化的細胞Sox2和Oct-3/4不表達。c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）突變導致細胞癌變。由圖可知，細胞凋亡應是Fas等一系列基因控制下的細胞的程序性死亡（編程性死亡）過程。

（1）Oct-3/4的精確表達對于維持干細胞的正常自我更新是至關重要的，而高度分化的細胞已經不再進行分裂，所以此基因不表達，處于沉默（關閉）狀態。

（2）由圖可知，細胞凋亡是在c-Myc、KIf4、Fas等基因控制下的細胞的程序性死亡（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）等基因異常后表達的結果。

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

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，從而得到染色體數目加倍的細胞。

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

B、iPS細胞不斷增殖分化，說明分化程度低，不易衰老，B錯誤；

C、細胞凋亡是受基因控制的程序性死亡，細胞內也存在基因表達，C錯誤；

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

故選ABC。