Question

【题目】1999年，《科学》杂志将干细胞的研究推举为21世纪最重要的研究领域之一，经过近20年的努力，科学家从分子水平发现干细胞中c-Myc（原癌基因）、Klf4（抑癌基因）、Sox2和Oct-3/4等基因处于活跃表达状态，其中Oct-3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将Oct-3/4、Sox2、c-Mye和KIf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多能干细胞（iPS细胞）。转化过程如下图所示，请据图回答问题：

（1）健康人体的高度分化细胞中Oct-3/4基因处于______状态。

（2）依据上图所示的原理，细胞凋亡是c-Myc、Kl4、Fas等基因控制下的细胞_____的过程。体细胞癌变是______等基因异常后表达的结果。

（3）经过诱导高度分化的体细胞重新变成多能干细胞（iPS细胞），若在体外培养这一批多能干细胞，需要利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，这样的过程称为细胞周期同步化。

①如果采用DNA合成阻断法实现细胞周期同步化，则需要在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于__________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__________期，以达到细胞周期同步化的目的。

②如果采用秋水仙素阻断法实现细胞周期同步化，则需要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________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。

（4）不同诱导因素使iPS细胞可以在体外分裂、分化成多种组织细胞，如图所示。下列叙述错误的是（不定项选择）________

A．各种组织细胞中的DNA和RNA与iPS细胞中的相同

B．iPS细胞不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老

C．iPS细胞中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡

D．改变诱导因素能使iPS细胞分化形成更多类型的细胞

Answer 1

【答案】沉默（未表达） 程序性死亡 cMyc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因) 分裂 间（或答S） 纺锤体形成 ABC

【解析】

干细胞中c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）、Sox2和Oct-3/4等基因处于活跃表达状态，高度分化的细胞Sox2和Oct-3/4不表达。c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）突变导致细胞癌变。由图可知，细胞凋亡应是Fas等一系列基因控制下的细胞的程序性死亡（编程性死亡）过程。

（1）Oct-3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的，而高度分化的细胞已经不再进行分裂，所以此基因不表达，处于沉默（关闭）状态。

（2）由图可知，细胞凋亡是在c-Myc、KIf4、Fas等基因控制下的细胞的程序性死亡（编程性死亡）过程。癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变后形成的，即c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）等基因异常后表达的结果。

（3）①DNA合成抑制剂可抑制间期DNA复制过程，由于分裂期的细胞已经完成了DNA复制，所以加入的DNA合成可逆抑制剂对处于分裂期的细胞没有影响，由于DNA复制被阻断，所以一段时间后所有细胞停留在细胞周期的间期。

②秋水仙素作用于有丝分裂的前期，抑制纺锤体的形成，使后期分开的姐妹染色体不能移向两极，从而得到染色体数目加倍的细胞。

（4）A、细胞分化的实质是基因选择性表达，所以分化后形成的各种组织细胞中与iPS细胞中DNA相同，但RNA不同，A错误；

B、iPS细胞不断增殖分化，说明分化程度低，不易衰老，B错误；

C、细胞凋亡是受基因控制的程序性死亡，细胞内也存在基因表达，C错误；

D、在iPS细胞的培养液中加入不同分化诱导因子，就可以诱导iPS细胞向不同类型的组织细胞分化，有利于提高细胞生理功能的效率，D正确。

故选ABC。