Question

Ⅰ、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，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-Myc和Klf4四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功能iPS细胞（如图1所示）．请分析回答：

（1）Oct-3/4基因在高度分化的细胞中处于

 

状态．依据图1所示的原理，体细胞癌变是

 

等基因异常表达的结果；细胞凋亡是在

 

等基因控制下的细胞

 

过程．
（2）研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的iPS细胞，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，iPS细胞的这种变化过程称作

 

．
Ⅱ、周期性共济失调是一种由常染色体上的基因（用A或a表示）控制的遗传病，致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常，从而使正常钙离子通道的数量不足，造成细胞功能异常．该致病基因纯合会导致胚胎致死．患者发病的分子机理如图2所示．请回答：
（1）图2中的过程①是

 

，与过程②有关的RNA的种类有哪些？

 

．如果细胞的核仁被破坏，会直接影响图2中

 

（结构）的形成．
（2）虽然正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的，但致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短，请根据图示推测其原因是

 

．

Answer 1

考点：细胞的分化,干细胞的研究进展和应用,遗传信息的转录和翻译

专题：

分析：根据图1分析，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，所以在高度分化的细胞，不进行分裂，所以此基因不表达，处于关闭状态；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，细胞凋亡由图可知应是c-Myc、KIf4、Fas基因控制下的程序性死亡（编程性死亡）．
根据图2分析，过程①表示转录，过程②表示翻译，致病基因转录形成的信使RNA中多个终止密码子，使得翻译提前结束，则形成异常钙离子通道．

解答： 解：I．（1）因为Oct-3/4基因在干细胞中处于活跃的状态，那么在高度分化的细胞应处于沉默的状态，由图和题意可知细胞癌变是c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）异常表达的结果．由图可知细胞凋亡也是在c-Myc、KIf4和Fas的调控下表达的，细胞凋亡是基因控制的程序性死亡．
（2）iPS细胞重新形成其他结构功能不同的细胞属于细胞分化．
Ⅱ（1）图2中的过程①以DNA的一条链为模板合成信使RNA的过程，表示转录，过程②表示翻译，其中tRNA能识别并转运氨基酸，rRNA用于组成核糖体，是翻译的场所，mRNA是翻译的直接模板．核仁与核糖体的形成有感，则细胞的核仁被破坏，会直接图2中核糖体的形成．
（2）据图分析，正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的，但含有两个终止密码子，原因是基因中碱基发生替换，使对应的密码子变成终止密码子，使得致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短．
故答案为：
Ⅰ（1）未表达（或沉默）  c-Myc，KIf4    c-Myc，KIf4，Fas   程序性死亡
（2）细胞分化
Ⅱ（1）转录   tRNA  rRNA  mRNA    核糖体
（2）基因中碱基发生替换，使对应的密码子变成终止密码子

点评：本题考查细胞的增殖、分化、衰老、凋亡、癌变、基因表达和基因突变的相关知识，意在考查学生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．