Question

【题目】研究表明干细胞中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。2006年,科学家Takahashi和Yamanaka利用逆转录病毒将Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四个关键基因导入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞，命名为“诱导多能干细胞”（如图所示）。请分析回答：

（1）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______________。

（2）科研人员将四个关键基因导入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞，应用了________技术，其原理是 _______________。

（3）另一项研究得知，癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。下图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题：

图中A代表细胞膜上的________。葡萄糖进入癌细胞后可通过形成五碳糖进而合成________作为DNA复制的原料。与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有________(填编号)。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的过程________(填编号)不宜选为作用位点。

Answer 1

【答案】细胞分化 转基因基因重组载体蛋白脱氧核苷酸①②③①④

【解析】

本题考查细胞分化、癌变，基因工程等相关知识，本题重点考查从题文和题图中获取有效信息的能力，此外本题还要求理论联系实际，结合题图和所学细胞代谢的知识，解释抑癌药物的作用位点。分析（3）题图：图示表示癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，①表示癌细胞吸收葡萄糖的过程，其中A最可能是细胞膜上运输葡萄糖的载体；②表示葡萄糖代谢形成中间产物五碳糖；③表示癌细胞无氧呼吸（第二阶段）；④表示癌细胞的有氧呼吸（第二阶段与第三阶段）。

（1）多功能iPS细胞的这种变化过程称作细胞分化。

（2）科研人员将四个关键基因导入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞，应用了转基因技术，其原理是基因重组。

（3）图中A代表细胞膜上运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖进入癌细胞后可通过形成五碳糖进而合成脱氧核苷酸作为DNA复制的原料。与正常细胞相比，图示是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，从图中可以看出，癌细胞在有氧条件下既可进行④有氧呼吸，也能进行③无氧呼吸，④过程未明显增强；癌细胞的代谢比较旺盛，需要大量的大分子物质合成材料，所以与正常细胞相比，癌细胞内①②③会加强，这样能产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料，从而有利于癌细胞的增殖；故①～④过程在癌细胞中明显增强的有①②③；细胞癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生基因突变引起的，而原癌基因和抑癌基因发生改变而被激活，进而控制酶的合成来改变代谢途径。抑制机体内的癌细胞代谢，不能对正常细胞的代谢造成大的影响，图中代谢过程①④是所有正常细胞都有可能大量进行的，所以不宜作为作用位点。