Question

Ⅰ、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)，Oct-3/4的精確表達(dá)對(duì)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-Myc和Klf4四個(gè)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(gè)多功能iPS細(xì)胞（如圖1所示）．請(qǐng)分析回答：

（1）Oct-3/4基因在高度分化的細(xì)胞中處于

 

狀態(tài)．依據(jù)圖1所示的原理，體細(xì)胞癌變是

 

等基因異常表達(dá)的結(jié)果；細(xì)胞凋亡是在

 

等基因控制下的細(xì)胞

 

過(guò)程．
（2）研究人員利用小鼠體細(xì)胞誘導(dǎo)形成的iPS細(xì)胞，進(jìn)一步誘導(dǎo)又獲得了心肌細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等多種組織細(xì)胞，iPS細(xì)胞的這種變化過(guò)程稱作

 

．
Ⅱ、周期性共濟(jì)失調(diào)是一種由常染色體上的基因（用A或a表示）控制的遺傳病，致病基因?qū)е录?xì)胞膜上正常鈣離子通道蛋白結(jié)構(gòu)異常，從而使正常鈣離子通道的數(shù)量不足，造成細(xì)胞功能異常．該致病基因純合會(huì)導(dǎo)致胚胎致死．患者發(fā)病的分子機(jī)理如圖2所示．請(qǐng)回答：
（1）圖2中的過(guò)程①是

 

，與過(guò)程②有關(guān)的RNA的種類(lèi)有哪些？

 

．如果細(xì)胞的核仁被破壞，會(huì)直接影響圖2中

 

（結(jié)構(gòu)）的形成．
（2）雖然正�；�因和致病基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA長(zhǎng)度是一樣的，但致病基因控制合成的異常多肽鏈較正常多肽鏈短，請(qǐng)根據(jù)圖示推測(cè)其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞的分化,干細(xì)胞的研究進(jìn)展和應(yīng)用,遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯

專(zhuān)題：

分析：根據(jù)圖1分析，Oct-3/4的精確表達(dá)對(duì)于維持干細(xì)胞的正常自我更新是至關(guān)重要的，所以在高度分化的細(xì)胞，不進(jìn)行分裂，所以此基因不表達(dá)，處于關(guān)閉狀態(tài)；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，細(xì)胞凋亡由圖可知應(yīng)是c-Myc、KIf4、Fas基因控制下的程序性死亡（編程性死亡）．
根據(jù)圖2分析，過(guò)程①表示轉(zhuǎn)錄，過(guò)程②表示翻譯，致病基因轉(zhuǎn)錄形成的信使RNA中多個(gè)終止密碼子，使得翻譯提前結(jié)束，則形成異常鈣離子通道．

解答： 解：I．（1）因?yàn)镺ct-3/4基因在干細(xì)胞中處于活躍的狀態(tài)，那么在高度分化的細(xì)胞應(yīng)處于沉默的狀態(tài)，由圖和題意可知細(xì)胞癌變是c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）異常表達(dá)的結(jié)果．由圖可知細(xì)胞凋亡也是在c-Myc、KIf4和Fas的調(diào)控下表達(dá)的，細(xì)胞凋亡是基因控制的程序性死亡．
（2）iPS細(xì)胞重新形成其他結(jié)構(gòu)功能不同的細(xì)胞屬于細(xì)胞分化．
Ⅱ（1）圖2中的過(guò)程①以DNA的一條鏈為模板合成信使RNA的過(guò)程，表示轉(zhuǎn)錄，過(guò)程②表示翻譯，其中tRNA能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，rRNA用于組成核糖體，是翻譯的場(chǎng)所，mRNA是翻譯的直接模板．核仁與核糖體的形成有感，則細(xì)胞的核仁被破壞，會(huì)直接圖2中核糖體的形成．
（2）據(jù)圖分析，正常基因和致病基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA長(zhǎng)度是一樣的，但含有兩個(gè)終止密碼子，原因是基因中堿基發(fā)生替換，使對(duì)應(yīng)的密碼子變成終止密碼子，使得致病基因控制合成的異常多肽鏈較正常多肽鏈短．
故答案為：
Ⅰ（1）未表達(dá)（或沉默）  c-Myc，KIf4    c-Myc，KIf4，F(xiàn)as   程序性死亡
（2）細(xì)胞分化
Ⅱ（1）轉(zhuǎn)錄   tRNA  rRNA  mRNA    核糖體
（2）基因中堿基發(fā)生替換，使對(duì)應(yīng)的密碼子變成終止密碼子

點(diǎn)評(píng)：本題考查細(xì)胞的增殖、分化、衰老、凋亡、癌變、基因表達(dá)和基因突變的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題．