Question

【題目】CIP2A基因在肝細胞癌組織中高表達，科研人員為研究CIP2A基因表達對細胞周期、細胞衰老的影響，進行了以下實驗。請回答問題：

(1)利用病毒作為______，針對CIP2A基因的特定序列設計合成干擾DNA，將二者構建為重組病毒，導入人肝癌細胞系HepG2中，檢測其對CIP2A基因表達的影響，電泳結果如圖1所示。

圖1

由于細胞中β-actin蛋白的表達量______，在實驗中可作為標準對照，以排除細胞取樣量、檢測方法等無關變量對實驗結果的影響。實驗結果表明______。

(2)為研究CIP2A基因表達對細胞周期的影響，進一步進行實驗，結果如下圖。

圖2 圖3

①由圖2可推測，實驗干擾組的細胞周期被阻斷在______期，影響了______（DNA復制/有關蛋白質的合成）。

②檢測細胞內相關周期蛋白的表達情況（圖3），結果顯示，抑制CIP2A基因表達使得細胞周期相關蛋白______表達量增加，推測該蛋白對細胞周期的調控作用是______。

(3)衰老細胞通常細胞核______，細胞內β-半乳糖苷酶活性變高，能催化底物X-Gal生成深藍色產物，使顏色更深。研究發現，與空載病毒組相比，實驗干擾組HepG2細胞藍色變深，說明______。

Answer 1

【答案】載體 穩定 干擾DNA可抑制CIP2A基因的表達 ①G1 有關蛋白質的合成 ②p21 使細胞周期延長 變大 抑制CIP2A基因表達促進了細胞衰老

【解析】

1、細胞周期：

(1)概念：連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，為一個細胞周期。

(2)適用范圍：①進行有絲分裂的細胞才有細胞周期；②連續分裂的細胞才有細胞周期。

(3)特點：不同類的細胞，其細胞周期不一定不同，分裂間期與分裂期所占比例也不一定相同； 細胞周期的大部分時間處于分裂間期，其為分裂期進行活躍的物質準備，完成 DNA 分子的復制和有關蛋白質的合成，同時細胞有適度的生長。

(4) 間期又分為G1期、S期、G2期。

G1期：又稱DNA合成前期，主要進行RNA和有關蛋白質的合成，為S期DNA的復制做準備。

S期：又稱DNA合成期，主要進行DNA的復制。

G2期：又稱DNA合成后期，主要進行RNA和蛋白質的合成，特別是微管蛋白的合成，為分裂期作準備。

2、細胞衰老特征：細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低，細胞質水分減少，細胞體積減小，酶活性降低，色素積累，線粒體數量減少，呼吸減慢，細胞核體積增大，核膜內折。

3、分析圖1可知，細胞中β-actin蛋白的表達量穩定，在實驗中可作為標準對照，以排除細胞取樣量、檢測方法等無關變量對實驗結果的影響。CIP2A基因表達量降低，表明干擾DNA可抑制CIP2A基因的表達。

4、分析圖2，實驗干擾組的G1的細胞數量多，說明其細胞周期被阻斷在G1期，主要進行RNA和有關蛋白質的合成，為S期DNA的復制做準備，因此干擾DNA是影響了有關蛋白質的合成。

5、分析圖3，檢測細胞內相關周期蛋白的表達情況，結果顯示，抑制CIP2A基因表達使得細胞周期相關蛋白片p21表達量增加，推測該蛋白對細胞周期的調控作用是使細胞周期延長。

（1）根據病毒的侵染特性，將病毒作為載體，針對CIP2A基因的特定序列設計合成干擾DNA，將二者構建為重組病毒，導入人肝癌細胞系HepG2中，檢測其對CIP2A基因表達的影響，電泳結果顯示，由于細胞中β-actin蛋白的表達量穩定，在實驗中可作為標準對照，以排除細胞取樣量、檢測方法等無關變量對實驗結果的影響。實驗結果表明干擾DNA可抑制CIP2A基因的表達。

（2）①實驗干擾組的G1的細胞數量多，說明其細胞周期被阻斷在G1期，主要進行RNA和有關蛋白質的合成，，由此推測干擾DNA影響了有關蛋白質的合成。

②檢測細胞內相關周期蛋白的表達情況可知抑制CIP2A基因表達使得細胞周期相關蛋白p21表達量增加，推測該蛋白對細胞周期的調控作用是使細胞周期延長。

（3）衰老細胞通常細胞核變大，細胞內β-半乳糖苷酶活性變高，能催化底物X-Gal生成深藍色產物，使顏色更深。研究發現，與空載病毒組相比，實驗干擾組HepG2細胞藍色變深，說明抑制CIP2A基因表達促進了細胞衰老。