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精原干細(xì)胞的命運
在雄性哺乳動物精子發(fā)生中,精原干細(xì)胞(SSC)的命運分兩種,一種是通過有絲分裂進行自我更新;另一種是在維甲酸(RA)的刺激下啟動減數(shù)分裂產(chǎn)生精子。SSC有絲分裂與減數(shù)分裂之間的平衡與轉(zhuǎn)換的有序進行是精子發(fā)生的關(guān)鍵。
SSC在睪丸內(nèi)各種胞外生長因子和激素作用下,結(jié)合SSC胞內(nèi)關(guān)鍵基因的表達,形成了一個對SSC命運精細(xì)而復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(圖1)。研究者發(fā)現(xiàn),gdnf基因表達的GDNF蛋白是維持SSC數(shù)量的重要因子,該基因廣泛表達于睪丸內(nèi)多種細(xì)胞。缺失一個gdnf等位基因的小鼠出現(xiàn)SSC耗竭的現(xiàn)象,gdnf基因過表達的小鼠SSC的數(shù)量多于野生型,并且無法響應(yīng)RA的刺激進入減數(shù)分裂。表明GDNF能維持SSC的有絲分裂,并拮抗其進入減數(shù)分裂。
雄性哺乳動物性成熟前,睪丸內(nèi)的支持細(xì)胞可以表達RA降解酶來降低睪丸內(nèi)的RA水平,使減數(shù)分裂無法啟動。性成熟后,促性腺激素(FSH、LH等)水平上升,作用于支持細(xì)胞,促進GDNF、FGF、CSF等因子的分泌,同時還可以促進RA的合成與釋放,提高睪丸內(nèi)RA的水平。RA能誘導(dǎo)多種減數(shù)分裂相關(guān)基因的表達,合成減數(shù)分裂所需蛋白質(zhì),如:黏連蛋白復(fù)合體REC8和RAD21L,REC8有利于姐妹染色單體的黏連,RAD21L介導(dǎo)同源染色體的非姐妹染色單體之間的黏連,作用效果如圖2。
菁優(yōu)網(wǎng)
SSC的分裂是人和動物繁衍的重要一環(huán)。隨著科技的發(fā)展,已相繼發(fā)現(xiàn)了眾多與SSC分裂相關(guān)的調(diào)控基因和功能蛋白,這些基因的作用機制及途徑還需進一步探索,以完善其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
(1)減數(shù)分裂過程中與有絲分裂過程相似的是
減數(shù)第二次
減數(shù)第二次
分裂,該分裂過程與有絲分裂過程的主要區(qū)別是
有絲分裂細(xì)胞有同源染色體,而減數(shù)第二次分裂細(xì)胞沒有
有絲分裂細(xì)胞有同源染色體,而減數(shù)第二次分裂細(xì)胞沒有
。
(2)根據(jù)REC8和RAD21L兩種黏連蛋白的功能推測,Rec8和Rad21L兩種基因在減數(shù)分裂過程中表達的時期和兩蛋白質(zhì)降解的時期可能的是
B
B
。
選項 Rec8基因表達 REC8蛋白降解 Rad21L基因表達 RAD21L蛋白降解
A MⅠ中期 MⅡ后期之前 MⅡ前期之后 MⅡ后期之后
B 間期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前
C 間期 MⅠ后期之前 MⅡ前期之后 MⅡ后期之后
D MⅠ中期 MⅠ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前
注:MⅠ為減數(shù)分裂Ⅰ;MⅡ為減數(shù)分裂Ⅱ
(3)SSC有絲分裂的進行對GDNF存在劑量依賴性,原文中的依據(jù)是:
缺失一個gdnf等位基因,小鼠出現(xiàn)SSC耗竭的現(xiàn)象;gdnf基因過表達,小鼠SSC的數(shù)量較野生型過量
缺失一個gdnf等位基因,小鼠出現(xiàn)SSC耗竭的現(xiàn)象;gdnf基因過表達,小鼠SSC的數(shù)量較野生型過量
。
(4)哺乳動物性成熟之后在促性腺激素的作用下SSC啟動減數(shù)分裂產(chǎn)生成熟的精子。隨著該過程持續(xù)進行,并不會出現(xiàn)SSC耗竭的現(xiàn)象。請從穩(wěn)態(tài)平衡的角度利用文中信息分析原因。
促性腺激素不僅促進SSC減數(shù)分裂產(chǎn)生成熟的精子,還可以作用于睪丸的支持細(xì)胞,促進GDNF等因子的分泌,促進SSC細(xì)胞進行有絲分裂,使SSC的含量保持穩(wěn)定
促性腺激素不僅促進SSC減數(shù)分裂產(chǎn)生成熟的精子,還可以作用于睪丸的支持細(xì)胞,促進GDNF等因子的分泌,促進SSC細(xì)胞進行有絲分裂,使SSC的含量保持穩(wěn)定
。
(5)你認(rèn)為對哺乳動物SSC有絲分裂與減數(shù)分裂調(diào)控機制的研究在生產(chǎn)生活中有哪些重要意義?
解決男性不育癥患者的治療;優(yōu)良畜禽品種的開發(fā);瀕危動物的種質(zhì)資源保存等實際問題有重大意義
解決男性不育癥患者的治療;優(yōu)良畜禽品種的開發(fā);瀕危動物的種質(zhì)資源保存等實際問題有重大意義
。(答出一點)

【答案】減數(shù)第二次;有絲分裂細(xì)胞有同源染色體,而減數(shù)第二次分裂細(xì)胞沒有;B;缺失一個gdnf等位基因,小鼠出現(xiàn)SSC耗竭的現(xiàn)象;gdnf基因過表達,小鼠SSC的數(shù)量較野生型過量;促性腺激素不僅促進SSC減數(shù)分裂產(chǎn)生成熟的精子,還可以作用于睪丸的支持細(xì)胞,促進GDNF等因子的分泌,促進SSC細(xì)胞進行有絲分裂,使SSC的含量保持穩(wěn)定;解決男性不育癥患者的治療;優(yōu)良畜禽品種的開發(fā);瀕危動物的種質(zhì)資源保存等實際問題有重大意義
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:23引用:1難度:0.4
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    (1)高等動物在產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞的過程中,位于非同源染色體上的基因會發(fā)生
     
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    ,這兩種情況都可能導(dǎo)致基因重組,從而產(chǎn)生基因組成不同的配子.
    (2)假設(shè)物種的染色體數(shù)目為2n,在其減數(shù)分裂過程中,會出現(xiàn)不同的細(xì)胞,甲、乙2個模式圖僅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色體,那么,圖乙表示的是
     
    (填“初級精母細(xì)胞”、“次級精母細(xì)胞”或“精細(xì)胞”).
    (3)單倍體的概念是
     

    發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:9引用:2難度:0.3
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