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精原干细胞的命运
在雄性哺乳动物精子发生中,精原干细胞(SSC)的命运分两种,一种是通过有丝分裂进行自我更新;另一种是在维甲酸(RA)的刺激下启动减数分裂产生精子。SSC有丝分裂与减数分裂之间的平衡与转换的有序进行是精子发生的关键。
SSC在睾丸内各种胞外生长因子和激素作用下,结合SSC胞内关键基因的表达,形成了一个对SSC命运精细而复杂的调控网络(图1)。研究者发现,gdnf基因表达的GDNF蛋白是维持SSC数量的重要因子,该基因广泛表达于睾丸内多种细胞。缺失一个gdnf等位基因的小鼠出现SSC耗竭的现象,gdnf基因过表达的小鼠SSC的数量多于野生型,并且无法响应RA的刺激进入减数分裂。表明GDNF能维持SSC的有丝分裂,并拮抗其进入减数分裂。
雄性哺乳动物性成熟前,睾丸内的支持细胞可以表达RA降解酶来降低睾丸内的RA水平,使减数分裂无法启动。性成熟后,促性腺激素(FSH、LH等)水平上升,作用于支持细胞,促进GDNF、FGF、CSF等因子的分泌,同时还可以促进RA的合成与释放,提高睾丸内RA的水平。RA能诱导多种减数分裂相关基因的表达,合成减数分裂所需蛋白质,如:黏连蛋白复合体REC8和RAD21L,REC8有利于姐妹染色单体的黏连,RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连,作用效果如图2。

SSC的分裂是人和动物繁衍的重要一环。随着科技的发展,已相继发现了众多与SSC分裂相关的调控基因和功能蛋白,这些基因的作用机制及途径还需进一步探索,以完善其调控网络。
(1)减数分裂过程中与有丝分裂过程相似的是
减数第二次
减数第二次
分裂,该分裂过程与有丝分裂过程的主要区别是
有丝分裂细胞有同源染色体,而减数第二次分裂细胞没有
有丝分裂细胞有同源染色体,而减数第二次分裂细胞没有

(2)根据REC8和RAD21L两种黏连蛋白的功能推测,Rec8和Rad21L两种基因在减数分裂过程中表达的时期和两蛋白质降解的时期可能的是
B
B

选项 Rec8基因表达 REC8蛋白降解 Rad21L基因表达 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 间期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前
C 间期 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为减数分裂Ⅰ;MⅡ为减数分裂Ⅱ
(3)SSC有丝分裂的进行对GDNF存在剂量依赖性,原文中的依据是:
缺失一个gdnf等位基因,小鼠出现SSC耗竭的现象;gdnf基因过表达,小鼠SSC的数量较野生型过量
缺失一个gdnf等位基因,小鼠出现SSC耗竭的现象;gdnf基因过表达,小鼠SSC的数量较野生型过量

(4)哺乳动物性成熟之后在促性腺激素的作用下SSC启动减数分裂产生成熟的精子。随着该过程持续进行,并不会出现SSC耗竭的现象。请从稳态平衡的角度利用文中信息分析原因。
促性腺激素不仅促进SSC减数分裂产生成熟的精子,还可以作用于睾丸的支持细胞,促进GDNF等因子的分泌,促进SSC细胞进行有丝分裂,使SSC的含量保持稳定
促性腺激素不仅促进SSC减数分裂产生成熟的精子,还可以作用于睾丸的支持细胞,促进GDNF等因子的分泌,促进SSC细胞进行有丝分裂,使SSC的含量保持稳定

(5)你认为对哺乳动物SSC有丝分裂与减数分裂调控机制的研究在生产生活中有哪些重要意义?
解决男性不育症患者的治疗;优良畜禽品种的开发;濒危动物的种质资源保存等实际问题有重大意义
解决男性不育症患者的治疗;优良畜禽品种的开发;濒危动物的种质资源保存等实际问题有重大意义
。(答出一点)

【答案】减数第二次;有丝分裂细胞有同源染色体,而减数第二次分裂细胞没有;B;缺失一个gdnf等位基因,小鼠出现SSC耗竭的现象;gdnf基因过表达,小鼠SSC的数量较野生型过量;促性腺激素不仅促进SSC减数分裂产生成熟的精子,还可以作用于睾丸的支持细胞,促进GDNF等因子的分泌,促进SSC细胞进行有丝分裂,使SSC的含量保持稳定;解决男性不育症患者的治疗;优良畜禽品种的开发;濒危动物的种质资源保存等实际问题有重大意义
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:26引用:1难度:0.4
相似题
  • 1.研究表明,雌性动物繁殖率下降与减数分裂异常密切相关。为了解减数分裂过程中的调控机制,研究人员展开了系列实验。

    (1)减数第一次分裂的前期又可分为如图1所示5个亚时期,其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生
     
    并形成四分体。减数第一次分裂过程中,非同源染色体的自由组合及
     
    之间的交叉互换,会导致配子基因组合的多样性。
    (2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数第一次分裂,但在出生前后被阻滞在双线期之后、浓缩期之前的一个漫长的静止阶段(称为核网期)。研究发现,在此过程中,细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升,达到峰值后维持在较高水平。在雌性小鼠性成熟后,卵母细胞才少量分批继续减数分裂过。
    ①cAMP被称为细胞内的第二信使。如图2所示,当信号分子与受体结合后,通过G蛋白激活酶A,在其催
    化下由
     
    生成cAMP,作用于靶蛋白,调节细胞的生理过程。
    ②实验一:不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞,实验结果如图3所示。由此可知,cAMP调控了细胞的减数分裂进程,判断依据是
     

    ③已知卵原细胞进入粗线期时,在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S蛋白)沿染色体轴分布,进入
    核网期时,S蛋白则已完全从染色体上解离下来。研究人员猜测cAMP调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S蛋白,并对此展开进一步实验。
    实验二:选取特定时期的胚胎卵巢,实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否),则对照组应注射
     
    。经处理后分别进行细胞培养,3天后,实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期,对照期只有31.7%的卵母细胞进入核网期,证明干扰S基因的表达会
     
    小鼠卵母细胞提前进入核网期。
    实验三:体外培养特定时期的卵母细胞,实验组中添加酶A抑制剂,一段时间后,实验组中可观察到S蛋白沿染色体轴分布的卵母细胞为68.7%,对照组的相应数据为39.0%,表明cAMP会
     
    S蛋白与染色体的解离。
    ④结合图2及上述一系列实验结果推测,cAMP调控减数分裂进程的机制为
     

    发布:2025/1/6 9:0:6组卷:27引用:2难度:0.5
  • 2.一个基因型为EeFf的卵原细胞经减数分裂产生了一个基因型为EF的卵细胞,则同时产生的三个第二极体的基因型是(  )

    发布:2025/1/3 18:0:4组卷:13引用:7难度:0.9
  • 3.某人体检时被发现同时具备男性组织和女性组织,进一步研究发现此人部分细胞性染色体组成为XO型,部分细胞性染色体组成为XYY型,所有细胞的常染色体都相同。推测此人出现这种性状的原因是(  )

    发布:2025/1/6 8:30:6组卷:26引用:5难度:0.6
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