海拉细胞系源自一位美国黑人妇女海瑞塔‧拉克斯的宫颈癌细胞。这名美国妇女在1951年死于该癌症,一位外科医生从她的肿瘤上取下组织样本,并在实验室中进行培养,形成的细胞系被称之为HelaCells(海拉细胞系)。至今海拉细胞被广泛应用于肿瘤研究、生物实验或者细胞培养,已经成为医学研究中非常重要的工具。根据上述材料,结合所学生物学知识回答下列问题:
(1)从1951年至今海拉细胞系仍可在实验室中进行培养,说明癌细胞能够________。
(2)不同的海拉细胞中的DNA分子数、染色体数不一定相同,原因是不同的海拉细胞处于________;若利用海拉细胞系研究细胞周期时,向细胞培养液中加入秋水仙素,则所有癌细胞都将停留在有丝分裂的________期。
(3)利用海拉细胞系可研究病毒致癌因子的致癌机理,现有的研究表明病毒之所以能够引起细胞发生癌变是因为它们含有________基因以及________的核酸序列。
(4)环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和________发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。调查显示人群癌症年死亡率随着年龄增长而攀升:40岁后癌死亡率陡升,60岁后上升更快,这表明癌变是若干独立的基因突变________效应的结果。细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡和细胞癌变的共同点是________。
【答案】(1)无限增殖
(2)有丝分裂不同时期 中
(3)病毒癌 与致癌相关
(4)抑癌基因 累积 细胞的形态、结构和生理功能都会发生变化
【解析】(1)从1951年至今海拉细胞系仍可在实验室中进行培养,说明癌细胞能够无限增殖。
(2)不同的海拉细胞处于有丝分裂不同时期,因此不同的海拉细胞中的DNA分子数、染色体数不一定相同。秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,导致着丝点分裂后形成的子染色体不能移向细胞两极,因此向细胞培养液中加入秋水仙素,则所有癌细胞都将停留在有丝分裂的中期。
(3)致癌病毒含有病毒癌基因以及与致癌相关的核酸序列,他们通过感染人的细胞后,将其基因整合到人的基因组中,从而诱发人的细胞癌变。
(4)癌细胞形成的根本原因是:在环境中的致癌因子影响下,细胞内的原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。癌变的发生并不是单一基因突变的结果,而是一系列的原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累的结果。细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡和细胞癌变的共同点是:细胞的形态、结构和生理功能都会发生变化。
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