Question

科學(xué)家為了探究影響細(xì)胞衰老的因素，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

一、實(shí)驗(yàn)Ⅰ：分別在相同的條件下，體外培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細(xì)胞，結(jié)果如下表：

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：分別將鼠、雞、人和龜?shù)捏w細(xì)胞在體外培養(yǎng)，結(jié)果如下圖：

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：將年輕人體細(xì)胞去核后與老年人細(xì)胞核融合；將老年人體細(xì)胞去核后與年輕人的細(xì)胞核融合，分別在體外培養(yǎng)，結(jié)果前者不分裂，后者旺盛分裂。

(1)每個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是：

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：________________________________________________________________________；

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：________________________________________________________________________；

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：________________________________________________________________________。

二、細(xì)胞衰老可能與端粒截短有關(guān)，每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA即端粒。人體細(xì)胞分裂的次數(shù)與特異性染色體端粒的長(zhǎng)短有關(guān)。隨著每一次分裂，端粒的長(zhǎng)度都要縮短一些，一旦達(dá)到“關(guān)鍵長(zhǎng)度”，細(xì)胞增殖就結(jié)束。然而，人的骨髓細(xì)胞和癌細(xì)胞，在端粒酶的作用下，會(huì)伸長(zhǎng)已縮短的染色體末端。因此，這些染色體就能快速地進(jìn)行細(xì)胞分裂而不會(huì)達(dá)到“關(guān)鍵長(zhǎng)度”，細(xì)胞就持續(xù)增殖。細(xì)胞衰老可能是在端粒DNA序列“截短”后，端粒內(nèi)側(cè)正常基因的DNA序列受到損傷，結(jié)果使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異常。

(2)請(qǐng)指出端粒酶、端粒長(zhǎng)度和細(xì)胞分裂次數(shù)的關(guān)系：____________________________________________

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(3)癌癥發(fā)病的原因是原癌基因在致癌因子的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榘┗�因。�?qǐng)結(jié)合端粒的有關(guān)知識(shí)，指出癌基因使細(xì)胞無(wú)限增殖的可能途徑：____________________________________________________________

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(4)請(qǐng)利用上述材料描述兩種延緩細(xì)胞衰老的方法：____________________________________________

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Answer 1

(1)細(xì)胞分裂能力隨著生物體的年齡增大而減弱　 細(xì)胞分裂次數(shù)與物種的特異性有關(guān)，一般來(lái)講，壽命越大的物種體細(xì)胞分裂的最高次數(shù)越高　 細(xì)胞核是決定細(xì)胞衰老的重要因素

(2)端粒酶可使端粒伸長(zhǎng)，于是細(xì)胞可繼續(xù)分裂

(3)癌基因指導(dǎo)合成端粒酶，端粒酶使已縮短的染色體末端伸長(zhǎng)(即修復(fù)端粒)，從而使染色體不會(huì)達(dá)到“關(guān)鍵長(zhǎng)度”，細(xì)胞就持續(xù)增殖

(4)①利用基因工程對(duì)產(chǎn)生端粒酶基因進(jìn)行修飾，使之在部分或全部細(xì)胞中表達(dá)高活性的 端粒酶　②用脂質(zhì)體包裹高活性端粒酶導(dǎo)入到某些細(xì)胞中去，延緩其細(xì)胞衰老

③利用蛋白質(zhì)工程修飾已有的端粒酶使其保持高活性

④使用酶激活劑等(開(kāi)放式答題，只要兩種，合理即可)

【解析】

試題分析：實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，胎兒的肺成纖維細(xì)胞增殖代數(shù)最多，老年人的增殖代數(shù)最少，說(shuō)明細(xì)胞分裂能力隨著生物體的年齡增大而減弱；實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，細(xì)胞分裂次數(shù)與生物壽命呈正相關(guān)；實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，細(xì)胞核決定細(xì)胞分裂能力，即細(xì)胞衰老。從題干信息可知，端粒的長(zhǎng)短與人體細(xì)胞分裂次數(shù)呈正相關(guān)，細(xì)胞分裂次數(shù)越多，端粒越短；癌細(xì)胞和骨髓細(xì)胞中，端粒酶的作用可使染色體上的端粒伸長(zhǎng)。

考點(diǎn)：本題考查細(xì)胞分裂和實(shí)驗(yàn)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)；具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。