Question

科學家為了探究影響細胞衰老的因素，進行了如下實驗。

一、實驗Ⅰ：分別在相同的條件下，體外培養胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞，結果如下表：

細胞來源	胎兒	中年人	老年人
增殖代數	50	20	2～4

實驗Ⅱ：分別將鼠、雞、人和龜的體細胞在體外培養，結果如下圖：

實驗Ⅲ：將年輕人體細胞去核后與老年人細胞核融合；將老年人體細胞去核后與年輕人的細胞核融合，分別在體外培養，結果前者不分裂，后者旺盛分裂。

(1)每個實驗可以得出的結論是：

實驗Ⅰ：________________________________________________________________________；

實驗Ⅱ：________________________________________________________________________；

實驗Ⅲ：________________________________________________________________________。

二、細胞衰老可能與端粒截短有關，每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA即端粒。人體細胞分裂的次數與特異性染色體端粒的長短有關。隨著每一次分裂，端粒的長度都要縮短一些，一旦達到“關鍵長度”，細胞增殖就結束。然而，人的骨髓細胞和癌細胞，在端粒酶的作用下，會伸長已縮短的染色體末端。因此，這些染色體就能快速地進行細胞分裂而不會達到“關鍵長度”，細胞就持續增殖。細胞衰老可能是在端粒DNA序列“截短”后，端粒內側正�；�因的DNA序列受到損傷，結果使細胞活動漸趨異常。

(2)請指出端粒酶、端粒長度和細胞分裂次數的關系：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)癌癥發病的原因是原癌基因在致癌因子的作用下轉變為癌基因。請結合端粒的有關知識，指出癌基因使細胞無限增殖的可能途徑：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)請利用上述材料描述兩種延緩細胞衰老的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

 

Answer 1

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

(2)端粒酶可使端粒伸長，于是細胞可繼續分裂

(3)癌基因指導合成端粒酶，端粒酶使已縮短的染色體末端伸長(即修復端粒)，從而使染色體不會達到“關鍵長度”，細胞就持續增殖

(4)①利用基因工程對產生端粒酶基因進行修飾，使之在部分或全部細胞中表達高活性的 端粒酶　②用脂質體包裹高活性端粒酶導入到某些細胞中去，延緩其細胞衰老�、劾�用蛋白質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(開放式答題，只要兩種，合理即可)

 

　實驗Ⅰ中，胎兒的肺成纖維細胞增殖代數最多，老年人的增殖代數最少，說明細胞分裂能力隨著生物體的年齡增大而減弱；實驗Ⅱ中，細胞分裂次數與生物壽命呈正相關；實驗Ⅲ中，細胞核決定細胞分裂能力，即細胞衰老。從題干信息可知，端粒的長短與人體細胞分裂次數呈正相關，細胞分裂次數越多，端粒越短；癌細胞和骨髓細胞中，端粒酶的作用可使染色體上的端粒伸長。