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：

細(xì)胞來(lái)源	胎兒	中年人	老年人
增殖代數(shù)	50	20	2～4

 

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、2009年10月5日，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)

獎(jiǎng)授予美國(guó)科學(xué)家伊麗莎白·布萊克本、卡羅爾·格雷德和杰克·紹斯塔克，以表彰其發(fā)

現(xiàn)“端粒酶是如何保護(hù)染色體的”。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：　　　　。

(3)請(qǐng)結(jié)合端粒的有關(guān)知識(shí)，指出癌細(xì)胞無(wú)限增殖的可能途徑：　　　　　　　　　。

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

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。

 

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)，端粒伸長(zhǎng)有利于細(xì)胞分裂

(3)癌細(xì)胞能合成端粒酶，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)

 

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)。