Question

12．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：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：細(xì)胞核是決定細(xì)胞衰老的重要因素；實(shí)驗(yàn)Ⅲ：細(xì)胞分裂次數(shù)與物種的特異性有關(guān)，一般來講，壽命越大的物種體細(xì)胞分裂的最高次數(shù)越高．
（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短有關(guān)．隨著每一次分裂，端粒的長度都要縮短一些，一旦達(dá)到“關(guān)鍵長度”，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�；�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、端粒長度和細(xì)胞分裂次數(shù)的關(guān)系：端粒酶可使端粒伸長，于是細(xì)胞可繼續(xù)分裂．
（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)胞無限增殖的可能途徑：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（即修復(fù)端粒），從而使染色體不會(huì)達(dá)到“關(guān)鍵長度”，細(xì)胞就持續(xù)增殖．
（4）請(qǐng)利用上述材料描述兩種延緩細(xì)胞衰老的方法：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．

Answer 1

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．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ表中數(shù)據(jù)顯示細(xì)胞分裂代數(shù)隨著生物體年齡的增大而減弱；實(shí)驗(yàn)Ⅱ顯示細(xì)胞分裂次數(shù)與具體物種的特異性有關(guān)，即壽命越長的物種體細(xì)胞分裂的最高次數(shù)越高；實(shí)驗(yàn)Ⅲ表明細(xì)胞核與細(xì)胞衰老密切相關(guān)．
（2）分析題中實(shí)驗(yàn)可知影響細(xì)胞衰老的因素有生物物種、年齡和細(xì)胞核的變化等．端粒酶可使端粒伸長，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（即修復(fù)端粒），從而使染色體不會(huì)達(dá)到“關(guān)鍵長度”，細(xì)胞就持續(xù)增殖．
（4）延緩細(xì)胞衰老的方法有：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．
故答案為：
（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，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（即修復(fù)端粒），從而使染色體不會(huì)達(dá)到“關(guān)鍵長度”，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�、谟弥�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

點(diǎn)評(píng) 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．