诺贝尔生理学或医学奖相关习题 4页

“2009年诺贝尔生理学或医学奖”相关习题2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本(ElizabethBlackburn)、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔-格雷德(CarolGreider)、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克(JackSzostak)以及霍华德休斯医学研究所，以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。1、端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，主要由特定的DNA序列与蛋白质构成，其主要生物学功能是保证染色体末端完整复制，使染色体结构保持稳定。当端粒酶存在时，在染色体末端才能合成端粒的DNA，以保持端粒长度。端粒酶主要由三个部分构成：端粒酶RNA、端粒酶相关蛋白和端粒酶逆转录酶。右图为细胞分裂时，在有、无端粒酶情况下染色体结构变化的示意图。下列表述不正确的是A．端粒酶以自身的RNA为模板，在逆转录酶的作用下合成端粒DNAB．无端粒酶时端粒逐渐缩短可能导致细胞分裂次数有限C．端粒酶的存在使细胞能长久保持分裂能力且不发生癌变D．对端粒和端粒酶的研究可能有助于延长人类寿命解析：端粒酶可以合成DNA必定以端粒酶RNA作为模板，在逆转录酶的作用下完成的。由图不难看出，随着分裂次数的增加，端粒越来越短。在某些无限增殖的细胞中，如癌细胞，都发现了端粒酶，所以癌细胞可以无限增殖。2、控制细胞分裂次数的“时钟”是位于染色体两端的一种特殊结构（端粒），它随着细胞分裂而变短。癌细胞中，存在延长染色体端粒的酶，正常人的生殖细胞中也有。据此你认为体细胞不能无限分裂的原因是                          (    )A．缺少合成端粒酶的氨基酸          B．缺少控制端粒酶合成的基因4/4 C．控制端粒酶合成的基因发生突变    D．控制端粒酶合成的基因没有表达解析：考查细胞分裂和细胞分化。体细胞不能无限分裂，因为细胞中没有端粒酶，但正常人的生殖细胞中有，说明体细胞中存在控制端粒酶合成的基因，只是没有表达。答案：D3、在多莉羊问世以后，许多人怀疑多莉可能不是来自成年羊的体细胞，而是来自实验中污染的胚胎细胞。那么支持多莉来自体细胞而不是胚胎细胞的证据应该是 (    )A．多莉的DNA指纹               B．多莉DNA的熔解温度C．多莉的端粒长度               D．多莉的生物钟解析：体细胞端粒长度会随着细胞分裂而变短，胚胎细胞时则会重建，可以用来判断细胞年龄。答案：C4、阅读、分析下列材料，并结合你所学的知识回答问题：细胞衰老是一种正常的生命现象。科学家提出的“端粒学说”阐述了细胞衰老的某些可能的机制。端粒是染色体末端的一种特殊结构，其DNA末端含有由简单的串联重复序列(如下图中的－TTAGGG－)组成的单链突出段，它们在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂次数的增加而缩短，除非有端粒酶的存在。端粒酶由RNA和蛋白质组成，其RNA含有与端粒DNA重复序列互补的一个片段(如下图中的－AAUCCC－)，是合成端粒DNA的模板；其蛋白质催化端粒DNA的合成，催化的一种机制如下图。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且由于细胞的后代因必需基因的丢失，最终死亡。培养中少数变得长生不老的癌细胞表现出有活性的端粒酶和稳定长度的端粒。(1)图中“聚合”过程需要         种脱氧核苷酸。端粒酶中，蛋白质成分的功能类似于             (酶)。(2)正常体细胞中不存在端粒酶的活性，你认为新复制出的DNA与亲代DNA完全相同吗?                                。体外培养正常成纤维细胞，细胞中的端粒长度与细胞增殖能力呈                           关系。4/4 (3)从材料分析可知，正常体细胞不断走向衰老的生理原因是                      。(4)依据“端粒学说”，请提出一种可以抗肿瘤药物的作用机制。                                                          。答案：（1）3　逆转录酶　（2）不完全相同　正相关　（3）端粒酶活性的丧失（4）抑制端粒酶基因的表达（或剔除端粒酶基因，或抑制端粒酶的活性。）（只要合理即可）5、近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供法的材料回答问题：   （1）体外分别培养某癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是________。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具有_____________的特性。   （2）细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，这些蛋白质会成为 ________，引起机体的免疫应答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是________。   （3）端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验：   实验目的：探究端粒酶与细胞癌变的关系。细胞类型增值代数端粒酶活性正常体细胞50～60无癌细胞无限有   实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。   实验步骤：   ①________________________；   ②________________________；   ③________________________  结果预测及分析：________________________________________________________ 。   （4）请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路： _____________________________。答案：①将癌细胞分成A、B两组②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养③记录并比较A、B两组的增殖代数（分裂次数）4/4 结果预测及分析：A组比B组增殖代数减少，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂）有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂）无关。6、细胞衰老可能与端粒截短有关，每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA即端粒。人体细胞分裂的次数与特异性染色体端粒的长短有关。随着每一次分裂，端粒的长度都要缩短一些，一旦达到“关键长度”，细胞增殖就结束。然而，人的骨髓和癌细胞，在端粒酶的作用下，会伸长已缩短的染色体末端。因此，这些染色体就能快速地进行细胞分裂而不会达到“关键长度”，细胞就持续增殖。细胞衰老可能是在端粒DNA序列“截短”后，端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。（1）请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系：______________________________（2）癌症发病的原因是，原癌基因在致癌因子的作用下转变为癌基因。请结合端粒的有关知识，指出癌基因使细胞无限增殖的可能途径：_____________________________________（3）请利用上述材料描述一种延缓细胞衰老的方法：________________________________答案：：2（1）a扩（分）散转移（2）抗原效应T细胞（3）实验步骤：①将癌细胞分成A、B两组②A组加入端粒酶，B组不加，进行培养③纪录并比较A、B两组的增殖代数（分裂次数）。结果预测及分析：A组比B组增殖代数减少，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂）有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂）无关4/4