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”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 (Elizabeth Blackburn)、美国巴尔的摩约翰 霍普金斯医学院的卡罗尔-格雷德(Carol Greider)、 美国哈佛医学院的杰克绍斯塔克(Jack Szostak)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 DNA B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 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：D 3、 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：C 4、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。 (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 5060 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： _； _； _ 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：将癌细胞分成 A、B 两组A 组加入端粒酶抑制剂，B 组不加，进行培养 记 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。 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