卡羅林斯卡醫(yī)學院2012年10月8日宣布,將2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予約翰·格登和山中伸彌,以表彰他們在“體細胞重編程技術”領域做出的革命性貢獻。請回答下列問題:
(1)約翰·格登于1962年通過實驗把蝌蚪已分化體細胞的細胞核移植進入卵母細胞質(zhì)中,并成功培育出“克隆青蛙”。由于動物細胞的全能性會隨著動物細胞 程度的提高而逐漸受到限制,分化潛能逐漸變?nèi),直到今天也還不能用類似 (植物細胞工程的技術手段)的方法獲得完整的動物個體。因此,約翰·格登培育“克隆青蛙”,實際是通過 (動物細胞工程的技術手段)來實現(xiàn)的。
(2)山中伸彌于2006年把4個關鍵基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小鼠的成纖維細胞,使其變成多功能干細胞。在該技術中,逆轉(zhuǎn)錄病毒是這4個關鍵基因進入成纖維細胞的 (基因工程工具),它能夠攜帶外源基因進入受體細胞,并整合到其染色體 上。
(3)所謂“體細胞重編程技術”即將成年體細胞重新誘導回早期干細胞狀態(tài),即獲得iPS細胞。iPS細胞與胚胎干細胞一樣,具有發(fā)育的 ,即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。
(4)目前獲得iPS細胞的方法除上述兩種之外,常見的還有以下兩種:一是誘導成年體細胞與胚胎干細胞 產(chǎn)生四倍體細胞;二是應用 技術(動物細胞工程的技術手段)將生殖細胞置于特定條件下進行培養(yǎng)。
(8分)
(1)分化 植物組織培養(yǎng) (動物體細胞)核移植
(2)載體 DNA
(3)全能性
(4)融合 動物細胞培養(yǎng)
【解析】
試題分析:(1)動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關的組織,將它分散成單個細胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和增殖。根據(jù)題意分析可知:由于動物細胞的全能性會隨著動物細胞分化程度的提高而逐漸受到限制,所以不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體。培育的“克隆青蛙”,實際是通過核移植來實現(xiàn)的,表明動物細胞的細胞核具有全能性。(2)在基因工程中常用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。所以逆轉(zhuǎn)錄病毒是基因進入成纖維細胞的載體;并整合到其染色體DNA上。(3)胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,能分化為動物體內(nèi)任何一種組織細胞。(4)四倍體細胞中含有4個染色體組,是2個二倍體細胞融合而成;將生殖細胞置于特定條件下進行培養(yǎng)需要用到動物細胞培養(yǎng)技術,通過培養(yǎng),增殖產(chǎn)生大量的iPS細胞。
考點:細胞工程
點評:本題重點考查細胞工程的有關知識,要求學生掌握細胞工程的操作步驟及在生產(chǎn)實踐中的運用,考查學生分析問題的能力。難度中等。
科目:高中生物 來源:湖南省長郡中學2010屆高三上學期第三次月考生物試題 題型:071
2009年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎于2009年10月5日在瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院揭曉,美國三們科學家伊麗莎白·布蘭克波恩(ElizabethH.Blackburn)、卡羅爾·格雷德(CarolW.Greider)和杰克·紹斯塔克(JackW.Szostak)因發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶保護染色體的機制而共同獲得該獎項。
什么是端粒和端粒酶呢?端粒是真核生物染色體線性DNA分子末端的結構。形態(tài)學上,染色體DNA末端膨大成粒狀,像兩頂帽子那樣蓋在染色體兩端,因而得名。在某些情況下,染色體可以斷裂,這時,染色體斷端之間會發(fā)生融合,或者斷端被酶降解。但正常染色體不會整體地互相融合,也不會在末端出現(xiàn)遺傳信息的丟失(被降解之類)?梢姸肆T诰S持染色體和DNA復制的完整性有重要作用。
真核生物雙螺旋DNA雙鏈復制時,會有一小段DNA引物連接在復制的起始部位,在合成酶的作用下,在引物后依次連接上A、T、C、G(脫氧核苷),形成新的DNA鏈。復制完成后,最早出現(xiàn)的起始端引物會被降解,留下的空隙沒法填補,這樣細胞染色體DNA將面臨復制一次就縮短一些的問題。這種縮短的情況在某些低等生物的特殊生活條件下可以觀察到,但卻是特例。事實上,染色體雖經(jīng)多次復制,卻不會越來越短。早期的研究者們曾假定有一種過渡性的環(huán)狀結構來幫助染色體末端復制的完成,但后來卻一直未能證實這種環(huán)狀結構的存在。
20世紀80年代中期,科學家們發(fā)現(xiàn)了端粒酶。當DNA復制終止時,端粒酶的作用下,通過端粒的依賴模板的復制,可以補償由去除引物引起的末端縮短,因此在端粒的保持過程中,端粒酶至關重要。
隨著細胞分裂次數(shù)的增加,端粒的長度是在逐漸縮短的,當端粒變得不能再短時,細胞不再分裂,而會死亡。并且發(fā)現(xiàn),體細胞端粒長度大大短于生殖細胞,胚胎細胞的端粒也長于成年細胞。科學家發(fā)現(xiàn),至少可以認為在細胞水平的老化,和端粒酶的活性下降有關。
——摘自2009年10月13日《科技日報》
根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)端粒和端粒酶的基本組成單位分別是________。
(2)端粒酶對染色體的的作用是____________________。
(3)人體衰老的原因是____________________________。
(4)“從位置上看,端粒就是染色體的著絲點”,這句話對嗎?為什么?
__________________________。
(5)請結合端粒酶的作用,從基因的角度設想一項治療癌癥的措施。
__________________________。
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科目:高中生物 來源: 題型:閱讀理解
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(yǎng)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(shù) | 50 | 20 | 2~4 |
實驗Ⅱ:分別將鼠、雞、人和龜?shù)捏w細胞在體外培養(yǎng),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(yǎng),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、2009年10月5日,瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院宣布,將2009年諾貝爾生理學或醫(yī)學
獎授予美國科學家伊麗莎白·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)“端粒酶是如何保護染色體的”。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(shù)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(xù)增殖。細胞衰老可能是在端粒DNA序列“截短”后,端粒內(nèi)側正
;虻腄NA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(shù)的關系: 。
(3)請結合端粒的有關知識,指出癌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: ;
。
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