卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院2012年10月8日宣布,將2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·格登和山中伸彌,以表彰他們?cè)凇绑w細(xì)胞重編程技術(shù)”領(lǐng)域做出的革命性貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)約翰·格登于1962年通過(guò)實(shí)驗(yàn)把蝌蚪已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核移植進(jìn)入卵母細(xì)胞質(zhì)中,并成功培育出“克隆青蛙”。由于動(dòng)物細(xì)胞的全能性會(huì)隨著動(dòng)物細(xì)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(lèi)似 (植物細(xì)胞工程的技術(shù)手段)的方法獲得完整的動(dòng)物個(gè)體。因此,約翰·格登培育“克隆青蛙”,實(shí)際是通過(guò) (動(dòng)物細(xì)胞工程的技術(shù)手段)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
(2)山中伸彌于2006年把4個(gè)關(guān)鍵基因通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小鼠的成纖維細(xì)胞,使其變成多功能干細(xì)胞。在該技術(shù)中,逆轉(zhuǎn)錄病毒是這4個(gè)關(guān)鍵基因進(jìn)入成纖維細(xì)胞的 (基因工程工具),它能夠攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞,并整合到其染色體 上。
(3)所謂“體細(xì)胞重編程技術(shù)”即將成年體細(xì)胞重新誘導(dǎo)回早期干細(xì)胞狀態(tài),即獲得iPS細(xì)胞。iPS細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞一樣,具有發(fā)育的 ,即可以分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。
(4)目前獲得iPS細(xì)胞的方法除上述兩種之外,常見(jiàn)的還有以下兩種:一是誘導(dǎo)成年體細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞 產(chǎn)生四倍體細(xì)胞;二是應(yīng)用 技術(shù)(動(dòng)物細(xì)胞工程的技術(shù)手段)將生殖細(xì)胞置于特定條件下進(jìn)行培養(yǎng)。
(8分)
(1)分化 植物組織培養(yǎng) (動(dòng)物體細(xì)胞)核移植
(2)載體 DNA
(3)全能性
(4)融合 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
【解析】
試題分析:(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。根據(jù)題意分析可知:由于動(dòng)物細(xì)胞的全能性會(huì)隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制,所以不能用類(lèi)似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動(dòng)物個(gè)體。培育的“克隆青蛙”,實(shí)際是通過(guò)核移植來(lái)實(shí)現(xiàn)的,表明動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。(2)在基因工程中常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒。所以逆轉(zhuǎn)錄病毒是基因進(jìn)入成纖維細(xì)胞的載體;并整合到其染色體DNA上。(3)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,能分化為動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。(4)四倍體細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組,是2個(gè)二倍體細(xì)胞融合而成;將生殖細(xì)胞置于特定條件下進(jìn)行培養(yǎng)需要用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),通過(guò)培養(yǎng),增殖產(chǎn)生大量的iPS細(xì)胞。
考點(diǎn):細(xì)胞工程
點(diǎn)評(píng):本題重點(diǎn)考查細(xì)胞工程的有關(guān)知識(shí),要求學(xué)生掌握細(xì)胞工程的操作步驟及在生產(chǎn)實(shí)踐中的運(yùn)用,考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力。難度中等。
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科目:高中生物 來(lái)源:湖南省長(zhǎng)郡中學(xué)2010屆高三上學(xué)期第三次月考生物試題 題型:071
2009年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)于2009年10月5日在瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院揭曉,美國(guó)三們科學(xué)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(hù)染色體的機(jī)制而共同獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。
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(jié)構(gòu)。形態(tài)學(xué)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(shí),染色體斷端之間會(huì)發(fā)生融合,或者斷端被酶降解。但正常染色體不會(huì)整體地互相融合,也不會(huì)在末端出現(xiàn)遺傳信息的丟失(被降解之類(lèi))?梢(jiàn)端粒在維持染色體和DNA復(fù)制的完整性有重要作用。
真核生物雙螺旋DNA雙鏈復(fù)制時(shí),會(huì)有一小段DNA引物連接在復(fù)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(fù)制完成后,最早出現(xiàn)的起始端引物會(huì)被降解,留下的空隙沒(méi)法填補(bǔ),這樣細(xì)胞染色體DNA將面臨復(fù)制一次就縮短一些的問(wèn)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(shí)上,染色體雖經(jīng)多次復(fù)制,卻不會(huì)越來(lái)越短。早期的研究者們?cè)俣ㄓ幸环N過(guò)渡性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)來(lái)幫助染色體末端復(fù)制的完成,但后來(lái)卻一直未能證實(shí)這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的存在。
20世紀(jì)80年代中期,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了端粒酶。當(dāng)DNA復(fù)制終止時(shí),端粒酶的作用下,通過(guò)端粒的依賴(lài)模板的復(fù)制,可以補(bǔ)償由去除引物引起的末端縮短,因此在端粒的保持過(guò)程中,端粒酶至關(guān)重要。
隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加,端粒的長(zhǎng)度是在逐漸縮短的,當(dāng)端粒變得不能再短時(shí),細(xì)胞不再分裂,而會(huì)死亡。并且發(fā)現(xiàn),體細(xì)胞端粒長(zhǎng)度大大短于生殖細(xì)胞,胚胎細(xì)胞的端粒也長(zhǎng)于成年細(xì)胞?茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),至少可以認(rèn)為在細(xì)胞水平的老化,和端粒酶的活性下降有關(guān)。
——摘自2009年10月13日《科技日?qǐng)?bào)》
根據(jù)上述材料,回答下列問(wèn)題:
(1)端粒和端粒酶的基本組成單位分別是________。
(2)端粒酶對(duì)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(diǎn)”,這句話對(duì)嗎?為什么?
__________________________。
(5)請(qǐng)結(jié)合端粒酶的作用,從基因的角度設(shè)想一項(xiàng)治療癌癥的措施。
__________________________。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:閱讀理解
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
;虻腄NA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: ;
。
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