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)獎授予約翰·格登和山中伸彌,以表彰他們在“體細(xì)胞重編程技術(shù)”領(lǐng)域做出的革命性貢獻(xiàn)。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(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”。由于動物細(xì)胞的全能性會隨著動物細(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似             (植物細(xì)胞工程的技術(shù)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(xì)胞工程的技術(shù)手段)來實現(xiàn)的。
(2)山中伸彌于2006年把4個關(guān)鍵基因通過逆轉(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)    (動物體細(xì)胞)核移植
(2)載體     DNA
(3)全能性
(4)融合    動物細(xì)胞培養(yǎng)

解析試題分析:(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長和增殖。根據(jù)題意分析可知:由于動物細(xì)胞的全能性會隨著動物細(xì)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(xì)胞的細(xì)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(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個染色體組,是2個二倍體細(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)需要用到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),通過培養(yǎng),增殖產(chǎn)生大量的iPS細(xì)胞。
考點:細(xì)胞工程
點評:本題重點考查細(xì)胞工程的有關(guān)知識,要求學(xué)生掌握細(xì)胞工程的操作步驟及在生產(chǎn)實踐中的運用,考查學(xué)生分析問題的能力。難度中等。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來源:湖南省長郡中學(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)獎于2009年10月5日在瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院揭曉,美國三們科學(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(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,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(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,會有一小段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)的起始端引物會被降解,留下的空隙沒法填補,這樣細(xì)胞染色體DNA將面臨復(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)來幫助染色體末端復(fù)制的完成,但后來卻一直未能證實這種環(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,端粒酶的作用下,通過端粒的依賴模板的復(fù)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(guān)重要。

  隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加,端粒的長度是在逐漸縮短的,當(dāng)端粒變得不能再短時,細(xì)胞不再分裂,而會死亡。并且發(fā)現(xiàn),體細(xì)胞端粒長度大大短于生殖細(xì)胞,胚胎細(xì)胞的端粒也長于成年細(xì)胞。科學(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(jié)合端粒酶的作用,從基因的角度設(shè)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(xué)家為了探究影響細(xì)胞衰老的因素,進(jìn)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(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

 

實驗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:

實驗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)每個實驗可以得出的結(jié)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(xué)院宣布,將2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)

獎授予美國科學(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

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

常基因的DNA序列受到損傷,結(jié)果使細(xì)胞活動漸趨異常。

(2)請指出端粒酶、端粒長度和細(xì)胞分裂次數(shù)的關(guān)系:    。

(3)請結(jié)合端粒的有關(guān)知識,指出癌細(xì)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(xì)胞衰老的方法:              ;

                     。

 

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