Question

【題目】科學(xué)家利用酵母菌為研究對象探究節(jié)食與壽命之間的關(guān)系。酵母菌是單細胞生物，母細胞死亡之前產(chǎn)生的子細胞數(shù)目越多，壽命越長。在cdc25突變型酵母中，由葡萄糖介導(dǎo)的相關(guān)信號通路被阻斷，因此可以做為模型模擬節(jié)食進行研究。

（1）研究人員將野生型和cdc25突變型酵母分別置于正常培養(yǎng)基和低糖培養(yǎng)基中培養(yǎng)，實驗結(jié)果如圖1所示。野生型低糖培養(yǎng)基組的酵母菌壽命比野生型正常培養(yǎng)基組更______，而與cdc25突變型組相比______________，由此可以得出結(jié)論_________________。

（2）研究人員在此基礎(chǔ)上進一步探究節(jié)食與壽命相關(guān)聯(lián)的機制，結(jié)果如圖2所示。

①有研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)食可能是通過蛋白Sir2與壽命發(fā)生關(guān)聯(lián)的，從圖2結(jié)果可知支持這個結(jié)論的依據(jù)是___________。Sir2突變后，酵母菌壽命顯著低于野生型，研究者推測，Sir2在維持酵母菌正常生命活動方面具有關(guān)鍵作用。

②有研究表明，rDNA重組會對細胞造成損傷，Sir2可通過保護基因組的穩(wěn)定性來_______細胞損傷，以此來維持酵母菌的正常生命活動。有的科學(xué)家懷疑Sir2突變后，rDNA過度重組損傷細胞導(dǎo)致酵母菌提前死亡，在此基礎(chǔ)上利用cdc25突變來模擬節(jié)食，無論節(jié)食是否必須通過Sir2發(fā)揮作用，酵母菌都因提前死亡而使壽命無法被延長。

③為了打消這些科學(xué)家的疑慮，研究人員另外做了兩組實驗。已知fob1蛋白在rDNA重組過程中的是必需的，研究人員測定了Sir2與fob1雙突變體以及cdc25、Sir2與fob1三突變體的壽命，請根據(jù)實驗結(jié)果判定是否可以排除②中的疑慮并分析說明___________。

（3）白藜蘆醇是紅葡萄酒中的成分之一，它可以提高Sir2蛋白的活性，白藜蘆醇處理后的野生型酵母即使在正常培養(yǎng)上培養(yǎng)壽命也明顯延長，請就這項實驗結(jié)果對人類生活的影響提出你的觀點：________________。

Answer 1

【答案】長 無顯著差異 節(jié)食促進酵母菌壽命延長 Sir2正常存在時，模擬節(jié)食的cdc25突變體組比野生型組壽命明顯延長，而Sir2突變后，利用cdc25突變體模擬節(jié)食不能導(dǎo)致壽命延長 降低 可以排除；fob1突變后，rDNA無法重組，在此基礎(chǔ)上即使Sir2突變，酵母菌的壽命也可以達到野生型水平，在此條件下，再突變cdc25來模擬節(jié)食，壽命無法延長，說明節(jié)食必須通過Sir2才能延長壽命。

(進一步解釋：fob1突變后，即使Sir2突變，rDNA也不能完成重組，酵母菌細胞不會因此提前死亡，因此Sir2與fob1雙突變體的壽命可以達到野生型的水平。在此條件下，再突變cdc25來模擬節(jié)食，cdc25、Sir2與fob1三突變體組的壽命與Sir2與fob1雙突變體相比沒有延長，說明是因為Sir2蛋白缺失導(dǎo)致節(jié)食對壽命延長失去作用，而不是因為Sir2蛋白缺失導(dǎo)致rDNA過度重組損傷細胞使酵母菌提前死亡。) 觀點一：這個實驗為人類延長壽命的研究帶來了希望，如果進一步利用人體細胞進行研究并出現(xiàn)類似結(jié)果，人類很可能在不必辛苦節(jié)食的情況下，通過食用白藜蘆醇就可延長壽命；

觀點二：該研究結(jié)果僅適用于酵母菌，但可能被葡萄酒商人或者白藜蘆醇保健品公司利用，夸大白藜蘆醇對人類壽命延長的效果，造成虛假宣傳，從中獲取暴利

【解析】

根據(jù)題意“母細胞死亡之前產(chǎn)生的子細胞數(shù)目越多，壽命越長”，分析圖1可知，野生型低糖培養(yǎng)基組的酵母菌壽命比野生型正常培養(yǎng)基組更長。

分析圖2：Sir2正常存在時，模擬節(jié)食的cdc25突變體組比野生型組壽命明顯延長，而Sir2突變后，利用cdc25突變體模擬節(jié)食不能導(dǎo)致壽命延長，可說明節(jié)食可能是通過蛋白Sir2與壽命發(fā)生關(guān)聯(lián)的。

（1）由圖1可知，與野生型正常培養(yǎng)基相比，野生型低糖培養(yǎng)基組的母細胞存活率更高，壽命長。而與cdc25突變型組相比，兩組的母細胞存活率差不多，壽命無顯著差異，由此說明節(jié)食可促進酵母菌壽命延長。

（2）①由圖2可知，Sir2正常存在時，與野生型組相比，模擬節(jié)食的cdc25突變體組母細胞存活率高，壽命長，而Sir2突變后，而Sir2突變后，利用cdc25突變體模擬節(jié)食不能導(dǎo)致壽命延長，可說明節(jié)食有可能通過蛋白Sir2與壽命發(fā)生關(guān)聯(lián)。

②rDNA重組會對細胞造成損傷，Sir2可通過保護基因組的穩(wěn)定性來降低細胞損傷，以此來維持酵母菌的正常生命活動。

③可以排除；fob1突變后，rDNA無法重組，在此基礎(chǔ)上即使Sir2突變，酵母菌的壽命也可以達到野生型水平，在此條件下，再突變cdc25來模擬節(jié)食，壽命無法延長，說明節(jié)食必須通過Sir2才能延長壽命，則可以排除這些科學(xué)家的疑慮。

（3）觀點一：這個實驗為人類延長壽命的研究帶來了希望，如果進一步利用人體細胞進行研究并出現(xiàn)類似結(jié)果，人類很可能在不必辛苦節(jié)食的情況下，通過食用白藜蘆醇就可延長壽命。

觀點二：該研究結(jié)果僅適用于酵母菌，但可能被葡萄酒商人或者白藜蘆醇保健品公司利用，夸大白藜蘆醇對人類壽命延長的效果，造成虛假宣傳，從中獲取暴利。