诺贝尔奖与“长生不老”

2001年诺贝尔生理或医学奖得主即美国科学家利兰·哈特韦尔、英国科学家保罗·纳斯和蒂姆·亨特，发现了导致细胞分裂的关键性调节机制，正常细胞内有一个调控细胞周期有条不紊进行的机构，他们发现了组成这个机构的关键蛋白组分，即细胞周期依赖性蛋白激酶（CDK）和周期蛋白（cyclin），他们的这一发现为研究治疗癌症的新方法开辟了途径。

【例】　2001年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家。这三位科学家发现了调控细胞周期的一系列基因，以及相关的酶和蛋白质。这项工作对肿瘤研究等领域产生了重大影响。

据材料请回答下列各题。

（1）同种生物不同类型细胞之间的细胞周期持续时间有异，请推测蛙胚卵裂期动物半球细胞的细胞周期持续时间比植物半球细胞的_________，即前者的分裂较后者的快。

（2）测定某种细胞的持续时间的长短时，通常要考虑温度因素。这是因为____________________。

（3）有人称恶性肿瘤为细胞周期病，其根据是调控细胞周期的基因发生___________导致细胞周期失控，癌细胞无限增殖。

（4）治疗恶性肿瘤的途径之一，是用药物抑制__________的合成，从而将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期。如用药物抑制纺锤体的形成，则癌细胞的细胞周期将阻断在______________期。

【解析】 （1）因为前者的分裂较后者的快，所以动物半球细胞的细胞周期比植物半球细胞的短。

（2）细胞周期受酶的调控，而酶在适宜温度下才能使相关的化学反应迅速进行。（3）调控细胞周期的基因发生突变，导致细胞周期失控，癌细胞无限增殖。考生既已从题干知道细胞周期受到一系列基因的调控，就不难推理细胞周期失控是由于这些基因发生了变化。（4）前者考查的是分裂间期细胞核内的主要变化：DNA和蛋白质这两种物质的合成，后者考查的是分裂前期纺锤体的形成。

【答案】 （1）短　（2）温度会影响酶的活性　（3）突变　（4）DNA和蛋白质　分裂前期

2002年诺贝尔生理学或医学奖分别授予了英国科学家悉尼·布伦纳、美国科学家罗伯特·霍维茨和英国科学家约翰·苏尔斯顿，以表彰他们发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。他们发现，控制“程序性细胞死亡”的基因有两类，一类是抑制细胞死亡的，另一类是启动或促进细胞死亡的。两类基因相互作用控制细胞正常死亡。如果能发现所有的调控基因，分析其功能，研究出能发挥或抑制这些基因功能的药物，那么就可加速癌细胞自杀，达到治疗癌症的目的，也可以提高免疫细胞的生命力，达到抵御艾滋病的目的。

【例】 2002年诺贝尔生理学或医学奖分别授予英国科学家悉尼·布雷内、美国科学家罗卜特·霍维茨和英国科学家约翰·苏尔斯顿，以表彰他们发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。下列说法中，错误的是（ ）

A.在人体发育成熟之前的阶段，总体来说细胞新生的多，死亡的少

B.发育成熟后，人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段

C.在人体中，如果不该死亡的细胞过多的死亡，人体就会出现衰老现象

D.应该死亡的细胞没有死亡是机体抗性强的表现

【解析】 本题考查学生对信息与所学知识加工的能力，细胞的程序性死亡是基因调控的结果，在不同的生长发育阶段，新生细胞和死亡细胞的相对数量不同，发育成熟之前，新生细胞比死亡细胞多，发育成熟后，二者处于动态平衡，机体开始衰老时，死亡细胞比新生细胞多。细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象，如果该死亡的细胞没有死亡，可能细胞发生了癌变。

【答案】 D

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、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔-格雷德、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克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。这一成果，揭开了人类衰老和癌症等严重疾病的奥秘。他们的研究成果显示，细胞中存在一种酶，它合成端粒。端粒的长短，是由酶决定的。细胞内酶多酶少可预测端粒的长短。端粒的缩短可能是导致衰老和诱发骨髓、肺部及皮肤病变的原因。如果端粒的长度得以维持，细胞衰老就能够延缓。

【例】 控制细胞分裂次数的时钟是位于染色体两端的一种特殊构造（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（端粒酶），正常人的生殖细胞中也有这种酶。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】 癌细胞与生殖细胞的分裂能力都比较强，两者都含有延长染色体端粒的酶，而正常细胞的端粒很短，不能延长。通过分析可以看出体细胞不能无限分裂的原因是控制端粒酶合成的基因没有表达，控制端粒酶合成的基因在正常的细胞中都存在。

【答案】 D

（作者单位：河南省南乐县第一高级中学）

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