Question

【題目】科學(xué)家利用酵母菌為研究對(duì)象探究節(jié)食與壽命之間的關(guān)系。酵母菌是單細(xì)胞生物，母細(xì)胞死亡之前產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)目越多，壽命越長(zhǎng)。在cdc25突變型酵母中，由葡萄糖介導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)通路被阻斷，因此可以做為模型模擬節(jié)食進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)一步探究節(jié)食與壽命相關(guān)聯(lián)的機(jī)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(guò)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(gè)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(cè)，Sir2在維持酵母菌正常生命活動(dòng)方面具有關(guān)鍵作用。

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

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(shí)驗(yàn)。已知fob1蛋白在rDNA重組過(guò)程中的是必需的，研究人員測(cè)定了Sir2與fob1雙突變體以及cdc25、Sir2與fob1三突變體的壽命，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定是否可以排除②中的疑慮并分析說(shuō)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(zhǎng)，請(qǐng)就這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)人類(lèi)生活的影響提出你的觀點(diǎn)：________________。

Answer 1

【答案】長(zhǎng) 無(wú)顯著差異 節(jié)食促進(jìn)酵母菌壽命延長(zhǎng) Sir2正常存在時(shí)，模擬節(jié)食的cdc25突變體組比野生型組壽命明顯延長(zhǎng)，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(zhǎng) 降低 可以排除；fob1突變后，rDNA無(wú)法重組，在此基礎(chǔ)上即使Sir2突變，酵母菌的壽命也可以達(dá)到野生型水平，在此條件下，再突變cdc25來(lái)模擬節(jié)食，壽命無(wú)法延長(zhǎng)，說(shuō)明節(jié)食必須通過(guò)Sir2才能延長(zhǎng)壽命。

(進(jìn)一步解釋?zhuān)?/span>fob1突變后，即使Sir2突變，rDNA也不能完成重組，酵母菌細(xì)胞不會(huì)因此提前死亡，因此Sir2與fob1雙突變體的壽命可以達(dá)到野生型的水平。在此條件下，再突變cdc25來(lái)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(méi)有延長(zhǎng)，說(shuō)明是因?yàn)?/span>Sir2蛋白缺失導(dǎo)致節(jié)食對(duì)壽命延長(zhǎng)失去作用，而不是因?yàn)?/span>Sir2蛋白缺失導(dǎo)致rDNA過(guò)度重組損傷細(xì)胞使酵母菌提前死亡。) 觀點(diǎn)一：這個(gè)實(shí)驗(yàn)為人類(lèi)延長(zhǎng)壽命的研究帶來(lái)了希望，如果進(jìn)一步利用人體細(xì)胞進(jìn)行研究并出現(xiàn)類(lèi)似結(jié)果，人類(lèi)很可能在不必辛苦節(jié)食的情況下，通過(guò)食用白藜蘆醇就可延長(zhǎng)壽命；

觀點(diǎn)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(duì)人類(lèi)壽命延長(zhǎng)的效果，造成虛假宣傳，從中獲取暴利

【解析】

根據(jù)題意“母細(xì)胞死亡之前產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)目越多，壽命越長(zhǎng)”，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(zhǎng)。

分析圖2：Sir2正常存在時(shí)，模擬節(jié)食的cdc25突變體組比野生型組壽命明顯延長(zhǎng)，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(zhǎng)，可說(shuō)明節(jié)食可能是通過(guò)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(xì)胞存活率更高，壽命長(zhǎng)。而與cdc25突變型組相比，兩組的母細(xì)胞存活率差不多，壽命無(wú)顯著差異，由此說(shuō)明節(jié)食可促進(jìn)酵母菌壽命延長(zhǎng)。

（2）①由圖2可知，Sir2正常存在時(shí)，與野生型組相比，模擬節(jié)食的cdc25突變體組母細(xì)胞存活率高，壽命長(zhǎng)，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(zhǎng)，可說(shuō)明節(jié)食有可能通過(guò)蛋白Sir2與壽命發(fā)生關(guān)聯(lián)。

②rDNA重組會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損傷，Sir2可通過(guò)保護(hù)基因組的穩(wěn)定性來(lái)降低細(xì)胞損傷，以此來(lái)維持酵母菌的正常生命活動(dòng)。

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

（3）觀點(diǎn)一：這個(gè)實(shí)驗(yàn)為人類(lèi)延長(zhǎng)壽命的研究帶來(lái)了希望，如果進(jìn)一步利用人體細(xì)胞進(jìn)行研究并出現(xiàn)類(lèi)似結(jié)果，人類(lèi)很可能在不必辛苦節(jié)食的情況下，通過(guò)食用白藜蘆醇就可延長(zhǎng)壽命。

觀點(diǎn)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(duì)人類(lèi)壽命延長(zhǎng)的效果，造成虛假宣傳，從中獲取暴利。