Question

三位美國科學(xué)家由于在端粒和端粒酶方面的重大發(fā)現(xiàn)獲得了2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎．如圖甲所示，端粒是染色體末端由DNA重復(fù)序列（一TTAGGG一）和相關(guān)蛋白組成的一種特殊結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定染色體結(jié)構(gòu)及完整性的功能．但隨著染色體復(fù)制與細胞分裂的不斷進行，端粒會逐漸縮短，待縮短至一定程度則細胞不能繼續(xù)分裂而逐漸走向衰老和凋亡．端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，能夠利用自身RNA為模板使端粒末端的DNA重復(fù)序列得以延長，使端粒保持一定長度，為細胞的持續(xù)分裂提供必要的遺傳基礎(chǔ)．

（1）隨著細胞中端粒長度的縮短，細胞的增殖能力將逐漸

 

．研究發(fā)現(xiàn)，端粒酶在不分裂的體細胞中一般不表現(xiàn)出活性，據(jù)此推測，下列人體細胞中具有端粒酶活性的是

 

，判斷依據(jù)

 

．
①胚胎干細胞   ②心肌細胞   ③造血干細胞   ④成熟紅細胞
（2）端粒酶催化的反應(yīng)過程中，遺傳信息的流向是

 

．
（3）癌變的細胞中具有較高活性的端粒酶，除常規(guī)的癌癥治療方法外，通過尋找能夠

 

癌細胞中端粒酶活性的物質(zhì)也使癌癥的治療成為一種可能．
（4）研究表明，癌細胞和正常分化細胞在有氧條件下產(chǎn)生的ATP總量沒有明顯差異，但癌細胞從內(nèi)環(huán)境中攝取并用于細胞呼吸的葡萄糖是正常細胞的若干倍．圖乙是癌細胞在有氧條件下葡萄糖的部分代謝過程，據(jù)圖分析回答問題：
①圖中人代表細胞膜上的

 

，葡萄糖進入癌細胞后，在代謝過程中可通過某些代謝過程形成非必需氨基酸，也可通過形成五碳糖進而合成

 

作為DNA復(fù)制的原料．
②在有氧條件下，癌細胞呼吸作用的方式為

 

．與正常細胞相比，①～④過程在癌細胞中明顯增強的有

 

（填編號），代謝途徑發(fā)生這種變化的意義在于能夠

 

，從而有利于癌細胞的增殖．
③細胞在致癌因子的影響下，基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進而調(diào)控

 

的合成來改變代謝途徑．若要研制藥物來抑制癌癥患者細胞中的

 

異常代謝途徑，圖中的過程

 

（填編號）不宜選為作用位點．

Answer 1

考點：細胞呼吸的過程和意義,細胞癌變的原因,惡性腫瘤的防治

專題：

分析：1、分析題干的信息：“但隨著染色體復(fù)制與細胞分裂的不斷進行，端粒會逐漸縮短，待縮短至一定程度則細胞不能繼續(xù)分裂而逐漸走向衰老和凋亡．端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，能夠利用自身RNA為模板使端粒末端的DNA重復(fù)序列得以延長，使端粒保持一定長度，為細胞的持續(xù)分裂提供必要的遺傳基礎(chǔ)”，說明細胞能夠保持分裂的原因是端粒酶保持活性．
2、人的每個細胞內(nèi)都有原癌基因平時處于被抑制狀態(tài)，由于物理（比如射線）、化學(xué)、病毒感染等原因，會激活原癌基因，導(dǎo)致細胞癌變．癌變后的細胞會不斷大量吸收營養(yǎng)物質(zhì)，持續(xù)大量分裂增殖．在細胞基因組中，與腫瘤發(fā)生相關(guān)的某一原癌基因的突變，并不馬上形成癌癥，當(dāng)多個基因發(fā)生變異時才有可能使相關(guān)細胞逐漸顯示出癌細胞的特征．
3、呼吸作用是指生物體內(nèi)的有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且釋放出能量的總過程．有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜．有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP．人體細胞無氧呼吸：C₆H₁₂O₆

酶

2C₃H₆O₃+能量，場所在細胞質(zhì)基質(zhì)．
4、①是葡萄糖進入細胞、②葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g產(chǎn)物、③無氧呼吸的第二階段、④有氧呼吸的第三階段．

解答： 解：（1）根據(jù)題干的信息“隨著染色體復(fù)制與細胞分裂的不斷進行，端粒會逐漸縮短，待縮短至一定程度則細胞不能繼續(xù)分裂而逐漸走向衰老和凋亡”，隨著細胞中端粒長度的縮短，細胞的增殖能力將逐漸下降．研究發(fā)現(xiàn)，端粒酶在不分裂的體細胞中一般不表現(xiàn)出活性，由于①胚胎干細胞和③造血干細胞具有較強的分裂能力，所以①胚胎干細胞和③造血干細胞中具有端粒酶活性．
（2）端粒是染色體末端由DNA重復(fù)序列（一TTAGGG一）和相關(guān)蛋白組成的一種特殊結(jié)構(gòu)，端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，能夠利用自身RNA為模板使端粒末端的DNA重復(fù)序列得以延長，使端粒保持一定長度，所以端粒酶催化的反應(yīng)過程中，遺傳信息的流向是RNA→DNA．
（3）癌變的細胞中具有較高活性的端粒酶，除常規(guī)的癌癥治療方法外，通過尋找能夠抑制癌細胞中端粒酶活性的物質(zhì)也使癌癥的治療成為一種可能．
（4）①因為圖中A能在細胞膜上協(xié)助葡萄糖進入細胞膜，所以可以推斷其應(yīng)該是載體蛋白；DNA的合成原料是脫氧核苷酸． 
②在有氧條件下，正常細胞一般進行有氧呼吸；而癌細胞由于快速增殖形成大量子細胞，可使部分細胞處于缺氧狀態(tài)，呼吸作用可出現(xiàn)有氧呼吸④和無氧呼吸③這兩種方式．由于癌細胞從內(nèi)環(huán)境中攝取的葡萄糖是正常細胞的若干倍，結(jié)合已知圖形，與正常細胞相比，①～④過程在癌細胞中明顯增強的有①②③，但是并沒有產(chǎn)生大量的能量，所以④沒有增強；呼吸作用能夠產(chǎn)生大量的中間產(chǎn)物，為合成DNA和蛋白質(zhì)等重要物質(zhì)提供原料，從而有利于癌細胞的增殖． 
③細胞癌變，是由于原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變引起的；若要研制藥物來抑制癌癥患者細胞中的酶異常代謝途徑，圖中代謝過程①④是所有正常細胞都有可能大量進行的，所以不宜作為作用位點． 
故答案為：
（1）下降     ①③細胞具有較強的分裂能力
（2）從RNA到DNA（或“RNA→DNA”）
（3）抑制
（4）①載體蛋白    脫氧核苷酸
②有氧呼吸和無氧呼吸    ①②③
產(chǎn)生大量的中間產(chǎn)物，為合成DNA和蛋白質(zhì)等重要物質(zhì)提供原料
③原癌基因和抑癌基因    酶    ①④

點評：本題設(shè)計新穎，以癌細胞中的葡萄糖代謝過程為素材，考查癌細胞和細胞代謝的相關(guān)知識，意在考查考生的審圖能力、識記能力和理解遷移能力．