Question

三位美国科学家由于在端粒和端粒酶方面的重大发现获得了2009年的诺贝尔生理学或医学奖．如图甲所示，端粒是染色体末端由DNA重复序列（一TTAGGG一）和相关蛋白组成的一种特殊结构，具有稳定染色体结构及完整性的功能．但随着染色体复制与细胞分裂的不断进行，端粒会逐渐缩短，待缩短至一定程度则细胞不能继续分裂而逐渐走向衰老和凋亡．端粒酶由RNA和蛋白质构成，能够利用自身RNA为模板使端粒末端的DNA重复序列得以延长，使端粒保持一定长度，为细胞的持续分裂提供必要的遗传基础．

（1）随着细胞中端粒长度的缩短，细胞的增殖能力将逐渐

 

．研究发现，端粒酶在不分裂的体细胞中一般不表现出活性，据此推测，下列人体细胞中具有端粒酶活性的是

 

，判断依据

 

．
①胚胎干细胞   ②心肌细胞   ③造血干细胞   ④成熟红细胞
（2）端粒酶催化的反应过程中，遗传信息的流向是

 

．
（3）癌变的细胞中具有较高活性的端粒酶，除常规的癌症治疗方法外，通过寻找能够

 

癌细胞中端粒酶活性的物质也使癌症的治疗成为一种可能．
（4）研究表明，癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍．图乙是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题：
①图中人代表细胞膜上的

 

，葡萄糖进入癌细胞后，在代谢过程中可通过某些代谢过程形成非必需氨基酸，也可通过形成五碳糖进而合成

 

作为DNA复制的原料．
②在有氧条件下，癌细胞呼吸作用的方式为

 

．与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有

 

（填编号），代谢途径发生这种变化的意义在于能够

 

，从而有利于癌细胞的增殖．
③细胞在致癌因子的影响下，基因的结构发生改变，进而调控

 

的合成来改变代谢途径．若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的

 

异常代谢途径，图中的过程

 

（填编号）不宜选为作用位点．

Answer 1

考点：细胞呼吸的过程和意义,细胞癌变的原因,恶性肿瘤的防治

专题：

分析：1、分析题干的信息：“但随着染色体复制与细胞分裂的不断进行，端粒会逐渐缩短，待缩短至一定程度则细胞不能继续分裂而逐渐走向衰老和凋亡．端粒酶由RNA和蛋白质构成，能够利用自身RNA为模板使端粒末端的DNA重复序列得以延长，使端粒保持一定长度，为细胞的持续分裂提供必要的遗传基础”，说明细胞能够保持分裂的原因是端粒酶保持活性．
2、人的每个细胞内都有原癌基因平时处于被抑制状态，由于物理（比如射线）、化学、病毒感染等原因，会激活原癌基因，导致细胞癌变．癌变后的细胞会不断大量吸收营养物质，持续大量分裂增殖．在细胞基因组中，与肿瘤发生相关的某一原癌基因的突变，并不马上形成癌症，当多个基因发生变异时才有可能使相关细胞逐渐显示出癌细胞的特征．
3、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程．有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP．人体细胞无氧呼吸：C₆H₁₂O₆

酶

2C₃H₆O₃+能量，场所在细胞质基质．
4、①是葡萄糖进入细胞、②葡萄糖转变为中间产物、③无氧呼吸的第二阶段、④有氧呼吸的第三阶段．

解答： 解：（1）根据题干的信息“随着染色体复制与细胞分裂的不断进行，端粒会逐渐缩短，待缩短至一定程度则细胞不能继续分裂而逐渐走向衰老和凋亡”，随着细胞中端粒长度的缩短，细胞的增殖能力将逐渐下降．研究发现，端粒酶在不分裂的体细胞中一般不表现出活性，由于①胚胎干细胞和③造血干细胞具有较强的分裂能力，所以①胚胎干细胞和③造血干细胞中具有端粒酶活性．
（2）端粒是染色体末端由DNA重复序列（一TTAGGG一）和相关蛋白组成的一种特殊结构，端粒酶由RNA和蛋白质构成，能够利用自身RNA为模板使端粒末端的DNA重复序列得以延长，使端粒保持一定长度，所以端粒酶催化的反应过程中，遗传信息的流向是RNA→DNA．
（3）癌变的细胞中具有较高活性的端粒酶，除常规的癌症治疗方法外，通过寻找能够抑制癌细胞中端粒酶活性的物质也使癌症的治疗成为一种可能．
（4）①因为图中A能在细胞膜上协助葡萄糖进入细胞膜，所以可以推断其应该是载体蛋白；DNA的合成原料是脱氧核苷酸． 
②在有氧条件下，正常细胞一般进行有氧呼吸；而癌细胞由于快速增殖形成大量子细胞，可使部分细胞处于缺氧状态，呼吸作用可出现有氧呼吸④和无氧呼吸③这两种方式．由于癌细胞从内环境中摄取的葡萄糖是正常细胞的若干倍，结合已知图形，与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有①②③，但是并没有产生大量的能量，所以④没有增强；呼吸作用能够产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料，从而有利于癌细胞的增殖． 
③细胞癌变，是由于原癌基因和抑癌基因发生突变引起的；若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的酶异常代谢途径，图中代谢过程①④是所有正常细胞都有可能大量进行的，所以不宜作为作用位点． 
故答案为：
（1）下降     ①③细胞具有较强的分裂能力
（2）从RNA到DNA（或“RNA→DNA”）
（3）抑制
（4）①载体蛋白    脱氧核苷酸
②有氧呼吸和无氧呼吸    ①②③
产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料
③原癌基因和抑癌基因    酶    ①④

点评：本题设计新颖，以癌细胞中的葡萄糖代谢过程为素材，考查癌细胞和细胞代谢的相关知识，意在考查考生的审图能力、识记能力和理解迁移能力．