高中 | 一 动物细胞培养 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第二章 细胞工程

第2节 动物细胞工程

一 动物细胞培养

细胞的生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化,请据图分析。

    

$\rm 1$表示发生在真核细胞线粒体的                 呼吸部分过程,蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递链将$\rm e$传递给$\rm O_{2}$形成水,同时将$\rm H^{+}$转运到线粒体内外膜的间隙,当$\rm H^{+}$再被转运到                 时,推动了$\rm ATP$的合成。

[["有氧","线粒体基质"]]

由图$\rm 1$可知,葡萄糖在细胞质基质氧化分解生产丙酮酸,丙酮酸进入线粒体继续氧化分解,该过程有氧气的参与,故图$\rm 1$表示发生在真核细胞线粒体的有氧呼吸部分过程,蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递链将$\rm e$传递给$\rm O_{2}$形成水,同时将$\rm H^{+}$转运到线粒体内外膜的间隙,当$\rm H^{+}$再被转运到线粒体基质中,推动了$\rm ATP$的合成。

脑缺血时,神经细胞损伤的主要原因是神经细胞缺氧导致$\rm ATP$合成骤降,请据图$\rm 1$解释原因                                                                

[["

神经细胞缺氧,有氧呼吸前两阶段产生的$\\rm H^{+}$不能通过电子呼吸链传递给$\\rm O^{2}$,导致$\\rm H^{+}$不能进入线粒体内外膜的间隙,线粒体内外膜的间隙$\\rm H^{+}$浓度低不能回到线粒体基质,从而不能驱动$\\rm ATP$的合成

"]]

脑缺血时,神经细胞缺氧,有氧呼吸前两阶段产生的$\rm H^{+}$不能通过电子呼吸链传递给$\rm O_{2}$,导致$\rm H^{+}$不能进入线粒体内外膜的间隙,线粒体内外膜的间隙$\rm H^{+}$浓度低不能回到线粒体基质,从而不能驱动$\rm ATP$的合成,使神经细胞发生损伤。

研究发现,缺血时若轻微酸化($\rm 6.4\leqslant pH\lt 7.4$)可减缓$\rm ATP$下降速率,在一定程度上起到保护神经细胞的作用,为此,科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究,分组处理及结果如图$\rm 2$所示,图$\rm 2$结果中支持轻微酸化具有保护作用的证据是                                                                

  

[["

甲组、丙组、丁组

"]]

由图$\rm 2$可知,丙组为模拟缺血培养,与甲组相比,丙组耗氧速率明显下降,丁组在丙组基础之上降低$\rm pH$,属于轻微酸化,丁组的耗氧速率比丙组高,与甲组差不多,说明轻微酸化能保护神经细胞。

基于以上研究,医生尝试在病人脑缺血的之后的吸氧治疗中添加高于正常值的                 气体,有利于降低神经细胞的损伤。

[["$\\rm CO_{2}$"]]

基于以上研究,轻微酸化能保护神经细胞,$\rm CO_{2}$属于酸性气体,故医生尝试在病人脑缺血的之后的吸氧治疗中添加高于正常值的$\rm CO_{2}$,有利于降低神经细胞的损伤。

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