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高中 | 第1 节 基因突变和基因重组题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二 遗传与进化
第五章 基因突变及其他变异
第1 节 基因突变和基因重组
在缺氧条件下,人体既可通过神经系统调节呼吸频率来适应,又可通过增加红细胞的数量来适应。红细胞数量增加与细胞内缺氧诱导因子($\rm HIF$)介导的系列反应有关,机理如下图所示。$\rm 2019$年诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现这一机制的三位科学家。请回答问题:
呼吸频率加快加深后,吸入更多的氧气。氧气进入人体细胞参与有氧呼吸的反应场所是 。人体在缺氧条件下,细胞呼吸的产物有 。
线粒体(内膜);乳酸、$\\rm CO_{2}$和水
"]]氧气参与有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体(内膜);人体在缺氧条件下,可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,其中无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸的产物是水和二氧化碳。
如图所示,常氧条件下,经过 的催化,$\rm HIF-1\alpha$蛋白发生羟基化,使得$\rm VHL$蛋白能够与之识别并结合,从而导致$\rm HIF-1\alpha$蛋白降解。
脯氨酰羟化酶$\\rm /PHD$
"]]据图分析可知,常氧条件下,$\rm HIF-1\alpha$蛋白经过脯氨酰羟化酶的催化发生了羟基化。
由图可知,缺氧条件下,$\rm HIF-1\alpha$蛋白通过 进入细胞核内,与$\rm ARNT$结合形成缺氧诱导因子($\rm HIF$)。$\rm HIF$结合到特定的$\rm DNA$序列上,促进$\rm EPO$(促红细胞生成素)的合成,从而促进红细胞数量的增加,携带氧气能力增强。另外,$\rm HIF$还可促进有关蛋白质的合成,使细胞呼吸第一阶段某些酶的含量增加、细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量增加,请分析这些变化的适应意义: 。
核孔;增加糖酵解的酶有利于细胞通过无氧呼吸产生$\\rm ATP$为细胞供能;葡萄糖转运蛋白增加有利于细胞摄入葡萄糖,为细胞呼吸提供能源物质
"]]据图分析可知,$\rm HIF-1\alpha$蛋白是通过核孔进入细胞核内的;根据题意分析,$\rm HIF-1\alpha$蛋白与$\rm ARNT$结合形成缺氧诱导因子($\rm HIF$),$\rm HIF$结合到特定的$\rm DNA$序列上,促进$\rm EPO$(促红细胞生成素)的合成,从而促进红细胞数量的增加,携带氧气能力增强。另外,$\rm HIF$还可促进其他有关基因的表达,使细胞呼吸第一阶段某些酶的含量增加、细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量增加,这些变化的适应意义在于增加糖酵解的酶有利于细胞通过无氧呼吸产生$\rm ATP$为细胞供能;葡萄糖转运蛋白增加有利于细胞摄入葡萄糖,为细胞呼吸提供能源物质。
慢性肾功能衰竭患者常因$\rm EPO$产生不足而出现严重贫血,研究人员正在探索一种$\rm PHD$抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图中信息,分析$\rm PHD$抑制剂治疗贫血的作用机理 。此外,在肿瘤微环境中通常缺氧,上述机制 (填“有利于”或“不利于”)癌细胞大量增殖。研究人员正努力开发新的药物,用以激活或阻断氧感应机制,改善人类的健康。
通过抑制$\\rm PHD$活性抑制$\\rm HIF-1\\alpha$的降解,细胞内较高水平的$\\rm HIF-1\\alpha$促进$\\rm EPO$的产生;有利于
"]]根据题意分析,$\rm PHD$抑制剂治疗贫血的作用机理是通过抑制$\rm PHD$活性抑制$\rm HIF-1\alpha$的降解,细胞内较高水平的$\rm HIF-1\alpha$促进$\rm EPO$的产生;此外,在肿瘤微环境中通常缺氧,上述机制有利于癌细胞大量增殖。
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