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题型:非选择题-解答题 难度:0.4 引用次数:415 题号:17852045
学习以下材料,回答(1)~(5)题。
溶酶体H通道的首次发现
溶酶体作为细胞中的“回收站”,内部含有的酸性水解酶能将蛋白质等物质降解。其内部偏酸的环境(pH约为4.6),既能保障溶酶体功能,又能防止酸性水解酶泄露后(细胞质基质中的pH约为7.2)破坏正常结构。
溶酶体内部pH的稳态是如何维持的?V—型质子泵(V-ATPase)在此发挥了重要功能。V—ATPase能够利用ATP水解产生的能量,将细胞质基质中的H+逆浓度梯度转运进溶酶体内部。研究者曾推测,要实现H+的精确调节,溶酶体膜上必然要有H+通道以实现H+快速外流。两套功能相反的系统协同工作,才能实现溶酶体pH的精确调控(如图1)。

为了找到这一“预设存在”的H+通道,我国科学家对一系列膜蛋白逐一进行过表达测试。最终发现当T蛋白过量表达时,记录到的从溶酶体膜内流向膜外的“H+电流”比对照组高出了20倍;与此同时,利用基因编辑技术敲除T基因后,即使将溶酶体膜内的pH调整为更酸的3.5,也记录不到任何电流信号。这些结果表明T蛋白就是介导H+流出溶酶体的通道。
但是此前的相关研究普遍认为T蛋白是K+通道。对比分析发现,当初在研究T蛋白功能时忽略了pH对通道蛋白的影响,而我国科学家是将溶酶体内的pH设定在4.6这一生理条件下开展的实验。在这一pH条件下,通过T蛋白的离子主要是H+而非K+,且定量计算结果显示T蛋白对H+的通透性是K+的5万倍。
进一步的研究表明,T蛋白活性受溶酶体内的H+浓度调控。溶酶体内pH高于4.6时T蛋白活性降低(图2),而pH低于4.6时T蛋白活性增加。
(1)溶酶体内的酸性水解酶最初在__________(填细胞器名称)合成。若溶酶体的酸性水解酶泄露至细胞质基质,会因pH改变影响酶的__________而导致活性降低。
(2)根据图1推测H+通过H+通道运出溶酶体的方式是__________
(3)下列关于溶酶体的实验结果支持溶酶体膜上存在H+通道的有___________。
A.抑制V-ATPase的功能,溶酶体内的pH迅速上升
B.膜内pH4.6膜外7.2时,能测到膜内向膜外的H+电流
C.若膜内pH调至3.5,膜内向膜外的H+电流将更强
D.膜内为中性或碱性时,能测到膜内向膜外的K+电流
(4)结合文中信息并仿照图1、图2,在下图中画出当pH低于4.6时氢离子流动情况______

(5)科学家在帕金森病人群体中找到众多溶酶体相关基因的突变,其中一种T基因的突变会使溶酶体膜上T蛋白数量减少,导致__________,使α突触核蛋白在神经元中堆积,诱发帕金森病。

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【推荐1】2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了揭示人体细胞的氧气感知通路及信号机制的科学家。下图表示氧气供应正常时,细胞内低氧诱导因子(HIF一1α)会被蛋白酶降解;氧气供应不足时,HIF一lα将转移到细胞核中。该项研究不仅在基础科研上极具价值,更有望为癌症等多种疾病的治疗打开思路。请据图回答下列问题:

(1)正常条件下,氧气通过_________的方式进入细胞,细胞内合成HIF—1α的场所是_________
(2)云南呈贡训练基地海拔20000多米,中国田径队常在此集训以提高成绩。高海拔地区氧气供应不足,运动员细胞中的HIF—1α将进入细胞核,和其他因子(ARNT)一起与EPO基因上游的调控序列结合,_________(选填“促进”或“抑制”)EPO基因的表达,EPO可刺激骨髓造血干细胞,使其___________________,从而提高氧气的运输能力。
(3)由上述信号机制可知,干扰HIF—1α的_________是治疗贫血的新思路。
(4)为了进一步探究HIF—1α的作用,研究人员进行了以下实验,请分析回答。

注射物

肿瘤质量(g)

培养9天

培养21天

实验鼠

实验鼠HIF—lα基因缺陷型胚胎干细胞

0.7

0.8

对照鼠

野生型胚胎干细胞

1.7

5.2


肿瘤细胞的____________将导致肿瘤附近局部供氧不足,请从打破癌细胞缺氧保护机制的角度提出治疗癌症的新思路:______________________
2020-07-23更新 | 161次组卷
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【推荐2】图1是高等动物细胞亚显微结构示意图,图2是一动物体内细胞分裂5个不同时期的示意图。图3表示在一个细胞周期(G1、S、G2组成分裂间期,M为分裂期)中的细胞核内DNA含量的变化曲线;图4表示处于细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊的方法在一个培养基中测得的),请据图回答:   


(1)图1细胞中具有膜结构的有_____________(填标号);图2中含同源染色体的细胞分裂图像有________________(填字母)。
(2)图1细胞中结构 ① 和 ⑥ 所含的糖类分别是___________________________
(3)若图1细胞是人的皮肤基底层干细胞,则该细胞可能会发生类似于图2中________(填字母)所示的分裂现象,其中DNA数和染色体数之比为2∶1的是图__________(填字母)。
(4)图2中的C细胞所处的时期相当于图3(填字母) ________期。
(5)图4中的DNA含量为 2C~4C 之间的细胞,处在图3的_______________期。
(6)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一,因为移植骨髓的造血干细胞能在患者体内增殖、分化出多种血细胞。用DNA合成抑制剂处理,图4中DNA含量为__________(C)的细胞数量会增加。
2019-11-02更新 | 105次组卷
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【推荐3】自噬是细胞去除受损的细胞器和错误折叠的蛋白质以维持细胞内环境稳态的一个保守的过程。2007年以来,自噬成为继细胞凋亡之后生命科学研究的热点之一。
(1)自噬过程需要大量水解酶的参与,这些水解酶在___________中合成,并需要经过_________的加工、分拣、包装和运输,自噬之后产生的物质可被细胞再度利用。
(2)近年来,人们发现细胞通过自噬抵御病毒对人体的入侵,但也有一些特殊情况。下面是科学家对人巨细胞病毒(HCMV)进行的相关研究。
①离体培养人肺成纤维细胞(HELF细胞),培养液中适量添加_____________以防止细菌感染。
②对HELF细胞接种HCMV,培养12、24、36、48、60h后,用流式细胞仪检测自噬泡数量。结果显示:________________

③进一步的研究表明,自噬过程中自噬基因LC3和两类关键调节蛋白(磷酸化4E-BP1、磷酸化p70S6K)的表达水平起关键作用。由下图可知,HCMV感染12h可明显____________自噬基因LC-3的表达,___________磷酸化4E-BP1-P、磷酸化p70S6K-P的形成;超过24h后,作用效果相反。

(3)先前的研究发现4E-BP1是真核细胞翻译起始因子,一旦被磷酸化后即失活,将导致蛋白质合成受阻。研究者推测:HCMV感染早期引发宿主细胞自噬加强,这被HCMV所利用,利于病毒___________;而到了感染晚期,自噬减弱,由于自噬减弱提高了对凋亡信号的敏感性,诱发细胞凋亡,利于病毒扩散。
2019-09-24更新 | 446次组卷
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