【题目】2019诺贝尔生理学或医学奖让我们获知细胞适应氧气变化的分子机制。人们对氧感应和氧稳态调控的研究开始于一种糖蛋白激素——促红细胞生成素(EPO),EPO作用机理如图1所示:当氧气缺乏时,肾脏分泌EPO刺激骨髓生成新的红细胞,调控该反应的“开关”是一种蛋白质——缺氧诱导因子(HIF)。研究还发现,正常氧气条件下,细胞内的HIF会被蛋白酶降解,缺氧环境下,HIF会促进缺氧相关基因的表达,使人体细胞适应缺氧环境。回答下列问题。
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(1) 据图分析,红细胞数量与EPO的分泌量之间存在______调节机制。
(2)人体剧烈运动一段时间后,人体细胞产生HIF______(填增多或减少),引起缺氧相关基因的表达,这个过程需要的原料有_____________________。
(3)青海多巴国家高原体育训练基地海拔2366米,中长跑运动员在比赛前常常到该基地训练一段时间,从氧稳态调控角度分析中长跑运动员前去训练的原因是:该训练基地海拔较高氧气稀薄,刺激运动员__________________________,保证比赛时细胞得到足够的氧气和能量供给。
(4)肿瘤的生长需要生成大量的血管以供应营养,肿瘤快速生长使内部缺氧,诱导HIF的合成,从而促进血管生成和肿瘤长大。请据此提出治疗肿瘤的措施:____________________。
【答案】反馈 增多 核糖核苷酸、氨基酸 产生更多的促红细胞生成素,促进机体产生更多的红细胞,提高血液运输氧气的能力 研制药物降低癌细胞内HIF的含量
【解析】
题意分析,促红细胞生成素(EPO)是由肾脏分泌的一种糖蛋白激素;当氧气缺乏时,在缺氧诱导因子(HIF)的调控下,肾脏分泌EPO刺激骨髓生成新的红细胞;正常氧气条件下,细胞内的HIF会被蛋白酶降解,缺氧环境下,HIF会促进缺氧相关基因的表达,使人体细胞适应缺氧环境。
(1) 据图分析,当红细胞数量增多时,血液中氧分压升高会抑制肾脏中氧感受器产生产生兴奋,进而抑制了EPO的分泌量,显然红细胞数量与EPO的分泌量之间存在反馈调节机制。
(2)人体剧烈运动一段时间后,由于缺少氧气,则细胞产生的HIF增多,引起缺氧相关基因的表达,即基因通过转录和翻译指导蛋白质生成的过程,在该过程中需要的原料依次为核糖核苷酸、氨基酸。
(3)根据题意分析,中长跑运动员在比赛前常常到海拔较高的训练基地训练,可能是因为该地海拔较高,氧气稀薄,刺激运动员产生更多的促红细胞生成素,促进机体产生更多的红细胞,提高血液运输氧气的能力,保证比赛时细胞得到足够的氧气和能量供给。
(4)根据题意分析,诱导HIF的合成会促进血管生成和肿瘤长大,则可以研制药物降低癌细胞内HIF的含量,进而达到治疗肿瘤的目的。