2019年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞感知和适应氧气变化机制的科学家。研究发现，合成促...

2019年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞感知和适应氧气变化机制的科学家。研究发现，合成促红细胞生成素( EPO)的细胞持续表达低氧诱导因子（HIF-lα）。在氧气供应不足时，细胞内积累的HIF-lα可以促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境。此外，该研究为癌症等的治疗提供新思路。下列相关叙述不正确的是

A.生活在高原的人体内HIF-1α的水平可能要比一般人高

B.低氧环境中EPO刺激骨髓造血干细胞增殖分化生成大量红细胞

C.若氧气供应不足，HIF-lα会使EPO基因的表达水平降低

D.氧气供应不足时免疫系统监控和清除肿瘤细胞的能力可能下降

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2019年诺贝尔生理学或医学奖授予英美的三位科学家，理由是他们发现了“细胞感知和适应氧气变化机制”。这些研究对于许多疾病来说至关重要，例如，在肿瘤中，氧气调节机制被用来刺激血管的形成和重塑代谢，以有效地增殖癌细胞。下列相关叙述正确的是（　　 ）

A.氧气进入组织细胞需要借助细胞膜上的载体蛋白

B.细胞有氧呼吸过程中氧气的消耗和二氧化碳的产生场所相同

C.血管的形成与细胞分化有关，该过程通常不会产生新的蛋白质

D.通过调节氧感知机制，可用于癌症等疾病的治疗

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2019年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家，以表彰他们发现了细胞如何感知和适应氧气变化的机制。研究发现，细胞内存在一种缺氧诱导因子（HIF–1，包括α，β两个亚单位），正常氧气条件下，HIF-1α会被蛋白酶体降解，低氧环境下，HIF–1α能促进缺氧相关基因的表达从而使细胞适应低氧环境，具体过程如图所示。下列说法错误的是（　　 ）

注：HRE是缺氧调节基因中的特定DNA片段；

EPO为促红细胞生成素，能促进血液中红细胞的生成。

A.氧气不足时HIF–1α可诱导红细胞生成以适应低氧

B.增大细胞内的氧气浓度会导致HIF-1α的含量升高

C.用药物降低HIF–1α的含量可能会抑制肿瘤细胞增殖

D.细胞摄取的氧气可在线粒体内膜上与[H]结合形成水

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2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现对人类及大多数动物细胞感知并适应氧气变化的分子机制的三位科学家。研究发现低氧条件下，HIF－1α(缺氧诱导因子的成分之一，其本质是一种蛋白质)进入细胞核，并与基因组中的一段DNA序列相结合，调控相关基因表达，促进红细胞生成等，进而促进机体适应低氧环境。下列相关分析正确的是（　　 ）

A.mRNA沿着核糖体移动合成的HIF－1α可通过核孔进入细胞核

B.低氧条件下，机体内HIF－1α的含量降低有利于维持机体内环境稳态

C.HIF－1α与相应DNA上的起始密码子结合后发挥作用

D.适当提高细胞核与细胞质的HIF－1α含量比值，可治疗缺氧性疾病

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2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位科学家以表彰他们在揭示细胞感知和适应氧气供应机制所做的贡献。当氧气缺乏时，肾脏分泌EPO（促红细胞生成素）刺激骨髓生成新的红细胞，这几位科学家正是要找出这种反应背后的基因表达机制。他们发现细胞内的HIF-1ɑ（低氧诱导因子）可以控制EPO的表达水平，并且会随着氧浓度的改变发生相应的改变（如图示），调节人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应。下列分析错误的是（　　 ）

A.低氧环境下，HIF-1ɑ能促进相关基因的表达从而使细胞适应低氧环境

B.正常氧气条件下，人和大多数动物细胞的HIF-1ɑ含量相对较少

C.静脉注射适量的EPO可以使肌肉更有劲、工作时间更长

D.只有在缺氧环境下，人体内的HIF-1ɑ才会调控EPO的合成

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2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。研究发现合成促红细胞生成素（EPO）的细胞持续表达低氧诱导因子（HIF-1α）。 在氧气供应正常时，HIF-1α合成后很快被蛋白酶体降解；在氧气供应不足时，HIF-1α不被降解，细胞内积累的HIF-1α可促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境，相关机理如下图所示。此外，该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。

（1）HIF-1α 被彻底水解的产物是_____，被降解所需要的条件有_______。（答出两个）

（2）如果氧气供应不足，HIF-1α通过核孔进入细胞核，与其他因子（ARNT）一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的_______，使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血干细胞，使其__________，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。

（3）正常情况下，氧气进入细胞，细胞内的HIF-1α在脯氨酸羟化酶的作用下被羟基化，最终被降解。如果将细胞中的脯氨酸羟化酶基因敲除，EPO基因的表达水平会______（填“升高”或“降低”），其原因是______________________________________________。

（4）一些实体肿瘤（如肝癌）中的毛细血管生成滞后，限制了肿瘤的快速发展。研究发现，血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成。假设血管内皮生长因子的合成与EPO合成的调节途径类似，且有两个途径：途径①相当于图中HIF—1α的降解过程，途径②相当于HIF-1α对EPO合成的调控过程。为了限制肿瘤快速增长，可以通过调节途径①和途径②来实现，进行调节的思路是________________________。

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2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给发现了细胞适应氧气供应变化的分子机制的科学家。人体细胞缺氧时，缺氧诱导因子（HIF-1α）与ARNT结合，调节核基因的表达生成促红细胞生成素（EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质激素），氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶体降解，调节的机制如下图。下列说法正确的是（　　 ）

A.HIF-1α的化学本质为蛋白质，降解后一定会形成20种氨基酸分子

B.HIF-1α与ARNT结合到DNA上，催化EPO基因转录出相应mRNA

C.EPO在细胞核内合成，EPO可能与造血干细胞上的受体结合

D.在高海拔环境中，机体会增加红细胞的数量适应环境的变化

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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。

（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：____________________。

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2019年的诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。研究发现，当氧气缺乏时，肾脏分泌促红细胞生成素（EPO）刺激骨髓生成新的红细胞，这一过程与低氧诱导因子（HIF-1）有关，HIF-1是一种转录因子，可促进EPO的合成。机体贫血时体内EPO增高可促进红细胞生成;而红细胞增高时，EPO分泌则减少。下列相关叙述错误的是

A.EPO通过促进红细胞增殖来增加红细胞的数量

B.EPO对红细胞生成的调节存在反馈调节

C.HIF-1可以促进细胞内EPO基因的表达

D.可以利用HIF-1增加EPO的合成，进而改善贫血状况

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2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了威廉·凯林等三位科学家，以表彰他们在理解细胞感知和适应氧气变化机制中的贡献。据研究发现，随着肿瘤增长超过了其血管供应，它的内部会缺氧，缺氧能够诱导肿瘤细胞产生一种特异性的转录因子（即能激活特定基因表达的蛋白质—HIF-1），进而促进血管生成，科学家为了探究HIF-1的作用，进行了相关实验，结果如下表，分析并回答问题：

（1）由于肿瘤细胞具有____________特点，对营养物质和氧气的需求量较大。在实验过程中可以将HIF-1作为抗原，通过抗原—抗体杂交技术检测____________，保证实验鼠注入的胚胎干细胞HIF-1基因被成功敲除。

（2）上表结果表明HIF-1可以____________。

（3）为进一步研究HF-1作用机理，检测两组鼠血液中血管内皮生长因子（VECF）含量，结果如下表格。

注：VECF是促进血管生成的生长因子

表格中A____________（实验/对照）鼠：B____________（实验/对照）鼠，缺氧情况下，HIF-1可以通过____________，从而增加对肿瘤细胞的快速氧供应，进一步促进肿瘤的生长，随肿瘤质量增加，对氧气又有更高的要求，该调节方式称为____________。

（4）科学家还从原发性肿瘤中分离出了血管生成抑制素和内皮抑制素，通过实验证明这两种激素都可以抑制血管生成，在肿瘤治疗过程中，当切除原发性肿瘤后往往会导致继发性肿瘤更迅速生长，根据上述资料，分析“继发性肿瘤更迅速生长”的原因可能是机体内血管生成抑制素和内皮抑制素含量____________，而VECF含量____________，进而促进癌组织生长。

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