2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。研究发现正...

2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。研究发现正常氧气条件下，细胞内的低氧诱导因子（HIF）会被蛋白酶体降解低氧环境下，HIF能促使细胞适应低氧环境，如下图所示。下列叙述错误的是（　　 ）

A.氧气在线粒体中参与有氧呼吸第三阶段

B.低氧环境下正常细胞中HIF含量会增加

C.HIF被分解需要脯氨酰羟化酶、VHL等参与

D.通过降低HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病

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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。研究表明，肾脏细胞内的缺氧诱导因子（HIF）在缺氧条件下被激活，导致细胞核内促红细胞生成素（EPO）基因表达，EPO能够增强骨髓造血干细胞的活动，最终保证氧气的供应。

肿瘤细胞也同样具有感知氧的机制。当肿瘤增长超过了血管供应能力，肿瘤内部会缺氧。肿瘤细胞HIF激活，可促进血液中血管内皮生长因子（VECF）含量增加，促进血管生成。回答下列问题：

（1）国家为提高中长跑等耐力项目运动员竞技水平，建立了云南海埂等体育训练高原基地。原因是运动员在高海拔地区训练时相比于低海拔地区更易处于________状态，HIF被激活，促进肾脏细胞EPO基因表达，EPO促进造血干细胞________，产生更多的红细胞，提高运输氧气的能力。运动员比赛时氧气供应充足，提高________速率，获得更充足的能量，有利于提高比赛成绩。

（2）根据细胞感知和适应氧气供应机制，提出抑制肿瘤细胞增殖的设想，并解释原因。________

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2019年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家，以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。下列关于细胞呼吸与氧气关系的叙述，错误的是（　　 ）

A.酵母菌能进行有氧呼吸，场所主要是细胞质基质

B.酵母菌在氧气浓度低的条件下，也能进行无氧呼吸

C.在没有氧气的条件下，有些生物也能进行细胞呼吸

D.无论有无氧气的存在，病毒都不能进行细胞呼吸

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阅读下面科普短文，请回答问题。

2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给三位科学家，他们是威廉·凯林、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞门扎，表彰他们在研究细胞感知和适应氧气变化机制中的贡献。

生物体感受氧气浓度的变化是生命最基本的功能，这依赖于特定的信号识别系统。科学界对氧感应和适应调控的研究开始于促红细胞生成素（缩写为EPO）。当氧气缺乏时，肾脏分泌EPO刺激骨髓生成新的红细胞。比如当我们在高海拔地区活动时，由于缺氧，人体的新陈代谢发生变化，开始生长出新的血管，制造新的红细胞。这几位科学家所做的正是找出这种身体反应的分子机制，如下图所示。

他们发现这个反应的“开关”是缺氧诱导因子（简称H蛋白）。H蛋白可作用于细胞核中的低氧调节基因，控制机体EPO的水平。EPO和H蛋白除了在哺乳动物细胞内可以结合并激活涉及代谢调节、血管新生和肿瘤等过程的众多其他基因。当细胞转变为高氧条件时，H蛋白的数量急剧下降，仅当缺氧时该蛋白才能激活低氧调节基因。那么，推动H蛋白降解的原因是什么?答案来自一个意想不到的方向。

VHL综合症是一种罕见的遗传性疾病。由于V蛋白的缺失，VHL病人临床表现为多发性肿瘤，涉及脑、骨髓和肾上腺等多个重要器官，肿瘤组织会增生异常的新血管。在H蛋白被纯化的第二年，科学家发现V蛋白可以通过氧依赖的蛋白水解作用负向调控细胞中的H蛋白含量。

H蛋白控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应。通过调控H蛋白，为治疗贫血、心血管疾病以及肿瘤等多种疾病开辟了新的临床治疗思路。

（1）肾脏分泌EPO刺激骨髓生成新的红细胞的过程发生了细胞分裂和___________。红细胞增多可提高运氧能力，这是因为___________。

（2）氧气以___________的方式进入细胞。当氧气浓度正常时，可引起H蛋白的降解。H蛋白的含量动态变化，有利于细胞中物质的循环利用。

（3）据上文可知，医生观察到VHL病人在脑、骨髓和肾上腺等多个重要器官均产生肿瘤，从而初步确定“多发性肿瘤”为该病的临床表现，该过程使用的科学思维方法是___________（填“不完全”、“完全”）归纳法。

（4）氧气感应机制使细胞能够调节新陈代谢以适应低氧水平，下列相关分析，正确的是___________。

a．H蛋白和A蛋白共同作用，激活低氧调节基因

b．氧含量恢复正常时，进入细胞核的H蛋白减少

c．V蛋白功能丧失，细胞无法激活低氧调节基因

d．因V蛋白的缺失，VHL病人的H蛋白含量低

e．H蛋白的氧依赖性降解是分子水平的精细调控

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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（HIF）介导的系列反应有关，机理如下图所示。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：

（1）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______，该细胞器内膜折叠成嵴，有利于______。人体在缺氧条件下，细胞呼吸的产物有______。

（2）如图所示，常氧条件下，经过______的催化，HIF-1α蛋白发生羟基化，使得VHL蛋白能够与之识别并结合，从而导致HIF-1α蛋白降解。

（3）由图可知，缺氧条件下，HIF-1α蛋白通过______进入细胞核内，与ARNT结合形成缺氧诱导因子（HIF）。HIF结合到特定的DNA序列上，促进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，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，请分析这些变化的适应意义：______。

（4）慢性肾功能衰竭患者常因EPO产生不足而出现严重贫血，研究人员正在探索一种PHD抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图中信息，分析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。

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日本科学家大隅良典因发现“细胞自噬”机制而获得了2016年诺贝尔生理学或医学奖。细胞自噬是指当细胞接收到诱导信号后，胞内的一些膜会把周围的细胞质吞进去形成“自噬体”，随后与溶酶体融合，经消化后，一些可利用的物质被送回细胞质循环利用。下列推论不合理的是

A. 细胞“自噬体”对细胞质成分的吞噬具有特异性

B. 当营养物质不足时，细胞的自噬作用会明显加强

C. 胚胎发育过程中需要通过自噬作用来处理废弃的细胞器

D. 自噬机制发生缺陷，会导致细胞内废物和垃圾增多

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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。已知促红细胞生成素 （EPO）能促进造血干细胞分化成红细胞，EPO是一种糖蛋白类激素，其结构模式图如下所示。请回答下列问题：

注：图中数字表示氨基酸的位置；“一CH”表承糖裢（葡萄糖、半乳糖等糖类分子按特定序列形成的键状物）；“—S—S—”表表示二硫键。

（1）EPO是一种糖蛋白类激素。与糖链含有的元素相比，EPO的蛋白质部分还含有____________等元素，此部分的基本单位是____________，连接基本单位之间的化学键是____________。

（2）“—S—S—”为两个“—SH”形成的二硫键，在不考虑形成糖链过程中失去水分子的情况下，形成一个EPO分子时，相对分子质量会减少____________。

（3）肾脏分泌细胞合成和分泌的EPO通过血液运输到达骨髓，与造血干细胞膜上的相应受体结合，从而功能。EPO促进造血干细胞分化形成红细胞，这体现了细胞膜的____________功能。EPO促进造血干细胞分化形成红细胞，使血液中红细胞数量增多，这有助于机体细胞进行____________（生理活动）提供能量。

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2016年诺贝尔生理学或医学奖颁给了因发现并阐明了细胞自噬机制的科学家。细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜形成的自噬体融合，从而降解细胞自身病变物质或结构的过程（如下图），该研究发现饥饿处理能刺激细胞的自噬体形成。自噬对于胚胎发育和细胞分化也发挥作用。下列叙述错误的是

A. 自噬体的形成过程体现了生物膜的流动性

B. 饥饿的细胞比正常细胞的自噬体多

C. 细胞分化和凋亡过程中发生了自噬过程

D. 自噬体能将它所包裹的细胞组分降解

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2016年诺贝尔生理学或医学奖颁给了因发现并阐明了细胞自噬机制的科学家。细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜形成的自噬体融合，从而降解细胞自身病变物质或结构的过程（如下图），该研究发现饥饿处理能刺激细胞的自噬体形成。自噬对于胚胎发育和细胞分化也发挥作用。下列叙述错误的是

A. 自噬体的形成过程体现了生物膜的流动性

B. 饥饿的细胞比正常细胞的自噬体多

C. 细胞分化和凋亡过程中发生了自噬过程

D. 自噬体能将它所包裹的细胞组分降解

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美国科学家因系统揭示了真核细胞普遍存在的物质分子通过囊泡向细胞内外目的地运输和分选的机理，获得了诺贝尔生理学或医学奖。如图表示正常细胞和囊泡转运机制缺陷的细胞，细胞内黑色点状结构即囊泡，下列有关叙述错误的是（　　 ）

A. 细胞内囊泡能向目标位置运输，可能与膜表面特异性蛋白的识别功能有关

B. 囊泡能与特定结构的膜融合，体现了生物膜的结构特点即具有一定的流动性

C. 胞吞、胞吐与囊泡运输密切相关，是细胞最重要的吸收或排出物质的方式

D. 若细胞内囊泡转运机制发生缺陷，可能使内质网与高尔基体间积累大量囊泡

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