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阅读下列短文,回答相关问题。

细胞感知氧气的分子机制

2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了威廉·凯林、彼得·拉特克利夫以及格雷格·塞门扎三位科学家,他们的贡献在于阐明了人类和大多数动物细胞在分子水平上感知、适应不同氧气环境的基本原理,揭示了其中重要的信号机制。

人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送——这就是细胞的缺氧保护机制。科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”(HIF)。HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-la和ARNT)组成,其中对氧气敏感的是HIF-la,而ARNT稳定表达且不受氧调节,即HIF-la是机体感受氧气含量变化的关键。

当细胞处于正常氧条件时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-la脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-la能与VHL蛋白结合,致使HIF-la被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下,HIF-la羟基化不能发生,导致HIF-la无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达,促进氧气的供给与传输。

HIF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,三位科学家一步步揭示了生物氧气感知通路。这不仅在基础科学上有其价值,还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。比如干扰HIF-la的降解能促进红细胞的生成治疗贫血,同时还可能促进新血管生成,治疗循环不良等。

请回答问题:

(1)下列人体细胞生命活动中,受氧气含量直接影响的是___。

A.细胞吸水   B.细胞分裂   C.葡萄糖分解成丙酮酸   D.兴奋的传导

(2) HIF的基本组成单位是____人体剧烈运动时,骨骼肌细胞中HIF的含量_______,这是因为____。

(3)细胞感知氧气的机制如下图所示。

①图中A、C分别代表___________、______________。

②VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测,多发性肿瘤患者体内HIF-Ia的含量比正常人__________。

③抑制VHL基因突变的患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有___________。

高三生物综合题困难题

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