2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了乔治·凯林、彼得·拉特克利夫、格雷格·塞门扎三人，以表...

2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了乔治·凯林、彼得·拉特克利夫、格雷格·塞门扎三人，以表彰他们对细胞对氧气的感应和适应机制的研究。机体缺氧时，低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，过程如下图所示。回答下列问题：

（1）完成过程①需__________酶从细胞质进入细胞核，②过程中，除mRNA外，还需要的RNA有__________。

（2）HIF在__________(填“转录”或“翻译”)水平调控EPO基因的表达，促进EPO的合成，此外，细胞还可以通过______________________来加快EPO合成的速度。

（3）由于癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足，因此癌细胞常常会__________(填“提高”或“降低”)HIF蛋白的表达，刺激机体产生红细胞，为肿瘤提供更多氧气和养分。因此治疗肿瘤时，可以通过________________来达到治疗目的。

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2019年诺贝尔生理学成医学奖授予 Kaelin、 Ratcliffe、 Semenza，以表彰他们革命性地发现让人们理解了细胞在分子水平上感受氧气的基本原理。主要是通过对低氧诱导因子HF水平调节机制进行深入研究。HIF-1这种蛋白由HF-1a与HF-1p（别名：ARNT）组合而成，具体的调节机制如图

当氧气水平较低时（缺氧），HF-10就能被保护免于被降解，在细胞核中与HIF-1B（别名：ARNT）结合，开启EPO、vEGF、GUT等基因的表达（1）：在正常氧气水平下HF1能技蛋白体快速降解（2）：氧气能通过将基基团添加到HF-1a上来调节降解过程（3）VHL蛋白能够识别井形成一个携带HIF-1a的复合体，从而以一种氧气依赖性的方式来对其进行降解（4）长期处在低氯环境中时，肾脏合成激素一促红细胞生成素（EPO），刺激骨能制造更多的红细胞。血管内皮生长因子（vEGF）在低氧环境下，在体内诱导血管新生。葡萄糖通过位于血脑屏障上的毛细血管内皮细胞膜上的葡萄糖转运体GUUT-1转运入脑。

二十世纪中叶，研究人员发现一类遗传性肿病人有着共同的特征：VEGF和EPO等素水平极高，如间始终受到了低氧刺激一样，在这些激素的作用下，他们大都患有不阿部位的血管瘤，或是肾癌。科学家们通过基因的定位和测序，最终确定了与这一疾病相关的基因，并命名为VHL基因。VHL基因突变所导致的遗传性肿瘤病称为VHL病。

肿瘤是细胞不断增殖的结果，肿瘤区域正是一个低氧区，这个区域会出现大量的VEGF和GUT1等物质，肿瘤恶性化的一个重要标志就是生血管，这是与癌细胞对低氧的感知与响应的结果。

（1）据图分析HF-1a被降解需要______________________________________ （条件）

（2）EPO被应用于临床，医治与贫血相关的多种疾病。在上个世纪末，EPO有了个不那么光彩的应用方向一兴奋剂。通过注射EPO，运动员的身体就会合成更多红细胞，提高供氧能力，从而提高肌肉的输出功率，EPO参与的调节属于______________ 调节。

（3）适应高原生活的人，体内EPO和GLUT1等物质增多，保证大脑对_____________的需求。

（4）VHL病是由于VHL基因突变，合成的异常VHL蛋白，HF1a无法被降解，______________________，导致肿瘤发生

（5）本研究的意义之一未来科学家可以研制药物降低癌细胞内__________ 的含量抑制肿瘤增殖达到治疗的目的。

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2006年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现的化学干扰技术，可望使人体致病基因沉默。该干扰技术很可能导致细胞内

①DNA复制过程不能进行  ②某些基因的表达过程受干扰 ③某些RNA的翻译过程受干扰      ④ATP的水解过程受干扰

A．①②            B．②③            C．②④           D．③④

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2019年的诺贝尔生理学或医学奖的获得者揭示了细胞是如何感知和适应氧气变化。下图一是人体对于环境中氧气的变化而调节红细胞数量的示意图（“+”表示促进，“-”表示抑制作用，EPO为促红细胞生成素）。研究表明，在肾脏细胞内存在一些分子（氧感受器）在缺氧条件下被激活，导致促红细胞生成素基因表达。图二是10名登山队员（24~38岁）在中尼边境攀登过程中平均红细胞计数和血红蛋白水平与平均夜营高度的关系；请回答下列问题：

图一　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图二

（1）缺氧导致红细胞数量增加的调节方式属于___________调节，红细胞数量的增加，导致血液中O2分压增加，肾脏分泌促红细胞生成素减少，这种调节机制是_____________，保证了体内红细胞数量的保持相对稳定。

（2）从图一可以看出，尿毒症患者（肾功能发生障碍，无法排除含氮类代谢废物）容易发生贫血原因是____________。

（3）与鸡的红细胞相比，人成熟的红细胞在显微镜下最明显的结构特点是_______。从图二曲线可知，登山第37天之后，红细胞数量不再增加，但是红细胞中的血红蛋白仍在增加，原因是__________。登山运动员体内促红细胞生成素含量最高的时间应该在红细胞含量最多______。（填“之前”或“之后”）

（4）在登山37天之后，登山运动员仍处于高海拔地区，体内红细胞数量不再增加的原因是___________。

（5）我国在高海拔的昆明建有很多体育训练基地，中长跑运动员和足球运动员在比赛前常常到这些基地训练一段时间，原因是______________________。

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2019年的诺贝尔生理学或医学奖的获得者揭示了细胞是如何感知和适应氧气变化。图一是人体对于环境中氧气的变化而调节红细胞数量的示意图（“+”表示促进，“-”表示抑制作用，EPO为促红细胞生成素）。研究表明，在肾脏细胞内存在一些分子（氧感受器）在缺氧条件下被激活，导致促红细胞生成素基因表达。图二是10名登山队员（24—38岁）在中尼边境攀登过程中平均红细胞计数和血红蛋白水平与平均夜营高度的关系。请回答下列问题：

（1）缺氧导致导致促红细胞生成素增加，促红细胞生成素刺激骨髓造血组织，使周围血液中红细胞数增加，改善缺氧，血液中O2分压增加，促红细胞生成素分泌减少，这种调节机制是___________，保证了体内红细胞数量的保持相对稳定。

（2）从图一可以看出，尿毒症患者（肾功能发生障碍，无法排除含氮类代谢废物）容易发生贫血原因是________________________。

（3）从图二曲线可知，登山第37天之后，红细胞数量不再增加，但是红细胞中的血红蛋白仍在增加，原因是_____________________________。登山运动员体内促红细胞生成素含量最高的时间应该在红细胞含量最多____________（填“之前”或“之后”）在登山37天之后，登山运动员仍处于高海拔地区，体内红细胞数量不再增加的原因是________________________。

（4）我国在高海拔的昆明建有很多体育训练基地，中长跑运动员和足球运动员在比赛前常常到这些基地训练一段时间，原因是____________________________________。

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美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因发现RNA干扰机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的描述错误的是　　 (　　)

A.RNA只分布在细胞质中，DNA只分布在细胞核内

B.尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基

C.RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸

D.生物的遗传物质是DNA或者是RNA

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美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因发现RNA干扰机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的描述错误的是    (   )

A．RNA只分布在细胞质中，DNA只分布在细胞核内

B．尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基

C．RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸

D．生物的遗传物质是DNA或者是RNA

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美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因为发现“RNA干扰机制——双链RNA沉默基因”而获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰机制如下所示：双链RNA一旦进入细胞内就会被二个称为Dicer的特定的酶切割成21~23核苷酸长的小分子干涉RNA（SiRNA）。SiRNA片断与一系列酶结合组成诱导沉默复合体（RISC）。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上，并切割该mRNA，造成蛋白质无法合成。

（1）组成双链RNA的基本单位是　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）通过Dicer切割形成的SiRNA要使基因“沉默’’，条件是RISC上要有能与特定的mRNA　　　　　　　　　　　　　　 序列。

（3）RNA干扰机制的实质就是在遗传信息传递中使　　　　　　　　　　 过程受阻。

（4）RNA干扰技术具有广泛的应用前景。如用于乙型肝炎的治疗时，可以根据乙肝病毒基因　　　　　　　　 ，人工合成与之相应的　　　　　　　　　 ，注入乙肝病毒感染的细胞后，达到抑制乙肝病毒繁殖的目的。

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2012年10月8日，瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布，将2012年度诺贝尔生理学或医学奖授予 英国科学家约翰•格登和日本科学家山中伸弥，以表彰他们“发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”，使人类对细胞和器官发育的认识发生了革命性的变化。通过转入特定基因，可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞）。iPS细胞与胚胎干细胞相似，可以产生各种类型的体细胞。下图是应用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的技术流程。 请回答：

（1）过程①是在体外分离患者的体细胞，需要用_______处理，才能分散成单个细胞;在培养患者体细胞时，通常要在细胞培养液中添加一定量的_______，以防培养过程遭受细菌的污染。

（2）过程②是利用病毒，将4个目的基因（Oct4、Sox2、Klf4和c - Myc)导入患者体细胞，使其转化成iPS细胞。在这一过程中，迅速扩增4个目的基因的常用技术是_______。然后将4个目的基因与逆转录病毒结合,再将其导入患者的体细胞。在这一过程中,逆转录病毒所起的作用是______________。

（3）与过程③的遗传学原理相同的过程是过程_______

（4）过程④的本质是_______。

（5）过程⑤用于移植治疗的造血干细胞的遗传物质与患者的遗传物质相比,其特点是: ______；用于移植治疗时,是否会发生免疫排斥反应？_____________________

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2013年诺贝尔生理学或医学奖授予James　 Rothman等三位科学家，以表彰他们在细胞的“囊泡转运”研究方面做出的重大贡献，细胞内囊泡的膜与细胞膜的成分相似，它们的主要成分是（　　 ）

A．磷脂和蛋白质 　　 B．油脂和糖类

C．蛋白质和DNA 　　 D．纤维素和果胶

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