Question

为研究K⁺通道开放剂对缺血、缺氧条件下脑细胞凋亡的保护作用机制，研究人员进行了实验：

（1）有研究发现，脑细胞代谢非常旺盛，耗氧量大，因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于____过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成___________在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些________分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。

（2）科研人员利用离体培养的神经元进行实验，处理及结果如下图所示。

①本实验乙组的处理是培养液中不加入___________，并在无氧条件下培养。丙、丁组除加入图中所示物质外，其它培养条件与_______（填“甲”或“乙”）组相同。

②由实验结果可知，正常培养条件下，细胞凋亡率_______________。乙组结果与甲组结果比较，说明缺血、缺氧能够_______________。由实验结果判断，K⁺通道开放剂能___________缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。

（3）A蛋白是细胞凋亡调控过程中一个重要蛋白。科研人员提取上述各组细胞的_______________，用逆转录酶合成cDNA，以cDNA为模板扩增各组细胞的A基因。由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同，在结果分析时，以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的_______________水平，这样可以校准和消除____________________的差异对实验结果的影响。结果显示丙组比值高于乙组，推测K⁺通道开放剂可以_________________________。

（4）有人推测，K⁺通道开放剂会通过A基因影响B基因表达，B蛋白与X蛋白竞争，从C-X蛋白复合体上夺取C蛋白，释放游离的X蛋白，引起细胞凋亡。为了验证上述推测，实验组可选择的实验材料及检测指标是_______________。

a.正常的神经元细胞                 b.缺血、缺氧条件下的神经元细胞

c.K⁺通道开放剂                     d.K⁺通道阻断剂

e.A蛋白水平                               f.B-C蛋白复合体水平

g.C-X蛋白复合体水平

Answer

无氧呼吸（糖酵解）； 乳酸； 信号 ①血清 乙 ②很低且无明显增长； 明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高 部分缓解 mRNA 转录 细胞取样量 通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡 b、c、f、g

【解析】

1、动物细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸，释放少量能量，合成少量ATP，无氧呼吸的产物是乳酸。
2、分析柱形图可知，甲是在正常条件下培养，细胞凋亡率，正常培养条件下细胞凋亡率低，且随着培养时间的延长，凋亡率没有明显增长，乙是在缺血、缺氧条件下培养的细胞凋亡率，与对照组甲相比，在缺血、缺氧条件下培养，细胞凋亡率增大，且随着时间延长，细胞凋亡率增大；丙是在缺血、缺氧、且加入钾离子通道开放剂的条件下培养的细胞凋亡率，与乙相比，加入钾离子通道开放剂后，细胞凋亡率下降，说明K+通道开放剂能缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡，丁组是在在缺血、缺氧、且加入钾离子通道开放剂、阻断剂的条件下培养的细胞凋亡率，细胞凋亡率与乙没有显著差，进一步说明K+通道开放剂能缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。

（1）有研究发现，脑细胞代谢非常旺盛，耗氧量大，因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于无氧呼吸过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成乳酸在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些信号分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。

（2）①本实验乙组的处理是培养液中不加入血清，并在无氧条件下培养。丙、丁组除加入图中所示物质外，其它培养条件与乙组相同。②由实验结果可知，正常培养条件下，细胞凋亡率很低且无明显增长。乙组结果与甲组结果比较，说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高。由实验结果判断，K+通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。

（3）A蛋白是细胞凋亡调控过程中一个重要蛋白。科研人员提取上述各组细胞的mRNA，用逆转录酶合成cDNA，以cDNA为模板扩增各组细胞的A基因。由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同，在结果分析时，以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的转录水平，这样可以校准和消除细胞取样量的差异对实验结果的影响。结果显示丙组比值高于乙组，推测K+通道开放剂可以通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡。

（4）根据题意分析，为了验证上述推测，实验组可选择的实验材料及检测指标是b、c、f、g。