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肝癌在我国的发病率较高,容易复发、远期疗效不满意。研究人员对肝癌细胞的结构及代谢...

肝癌在我国的发病率较高,容易复发、远期疗效不满意。研究人员对肝癌细胞的结构及代谢进行相关的研究。

1)癌细胞有___________的特点,肿瘤恶性增殖往往___________血管新生的速度,随着细胞数目增多和体积增大,恶性实体肿瘤内部逐渐形成慢性营养缺乏的微环境,因此肿瘤细胞需要通过调整细胞代谢才能继续生存。

2)下图是细胞呼吸及线粒体融合和分裂的示意图:

葡萄糖在___________中分解为[H]A,物质A___________A进入线粒体彻底氧化分解。线粒体内膜上分布的呼吸链复合体是参与有氧呼吸第___________阶段的酶,内膜向内折叠形成嵴的意义是___________

线粒体外膜上的___________、内膜融合蛋白___________的作用实现了线粒体膜的融合,线粒体的长度明显变长。细胞质基质中DRP1S616位点磷酸化,DRP1定位于线粒体外膜上,促进___________

3)已有研究发现肝癌肿瘤中心区域细胞中线粒体融合增强,线粒体长度明显长于边缘区域细胞,这些变化与肝癌细胞适应营养缺乏有关。为研究在营养缺乏时线粒体融合对肝癌细胞糖代谢的调控。研究者用肝癌细胞进行了实验,实验结果如下表:

指标

 

组别                   相对值

细胞

耗氧

速率

线粒体

ATP

生量

胞外

乳酸

水平

线粒

体嵴

密度

呼吸链

复合体

的活性

乳酸脱

氢酶的

甲组:常规培养组

4. 2

1. 0

0. 35

10. 1

0. 91

1. 01

乙组:营养缺乏组

5. 6

1. 4

0. 28

17. 5

2. 39

0. 25

丙组:营养缺乏+抑制DRP1S637磷酸化

3. 1

0. 8

0. 38

9. 8

1. 22

1. 22

 

注:线粒体嵴密度=嵴数目/线粒体长度

①丙组抑制DRP1S637磷酸化的目的是______

②根据实验结果并结合(2),将下列选项对应的字母填入图中,完善肝癌细胞在营养缺乏条件下的代谢调控途径。

_____

a. 细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加

b. 胞外乳酸水平减少

c. 线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加

d. 乳酸脱氢酶含量降低

e. 线粒体融合增强                       

f. DRP1S637磷酸化增强

4)下图表示217名切除肝肿瘤患者的肝癌细胞中DRP1S637磷酸化水平与病人存活率及无复发存活率的关联曲线。

请你根据调查结果提出一个术后用药建议并说明理由___________

 

无限增殖 快于 细胞质基质 丙酮酸 三 可以增大膜面积,为酶附着提供更多位点 Mfn1/Mfn2蛋白 OPA1 线粒体分裂 抑制肝癌细胞的线粒体融合 用抑制DRP1S637磷酸化的药物,可以提高存活率、降低复发率 【解析】 葡萄糖在酶的作用下分解为丙酮酸和[H],发生场所在细胞质基质,有氧呼吸第二阶段为丙酮酸和水在酶的作用下分解为[H]和二氧化碳(线粒体基质),有氧呼吸第三阶段为[H]和氧气在酶的作用生成水(场所:线粒体内膜);无氧呼吸第二阶段丙酮酸和[H]在酶的作用下生成酒精、二氧化碳或者乳酸。 (1)癌细胞的特征包括无限增殖、细胞形态改变、细胞膜的成分改变,因具有无限增殖的特点、细胞代谢速率快,肿瘤恶性增殖往往快于血管新生的速度,随着细胞数目增多和体积增大,恶性实体肿瘤内部逐渐形成慢性营养缺乏的微环境,因此肿瘤细胞需要通过调整细胞代谢才能继续生存。 (2)葡萄糖在细胞质基质中分解为[H]和丙酮酸,物质A是丙酮酸,丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解为二氧化碳和水。有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,所以线粒体内膜上分布的呼吸链复合体是参与有氧呼吸第三阶段的酶,内膜向内折叠形成嵴的意义是可以增大膜面积,为酶附着提供更多位点。 线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白和内膜融合蛋白OPA1的作用实现了线粒体膜的融合,线粒体的长度明显变长。细胞质基质中DRP1的S616位点磷酸化,DRP1定位于线粒体外膜上,促进细胞的分裂。 (3)①DRP1S637磷酸化促进线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白结合,从而促进线粒体的融合。丙组抑制DRP1S637磷酸化,实质上抑制线粒体的融合。 ②根据实验结果并结合(2),肝癌细胞在营养缺乏条件下,为了适应环境,线粒体融合增强,首先DRP1S637磷酸化增强,促进线粒体融合,线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加,细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加,乳酸脱氢酶含量降低,无氧呼吸速率下降,胞外乳酸水平减少,细胞的产能效率提高,从而适应营养缺乏的环境,所以它们之间的关系如下图: (4)据图分析,切除肝肿瘤患者的肝癌细胞中DRP1S637磷酸化水平高的病人术后存活率及无复发存活率均明显低于DRP1S637磷酸化水平低的病人,术后建议用抑制DRP1S637磷酸化的药物,这样可以提高存活率、降低复发率。
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考点分析:
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地中海果蝇是农业害虫,其个体发育的过程是:受精卵→幼虫→蛹→成虫。交配后的雌蝇会刺破果皮,在植物果实中产卵,幼虫在果实中发育,从而对植物的果实造成损伤,雄蝇成虫对植物没有直接危害。为控制地中海果蝇的种群数量,科研工作者进行了如下研究。

1)地中海果蝇与被其产卵的植物属于___________关系。

2)科研工作者建立转基因地中海果蝇品系ab。将两个品系的杂合子雄蝇分别与野生型(未转基因)雌蝇杂交,将受精卵培养在含四环素或无四环素的培养基上,幼虫发育至化蛹阶段统计存活个体数,结果如下图所示。

在无四环素条件下,对于大多数幼虫而言致死性状相当于___________性性状,判断依据是___________

3)利用上述两种品系的转基因杂合子雌雄果蝇自交,将所产后代在四环素的饲料喂养下

培养至成虫。成虫在不同饮食条件下培养,统计不同基因型地中海果蝇成虫的日存活

率,用于反映转基因果蝇的寿命,结果如下。

图中的数据可知,无四环素条件下,对ab两个品系的果蝇寿命的影响是______________________品系有足够长的寿命,利于其在野外与野生型果蝇竞争与异性交配。

4)利用转基因地中海果蝇控制自然种群中的地中海果蝇种群数量。

①可采用___________法调查地中海果蝇的虫卵或幼虫的数量,以反映虫害发生的强度。

②纯合转基因果蝇成虫释放到野外能够控制地中海果蝇种群数量的原因是__________________

③选择___________(填写“雌”或“雄”)转基因果蝇成虫进行野外释放效果更好,原因是___________

④转基因果蝇做亲本产下的后代会发荧光,亲本均为野生型的后代无荧光。请你写出利用这一性状评估转基因果蝇交配竞争力的杂交实验思路。______________________

5)用此种方法防治地中海果蝇与使用农药相比,前者的优越性是___________

 

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番茄红素具有较强的抗氧化性、清除自由基的作用。番茄是番茄红素含量最高的植物,其果实中番茄红素含量随成熟度的差异而不同,受到多种激素的调控。

1___________是调节植物果实成熟的重要激素。

2)油菜素甾醇(BR)是一类植物生长不可缺少的植物激素,下图为BR信号的转导机制。

a图表示有BR存在情况下,BRBRI1结合,诱导BRI1BAK1的相互___________BSU1被激活,导致BIN2去磷酸化后其活性受到抑制而被___________。从而使得BZR1/2______中积累,从而调节靶基因的表达。

b图表示没有BR情况下,BKI1与非活性状态的BRI1结合,BSU1也处在非活性状态,激活状态的BIN2___________结合,使后者磷酸化并与14-3-3形成复合体后最终被蛋白酶体降解。

③由以上生理过程可以看出,蛋白质被磷酸化对蛋白质功能或去向的影响是_____

3)为了探究BR对番茄红素积累的影响及BR是否依赖乙烯途径起作用。科研人员分别对野生型(PSN)和乙烯不敏感突变体(Nr,乙烯信号途径受损)外施BR处理,并检测番茄红素含量,结果如下图。

BR可以___________番茄红素的积累,做出此判断的依据是___________

②实验结果___________(支持/不支持)BR依赖乙烯途径起作用的假设,理由是___________

③若想进一步探究在番茄红素积累的调节中,BR与乙烯两种激素之间的关系,还应增设的实验组是___________

 

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阅读下面的材料,回答(1)~(4)题。

芬太尼:从“天使”到“魔鬼”

芬太尼一直是我国及国际严格管控的强效麻醉性镇痛药。201941日,国家药品监督管理局将芬太尼类物质列入《非药用类麻醉药品和精神药品管制品种增补目录》。芬太尼通常用作镇痛药物或麻醉剂,药理作用与吗啡类似。在同类药物中,芬太尼是药效非常强的一种,它的作用强度大约相当于吗啡的50100倍,海洛因的2540倍。芬太尼的脂溶性很强,易于透过血脑屏障而进入脑,具有镇痛作用强、起效较快等特点,适用于临床各种手术麻醉、术后镇痛,但长期使用会成瘾。

芬太尼作用机理是:当其与某神经元上的阿片受体结合后,抑制Ca2+内流、促进K+外流,导致突触小泡无法与突触前膜接触阻止痛觉冲动的传递,从而缓解疼痛;同时芬太尼作用于脑部某神经元受体,促进多巴胺释放,让人产生愉悦的感觉。芬太尼的典型副作用包括嗜睡、困倦和恶心,更严重的副作用包括低血压、呼吸抑制和长期使用使快感阈值升高(维持相应的神经兴奋水平需要更多的药物),导致的成瘾。如果没有医学专业人员迅速解决,呼吸能力降低可能导致死亡。为了控制过量风险,芬太尼作为治疗药

物的使用都在医生的严密监控下进行。医生在调整药物剂量时都非常谨慎小心。

真正严重的问题是所谓非医用芬太尼(毒品),不法分子很容易用化学原料直接合成新的衍生物,不需要从罂粟中提取。这些新生的物质,作用效果与芬太尼相似,能镇痛、有成瘾性,作用强度往往更高。因此,把芬太尼当作是海洛因之类传统毒品的“低成本替代品”和“增强剂”。而不法分子不可能像药理学家那样,对它们进行毒理研究。结果就是,因芬太尼类物质滥用而死亡的人节节攀高。

芬太尼可以是缓解人类疾苦的“天使”,也可以成为让人坠入成瘾深渊的“魔鬼”,而这一切都取决于人们如何去管理和使用它。

1)神经调节的基本方式为___________。疼痛由一些强烈的伤害性刺激使痛觉感受器产生的兴奋(神经冲动)以___________形式沿着神经纤维传导,在___________产生痛觉。芬太尼作用于下图中的__________(填写“受体1”或“受体2”),使兴奋性递质的释放量,从而起到镇痛效果。

2)芬太尼的作用是___________呼吸中枢对CO2敏感性,导致呼吸能力降低。CO2对呼吸中枢的调节属于___________调节。

3)你如何理解文章中出现的芬太尼既是“天使”,也是“魔鬼”这一说法?___________________

 

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兴凯湖是我国第二大淡水湖,包括大兴凯湖和小兴凯湖两部分,上游的小兴凯湖可通过两个泄洪闸与大兴凯湖连通。下图为小兴凯湖部分生物的营养关系图,请回答问题。

       

1)湖内所有生物构成一个___________。由图可知,流经该生态系统的总能量是___________,鲢与浮游动物的关系是___________

2)兴凯湖具有涵养水源、净化水质的作用,这体现了生物多样性的___________价值。

3)对大、小兴凯湖的浮游植物进行采集和统计,结果如下。

在不同采集点采集浮游植物,每个采集点收集三次,用显微镜对样品进行观察并计数,取__________,以确定单位体积中浮游植物的___________,发现浮游植物以绿藻、硅藻和蓝藻为主。与绿藻相比,蓝藻细胞结构的主要特征是___________。从图中可以看出小兴凯湖的浮游植物的___________高于大兴凯湖。

4)请选择4-14-2中的一个问题作答:

4-1)受周边农业、旅游等人类活动的影响,湖中NP污染物超标。大银鱼自2000年引入小兴凯湖养殖后,繁殖迅速,已成为小兴凯湖主要经济鱼类。由于大银鱼对水质要求较高,为了保证小兴凯湖的水质和大银鱼的捕捞量,有人提出打开与大兴凯湖连通的泄洪闸。请你依据所学生态学知识对这个做法的合理性进行评价并阐述理由。____________________________________________

4-2)湖中NP污染物超标是当前水环境治理中的重点,请你根据生态学相关知识,提出具体治理措施并说出相关的原理。____________________________________________

 

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某研究所将拟南芥的三个抗盐基因SOSISOS2SOS3导入玉米,筛选出成功整合的耐盐植株(三个基因都表达才表现为高耐盐性状)。如图表示三个基因随机整合的情况,让三株转基因植株自交,后代高耐盐性状的个体比例最小的是

A. B. C. D.三者相同

 

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