Question

2019年诺贝尔生理医学奖授予了发现细胞缺氧因子HIF（1α和1β）的科学家，他们的研究揭示了细胞缺氧会引发包括细胞周期改变、线粒体自噬在内的诸多效应。进一步研究发现高浓度ATP也会影响细胞周期（如图所示）。

1.细胞缺氧会使细胞很多生理过程发生改变。细胞内消耗氧气的场所是________。

2.线粒体有两层膜，如图所示细胞内与线粒体具有相似结构的还包括________。

3.细胞缺氧会导致线粒体自噬，该现象影响的生理过程是________。

A.糖酵解 B.脂肪水解 C.卡尔文循环 D.三羧酸循环

4.据所学知识判断，图中DNA为________的时期是含有细胞内染色体数目最多的时期。

A.2N B.2N→4N C.4N D.4N→2N

5.据图推知抑癌因子p21作用于________期与________期之间。

6.在图所示的细胞分裂期间，所发生的变化包括________。

A.等位基因分离 B.染色单体分离

C.非同源染色体自由组合 D.纺锤丝出现和消失

7.抗癌的有效策略之一是开发针对肿瘤细胞的血管生长抑制剂。据图表述此类抑制剂抗癌作用的机理是________。

Answer

1.线粒体/线粒体内膜

2.核膜/细胞核

3.D

4.D

5. S

6.BD

7.服用血管生长抑制剂，则体内细胞处于缺氧状态，诱导产生HIF，其通过p21和p27两类抑癌因子抑制癌细胞增殖；同时缺氧会导致线粒体自噬，使胞内ATP水平下降。据图知胞内高浓度ATP促进细胞增殖，所以当ATP下降时抑制癌细胞增殖

【解析】

1.分析题图可知，细胞缺氧，激活HIF1活性，HIF1a再激活p27、p21，p27抑制细胞分裂的分裂期、p21抑制细胞分裂的分裂间期DNA分子复制，进而抑制细胞分裂，阻断细胞增殖；AMPK具有激活p53的作用，p53能激活p21、p27，因此AMPK具有抑制细胞增殖的作用，而高浓度的ATP通过抑制AMPK而促进细胞增殖。

2.有氧呼吸的三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，发生在细胞质基质中，有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，发生在线粒体基质中，有氧呼吸第三阶段是还原氢与氧气结合形成水，发生在线粒体内膜上。

1.细胞内氧气参与有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，因此细胞内消耗氧气的场所是线粒体内膜。

2.线粒体具有双层膜，细胞内除了线粒体具有双膜结构外，叶绿体、细胞核也具有双层膜结构，由题图可知，该细胞是动物细胞，因此只有细胞核。

3.线粒体进行有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、第三阶段，是三羧酸循环发生的场所，因此线粒体自噬影响三羧酸循环过程；糖酵解发生在细胞质基质中，卡尔文循环是光合作用的暗反应，发生在叶绿体中，D正确，ABC错误。

故选D。

4.细胞内染色体数目最多的时期是有丝分裂后期，有丝分裂过程中DNA分子数2N→4N发生在分裂间期，4N是前期、中期、后期，4N→2N发生在后期→未期，因此染色体数目最多的时期是DNA分子数4N→2N的阶段，D正确。

故选D。

5.由题图可知，p21抑制DNA分子复制，因此作用于G1期和S期之间。

6.细胞周期中，分裂期纺锤体、染色体、核膜、核仁会出现周期性消失和重现，后期着丝点分裂，染色单体分离；等位基因分离和非同源染色体自由组合发生在减数分裂过程中，BD正确。

故选BD。

7.由题图可知，服用血管生长抑制剂，则体内细胞处于缺氧状态，诱导产生HIF，其通过p21、p27抑制细胞分裂过程，对肿瘤细胞的血管生长抑制剂，据图表述此类抑制剂抗癌作用的机理通过抑制细胞分裂抑制血管生长；同时缺氧会导致线粒体自噬，使胞内ATP水平下降。据图知胞内高浓度ATP促进细胞增殖，所以当ATP下降时抑制癌细胞增殖。