Question

【題目】為研究K+通道開放劑對缺血、缺氧條件下腦細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用機(jī)制，研究人員進(jìn)行了實(shí)驗：

（1）有研究發(fā)現(xiàn)，腦細(xì)胞代謝非常旺盛，耗氧量大，因此缺血、缺氧時腦細(xì)胞主要依賴于__________過程產(chǎn)生ATP，不僅ATP生成量少，也會造成__________在腦細(xì)胞中積累。缺血、缺氧還會誘發(fā)腦細(xì)胞表達(dá)出某些__________分子，在這些分子的調(diào)控下，細(xì)胞出現(xiàn)一系列變化，最終凋亡。

（2）科研人員利用離體培養(yǎng)的神經(jīng)元進(jìn)行實(shí)驗，處理及結(jié)果如下圖所示。

由實(shí)驗結(jié)果判斷，K+通道開放劑能__________缺血、缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。

（3）A蛋白是細(xì)胞凋亡調(diào)控過程中一個重要蛋白�？蒲腥藛T提取上述各組細(xì)胞的__________，用逆轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA，以cDNA為模板擴(kuò)增各組細(xì)胞的A基因。由于不同細(xì)胞的微管蛋白基因表達(dá)量基本相同，在結(jié)果分析時，以各組細(xì)胞A基因擴(kuò)增產(chǎn)物量和微管蛋白基因擴(kuò)增產(chǎn)物量的比值反映各組細(xì)胞中A基因的__________水平，這樣可以校準(zhǔn)和消除__________的差異對實(shí)驗結(jié)果的影響。結(jié)果顯示丙組比值高于乙組，推測K+通道開放劑可以________________________________________________________。

（4）已知K+通道開放劑會通過A基因影響B(tài)基因表達(dá)，且X蛋白引起細(xì)胞凋亡。有人推測B蛋白與X蛋白競爭，從C-X蛋白復(fù)合體上奪取C蛋白，釋放游離的X蛋白。為了驗證上述推測，實(shí)驗組可選擇的實(shí)驗材料及檢測指標(biāo)是__________。

a．正常的神經(jīng)元細(xì)胞

b．缺血、缺氧條件下的神經(jīng)元細(xì)胞

c．K+通道開放劑

d．K+通道阻斷劑

e．A蛋白水平

f．B-C蛋白復(fù)合體水平

g．C-X蛋白復(fù)合體水平

Answer 1

【答案】 無氧呼吸 （糖酵解）乳酸 信號 部分緩解 mRNA 轉(zhuǎn)錄 細(xì)胞取樣量 通過促進(jìn)A基因轉(zhuǎn)錄來抑制缺血、缺氧條件下的細(xì)胞凋亡 b、c、f、g

【解析】【試題分析】

解答本題的思路是正確識圖，再運(yùn)用所學(xué)知識，結(jié)合題意進(jìn)行綜合作答。分析柱形圖可知，甲是在正常條件下培養(yǎng)的細(xì)胞凋亡率，正常培養(yǎng)條件下細(xì)胞凋亡率低，且隨著培養(yǎng)時間的延長，凋亡率沒有明顯增長；乙是在缺血、缺氧條件下培養(yǎng)的細(xì)胞凋亡率，與對照組甲相比，在缺血、缺氧條件下培養(yǎng)，細(xì)胞凋亡率增大，且隨著時間延長，細(xì)胞凋亡率增大；丙是在缺血、缺氧、且加入鉀離子通道開放劑的條件下培養(yǎng)的細(xì)胞凋亡率，與乙相比，加入鉀離子通道開放劑后，細(xì)胞凋亡率下降，說明K+通道開放劑能緩解缺血、缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡；丁組是在在缺血、缺氧、且加入鉀離子通道開放劑、阻斷劑的條件下培養(yǎng)的細(xì)胞凋亡率，細(xì)胞凋亡率與乙沒有顯著差異，進(jìn)一步說明鉀離子通道開放劑能緩解缺血、缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。

（1）人體細(xì)胞在缺血、缺氧時，可進(jìn)行無氧呼吸生成乳酸，即主要依賴于無氧呼吸過程產(chǎn)生ATP，不僅ATP生成量少，也會造成無氧呼吸的產(chǎn)物乳酸在腦細(xì)胞中積累；缺血、缺氧等條件還能誘發(fā)腦細(xì)胞表達(dá)出信號分子，誘導(dǎo)腦細(xì)胞凋亡。

（2）由柱形圖可知，甲組是正常培養(yǎng)條件，細(xì)胞凋亡率低，且隨著時間變化細(xì)胞凋亡率無明顯增長現(xiàn)象；與甲組對照，乙組（缺血、缺氧組）凋亡率高，且隨著培養(yǎng)時間延長，細(xì)胞凋亡率增大，說明缺血、缺氧能夠明顯誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，且凋亡率隨培養(yǎng)時間增加而提高；與乙組對照，丙組鉀離子通道開放，細(xì)胞凋亡率下降，但仍高于甲組。丁組（鉀離子通道開放劑+阻斷劑）細(xì)胞凋亡率隨時間的變化與乙組相近，由此說明K+通道開放劑能部分緩解缺血、缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。

（3）逆轉(zhuǎn)錄的模板是RNA，因此可以提取上述各組細(xì)胞的mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成相應(yīng)的基因；由于不同細(xì)胞的微管蛋白基因表達(dá)量基本相同，在結(jié)果分析時，以各組細(xì)胞A基因擴(kuò)增產(chǎn)物量和微管蛋白基因擴(kuò)增產(chǎn)物量的比值反映各組細(xì)胞中A基因轉(zhuǎn)錄水平，這樣可以校準(zhǔn)和消除細(xì)胞取樣量差異對實(shí)驗結(jié)果的影響；如果丙組（K+通道開放劑）比值高于乙組（缺血、缺氧組），則說明K+通道開放劑可以通過促進(jìn)A基因轉(zhuǎn)錄來抑制缺血、缺氧條件下的細(xì)胞凋亡。

（4）由題意知，該實(shí)驗的自變量是鉀離子通道開放劑，因變量是B-C蛋白復(fù)合體水平和C-X蛋白復(fù)合體水平，按照實(shí)驗設(shè)計的對照原則，選用的實(shí)驗材料應(yīng)是缺血、缺氧條件下的神經(jīng)元細(xì)胞（b）、K+通道開放劑（c）；檢測指標(biāo)是B-C蛋白復(fù)合體水平（f）和C-X蛋白復(fù)合體水平（g）。