2020生物高考热点：细胞感知和适应氧气变化机制习题(含答案)

2020生物高考热点：细胞感知和适应氧气变化机制一、单选题1．2019年诺贝尔生理学或医学奖揭示了人体细胞适应氧气变化的分子机制，在缺氧条件下，缺氧诱导因子（HIF）会增加，激活相关基因表达促进红细胞生成，下列说法正确的是（）A．缺氧条件下，红细胞进行无丝分裂增加红细胞数量B．氧气含量低时，HIF可能会被保护而不会被降解C．若细胞中的HIF被抑制可便该细胞中氧气含量增加D．在红细胞的细胞核内可完成相关基因的表达过程2．血液中氧气含量降低时，肾脏的某些细胞会加速分泌一种促进红细胞生成的激素（EPO），红细胞数量增多有利于机体适应低氧环境。

下列相关叙述错误的是（）A．人从平原进入高海拔地区生活，EPO分泌增加B．EPO及其功能类似物可能是运动比赛的禁药C．EPO参与体液调节，作用的靶细胞是肾脏细胞D．血氧含量的降低会引起脑干中呼吸中枢的兴奋3．合成促红细胞生成素(EPO)的细胞持续表达低氧诱导因子(HIF-1α)。

在氧气供应正常时，HIF-1α合成后很快被降解；在氧气供应不足时，HIF-1α不被降解，细胞内积累的HIF-1α可促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境，相关机理如下图所示。

下列说法正确的是（）A．正常条件下，氧气通过协助扩散的方式进入细胞B．若将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除，EPO的合成量会增加C．氧气供应充足时，HIF-1α进入细胞核，与其他因子(ARNT)一起增强EPO基因的表达D．HIF-1α进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同4．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞感知和适应氧气变化机制的科学家。

研究发现，合成促红细胞生成素（EPO）的细胞持续表达低氧诱导因子（HIF-lα）。

在氧气供应不足时，细胞内积累的HIF-lα可以促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境。

此外，该研究可为癌症的治疗提供新思路。

下列相关叙述不正确的是（）A．生活在高原的人细胞内HIF-1α的水平可能要比一般人高B．干扰HIF-lα的降解可能为治疗贫血提供创新性疗法C．若氧气供应不足，HIF-lα会使EPO基因的表达水平降低D．抑制癌细胞中HIF-lα基因的表达可为癌症的治疗提供新思路5．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予英美的三位科学家，理由是他们发现了“细胞感知和适应氧气变化机制”。

这些研究对于许多疾病来说至关重要，例如，在肿瘤中，氧气调节机制被用来刺激血管的形成和重塑代谢，以有效地增殖癌细胞。

下列相关叙述正确的是（）A．氧气进入组织细胞需要借助细胞膜上的载体蛋白B．细胞有氧呼吸过程中氧气的消耗和二氧化碳的产生场所相同C．血管的形成与细胞分化有关，该过程通常不会产生新的蛋白质D．通过调节氧感知机制，可用于癌症等疾病的治疗6．红细胞中的血红蛋白可以与O2结合，随血液循环将O2运输至人体各处的细胞，供细胞生命活动利用。

下图为喜马拉雅登山队的队员们在为期110天的训练过程中随运动轨迹改变（虚线），红细胞数量变化过程。

以下相关叙述错误的是（）A．随海拔高度增加，人体细胞主要进行无氧呼吸B．血液中的O2以自由扩散方式进入组织细胞C．红细胞数量增加，利于增强机体携带氧的能力D．返回低海拔时，人体红细胞对高海拔的适应性变化会逐渐消失7．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予威廉·凯林等三位科学家，以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所作出的贡献。

他们研究发现，细胞正常供氧时，在脯氨酸羟化酶催化的脯氨酸羟化条件下，细胞内的低氧诱导因子(HIF)会被蛋白酶水解，而缺氧时，脯氨酸羟化酶就无法发挥作用，导致HIF的水解失效，HIF能促进缺氧相关基因的表达，从而使细胞适应缺氧环境。

下列叙述正确的是（）A．能抑制脯氨酸羟化酶活性的药物可能适用于治疗与缺氧相关的疾病B．与正常供氧相比，缺氧时细胞内的HIF含量会明显减少C．细胞内合成HIF的细胞器能够通过“出芽”形成囊泡D．脯氨酸羟化酶通过为脯氨酸羟化提供能量来催化反应进行8．2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了发现细胞适应氧气供应变化分子机制的科学家。

当细胞缺氧时，缺氧诱导因子( HIF-Iα)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质激素)；当氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。

下列相关叙述错误的是（）A．HIF-1α被蛋白酶降解后可以生成多种氨基酸分子B．细胞合成EPO时，tRNA与mRNA发生碱基互补配对C．HIF-lα与ARNT结合到DNA上，催化EPO基因转录D．进入高海拔地区，机体会增加红细胞数量来适应环境变化9．新生儿缺氧缺血性脑损伤会引起新生儿窒息死亡或智力障碍。

经研究发现，缺氧缺血首先启动了发生水肿的机制，造成脑组织水肿。

下列叙述错误的是（）A．正常情况下，脑组织液中的大部分物质会被毛细血管的静脉端重新吸收进入血浆B．脑内缺氧缺血会造成脑细胞代谢紊乱，较多废物释放到组织液中，造成组织水肿C．若脑部血浆渗透压降低，则水分子会通过血管壁进入组织液造成组织水肿D．脑细胞内的液体构成内环境，内环境可以与外界环境直接进行物质交换10．2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。

研究发现正常氧气条件下，细胞内的低氧诱导因子（HIF）会被蛋白酶体降解低氧环境下，HIF能促使细胞适应低氧环境，如下图所示。

下列叙述错误的是（．．．．．）．A．氧气在线粒体中参与有氧呼吸第三阶段B．低氧环境下正常细胞中HIF含量会增加C．HIF被分解需要脯氨酰羟化酶、VHL等参与D．通过降低HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病11．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家以表彰他们在揭示细胞感知和适应氧气供应机制方面所做的贡献。

在低氧条件下，细胞内的缺氧诱导因子(HIF)会促进缺氧相关基因的表达，使细胞适应低氧环境；在正常氧浓度条件下，HIF会被蛋白酶降解。

下列叙述错误的是（）A．HIF的合成场所是核糖体，用双缩脲试剂检测HIF可呈紫色B．氧气充足条件下，葡萄糖进入线粒体被分解为丙酮酸C．低氧环境下，葡萄糖在人体细胞的细胞质基质中可以被分解为乳酸D．人体持续进行剧烈运动时细胞产生的HIF增多，以调节细胞更好地适应低氧环境12．2019年诺贝尔生理医学奖颁给了三位科学家以表彰他们在揭示细胞感知和适应氧气供应机制所做出的贡献。

研究发现正常氧气条件下，细胞内的低氧诱导因子（HIF）会被蛋白酶体降解，在低氧环境下，HIF能促进缺氧相关基因的表达从而使细胞适应低氧环境。

以下说法不正确的是（）A．在低氧环境下，细胞中HIF的含量会上升B．HIF-1α的基本组成单位是氨基酸C．在常氧、VHL、脯氨酰烃化酶、蛋白酶体存在时HIF被降解D．长期生活在青藏高原的人HIF-1α基因数量多13．2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给揭示细胞感知和适应氧气供应机制的研究者，这种特殊的分子机制能调节基因的活性来响应不同水平的氧气，调节过程如下图。

下列说法错误的是A．在不缺氧的情况下缺氧诱导因子蛋白HIF－1α通过过程[3][4][2]快速被降解B．缺氧时HIF－1α进入细胞核中与ARNT结合，启动红细胞生成因子基因的表达C．开发新型药物激活氧气调节机制促进过程[3][4][2]可使红细胞数量增加D．机体进行剧烈运动时肌肉可以通过[1]过程适应缺氧环境14．缺氧诱导因子（HIF）是哺乳动物在缺氧状态下的调节因子，据此分析，下列相关叙述正确的是（）A．剧烈运动时HIF合成减少B．HIF合成导致乳酸的产生C．HIF的作用有助于维持内环境稳态D．降低HIF的活性可治疗缺氧性疾病15．2019诺贝尔生理学或医学奖让我们获知细胞适应氧气变化的分子机制。

在缺氧条件下，缺氧诱导因素（HIF-la）会进入细胞核激活相关基因的表达，通过改变红细胞的数量以适应氧浓度的变化。

下列有关说法正确的是A．缺氧条件下，正常红细胞通过细胞分裂增加红细胞的数量B．缺氧诱导因子可能是一种蛋白质，通过胞吞进入细胞核C．缺氧诱导因子在缺氧条件下，可能会被降解而不起作用D．缺氧诱导因子激活相关基因的表达过程存在信息交流16．2019诺贝尔生理医学奖授予威廉·凯林、彼得·拉特克利夫、格雷格·塞门扎三位，表彰他们在理解细胞感知和适应氧气变化机制中的贡献。

其中在机体缺氧时，肾脏产生红细胞生成酶，该酶作用于肝脏所生成的促红细胞生成素原，使其转变成促红细胞生成素(ESF)。

促红细胞生成素一方面刺激骨髓造血组织，使周围血液中红细胞数增加，改善缺氧；另一方面又反馈性地抑制肝脏中的促红细胞生成素原的生成(如图所示)。

以下叙述错误的是A．促红细胞生成素抑制肝脏中的促红细胞生成素原的生成，这属于负反馈调节，这种机制保证了生物体内物质含量的相对稳定B．骨髓中的造血干细胞还能产生淋巴细胞，参与免疫调节C．促红细胞生成素作用的靶细胞是红细胞，红细胞数量增加可增加携氧能力，改善缺氧D．血浆中含有较多的蛋白质，血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质含量有关17．《美国科学院院报》最近发表了颠覆累积突变导致癌症的观点。

一些癌细胞能在缺氧环境下占生存优势，而在健康富氧组织中，癌细胞会因没有竞争优势而被淘汰或抑制。

下列说法错误的是（）A．传统观点认为癌细胞的产生是由于细胞中遗传物质发生了变化B．按此新观点，癌症的治疗和药物设计应保证癌变组织缺氧C．通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据D．在长期吸烟或压力环境下，细胞发生癌变的可能性将提高18．兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。

为探究不同缺氧时间对神经细胞兴奋性的影响，研究人员利用体外培养的大鼠神经细胞进行了实验，结果如图所示。

下列分析不正确的是（）A．静息电位的维持需要消耗ATPB．缺氧25min内，神经细胞的K+外流受到抑制C．缺氧处理20min后细胞内外电位差逐渐变小D．缺氧处理20min与l0min相比，神经细胞的兴奋性低19．兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力．为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度（引发神经冲动的最小电刺激强度），之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示．下列分析正确的是（）A．本实验的自变量是是否缺氧B．由图甲可知，神经细胞缺氧处理10分钟比缺氧处理20分钟时的兴奋性要低C．由图乙可知，随着缺氧时间的延长，神经细胞的阈强度逐渐减小D．在无氧条件下，细胞内A TP含量逐渐减少，影响了离子的跨膜转运，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能原因之一20．诺贝尔医学奖获得者、德国著名医学家奥托·瓦尔伯格博士（Dr.Otto Warburg）发现，当人体组织细胞中的氧含量低于正常值的60%以下时，缺氧的组织细胞就会癌变。