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1、HIF-la锐气充足O何气|不足I脯氨酰羟化的（1）细胞呼吸-高考生物一轮复习情景应用练百题1.2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。研究发现在体内氧含量降低时，低氧诱导因子（HIF）会大量生成，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量从而促使机体适应低氧环境，而在正常的含氧条件下，细胞内的HIF会被蛋白酶体降解。下列叙述正确的是（）A.低氧环境下，HIF主要在红细胞中发挥功能，有利于氧气的运输B.当人体缺氧时，可进行无氧呼吸产生酒精提供能量C.正常含氧条件下，HIF的生成与降解处于动态平衡，使 HIF含量较低D.通过降低HIF的活性可治疗贫血等缺氧性
2、疾病2.2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者揭示了细胞感知和适应氧气变化的机制。研究发现，细胞内存在一种缺氧诱导因子（HIF-la）,当细胞内缺氧时，它能促进相关基因的表达，从而使细胞适应低氧环境，如下图所示。下列说法错误的是（）白a量目薛体.降解OH能基因 细胞（）r 如EPO等 应答HIF-la V-）A.人体中氧气浓度最低的地方应该是细胞中的线粒体，因为它总在不断耗氧B.氧气在人体细胞内主要参与有氧呼吸的第三阶段，并且在线粒体内膜上进行C.氧气进入人体细胞，再穿过线粒体双层膜，与水分子的进出原理不完全相同D.HIF-la是细胞内产生的细胞因子，其化学本质是蛋白质，也可能是固醇类物质3.2
3、019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。下列叙述正确的是（）A.低氧条件下，人体产生的CO?是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物B.氧气充足条件下，HIF可在溶酶体被水解酶降解C.低氧环境下，葡萄糖进入线粒体被分解为乳酸D.人体持续进行剧烈运动时细胞产生的HIF减少，细胞能更好地适应低氧环境4.2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学成，从而促使细家。研究发现在体内氧含量降低
4、时，低氧诱导因子（HIF）会大量生胞适应低氧环境，而在正常的含氧条件下，细胞内的HIF会被蛋白酶体降解，如图所 示。下列叙述不正确的是（）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5.2019年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家以表彰他们发现了细胞如何感知和适应氧气变化的机制。研究发现，细胞内存在一种缺氧诱导因子（H IF-1,包括a,。两个亚单位），正常氧气条件下，HIF-la会被蛋白酶体降解，低氧环境下，H IF-la能促进缺氧相关基因的表达从而使细胞适应低氧环境
5、，具体过程如图所示。下列说法错误的是（）注：HRE是缺氧调节基因中的特定DNA片段；EPO为促红细胞生成素，能促进血液中红细胞的生成。A.氧气不足时H IF-la可诱导红细胞生成以适应低氧B.增大细胞内的氧气浓度会导致H IF-la的含量升高C.用药物降低H IF-la的含量可能会抑制肿瘤细胞增殖D.细胞摄取的氧气可在线粒体内膜上与山 结合形成水6.2019诺贝尔生理学或医学奖颁发给Kaelin、Ratcliffe及 Semenza三位科学家。他们研究表明：缺氧环境下，细胞产生缺氧诱导因子HIF-1（蛋白质），HIF-I会诱导相关基因的表达，以适应缺氧环境。下列描述不合理的是（）A.HIF-1
6、（蛋白质）具有信号分子的作用B.缺氧时肌肉细胞无氧呼吸酶增加，促进丙酮酸转化成酒精C.缺氧时细胞会产生“促红细胞生成素”，以诱导产生更多的红细胞D.缺氧时机体会诱导新生血管生成，有利于氧气的运输7.因发现细胞在分子水平上感知氧气的基本原理，三位科学家在2019年获得诺贝尔生理学或医学奖。研究发现，缺氧诱导因子(H IF)包括两种不同的DN A结合蛋白，即 HIF-1 a 和 ARNT,H IF 以依赖氧的方式与DN A片段结合。当氧气含量很低时，HIF-1 a数量增加，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量，下列有关叙述正确的是()A.缺氧诱导因子(H IF)的功能由其特定的脱氧核甘酸序列决
7、定B.HIF-1 a与 DN A片段结合，遵循碱基互补配对原则C.HIF-1 a数量增加，有利于氧气的运输D.当人体缺氧时，可进行无氧呼吸产生酒精提供能量8.人体内氧含量降低时，低氧诱导因子(HIF)会大量生成，增加红细胞的数量，从而使人体适应低氧环境；而在正常含氧条件下，HIF会被降解。下列有关叙述正确的是()A.人体内低氧条件下，HIF主要作用于成熟红细胞B.正常含氧条件下，HIF的生成与降解处于动态平衡C.降低HIF的含量可治疗某些因缺氧而引起的疾病D.在低氧时可通过无氧呼吸产生酒精并提供少量能量9.在缺氧条件下，人体既可通过神经系统调节呼吸频率来适应，又可通过增加红细胞的数量来适应。红
8、细胞数量增加与细胞内缺氧诱导因子(HIF)介导的系列反应有关，机理如下图所示。2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现这一机制的三位科学家。请回答问题：(1)呼吸频率加快加深后，吸入更多的氧气。氧气进入人体细胞参与有氧呼吸的反应场所是,该细胞器内膜折叠成喳，有利于 o 人体在缺氧条件下，细胞呼吸的产物有。(2)如图所示，常氧条件下，经过 的催化，H IF-la 蛋白发生羟基化，使得VHL蛋白能够与之识别并结合，从而导致H IF-l a 蛋白降解。(3)由图可知，缺氧条件下，H IF-la 蛋白通过 进入细胞核内，与 ARNT结合形成缺氧诱导因子(HIF)。HIF结合到特定的DNA序列上，促进E
9、PO(促红细胞生成素)的合成，从而促进红细胞数量的增加，携带氧气能力增强。另外，HIF还可促进其他有关基因的表达，使细胞呼吸第一阶段某些酶的含量增加、细胞膜上葡萄糖转运蛋臼的数量增加,请分析这些变化的适应意义：(4)慢性肾功能衰竭患者常因EPO产生不足而出现严重贫血，研究人员正在探索一种PHD抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图中信息，分 析PHD抑制剂治疗贫血的作用机理。此外，在肿瘤微环境中通常缺氧，上述机制(填“有利于 或 不利于”)癌细胞大量增殖。研究人员正努力开发新的药物，用以激活或阻断氧感应机制，改善人类的健康。答案以及解析1.答案：C解析：根据题目信息HIF不是在红细胞发挥功能，可
10、能主要作用于造血干细胞；当人体缺氧时，可进行无氧呼吸产生乳酸提供能量；根据题意可知，在低氧时低氧诱导因子（HIF）会大量生成：正常含氧条件下，HIF的生成与降解处于动态平衡，使 HIF含量较低；由于低氧诱导因子（HIF）会调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量从而促使机体适应低氧环境，所以可以通过提高HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病；故选C。2.答案：D解析：氧气通过呼吸作用进入肺泡，然后进入肺泡周围毛细血管中，与红细胞中的血红蛋白结合，随血液运输，到达器官组织后与血红蛋白分开，通过毛细血管壁进入组织液，再从组织液进入组织细胞，从细胞质基质扩散到线粒体中，因为线粒体在不断进行有氧呼吸，消耗
11、氧气，氧气浓度最低的地方应该是细胞中的线粒体，A 正确；有氧呼吸的第三阶段是前面脱下的NADH与氧气在线粒体内膜上结合，形成水，并释放大量能量，B 正确；氧气进入人体细胞，再穿过线粒体双层膜，一直是顺浓度梯度进行的自由扩散，而水分子进出细胞主要是通过水通道蛋白的协助扩散，也可能是自由扩散，二者原理不完全相同，C 正确；HIF-la是细胞内存在的诱导因子，是细胞产生的细胞因子，题图说明它可以被蛋白酶体降解，根据酶的专一性可知其化学本质是蛋白质，不可能是固醇类物质，D 错误。3.答案：B解析：4.答案：D解析：A、氧气在线粒体中参与有氧呼吸第三阶段，与 H 结合生成水，A 正确；B、低氧环境下正常
12、细胞中HIF会促进缺氧相关基因表达，导致HIF含量增加，促使细胞适应低氧环境，B 正确；C、由图可知，HIF被分解需要脯氨酰羟化酶、VHL等参与，C 正确；D、HIF能促使细胞适应低氧环境，因此通过升高HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病，D错误。故选：D。5.答案：B解析：根据图示可知，当氧气不足时HIF-la会诱导EPO基因等的表达，促进红细胞的生成，增强机体运输氧的能力，以适应低氧环境，A 项正确：增大氧气浓度会促进HIF-la被蛋白酶体降解，从而导致HIF-la的含量降低，B 项错误；用药物降低H IF-la的含量会使肿瘤细胞无法适应低氧环境，从而抑制肿瘤细胞的增殖，C 项正确；细胞摄取
13、的氧气参与有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，氧气和 H 结合形成水，D 项正确。6.答案：B解析：A、HIF-1(蛋白质)具有信号分子的作用，A 正确；B、缺氧时肌肉细胞无氧呼吸酶增加，促进丙酮酸转化成乳酸，B 错误；C、缺氧时细胞会产生“促红细胞生成素”，以诱导产生更多的红细胞，C 正确；D、缺氧时机体会诱导新生血管生成，有利于氧气的运输，D 正确。故选：Bo7.答案：C解析：根据题干分析，“HUM a 数量增加，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量”，有利于氧气的运输，C 正确；8.答案：B解析：A、人体内低氧条件下，HIF主要作用是增加红细胞的数量，A 错误；B、正常含氧条件下
14、，HIF的生成与降解处于动态平衡，B 正确；C、增加HIF的含量可治疗某些因缺氧而引起的疾病，C 错误；D、人体无氧呼吸产生乳酸，不产生酒精，D 错误。故选B。9.答案：(1)线粒体；扩大膜面积(酶的附着)；乳酸、CO?和水(2)脯氨酰羟化酶(PHD)(3)核孔；增加糖酵解酶的含量，有利于细胞通过无氧呼吸产生ATP为细胞供能；葡萄糖转运蛋白增加有利于细胞摄入葡萄糖，为细胞呼吸提供能源物质(4)通过抑制PHD活性抑制H IF-la 的降解，细胞内较高水平的H IF-la 促进EPO的产生；有利于解析：(1)氧气参与有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体(内膜)，线粒体内膜向内折叠形成崎，增加了膜面积，有
15、利于有氧呼吸第三阶段的进行；人体无氧呼吸的产物是乳酸，有氧呼吸的产物是水和二氧化碳。(2)据图分析可知，常氧条件下，H IF-la 蛋白经过脯氨酰羟化酶的催化发生了羟基化。(3)据图分析可知，H IF-la 蛋白是通过核孔进入细胞核内的；根据题意分析，H IF-la 蛋白与ARNT结合形成缺氧诱导因子(HIF),HIF结合到特定的DNA序列上，促进EPO(促红细胞生成素)的合成，从而促进红细胞数量的增加，携带氧气能力增强。另外，HIF还可促进其他有关基因的表达，使细胞呼吸第一阶段某些酶的含量增加、细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量增加，这些变化的适应意义在于增加糖酵解酶的含量，有利于细胞通过无氧呼吸产生ATP为细胞供能：葡萄糖转运蛋白增加有利于细胞摄入葡萄糖，为细胞呼吸提供能源物质。(4)根据题意分析，PHD抑制剂治疗贫血的作用机理是通过抑制PHD活性抑制H IF-la的降解，细胞内较高水平的H IF-la促进EPO的产生。此外，在肿瘤微环境中通常缺氧，上述机制有利于癌细胞大量增殖。