2020生物高考熱點(diǎn)：細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣變化機(jī)制習(xí)題（含答案）

2020生物高考熱點(diǎn)：細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣變化機(jī)制

一、單選題

1.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)揭示了人體細(xì)胞適應(yīng)氧氣變化的分子機(jī)制，在缺氧條件下,

缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）會(huì)增加，激活相關(guān)基因表達(dá)促進(jìn)紅細(xì)胞生成，下列說法正確的是（）

A.缺氧條件下，紅細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂增加紅細(xì)胞數(shù)量

B.氧氣含量低時(shí)，HIF可能會(huì)被保護(hù)而不會(huì)被降解

C.若細(xì)胞中的HIF被抑制可便該細(xì)胞中氧氣含量增加

D.在紅細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)可完成相關(guān)基因的表達(dá)過程

2.血液中氧氣含量降低時(shí)，腎臟的某些細(xì)胞會(huì)加速分泌一種促進(jìn)紅細(xì)胞生成的激素（EPO）,

紅細(xì)胞數(shù)量增多有利于機(jī)體適應(yīng)低氧環(huán)境。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.人從平原進(jìn)入高海拔地區(qū)生活，EPO分泌增加

B.EPO及其功能類似物可能是運(yùn)動(dòng)比賽的禁藥

C.EPO參與體液調(diào)節(jié)，作用的靶細(xì)胞是腎臟細(xì)胞

D.血氧含量的降低會(huì)引起腦干中呼吸中樞的興奮

3.合成促紅細(xì)胞生成素（EPO）的細(xì)胞持續(xù)表達(dá)低氧誘導(dǎo)因子（HIF-la）。在氧氣供應(yīng)正常時(shí),

HIF-la合成后很快被降解；在氧氣供應(yīng)不足時(shí)?，HIF-la不被降解，細(xì)胞內(nèi)積累的HIF-la可

促進(jìn)EPO的合成，使紅細(xì)胞增多以適應(yīng)低氧環(huán)境，相關(guān)機(jī)理如下圖所示。下列說法正確的

是（）

A.正常條件下，氧氣通過協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞

B.若將細(xì)胞中的脯氨酰羥化酶基因敲除，EPO的合成量會(huì)增加

C.氧氣供應(yīng)充足時(shí)，HIF-la進(jìn)入細(xì)胞核，與其他因子（ARNT）一起增強(qiáng)EPO基因的表達(dá)

D.HIF-la進(jìn)入細(xì)胞核的方式與葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞相同

4.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予發(fā)現(xiàn)細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣變化機(jī)制的科學(xué)家。研究發(fā)

現(xiàn)，合成促紅細(xì)胞生成素（EPO）的細(xì)胞持續(xù)表達(dá)低氧誘導(dǎo)因子（HIF-la）。在氧氣供應(yīng)不

足時(shí)，細(xì)胞內(nèi)積累的HIF-la可以促進(jìn)EPO的合成，使紅細(xì)胞增多以適應(yīng)低氧環(huán)境。此外,

該研究可為癌癥的治療提供新思路。下列相關(guān)敘述不正確的是（）

A.生活在高原的人細(xì)胞內(nèi)HIF-la的水平可能要比一般人高

B.干擾HIF-la的降解可能為治療貧血提供創(chuàng)新性療法

C.若氧氣供應(yīng)不足，HIF-la會(huì)使EPO基因的表達(dá)水平降低

D.抑制癌細(xì)胞中HIF-la基因的表達(dá)可為癌癥的治療提供新思路

5.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予英美的三位科學(xué)家，理由是他們發(fā)現(xiàn)了“細(xì)胞感知和

適應(yīng)氧氣變化機(jī)制”。這些研究對于許多疾病來說至關(guān)重要，例如，在腫瘤中，氧氣調(diào)節(jié)機(jī)

制被用來刺激血管的形成和重塑代謝，以有效地增殖癌細(xì)胞。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.氧氣進(jìn)入組織細(xì)胞需要借助細(xì)胞膜上的載體蛋白

B.細(xì)胞有氧呼吸過程中氧氣的消耗和二氧化碳的產(chǎn)生場所相同

C.血管的形成與細(xì)胞分化有關(guān)，該過程通常不會(huì)產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)

D.通過調(diào)節(jié)氧感知機(jī)制，可用于癌癥等疾病的治療

6.紅細(xì)胞中的血紅蛋白可以與02結(jié)合，隨血液循環(huán)將02運(yùn)輸至人體各處的細(xì)胞，供細(xì)胞

生命活動(dòng)利用。下圖為喜馬拉雅登山隊(duì)的隊(duì)員們在為期110天的訓(xùn)練過程中隨運(yùn)動(dòng)軌跡改變

（虛線），紅細(xì)胞數(shù)量變化過程。以下相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

-。

2

x

B

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6

-2L-

<-

金

E奕

K

A.隨海拔高度增加，人體細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸

B.血液中的02以自由擴(kuò)散方式進(jìn)入組織細(xì)胞

C.紅細(xì)胞數(shù)量增加，利于增強(qiáng)機(jī)體攜帶氧的能力

D.返回低海拔時(shí)，人體紅細(xì)胞對高海拔的適應(yīng)性變化會(huì)逐漸消失

7.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予威廉?凱林等三位科學(xué)家，以表彰他們在“發(fā)現(xiàn)細(xì)胞如

答案第2頁，總36頁

何感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)”方面所作出的貢獻(xiàn)。他們研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞正常供氧時(shí)，在脯氨酸羥

化酶催化的脯氨酸羥化條件下，細(xì)胞內(nèi)的低氧誘導(dǎo)因子（HIF）會(huì)被蛋白酶水解，而缺氧時(shí)，

脯氨酸羥化酶就無法發(fā)揮作用，導(dǎo)致HIF的水解失效，HIF能促進(jìn)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)，從

而使細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境。下列敘述正確的是（）

A.能抑制脯氨酸羥化酶活性的藥物可能適用于治療與缺氧相關(guān)的疾病

B.與正常供氧相比，缺氧時(shí)細(xì)胞內(nèi)的HIF含量會(huì)明顯減少

C.細(xì)胞內(nèi)合成H1F的細(xì)胞器能夠通過“出芽”形成囊泡

D.脯氨酸羥化酶通過為肺氨酸羥化提供能量來催化反應(yīng)進(jìn)行

8.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了發(fā)現(xiàn)細(xì)胞適應(yīng)氧氣供應(yīng)變化分子機(jī)制的科學(xué)家。

當(dāng)細(xì)胞缺氧時(shí)，缺氧誘導(dǎo)因子（HIF-Ia）與芳香煌受體核轉(zhuǎn)位蛋白（ARNT）結(jié)合，調(diào)節(jié)基因的

表達(dá)生成促紅細(xì)胞生成素（EPO,一種促進(jìn)紅細(xì)胞生成的蛋白質(zhì)激素）；當(dāng)氧氣充足時(shí)，HIF-la

羥基化后被蛋白酶降解，調(diào)節(jié)過程如圖所示。

A.HIF-la被蛋白酶降解后可以生成多種氨基酸分子

B.細(xì)胞合成EPO時(shí)，tRNA與mRNA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對

C.HIF-la與ARNT結(jié)合到DNA上，催化EPO基因轉(zhuǎn)錄

D.進(jìn)入高海拔地區(qū)，機(jī)體會(huì)增加紅細(xì)胞數(shù)量來適應(yīng)環(huán)境變化

9.新生兒缺氧缺血性腦損傷會(huì)引起新生兒窒息死亡或智力障礙。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，缺氧缺血首

先啟動(dòng)了發(fā)生水腫的機(jī)制，造成腦組織水腫。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.正常情況下，腦組織液中的大部分物質(zhì)會(huì)被毛細(xì)血管的靜脈端重新吸收進(jìn)入血漿

B.腦內(nèi)缺氧缺血會(huì)造成腦細(xì)胞代謝紊亂，較多廢物釋放到組織液中，造成組織水腫

C.若腦部血漿滲透壓降低，則水分子會(huì)通過血管壁進(jìn)入組織液造成組織水腫

D.腦細(xì)胞內(nèi)的液體構(gòu)成內(nèi)環(huán)境，內(nèi)環(huán)境可以與外界環(huán)境直接進(jìn)行物質(zhì)交換

10.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位發(fā)現(xiàn)細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)機(jī)制的科學(xué)家。

研究發(fā)現(xiàn)正常氧氣條件下，細(xì)胞內(nèi)的低氧誘導(dǎo)因子（HIF）會(huì)被蛋白酶體降解低氧環(huán)境下,

HIF能促使細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境，如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.氧氣在線粒體中參與有氧呼吸第三階段

B.低氧環(huán)境下正常細(xì)胞中HIF含量會(huì)增加

C.HIF被分解需要脯氨酰羥化酶、VHL等參與

D.通過降低HIF的活性可治療貧血等缺氧性疾病

11.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家以表彰他們在揭示細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣

供應(yīng)機(jī)制方面所做的貢獻(xiàn)。在低氧條件下，細(xì)胞內(nèi)的缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）會(huì)促進(jìn)缺氧相關(guān)

基因的表達(dá)，使細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境；在正常氧濃度條件下，HIF會(huì)被蛋白酶降解。下列敘

述錯(cuò)誤的是（）

A.HIF的合成場所是核糖體，用雙縮胭試劑檢測HIF可呈紫色

B.氧氣充足條件下，葡萄糖進(jìn)入線粒體被分解為丙酮酸

C.低氧環(huán)境下，葡萄糖在人體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可以被分解為乳酸

D.人體持續(xù)進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞產(chǎn)生的HIF增多，以調(diào)節(jié)細(xì)胞更好地適應(yīng)低氧環(huán)境

12.2019年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位科學(xué)家以表彰他們在揭示細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣供

應(yīng)機(jī)制所做出的貢獻(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)正常氧氣條件下，細(xì)胞內(nèi)的低氧誘導(dǎo)因子（HIF）會(huì)被蛋白

前體降解，在低氧環(huán)境下，HIF能促進(jìn)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)從而使細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境。以下

說法不正確的是（）

答案第4頁，總36頁

VBL

A.在低氧環(huán)境下，細(xì)胞中HIF的含量會(huì)上升

B.HIF-la的基本組成單位是氨基酸

C.在常氧、VHL、脯氨酰燒化酶、蛋白酶體存在時(shí)H1F被降解

D.長期生活在青藏高原的人HIF-la基因數(shù)量多

13.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給揭示細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)機(jī)制的研究者，這種

特殊的分子機(jī)制能調(diào)節(jié)基因的活性來響應(yīng)不同水平的氧氣，調(diào)節(jié)過程如下圖。下列說法錯(cuò)誤

的是

A.在不缺氧的情況下缺氧誘導(dǎo)因子蛋白HIF-la通過過程[3][4]⑵快速被降解

B.缺氧時(shí)HIF—la進(jìn)入細(xì)胞核中與ARNT結(jié)合，啟動(dòng)紅細(xì)胞生成因子基因的表達(dá)

C.開發(fā)新型藥物激活氧氣調(diào)節(jié)機(jī)制促進(jìn)過程[3][4]⑵可使紅細(xì)胞數(shù)量增加

D.機(jī)體進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉可以通過[1]過程適應(yīng)缺氧環(huán)境

14.缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）是哺乳動(dòng)物在缺氧狀態(tài)下的調(diào)節(jié)因子，據(jù)此分析，下列相關(guān)敘述

正確的是（)

A.劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)HIF合成減少

B.HIF合成導(dǎo)致乳酸的產(chǎn)生

C.HIF的作用有助于維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)

D.降低HIF的活性可治療缺氧性疾病

15.2019諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)讓我們獲知細(xì)胞適應(yīng)氧氣變化的分子機(jī)制。在缺氧條件下，

缺氧誘導(dǎo)因素（HIF-la）會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核激活相關(guān)基因的表達(dá)，通過改變紅細(xì)胞的數(shù)量以適應(yīng)

氧濃度的變化。下列有關(guān)說法正確的是

A.缺氧條件下，正常紅細(xì)胞通過細(xì)胞分裂增加紅細(xì)胞的數(shù)量

B.缺氧誘導(dǎo)因子可能是一種蛋白質(zhì)，通過胞吞進(jìn)入細(xì)胞核

C.缺氧誘導(dǎo)因子在缺氧條件下，可能會(huì)被降解而不起作用

D.缺氧誘導(dǎo)因子激活相關(guān)基因的表達(dá)過程存在信息交流

16.2019諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予威廉?凱林、彼得?拉特克利夫、格雷格?塞門扎三位，表彰

他們在理解細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣變化機(jī)制中的貢獻(xiàn)。其中在機(jī)體缺氧時(shí)，腎臟產(chǎn)生紅細(xì)胞生

成酶，該酶作用于肝臟所生成的促紅細(xì)胞生成素原，使其轉(zhuǎn)變成促紅細(xì)胞生成素（ESF）。促

紅細(xì)胞生成素一方面刺激骨髓造血組織，使周圍血液中紅細(xì)胞數(shù)增加，改善缺氧；另一方面

又反饋性地抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的生成（如圖所示）。以下敘述錯(cuò)誤的是

A.促紅細(xì)胞生成素抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的生成，這屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，這種機(jī)制

保證了生物體內(nèi)物質(zhì)含量的相對穩(wěn)定

B.骨髓中的造血干細(xì)胞還能產(chǎn)生淋巴細(xì)胞，參與免疫調(diào)節(jié)

C.促紅細(xì)胞生成素作用的靶細(xì)胞是紅細(xì)胞，紅細(xì)胞數(shù)量增加可增加攜氧能力，改善缺氧

D.血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，血漿滲透壓的大小主要與無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)含量有關(guān)

17.《美國科學(xué)院院報(bào)》最近發(fā)表了顛覆累積突變導(dǎo)致癌癥的觀點(diǎn)。一些癌細(xì)胞能在缺氧環(huán)

境下占生存優(yōu)勢，而在健康富氧組織中，癌細(xì)胞會(huì)因沒有競爭優(yōu)勢而被淘汰或抑制。下列說

答案第6頁，總36頁

法錯(cuò)誤的是（)

A.傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為癌細(xì)胞的產(chǎn)生是由于細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化

B.按此新觀點(diǎn)，癌癥的治療和藥物設(shè)計(jì)應(yīng)保證癌變組織缺氧

C.通過鏡檢觀察細(xì)胞形態(tài)可作為判斷細(xì)胞癌變的依據(jù)

D.在長期吸煙或壓力環(huán)境下，細(xì)胞發(fā)生癌變的可能性將提高

18.興奮性是指細(xì)胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力。為探究不同缺氧時(shí)間對神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影

響，研究人員利用體外培養(yǎng)的大鼠神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下列分析不正確的

A.靜息電位的維持需要消耗ATP

B.缺氧25min內(nèi),神經(jīng)細(xì)胞的K+外流受到抑制

C.缺氧處理20min后細(xì)胞內(nèi)外電位差逐漸變小

D.缺氧處理20min與lOmin相比，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性低

19.興奮性是指細(xì)胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力.為探究不同缺氧時(shí)間對中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性

的影響，研究人員先將體外培養(yǎng)的大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞置于含氧培養(yǎng)液中，測定單細(xì)胞的靜思

電位和閾強(qiáng)度（引發(fā)神經(jīng)沖動(dòng)的最小電刺激強(qiáng)度），之后再將其置于無氧培養(yǎng)液中，于不同

時(shí)間點(diǎn)重復(fù)上述測定，結(jié)果如圖所示.下列分析正確的是（）

40

>_50(35

-v

555d30

歸_

朝25

字

60展20

._

口

軍15

建5

_610

705

_||

對照1015202530354045

乙缺氧時(shí)間(min)

汴：“M照”的效侑杲存含寂培養(yǎng)酒中測得的

A.本實(shí)驗(yàn)的自變量是是否缺氧

B.由圖甲可知，神經(jīng)細(xì)胞缺氧處理10分鐘比缺氧處理20分鐘時(shí)的興奮性要低

C.由圖乙可知，隨著缺氧時(shí)間的延長，神經(jīng)細(xì)胞的閾強(qiáng)度逐漸減小

D.在無氧條件下，細(xì)胞內(nèi)ATP含量逐漸減少，影響了離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，這是缺氧引起神經(jīng)

細(xì)胞興奮性改變的可能原因之一

20.諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、德國著名醫(yī)學(xué)家奧托?瓦爾伯格博士（Dr.OttoWarburg）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)

人體組織細(xì)胞中的氧含量低于正常值的60%以下時(shí)，缺氧的組織細(xì)胞就會(huì)癌變。進(jìn)一步的

研究表明，癌細(xì)胞和正常分化細(xì)胞在有氧條件下產(chǎn)生的ATP總量沒有明顯差異，但癌細(xì)胞

即使在氧供應(yīng)充分的條件下也主要是通過無氧呼吸途徑獲取能量。據(jù)此判斷下列說法正確的

是（）

①缺氧環(huán)境會(huì)導(dǎo)致癌細(xì)胞的產(chǎn)生

②癌細(xì)胞從內(nèi)環(huán)境中攝取并用于細(xì)胞呼吸的葡萄糖比正常細(xì)胞多很多

③癌細(xì)胞的線粒體可能存在功能障礙

④有氧條件下，癌細(xì)胞中與無氧呼吸有關(guān)的酶的活性增加了

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④

21.在機(jī)體缺氧時(shí)，腎臟產(chǎn)生紅細(xì)胞生存酶，該酶作用與肝臟所生成促紅細(xì)胞生成的素原，

使其轉(zhuǎn)變成促紅細(xì)胞生成素（ESF）,促紅細(xì)胞生成素一方面刺激骨髓造血組織，使周圍血

液中紅細(xì)胞數(shù)增加，從而改善缺氧；另一方面又反饋性地抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的

生成（如下圖所示）。以下敘述錯(cuò)誤的是

缺氧--------畫

II—

紅細(xì)胞生成唧保紅細(xì)胸生成素原

紅細(xì)胞

骨酷0------ESF------------------------------

造血組織促紅細(xì)胞生成素

A.骨髓中的造血干細(xì)胞還能產(chǎn)生淋巴細(xì)胞，參與免疫調(diào)節(jié)

B.促紅細(xì)胞生成素作用的靶細(xì)胞是紅細(xì)胞，紅細(xì)胞數(shù)量增加可以增加攜氧能力，改善缺氧

C.血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，血漿滲透壓的大小主要與無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)含量有關(guān)

D.促紅細(xì)胞生成素抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的生成，這種反饋屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，這

種機(jī)制保證生物體內(nèi)物質(zhì)含量的穩(wěn)定，不會(huì)造成浪費(fèi)作用的靶細(xì)胞是紅細(xì)胞，紅細(xì)胞數(shù)量增

加可以增加攜氧能力，改善缺氧

第II卷（非選擇題）

答案第8頁，總36頁

請點(diǎn)擊修改第II卷的文字說明

二、綜合題

22.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予Kaelin、Ratcliffe和Semenza,以表彰他們革命性

地發(fā)現(xiàn)讓人們理解了細(xì)胞在分子水平上感受氧氣的基本原理，他們主要是對缺氧誘導(dǎo)因子

HIF-la水平調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行了深入研究。正常氧條件下，HIF-la會(huì)被蛋白酶體降解;

缺氧環(huán)境下，HIF—la能促進(jìn)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)而使細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境。該研究為抗

擊貧血、癌癥和許多其他疾病的新策略鋪平了道路。作用機(jī)制見下圖，據(jù)圖分析回答下列

問題：

（1）HIF-la被徹底水解的產(chǎn)物是,被降解所需要的條件有o

（2）缺氧條件下，HIF—la含量會(huì),通過（結(jié)構(gòu)）進(jìn)入細(xì)

胞核發(fā)揮作用。

（3）當(dāng)人體處于缺氧狀態(tài)時(shí)，促紅細(xì)胞生成素（EPO）就會(huì)增加，刺激骨髓生成新的紅細(xì)

胞，并制造新血管，而紅細(xì)胞能夠運(yùn)輸氧氣。據(jù)此推測，HIF—la,能夠

（選填“促進(jìn)”或"抑制”）EPO基因的表達(dá)。己知EPO是一種糖蛋白類激素，與EPO合

成和分泌有關(guān)的細(xì)胞器有。

（4）當(dāng)氧氣水平較低，腫瘤細(xì)胞會(huì)開啟特定基因發(fā)送信號，誘導(dǎo)新生血管生成為其提供新

鮮氧氣，同時(shí)也為癌細(xì)胞帶來生長和傳播所需的營養(yǎng)物質(zhì)。如果能打破癌細(xì)胞的缺氧保護(hù)，

就有可能抑制癌細(xì)胞的生長，甚至殺死癌細(xì)胞。結(jié)合以上內(nèi)容，提出治療癌癥的一種新策

略：o

23.閱讀下列短文，回答相關(guān)問題。

細(xì)胞感知氧氣的分子機(jī)制

2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了威廉?凱林、彼得?拉特克利夫以及格雷格?塞門扎三位

科學(xué)家，他們的貢獻(xiàn)在于闡明了人類和大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞在分子水平上感知、適應(yīng)不同氧氣環(huán)

境的基本原理，揭示了其中重要的信號機(jī)制。

人體缺氧時(shí)，會(huì)有超過300種基因被激活，或者加快紅細(xì)胞生成、或者促進(jìn)血管增生，從而

加快氧氣輸送——這就是細(xì)胞的缺氧保護(hù)機(jī)制?？茖W(xué)家在研究地中海貧血癥的過程中發(fā)現(xiàn)了

“缺氧誘導(dǎo)因子”（HIF）。HIF由兩種不同的DNA結(jié)合蛋白（HIF-卜和ARNT）組成，其中

對氧氣敏感的是HIF-la,而ARNT穩(wěn)定表達(dá)且不受氧調(diào)節(jié)，即HIF-k是機(jī)體感受氧氣含量

變化的關(guān)鍵。

當(dāng)細(xì)胞處于正常氧條件時(shí)，在脯氨酰羥化酶的參與下，氧原子與HIF-1”脯氨酸中的氫原子

結(jié)合形成羥基。羥基化的HIF-1”能與VHL蛋白結(jié)合，致使HIF-la被蛋白酶體降解。在缺氧

的情況下，HIF-la羥基化不能發(fā)生，導(dǎo)致HIF-1”無法被VHL蛋白識(shí)別，從而不被降解而在

細(xì)胞內(nèi)積聚，并進(jìn)入細(xì)胞核與ARNT形成轉(zhuǎn)錄因子，激活缺氧調(diào)控基因。這一基因能進(jìn)一

步激活300多種基因的表達(dá)，促進(jìn)氧氣的供給與傳輸。

HIF控制著人體和大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞對氧氣變化的復(fù)雜又精確的反應(yīng)，三位科學(xué)家一步步揭示

了生物氧氣感知通路。這不僅在基礎(chǔ)科學(xué)上有其價(jià)值，還有望為某些疾病的治療帶來創(chuàng)新性

的療法。比如干擾HIF-1”的降解能促進(jìn)紅細(xì)胞的生成治療貧血，同時(shí)還可能促進(jìn)新血管生

成，治療循環(huán)不良等。

請回答問題：

（1）下列人體細(xì)胞生命活動(dòng)中，受氧氣含量直接影響的是一。

A.細(xì)胞吸水B.細(xì)胞分裂C.葡萄糖分解成丙酮酸D.興奮的傳導(dǎo)

（2）HIF的基本組成單位是人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞中HIF的含量這

是因?yàn)橐?

（3）細(xì)胞感知氧氣的機(jī)制如下圖所示。

①圖中A、C分別代表、。

②VHL基因突變的患者常伴有多發(fā)性腫瘤，并發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)有異常增生的血管。由此推測,

答案第10頁，總36頁

多發(fā)性腫瘤患者體內(nèi)HIF-Ia的含量比正常人。

③抑制VHL基因突變的患者的腫瘤生長，可以采取的治療思路有。

24.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了揭示人體細(xì)胞的氧氣感知通路及信號機(jī)制的科學(xué)

家。下圖表示氧氣供應(yīng)正常時(shí)，細(xì)胞內(nèi)低氧誘導(dǎo)因子（HIF-la）會(huì)被蛋白酶降解：氧氣供應(yīng)

不足時(shí)，HIF-la將轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中。該項(xiàng)研究不僅在基礎(chǔ)科研上極具價(jià)值，更有望為癌癥

等多種疾病的治療打開思路。請據(jù)圖回答下列問題：

（1）正常條件下，氧氣通過的方式進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)合成HIF-la的場所是

（2）云南呈貢訓(xùn)練基地海拔2000多米，中國田徑隊(duì)常在此集訓(xùn)以提高成績。高海拔地區(qū)氧

氣供應(yīng)不足，運(yùn)動(dòng)員細(xì)胞中的HIF-la將通過進(jìn)入細(xì)胞核，和其他因子（ARNT）一起

與EPO基因上游的調(diào)控序列結(jié)合，（選填“促進(jìn)”、“抑制”）EPO基因的表達(dá)，

EPO可刺激骨髓造血干細(xì)胞，使其，從而提高氧氣的運(yùn)輸能力。

（3）由上述信號機(jī)制可知，干擾HIF-la的是治療貧血的新思路。

（4）為了進(jìn)一步探究HIF-la的作用，研究人員進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請分析回答。

腫瘤質(zhì)量（g）

注射物

培養(yǎng)9天培養(yǎng)21天

實(shí)驗(yàn)鼠HIF-la基因缺陷型胚胎干細(xì)胞0.70.8

對照鼠野生型胚胎干細(xì)胞1.75.2

腫瘤細(xì)胞的將導(dǎo)致腫瘤附近局部供氧不足，請從打破癌細(xì)胞缺氧保護(hù)機(jī)制的

角度提出治療癌癥的新思路：.

25.2019諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)讓我們獲知細(xì)胞適應(yīng)氧氣變化的分子機(jī)制。人們對氧感應(yīng)

和氧穩(wěn)態(tài)調(diào)控的研究開始于一種糖蛋白激素——促紅細(xì)胞生成素（EPO）,EPO作用機(jī)理如圖

1所示：當(dāng)氧氣缺乏時(shí)，腎臟分泌EPO刺激骨髓生成新的紅細(xì)胞，調(diào)控該反應(yīng)的“開關(guān)”是一

種蛋白質(zhì)——缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）。研究還發(fā)現(xiàn)，正常氧氣條件下，細(xì)胞內(nèi)的HIF會(huì)被蛋白

能降解，缺氧環(huán)境下，H1F會(huì)促進(jìn)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)，使人體細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境?；卮鹣?/p>

列問題。

骨髓

腎臟

注：表示促進(jìn)，“一”表示抑制

（1）據(jù)圖分析，紅細(xì)胞數(shù)量與EPO的分泌量之間存在調(diào)節(jié)機(jī)制。

（2）人體劇烈運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，人體細(xì)胞產(chǎn)生HIF（填增多或減少），引起缺氧相關(guān)基

因的表達(dá)，這個(gè)過程需要的原料有o

（3）青海多巴國家高原體育訓(xùn)練基地海拔2366米，中長跑運(yùn)動(dòng)員在比賽前常常到該基地訓(xùn)

練一段時(shí)間，從氧穩(wěn)態(tài)調(diào)控角度分析中長跑運(yùn)動(dòng)員前去訓(xùn)練的原因是：該訓(xùn)練基地海拔較高

氧氣稀薄，刺激運(yùn)動(dòng)員，保證比賽時(shí)細(xì)胞得到足夠的氧氣和能

量供給。

（4）腫瘤的生長需要生成大量的血管以供應(yīng)營養(yǎng)，腫瘤快速生長使內(nèi)部缺氧，誘導(dǎo)HIF的

合成，從而促進(jìn)血管生成和腫瘤長大。請據(jù)此提出治療腫瘤的措施:。

26.促紅細(xì)胞生成素（EPO）是人體內(nèi)的一種激素，其合成受HIF（缺氧誘導(dǎo)因子）調(diào)節(jié)。

HIE調(diào)節(jié)EPO含量變化的機(jī)制研究被授予2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，調(diào)節(jié)的部分過程

如下。

答案第12頁，總36頁

（1）EPO發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的特點(diǎn)是。（答出兩點(diǎn)即可）

（2）缺氧情況下，HIF激活靶基因的HRE（缺氧應(yīng)答元件）以促進(jìn)EPO合成，EPO作為

分子作用于骨髓造血組織，促進(jìn)紅細(xì)胞生成，提高氧氣運(yùn)輸能力，增加氧含量；

氧含量增加反過來促進(jìn)HIF降解，以減少EPO的合成，這種調(diào)節(jié)方式稱為0

（3）紅細(xì)胞數(shù)量的增加可促進(jìn)代謝，提升運(yùn)動(dòng)機(jī)能，據(jù)此分析耐力運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行高原訓(xùn)練的

科學(xué)原理是o

（4）注射的外源EPO功能與內(nèi)源EPO幾乎無差別，注射后很快（不超過24h）被水解，無

法從尿液中檢出，因而被某些運(yùn)動(dòng)員用作興奮劑。據(jù)此分析，反EPO興奮劑檢測需要注意

的是。（答出兩點(diǎn)即可）

27.研究發(fā)現(xiàn)，北歐鯽魚在正常情況下的能量代謝過程與絕大多數(shù)動(dòng)物一樣，但在寒冷、缺

氧的環(huán)境中，有其特異的代謝途徑（如下圖中的①T②T⑤T⑥），使之能在冬季冰凍的小

池塘里生活數(shù)月之久（酒精在一80℃的狀態(tài)下不會(huì)凝固）?；卮鹣铝袉栴}：

腦細(xì)胞

(2)北歐鯽魚肌細(xì)胞中④過程發(fā)生的具體場所是,該過程產(chǎn)生的能量去向是

(3)寒冷、缺氧環(huán)境下，北歐鯽魚經(jīng)過其特異的代謝途徑①一②―⑤一⑥產(chǎn)生的酒精隨血

液流入鰥，再擴(kuò)散到周圍水環(huán)境中，其生物學(xué)意義是。

(4)研究發(fā)現(xiàn)，寒冷、缺氧環(huán)境下北歐鯽魚除了具有特異的代謝途徑外，魚腦組織血流量

也會(huì)增加，該變化的生物學(xué)意義是o

28.在缺氧條件下，人體既可通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)呼吸頻率來適應(yīng)，又可通過增加紅細(xì)胞的數(shù)

量來適應(yīng)。紅細(xì)胞數(shù)量增加與細(xì)胞內(nèi)缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)介導(dǎo)的系列反應(yīng)有關(guān)，機(jī)理如下

圖所示。2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了發(fā)現(xiàn)這一機(jī)制的三位科學(xué)家。請回答問題：

答案第14頁，總36頁

（1）呼吸頻率加快加深后，吸入更多的氧氣。氧氣進(jìn)入人體細(xì)胞參與有氧呼吸的反應(yīng)場所

是,該細(xì)胞器內(nèi)膜折疊成崎，有利于。人體在缺氧條件下，細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物

有O

（2）如圖所示，常氧條件下，經(jīng)過的催化，HIF-la蛋白發(fā)生羥基化，使得VHL蛋

白能夠與之識(shí)別并結(jié)合，從而導(dǎo)致HIF-la蛋白降解。

（3）由圖可知，缺氧條件下，HIF-la蛋白通過進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，與ARNT結(jié)合形成

缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）。HIF結(jié)合到特定的DNA序列上，促進(jìn)EPO（促紅細(xì)胞生成素）的合

成，從而促進(jìn)紅細(xì)胞數(shù)量的增加，攜帶氧氣能力增強(qiáng)。另外，HIF還可促進(jìn)其他有關(guān)基因的

表達(dá)，使細(xì)胞呼吸第一階段某些酶的含量增加、細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量增加，請

分析這些變化的適應(yīng)意義：。

（4）慢性腎功能衰竭患者常因EPO產(chǎn)生不足而出現(xiàn)嚴(yán)重貧血，研究人員正在探索一種PHD

抑制劑對貧血患者的治療作用。請結(jié)合圖中信息，分析PHD抑制劑治療貧血的作用機(jī)理

。止匕外，在腫瘤微環(huán)境中通常缺氧，上述機(jī)制（填“有利于”或“不利于”）癌細(xì)

胞大量增殖。研究人員正努力開發(fā)新的藥物，用以激活或阻斷氧感應(yīng)機(jī)制，改善人類的健

康。

29.閱讀下面的材料，完成（1）?（3）題。

細(xì)胞是如何應(yīng)對缺氧的

2019年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了威廉?凱林、彼得?拉特克利夫以及格雷格?薩門扎

三位科學(xué)家，他們闡明了人類和大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞在分子水平上感受、適應(yīng)不同氧氣環(huán)境的基

本原理，揭示了其中重要的信號機(jī)制。

人體缺氧時(shí)，會(huì)有超過300種基因被激活，或者加快紅細(xì)胞生成、或者促進(jìn)血管增生，從而

加快氧氣輸送——這就是細(xì)胞的缺氧保護(hù)機(jī)制。那么是什么在激活、調(diào)控這300多種基因呢？

科學(xué)家在研究地中海貧血癥的過程中無意間發(fā)現(xiàn)了“缺氧誘導(dǎo)因子”（HIF）。HIF由兩種不

同的DNA結(jié)合蛋白（HIF-la和ARNT）組成，其中對氧氣敏感的部分是HIF-la；而蛋白

ARNT穩(wěn)定表達(dá)且不受氧調(diào)節(jié)。所以，HIF-la是機(jī)體感受氧氣含量變化的關(guān)鍵。

當(dāng)細(xì)胞處于正常氧條件時(shí)，HIF-la會(huì)被降解。進(jìn)一步的研究表明，在脯氨酰羥化酶的參與

下，氧原子與HIF-la哺氨酸中的氫原子結(jié)合形成羥基。羥基化的HIF-la能與VHL蛋白結(jié)

合，最終被蛋白酶體降解。在缺氧的情況下，HIF-la羥基化不能發(fā)生，導(dǎo)致HIF-la無法被

VHL蛋白識(shí)別，從而不被降解而在細(xì)胞內(nèi)積聚，并進(jìn)入細(xì)胞核與ARNT形成轉(zhuǎn)錄因子，激

活缺氧調(diào)控基因。這一基因能進(jìn)一步激活300多種基因的表達(dá)，促進(jìn)氧氣的供給與傳輸。

HIF控制著人體和大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞對氧氣變化的復(fù)雜又精確的反應(yīng)，三位科學(xué)家一步步揭

示了生物氧氣感知通路。這不僅在基礎(chǔ)科學(xué)上有其價(jià)值，還有望為某些疾病的治療帶來創(chuàng)新

性的療法。比如干擾HIF-la的降解能促進(jìn)紅細(xì)胞的生成來治療貧血，同時(shí)還可能促進(jìn)新血

管生成，治療循環(huán)不良等。

（1）下列生命活動(dòng)中，會(huì)受氧氣含量的影響的是。

A.細(xì)胞吸水B.蛋白質(zhì)合成C.細(xì)胞分裂D.興奮的傳導(dǎo)

（2）請根據(jù)文章內(nèi)容，將下圖氧氣感知機(jī)制的分子通路補(bǔ)充完整,并寫出A-D代表的物質(zhì)。

（3）VHL蛋白是氧氣感知機(jī)制的分子通路中一個(gè)重要分子，VHL基因突變的患者常伴有

多發(fā)性腫瘤，并發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)有異常增生的血管。推測與正常人相比，患者體內(nèi)HIF-la的含

答案第16頁，總36頁

量o要抑制此類患者的腫瘤生長，可以采取的治療思路有哪些___________?

30.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了細(xì)胞對氧氣的感應(yīng)和適應(yīng)機(jī)制的研究。機(jī)體缺氧

時(shí)，低氧誘導(dǎo)因子(HIF)與促紅細(xì)胞生成素(EPO)基因的低氧應(yīng)答元件(非編碼蛋白質(zhì)序列)結(jié)

合，使EPO基因表達(dá)加快，促進(jìn)EPO的合成，過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

k/v/vx/Wx?率HIF

mRNA

.低氧時(shí)

HIF基因EPO基因

(1)完成過程①需等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，②過程中，除mRNA外，還需要

的RNA有__________

(2)H1F在__________(填“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)水平調(diào)控EPO基因的表達(dá)，HIF和EPO的空間結(jié)

構(gòu)不同的根本原因是__________________________________________________________

(3)由于癌細(xì)胞迅速增殖會(huì)造成腫瘤附近局部供氧不足，因此癌細(xì)胞常常會(huì)(填”提

高”或“降低”)HIF蛋白的表達(dá)，刺激機(jī)體產(chǎn)生紅細(xì)胞，為腫瘤提供更多氧氣和養(yǎng)分。

(4)上述圖示過程反應(yīng)了之間存在著復(fù)雜的相互作用，共同調(diào)控生物體的生命活動(dòng)。

參考答案

1.B

【解析】

【分析】

依題文信息可知，氧氣含量低時(shí)，HIF會(huì)增加，所以HIF可能會(huì)被保護(hù)而不會(huì)被降解。

【詳解】

A.人體紅細(xì)胞無細(xì)胞核和細(xì)胞器，不能進(jìn)行分裂增殖，A錯(cuò)誤。

B.依題文，在缺氧條件下，缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）會(huì)增加，所以氧氣含量低時(shí)，HIF可能會(huì)

被保護(hù)而不會(huì)被降解，B正確。

C.若細(xì)胞中的HIF被抑制，紅細(xì)胞生成量減少，細(xì)胞中氧氣含量減少，C錯(cuò)誤。

D.紅細(xì)胞內(nèi)無細(xì)胞核，所以不可完成相關(guān)基因的表達(dá)過程，D錯(cuò)誤。

故選B。

【點(diǎn)睛】

本題文需重點(diǎn)掌握獲取材料有效信息和基礎(chǔ)知識(shí)相結(jié)合的能力。

2.C

【解析】

【分析】

題意分析：血液中氧氣含量降低時(shí)，會(huì)刺激腎臟的某些細(xì)胞會(huì)分泌分泌一種促進(jìn)紅細(xì)胞生成

的激素（EPO）,該激素會(huì)作用于骨髓造血干細(xì)胞，使得紅細(xì)胞數(shù)目增多，使氧氣運(yùn)輸增多，

以緩解機(jī)體缺氧的狀態(tài)，這是機(jī)體的自我調(diào)節(jié)性的適應(yīng)。

【詳解】

A、高海拔地區(qū)氧氣稀薄，致使體內(nèi)EPO分泌增加，紅細(xì)胞數(shù)量增多有利于機(jī)體適應(yīng)低氧

環(huán)境，A正確；

B、運(yùn)動(dòng)比賽會(huì)導(dǎo)致機(jī)體血氧濃度降低，使用EPO及其功能類似物會(huì)增加紅細(xì)胞數(shù)量，進(jìn)而

增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員耐受低血氧的能力，提高比賽成績，B正確；

C、EPO作為激素，參與體液調(diào)節(jié)，其分泌細(xì)胞（而非靶細(xì)胞）是腎臟細(xì)胞，C錯(cuò)誤；

D、血氧含量的降低是引起腦干中呼吸中樞的有效刺激，會(huì)引起腦干中呼吸中樞的興奮，D

正確。

故選C?

3.B

答案第18頁，總36頁

【解析】

【分析】

在缺氧條件下，HIF-la通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，促進(jìn)EPO基因的表達(dá)，而使促紅細(xì)胞生成

素(EPO)增加，使得細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境。

【詳解】

A、正常條件下，氧氣進(jìn)入細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散，A錯(cuò)誤；

B、脯氨酰羥化酶基因被敲除，細(xì)胞中缺少脯氨酸酰羥化酶，則HIF-la不能被降解，其積

累后，可進(jìn)入細(xì)胞核與ARNT一起增強(qiáng)EPO基因的表達(dá)，故若將細(xì)胞中的肺氨酰羥化酶基

因敲除，EPO的合成量會(huì)增加，B正確；

C、通過分析可知，氧氣供應(yīng)不足時(shí)，HIF-la進(jìn)入細(xì)胞核，與其他因子(ARNT)一起增強(qiáng)EPO

基因的表達(dá)，C錯(cuò)誤；

D、HIF-la進(jìn)入細(xì)胞核是通過核孔，葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞是協(xié)助擴(kuò)散，D錯(cuò)誤。

故選B。

4.C

【解析】

【分析】

分析題文描述可知：在氧氣供應(yīng)不足時(shí)，在合成促紅細(xì)胞生成素(EPO)的細(xì)胞內(nèi)持續(xù)表

達(dá)并積累的低氧誘導(dǎo)因子(HIF-la)可以促進(jìn)EPO的合成，進(jìn)而促進(jìn)紅細(xì)胞的生成，使紅

細(xì)胞增多以適應(yīng)低氧環(huán)境。氧氣供應(yīng)不足時(shí)，促紅細(xì)胞生成素(EPO)和低氧誘導(dǎo)因子

(HIF-la)之間為反饋調(diào)節(jié)。

【詳解】

A、高原地區(qū)空氣稀薄，氧氣含量低，而在氧氣供應(yīng)不足時(shí)，細(xì)胞內(nèi)會(huì)積累HIF-la,因此生

活在高原的人體內(nèi)HIF-la的水平可能要比一般人高，A正確；

B、干擾HIF-la的降解，細(xì)胞內(nèi)積累的HIF-la可以促進(jìn)EPO的合成，EPO刺激骨髓生成新

的紅細(xì)胞，進(jìn)而改善貧血狀況，B正確；

C、在氧氣供應(yīng)不足時(shí)，細(xì)胞內(nèi)積累的HIF-la可以促進(jìn)EPO的合成，可見，若氧氣供應(yīng)不

足，HIF-la會(huì)使EPO基因的表達(dá)水平升高，C錯(cuò)誤；

D、抑制癌細(xì)胞中HIF-la基因的表達(dá)可以使EPO的合成減少，從而抑制紅細(xì)胞增殖，為癌

癥治療提供新思路，D正確。

故選C。

【點(diǎn)睛】

本題作為信息類題目，需要考生從題干中提取促紅細(xì)胞生成素(EPO)與低氧誘導(dǎo)因子

(HIF-la)之間關(guān)聯(lián)等信息來解決問題。

5.D

【解析】

【分析】

有氧呼吸的第一階段是葡萄糖酵解產(chǎn)生丙酮酸和田|,同時(shí)合成少量ATP,發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基

質(zhì)中；有氧呼吸的第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)形成二氧化碳和|H］,同時(shí)合成少量ATP,發(fā)

生在線粒體基質(zhì)中；有氧呼吸的第三階段是［H］與氧氣結(jié)合形成水，合成大量ATP,發(fā)生在

線粒體內(nèi)膜上。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)?；虮磉_(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)。

【詳解】

A、氧氣進(jìn)入細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散，不需要細(xì)胞膜上的載體蛋白協(xié)助，A錯(cuò)誤；

B、有氧呼吸可分為三個(gè)階段，氧氣和［H］結(jié)合生成水的過程發(fā)生在第三階段，場所是線粒體

內(nèi)膜，而丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和［H］的過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，B錯(cuò)誤；

C、血管的形成與細(xì)胞分化有關(guān)，該過程由于基因的選擇性表達(dá)，會(huì)產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)，C錯(cuò)

誤；

D、根據(jù)題意，氧氣調(diào)節(jié)機(jī)制可被用來刺激血管形成和重塑代謝，以有效地增殖癌細(xì)胞，因

此人們可以干預(yù)癌細(xì)胞的氧調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)行癌癥的治療，D正確。

故選D。

【點(diǎn)睛】

本題考查運(yùn)輸方式、有氧呼吸過程和細(xì)胞分化的相關(guān)知識(shí)，識(shí)記所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是解題關(guān)鍵。

6.A

【解析】

【分析】

由圖可知，隨著海拔高度增加，空氣中氧氣含量降低，機(jī)體會(huì)增加紅細(xì)胞的數(shù)量，以利于增

強(qiáng)機(jī)體攜帶氧的能力，但機(jī)體增加紅細(xì)胞數(shù)量的能力是有限的，所以隨著海拔高度的增加，

人體會(huì)出現(xiàn)缺氧的癥狀。

【詳解】

A、人體屬于需氧型生物，主要進(jìn)行有氧呼吸，在缺氧或劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，部分細(xì)胞可進(jìn)行無氧

呼吸產(chǎn)生能量以補(bǔ)充有氧呼吸產(chǎn)生能量的不足，所以隨海拔高度增加，人體細(xì)胞仍主要進(jìn)行

答案第20頁，總36頁

有氧呼吸，A錯(cuò)誤；

B、Ch進(jìn)入組織細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散，B正確；

C、紅細(xì)胞數(shù)量增加，在低氧條件下可有更多的機(jī)會(huì)結(jié)合氧，有利于增強(qiáng)機(jī)體攜帶氧的能力，

C正確；

D、在高海拔處，機(jī)體的紅細(xì)胞數(shù)量增加，這是機(jī)體的一種適應(yīng)性調(diào)節(jié)過程，返回低海拔時(shí)，

人體通過自身的調(diào)節(jié)，會(huì)使紅細(xì)胞對高海拔的適應(yīng)性變化逐漸消失，D正確。

故選Ao

7.A

【解析】

【分析】

分析題意可知，細(xì)胞缺氧狀態(tài)下，HIF含量增加，促進(jìn)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)，從而使細(xì)胞適

應(yīng)缺氧環(huán)境，而正常供氧條件下，HIF會(huì)被蛋白酶水解，HIF含量減少，與缺氧相關(guān)的基因

表達(dá)減少。

【詳解】

A、根據(jù)“在脯氨酸羥化酶催化的脯氨酸羥化條件下，細(xì)胞內(nèi)的低氧誘導(dǎo)因子(HIF)會(huì)被蛋白

酶水解，而缺氧時(shí)，脯氨酸羥化酶就無法發(fā)揮作用，導(dǎo)致HIF的水解失效”可知，能抑制脯

氨酸羥化酶活性的藥物可抑制HIF的水解，使HIF的含量增加，進(jìn)而促進(jìn)缺氧相關(guān)基因的

表達(dá)，從而使細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境，所以能抑制脯氨酸羥化酶活性的藥物可能適用于治療與缺

氧相關(guān)的疾病，A正確；

B、由于“缺氧時(shí)，脯氨酸羥化酶就無法發(fā)揮作用，導(dǎo)致HIF的水解失效”，所以與正常供氧

相比，缺氧時(shí)細(xì)胞內(nèi)的HIF含量會(huì)增加，B錯(cuò)誤；

C、HIF能被蛋白酶分解，說明HIF本質(zhì)為蛋白質(zhì)，其合成場所是核糖體，核糖體沒有膜結(jié)

構(gòu)，不能通過“出芽”形成囊泡，C錯(cuò)誤；

D、脯氨酸羥化酶可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能為脯氨酸羥化提供能量，D錯(cuò)誤。

故選A。

8.C

【解析】

【分析】

當(dāng)細(xì)胞缺氧時(shí)，HIF-Ia與ARNT結(jié)合，通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)促進(jìn)EPO的生成，使紅細(xì)胞數(shù)量

增加，以運(yùn)輸更多氧氣；當(dāng)氧氣充足時(shí)，HIF-la羥基化后被蛋白酶降解。

【詳解】

A、HIF-la能被蛋白酶降解，說明其本質(zhì)為蛋白質(zhì)，降解后生成多種氨基酸分子，A正確;

B、由題意可知EPO是一種蛋白質(zhì)激素，其翻譯過程中tRNA攜帶氨基酸與mRNA上密碼

子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，B正確；

C、由題干可知HIF-la與ARNT結(jié)合到DNA上對基因的表達(dá)有調(diào)節(jié)作用并非催化,C錯(cuò)誤；

D、高海拔地區(qū)氧氣稀薄，細(xì)胞缺氧，HIF-la與ARNT結(jié)合，生成更多EPO,促進(jìn)紅細(xì)胞

生成，D正確。

故選C。

【點(diǎn)睛】

本題通過考查人體缺氧時(shí)HIF-la的調(diào)節(jié)機(jī)制，來考查基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和運(yùn)用，以及獲取題

干信息和讀圖能力。

9.D

【解析】

【分析】

1、組織水腫是在特殊情況下，組織液滲透壓升高或血漿、細(xì)胞內(nèi)液滲透壓降低，使血漿細(xì)

胞內(nèi)液中的水滲透到組織液中，導(dǎo)致水腫的現(xiàn)象。

2、引起組織水腫的原因如下：過敏反應(yīng)、腎炎或組織損傷導(dǎo)致毛細(xì)血管壁通透性增強(qiáng)，血

漿蛋白滲出，血漿滲透壓降低，導(dǎo)致組織液增多；長期營養(yǎng)不良、攝入蛋白質(zhì)不足，血漿蛋

白減少，血漿滲透壓降低，組織液增多，引起組織水腫；毛細(xì)淋巴管受阻，組織液中溶質(zhì)微

粒數(shù)目增多，組織液滲透壓升高引起組織水腫；局部組織細(xì)胞代謝旺盛，組織液中溶質(zhì)微粒

數(shù)目增多，組織液滲滲透壓升高，組織液增多，引起組織水腫。

【詳解】

A、正常情況下，腦組織液中的大部分物質(zhì)會(huì)被毛細(xì)血管的靜脈端重新吸收進(jìn)入血漿，從而

保證了血漿和組織液之間滲透壓的平衡，A正確；

B、腦內(nèi)缺氧缺血會(huì)造成腦細(xì)胞代謝紊亂，較多廢物釋放到組織液中，使得組織液滲透壓相

對增高，造成組織水腫，B正確；

C、若腦部血漿滲透壓降低，則腦部組織液滲透壓相對增高，導(dǎo)致水分子會(huì)通過血管壁進(jìn)入

組織液造成組織水腫，C正確；

D、腦細(xì)胞內(nèi)的液體構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)液，可以通過內(nèi)環(huán)境可以與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，D錯(cuò)誤。

故選D。

答案第22頁，總36頁

10.D

【解析】

【分析】

由圖可知，在氧氣充足時(shí)，HIF會(huì)被降解，在缺氧時(shí)，HIF會(huì)誘導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)，適應(yīng)低

氧環(huán)境。

【詳解】

A、氧氣在線粒體中參與有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，A正確；

B、低氧環(huán)境下正常細(xì)胞中HIF不能被降解，含量會(huì)增加，B正確；

C、在氧氣充足的情況下，HIF在脯氨酰羥化前、VHL等參與下被降解，C正確；

D、若降低HIF的活性，則不能誘導(dǎo)相關(guān)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)，不利于適應(yīng)低氧環(huán)境，不能

治療貧血等缺氧性疾病，D錯(cuò)誤。

故選D。

11.B

【解析】

【分析】

根據(jù)題意分析可知，在正常氧條件下，HIF相關(guān)酶的作用下被降解；而在缺氧條件下，HIF

通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，促進(jìn)EPO基因的表達(dá)，而使促紅細(xì)胞生成素(EPO)增加，使得

細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境。

【詳解】

A、HIF屬于蛋白質(zhì)，核糖體是蛋白質(zhì)的合成場所，蛋白質(zhì)用雙縮服試劑檢測呈紫色，A正

確；

B、有氧呼吸第一階段，葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解成丙酮酸，然后丙酮酸進(jìn)入線粒體完成

有氧呼吸的第二、三階段，B錯(cuò)誤；

C、低氧環(huán)境下，人體細(xì)胞利用葡萄糖進(jìn)行無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是乳酸，C

正確；

D、人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)因缺氧誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的HIF,以調(diào)節(jié)細(xì)胞更好地適應(yīng)低氧環(huán)境，

D正確。

故選Bo

【點(diǎn)睛】

本題以細(xì)胞在分子水平上感受氧氣的基本原理的研究機(jī)制為背景考查學(xué)生獲取信息和解決

問題的能力，要求學(xué)生能夠正確分析獲取有效信息，結(jié)合題干的條件和所學(xué)的轉(zhuǎn)錄、翻譯以

及分泌蛋白的合成與分泌的知識(shí)點(diǎn)，解決問題，這是突破該題的關(guān)鍵。

12.D

【解析】

【分析】

在缺氧條件下，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生HIF1,HIFI誘導(dǎo)腎臟產(chǎn)生促紅細(xì)胞生成素（EPO）,EPO會(huì)促進(jìn)

血管和紅細(xì)胞的生成；在氧氣充足的條件下，HIF1會(huì)被蛋白酶降解。

【詳解】

A、在低氧環(huán)境下，細(xì)胞中HIF不能被降解，其含量會(huì)上升，A正確；

B、HIF-la可以被蛋白酶降解，說明其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，則其基本組成單位是氨基酸，B

正確；

C、由圖可知，在常氧、VHL、脯氨酰燒化酶、蛋白酶體存在時(shí)HIF被降解，此時(shí)HIF不能

誘導(dǎo)缺氧相關(guān)基因的表達(dá)，C正確；

D、長期生活在青藏高原的人，由于缺氧，HIF-la蛋白的數(shù)量會(huì)增多，基因數(shù)量不變，D錯(cuò)

誤。

故選D。

13.C

【解析】

【分析】

當(dāng)氧水平低（低氧）時(shí)，HIF-la被保護(hù)免于降解，積聚在細(xì)胞核中，與ARNT及低氧調(diào)節(jié)

基因中的特定DNA序列（HRE）結(jié)合［1］；在正常的氧氣水平下，HIF-la被蛋白酶體迅速

降解［2］；氧氣通過向HIF-la添加羥基（一0H）來調(diào)節(jié)降解過程［3］；隨后，VHL蛋白可

以識(shí)別HIF-la并與之形成復(fù)合物，從而導(dǎo)致其以氧依賴性方式降解［4］。

【詳解】

A、由圖分析可知，在氧氣充足的情況下，缺氧誘導(dǎo)因子蛋白HIF-la通過過程［3］⑷⑵快

速被降解，A正確；

B、缺氧時(shí)，HIF-la被保護(hù)避免被降解，并進(jìn)入細(xì)胞核中與ARNT結(jié)合，通過過程［1］啟動(dòng)

紅細(xì)胞生成因子基因的表達(dá)，能夠增加機(jī)體紅細(xì)胞的產(chǎn)生，以適應(yīng)缺氧的環(huán)境，B正確；

C、開發(fā)新型藥物激活氧氣調(diào)節(jié)機(jī)制促進(jìn)過程⑴可有效治療貧血，C錯(cuò)誤；

D、機(jī)體進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí).，肌肉處于缺氧狀態(tài)，可以通過⑴過程適應(yīng)缺氧環(huán)境，D正確。

答案第24頁，總36頁

故選c。

14.C

【解析】

【分析】

內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)主要包括溫度、pH和滲透壓：

(1)人體細(xì)胞外液的溫度一般維持在37℃左右；

(2)正常人的血漿接近中性，pH為7.35?7.45.血漿的pH之所以能夠保持穩(wěn)定，與它含

有的緩沖物質(zhì)有關(guān)；

(3)血漿滲透壓的大小主要與無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。在組成細(xì)胞外液的各種無機(jī)鹽

離子中，含量上占有明顯優(yōu)勢的是Na+和C1,細(xì)胞外液滲透壓的90%來源于Na+和C「。

【詳解】

A、缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)是哺乳動(dòng)物在缺氧狀態(tài)下的調(diào)節(jié)因子，因此劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)HIF合成

增多，A錯(cuò)誤；

B、HIF是哺乳動(dòng)物在缺氧狀態(tài)下的調(diào)節(jié)因子，HIF合成不會(huì)導(dǎo)致乳酸的產(chǎn)生，是無氧呼吸

產(chǎn)生了乳酸，B錯(cuò)誤：

C、HIF是哺乳動(dòng)物在缺氧狀態(tài)下的調(diào)節(jié)因子，HIF的作用有助于維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，C正確；

D、HIF是哺乳動(dòng)物在缺氧狀態(tài)下的調(diào)節(jié)因子，因此提高HIF的活性可治療缺氧性疾病，D

錯(cuò)誤。

故選C。

【點(diǎn)睛】

解答本題關(guān)鍵要抓住題干信息”缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)是哺乳動(dòng)物在缺氧狀態(tài)下的調(diào)節(jié)因子”

進(jìn)行分析。

15.D

【解析】

【分析】

根據(jù)題干信息分析，缺氧條件下，氧誘導(dǎo)因素(HIF-la)會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核激活相關(guān)基因的表達(dá)，

說明氧誘導(dǎo)因素是從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核的，激活的是相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄過程，結(jié)果是紅細(xì)胞的

數(shù)量發(fā)生改變，據(jù)此答題。

【詳解】

A、正常紅細(xì)胞已經(jīng)分化，不能分裂，A錯(cuò)誤；

B、蛋臼質(zhì)等生物大分子通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)題意分析可知，缺氧誘導(dǎo)因子在缺氧條件下發(fā)揮作用，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生更多的紅細(xì)胞

以適應(yīng)缺氧條件，C錯(cuò)誤；

D、缺氧誘導(dǎo)因子激活相關(guān)基因的表達(dá)過程存在信息交流，D正確。

故選D。

16.C

【解析】

【分析】

血漿滲透壓的大小主要與無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。在組成細(xì)胞外液的各種無機(jī)鹽離子中，

含量上占有明顯優(yōu)勢的是Na+和C1-,細(xì)胞外液滲透壓的90%來源于Na+和

【詳解】

A、根據(jù)題意和圖示分析可知：促紅細(xì)胞生成素一方面刺激骨髓造血組織，使周圍血液中紅

細(xì)胞數(shù)增加，另一方面又反饋性的抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的生成，所以促紅細(xì)胞生

成素抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的生成這種反饋屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，這種機(jī)制保證生物體

內(nèi)物質(zhì)含量的穩(wěn)定，A正確；

B、骨髓中的造血干細(xì)胞除能產(chǎn)生血細(xì)胞處，還能產(chǎn)生B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞等，參與免

疫調(diào)節(jié)，B正確；

C、促紅細(xì)胞生成素作用的靶細(xì)胞是骨髓造血干細(xì)胞，C錯(cuò)誤；

D、血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，血漿滲透壓的大小主要與無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)含量有關(guān)，D正確；

故選C。

【點(diǎn)睛】

本題主要是從圖中看出各生物名稱之間的關(guān)系，圖中顯示出的是一個(gè)負(fù)反饋調(diào)節(jié)過程，在結(jié)

合題干回答，D選項(xiàng)中知識(shí)需要從教材識(shí)記。

17.B

【解析】

【分析】

癌細(xì)胞的特征：無限增殖；形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；糖蛋白等減少。

【詳解】

細(xì)胞癌變的根本原因是基因突變，A正確；癌細(xì)胞在缺氧條件下更占優(yōu)勢，故治療不能在缺

氧條件下進(jìn)行，B錯(cuò)誤；癌變的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，故可以鏡檢其形態(tài)結(jié)構(gòu)作為判斷

答案第26頁，總36頁

依據(jù)，C正確；長期吸煙容易誘發(fā)癌變，D正確。故選B。

18.B

【解析】

【分析】

據(jù)題意可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄坎煌毖鯐r(shí)間對中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響，故自變量為缺氧

時(shí)間，因變量是靜息電位數(shù)值。靜息時(shí)，K離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)；

興奮時(shí)，Na離子通道開放，Na離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位高于膜外，表現(xiàn)為外負(fù)內(nèi)正。

【詳解】

靜息電位的維持需要鈉鉀泵參與，屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗ATP,A正確；由圖可知，缺氧

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