【題目】為研究K+通道開放劑對缺血、缺氧條件下腦細胞凋亡的保護作用機制,研究人員進行了實驗:

(1)有研究發(fā)現(xiàn),腦細胞代謝非常旺盛,耗氧量大,因此缺血、缺氧時腦細胞主要依賴于__________過程產(chǎn)生ATP,不僅ATP生成量少,也會造成__________在腦細胞中積累。缺血、缺氧還會誘發(fā)腦細胞表達出某些__________分子,在這些分子的調(diào)控下,細胞出現(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)元進行實驗,處理及結果如下圖所示。

由實驗結果判斷,K+通道開放劑能__________缺血、缺氧誘導的細胞凋亡。

(3)A蛋白是細胞凋亡調(diào)控過程中一個重要蛋白?蒲腥藛T提取上述各組細胞的__________,用逆轉錄酶合成cDNA,以cDNA為模板擴增各組細胞的A基因。由于不同細胞的微管蛋白基因表達量基本相同,在結果分析時,以各組細胞A基因擴增產(chǎn)物量和微管蛋白基因擴增產(chǎn)物量的比值反映各組細胞中A基因的__________水平,這樣可以校準和消除__________的差異對實驗結果的影響。結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,且X蛋白引起細胞凋亡。有人推測B蛋白與X蛋白競爭,從C-X蛋白復合體上奪取C蛋白,釋放游離的X蛋白。為了驗證上述推測,實驗組可選擇的實驗材料及檢測指標是__________。

a.正常的神經(jīng)元細胞

b.缺血、缺氧條件下的神經(jīng)元細胞

c.K+通道開放劑

d.K+通道阻斷劑

e.A蛋白水平

f.B-C蛋白復合體水平

g.C-X蛋白復合體水平

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

【解析】【試題分析】

解答本題的思路是正確識圖,再運用所學知識,結合題意進行綜合作答。分析柱形圖可知,甲是在正常條件下培養(yǎng)的細胞凋亡率,正常培養(yǎng)條件下細胞凋亡率低,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)的細胞凋亡率,與對照組甲相比,在缺血、缺氧條件下培養(yǎng),細胞凋亡率增大,且隨著時間延長,細胞凋亡率增大;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)的細胞凋亡率,與乙相比,加入鉀離子通道開放劑后,細胞凋亡率下降,說明K+通道開放劑能緩解缺血、缺氧誘導的細胞凋亡;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)的細胞凋亡率,細胞凋亡率與乙沒有顯著差異,進一步說明鉀離子通道開放劑能緩解缺血、缺氧誘導的細胞凋亡。

(1)人體細胞在缺血、缺氧時,可進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)物乳酸在腦細胞中積累;缺血、缺氧等條件還能誘發(fā)腦細胞表達出信號分子,誘導腦細胞凋亡。

(2)由柱形圖可知,甲組是正常培養(yǎng)條件,細胞凋亡率低,且隨著時間變化細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,細胞凋亡率增大,說明缺血、缺氧能夠明顯誘導細胞凋亡,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、缺氧誘導的細胞凋亡。

(3)逆轉錄的模板是RNA,因此可以提取上述各組細胞的mRNA為模板逆轉錄形成相應的基因;由于不同細胞的微管蛋白基因表達量基本相同,在結果分析時,以各組細胞A基因擴增產(chǎn)物量和微管蛋白基因擴增產(chǎn)物量的比值反映各組細胞中A基因轉錄水平,這樣可以校準和消除細胞取樣量差異對實驗結果的影響;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A基因轉錄來抑制缺血、缺氧條件下的細胞凋亡。

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

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