题目内容

【题目】2019107日,2019年诺贝尔生理学或医学奖公布,获得者是来自哈佛医学院的威廉·凯林、牛津大学的彼得·拉特克利夫以及美国约翰霍普金斯大学医学院的格雷格·塞门扎。他们发现:当氧气缺乏时,肾脏分泌促红细胞生成素(EPO)刺激骨髓生成新的红细胞,这一过程与一种蛋白质——缺氧诱导因子(HIF-1)有关。科学家们为了探究HIF-1的作用,进行了相关实验,结果如下表,分析并回答问题:

1)上表实验结果得出的结论:HIF-1可以___________________

2)由于肿瘤细胞具有____________特点,对营养物质和氧气的需求量较大。随着肿瘤增长超过了其血管供应,它的内部会缺氧,缺氧能够诱导肿瘤细胞产生____________进而促进肿瘤细胞周围血管红细胞的生成。

3)利用昆明高海拔缺氧条件,我国中长跑运动员和足球运动员在比赛前,常常到这里的基地训练一段时间,有利于提高比赛成绩。结合上述材料和呼吸作用原理分析,原因是___________________

【答案】促进肿瘤生长 无限增殖 缺氧诱导因子(HIF-1) 高海拔缺氧条件能促进运动员产生更多的促红细胞生成素(EPO),使运动员体内产生更多的红细胞,提高血液的运输氧气的能力,促进有氧呼吸,提供更多能量。

【解析】

红细胞的功能主要是运输氧气,当红细胞数量不足,机体的运氧能力下降,可使细胞进行无氧呼吸产生乳酸。由于无氧呼吸产生能量少,故使机体的能量供应减少,影响人体的正常生命活动。由题意可知,当人体处于缺氧状态时,促红细胞生成素(EPO)就会增加,刺激骨髓生成新的红细胞,并制造新的血管,而红细胞能够运输氧气,据此推测,缺氧诱导因子(HIF-1)能够促进EPO基因的表达,进而促进红细胞的生成。

(1)实验鼠中缺少HIF-1基因,即不存在缺氧诱导因子(HIF-1),而对照鼠存在HIF-1基因,即存在缺氧诱导因子(HIF-1),比较表格中实验鼠和对照鼠的肿瘤质量可知,HIF-1可以促进肿瘤生长。

(2)肿瘤细胞具有无限增殖的特点,对营养物质和氧气的需求量较大。随着细胞的生长,细胞表面积与体积的比值减小,物质运输效率降低,肿瘤内部会缺少氧气。根据题意“当氧气缺乏时,肾脏分泌促红细胞生成素(EPO)刺激骨髓生成新的红细胞,这一过程与一种蛋白质——缺氧诱导因子(HIF-1)有关”。所以缺氧能够诱导肿瘤细胞产生缺氧诱导因子(HIF-1)进而促进肿瘤细胞周围血管红细胞的生成。

(3)由于高海拔缺氧条件能促进运动员产生更多的促红细胞生成素(EPO),使运动员体内产生更多的红细胞,提高血液的运输氧气的能力,促进有氧呼吸,提供更多能量,所以中长跑运动员和足球运动员在比赛前,到昆明高海拔缺氧条件的基地训练一段时间,有利于提高比赛成绩。

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