閱讀材料,回答下列問題。
動物低氧應(yīng)激機(jī)制
氧氣是人類和動物維持生命活動的重要條件,機(jī)體內(nèi)有1%~3%氧氣可通過電子傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)檠踝杂苫捌浠钚匝苌铮椿钚匝酰≧OS)。線粒體是氧的主要消耗者,也是活性氧的主要來源。線粒體ROS的生成主要發(fā)生在線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈上,電子泄漏導(dǎo)致部分氧還原形成超氧化物。隨后,線粒體中的超氧化物歧化酶將其迅速轉(zhuǎn)化為過氧化氫,在過氧化氫酶的作用下還原為水,實(shí)現(xiàn)ROS的清除。在這個過程中產(chǎn)生的超氧化物和過氧化氫統(tǒng)稱為線粒體ROS。生理情況下,ROS的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡狀態(tài),適當(dāng)?shù)腞OS可起到信號傳導(dǎo)、調(diào)控細(xì)胞功能等生理作用;當(dāng)ROS生成超過清除防御系統(tǒng)時,積累的ROS會損傷蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等生物大分子,嚴(yán)重?fù)p傷的細(xì)胞可通過凋亡途徑被清除。
研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)細(xì)胞氧濃度偏低時,線粒體中的電子無法與受體氧充分結(jié)合,電子傳遞鏈中的氧與電子流之間將失去平衡,導(dǎo)致電子積累并泄漏,同時細(xì)胞清除防御系統(tǒng)如抗氧化酶等活性下降,造成電子傳遞鏈復(fù)合物中ROS生成過量,無法被及時清除。
機(jī)體如何減少低氧條件下ROS帶來的損傷呢?研究發(fā)現(xiàn),ROS增加可通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)從而誘導(dǎo)HIF-1蛋白合成,進(jìn)而誘導(dǎo)線粒體自噬,清除損傷或有害的線粒體,避免ROS繼續(xù)產(chǎn)生。同時,HIF-1也可調(diào)節(jié)電子傳遞鏈上的氧化代謝和糖酵解間的平衡,降低ROS產(chǎn)生。還有研究發(fā)現(xiàn),HIF-1能調(diào)控線粒體生物合成過程。新的線粒體在細(xì)胞分裂之前合成,用以取代被自噬清除的受損或有害線粒體,這一過程稱為“線粒體生物合成”,此過程可以控制線粒體的更新、含量和數(shù)量,從而限制線粒體ROS產(chǎn)生,增強(qiáng)機(jī)體耐受低氧損傷。
生物和人類都可能面對低氧的脅迫,該方面研究將為防治高原反應(yīng)和病理低氧或代謝低氧性疾病提供潛在靶點(diǎn)。
(1)線粒體是進(jìn)行 需(有)氧呼吸需(有)氧呼吸的主要場所,此過程在酶的參與下,通過消耗O2,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生 CO2和水CO2和水,釋放能量,生成大量ATP。其中,O2參與反應(yīng)的場所是 線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜。
(2)對文中“低氧應(yīng)激條件下,增加線粒體生物合成。”的意義,錯誤的敘述包括 CDCD。
A.滿足能量供應(yīng)的需求
B.減少胞內(nèi) ROS 累積
C.直接清除 ROS
D.進(jìn)一步增加線粒體自噬
E.保證細(xì)胞功能穩(wěn)定,維持細(xì)胞在低氧應(yīng)激環(huán)境下的穩(wěn)態(tài)
(3)結(jié)合文中信息,分析機(jī)體在低氧條件下,通過減少ROS以維持穩(wěn)態(tài)的機(jī)制 H1F-1誘導(dǎo)線粒體自噬H1F-1誘導(dǎo)線粒體自噬。
【考點(diǎn)】有氧呼吸的過程和意義.
【答案】需(有)氧呼吸;CO2和水;線粒體內(nèi)膜;CD;H1F-1誘導(dǎo)線粒體自噬
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:5引用:1難度:0.6
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1.癌細(xì)胞和正常分化細(xì)胞在有氧氣存在時產(chǎn)生的ATP總量無明顯差異,但癌細(xì)胞攝取并用于細(xì)胞呼吸的葡萄糖是正常細(xì)胞的若干倍,如圖為癌細(xì)胞吸收并利用葡萄糖部分過程圖,請據(jù)圖回答:
(1)a過程需要細(xì)胞膜上的
(2)b過程的反應(yīng)式為
(3)若要研究藥物來抑制癌細(xì)胞的生命活動,圖中發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:3引用:2難度:0.5 -
2.將生長發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟(jì)作物分為兩組,Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光照強(qiáng)度,Ⅱ組不做處理,分別測定凈光合速率的日變化情況,結(jié)果如圖.
(1)在ab段,Ⅰ組植株葉肉細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場所有
(2)與e點(diǎn)相比,f點(diǎn)時葉綠體內(nèi)ATP的含量
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出在大棚栽種該作物時提高產(chǎn)量的一項(xiàng)具體措施
(4)若Ⅱ組植株在d點(diǎn)時植物線粒體中產(chǎn)生的CO2更多,則此時Ⅱ組植株的總光合速率發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:7引用:3難度:0.5 -
3.閱讀下列材料,并回答問題。
線粒體蛋白AOX和UCP在植物開花生熱中的功能
有些植物的花器官在開花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并累積大量熱能,使花器官溫度顯著高于環(huán)境溫度,即“開花生熱現(xiàn)象”。開花生熱可以促使植物生殖發(fā)育順利完成。
與高等動物相同,高等植物細(xì)胞的有氧呼吸過程能釋放熱量。有氧呼吸的第三階段,有機(jī)物中的電子經(jīng)UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白復(fù)合體(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的作用,傳遞至氧氣生成水,電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H+濃度差,使能量轉(zhuǎn)換成H+電化學(xué)勢能,此過程稱為細(xì)胞色素途徑。最終,H+經(jīng)ATP合成酶運(yùn)回線粒體基質(zhì)時釋放能量。此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如圖1所示(“e-”表示電子,“→”表示物質(zhì)運(yùn)輸及方向,“”表示相關(guān)化學(xué)反應(yīng))。這種情況下生熱緩慢,不是造成植物器官溫度明顯上升的原因。
圖1中的AOX表示交替氧化酶(蛋白質(zhì)),是一種植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶,在此酶參與下,電子可不通過蛋白復(fù)合體Ⅲ和Ⅳ,而是直接通過AOX傳遞給氧氣生成水,大量能量以熱能的形式釋放。此途徑稱為AOX途徑。相較于細(xì)胞色素途徑,有機(jī)物中電子經(jīng)AOX途徑傳遞后,最終只能產(chǎn)生極少量ATP。
荷花(N.nucifera)在自然生長的開花階段,具有開花生熱現(xiàn)象。花器官呼吸作用顯著增強(qiáng),氧氣消耗量大幅提高,使得花器官與周圍環(huán)境溫差逐漸增大。研究人員測定了花器官開花生熱過程中不同途徑的耗氧量,如圖2所示。當(dāng)達(dá)到生熱最高峰時,AOX途徑的呼吸作用比生熱前顯著增強(qiáng),可占總呼吸作用耗氧量的70%以上。
線粒體解偶聯(lián)蛋白(UCP)是位于高等動、植物線粒體內(nèi)膜上的一類離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(圖1虛線框中所示)。UCP可以將H+通過膜滲漏到線粒體基質(zhì)中,從而驅(qū)散跨膜兩側(cè)的H+電化學(xué)勢梯度,使能量以熱能形式釋放。有些植物開花生熱時,UCP表達(dá)量顯著上升,表明UCP蛋白也會參與調(diào)控植物的開花生熱。
(1)有氧呼吸的第一、二也會釋放熱量,但不會引起開花生熱。原因是經(jīng)這兩個階段,有機(jī)物中的能量大部分
A.已轉(zhuǎn)移到ATP中
B.儲存在[H]中
C.轉(zhuǎn)移至CO2中
(2)圖1所示膜結(jié)構(gòu)是
(3)運(yùn)用文中信息分析,在耗氧量不變的情況下,若圖1所示膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量提高,則經(jīng)膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量
(4)之前有人認(rèn)為在荷花(N.nucifera)花器官的開花生熱中,經(jīng)UCP產(chǎn)生的熱量不少于AOX途徑產(chǎn)熱。請結(jié)合本文內(nèi)容分析,若上述說法正確,在“總呼吸”曲線仍維持圖2狀態(tài)時,請判斷細(xì)胞色素途徑和AOX途徑耗氧量應(yīng)有怎樣的變化,并說明理由。
(5)基于本文內(nèi)容,下列敘述能體現(xiàn)高等動、植物統(tǒng)一性的是
A.二者均有線粒體
B.二者均可借助UCP產(chǎn)熱
C.二者均可分解有機(jī)物產(chǎn)生ATP
D.二者均有細(xì)胞色素途徑和AOX途徑發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:72引用:1難度:0.7
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