Question

【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）有研究發現，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、缺氧還會誘發腦細胞表達出某些__________分子，在這些分子的調控下，細胞出現一系列變化，最終凋亡。

（2）科研人員利用離體培養的神經元進行實驗，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蛋白是細胞凋亡調控過程中一個重要蛋白。科研人員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基因擴增產物量和微管蛋白基因擴增產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．正常的神經元細胞

b．缺血、缺氧條件下的神經元細胞

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

Answer 1

【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的細胞凋亡率，正常培養條件下細胞凋亡率低，且隨著培養時間的延長，凋亡率沒有明顯增長；乙是在缺血、缺氧條件下培養的細胞凋亡率，與對照組甲相比，在缺血、缺氧條件下培養，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生ATP，不僅ATP生成量少，也會造成無氧呼吸的產物乳酸在腦細胞中積累；缺血、缺氧等條件還能誘發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象；與甲組對照，乙組（缺血、缺氧組）凋亡率高，且隨著培養時間延長，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基因擴增產物量和微管蛋白基因擴增產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）和C-X蛋白復合體水平（g）。