北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 A
应用 细胞呼吸的另类
1.(2021湖北汉阳一中一模,3 生理情境:癌细胞)癌细胞在氧含量正常的情况下,利用葡
萄糖转变为乳酸来产生ATP,作为能量的主要来源。研究发现,线粒体中产生的NO一方
面可与O 竞争性结合,另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸。下列说法
2
错误的是( )
A.NO能抑制线粒体中葡萄糖的氧化分解过程
B.细胞发生癌变时,线粒体中的NO水平升高
C.与正常细胞相比,癌细胞中丙酮酸的生成速率高
D.与正常细胞相比,癌细胞中葡萄糖的能量利用率低
答案 A 线粒体中的呼吸底物可为丙酮酸而非葡萄糖,A错误;癌细胞线粒体中产生的
NO通过两个途径抑制有氧呼吸,一是与O 竞争性结合,二是促进葡萄糖转变为乳酸,推测
2
细胞发生癌变时,线粒体中的NO水平升高,B正确;癌细胞有氧呼吸被抑制,无氧呼吸旺盛,
推测丙酮酸的生成速率高,葡萄糖的能量利用率低,C、D正确。
2.(2022届江西临川一中月考一,13 生活情境:北欧鲫鱼)生活在极其寒冷条件下的北欧
鲫鱼可以通过向体外排出酒精来延缓周围水体结冰,但其大多数细胞在缺氧条件下可进
行无氧呼吸产生乳酸。下列有关图中北欧鲫鱼细胞呼吸过程的叙述,错误的是( )
A.北欧鲫鱼不同类型细胞中无氧呼吸产物不同的根本原因是基因的选择性表达
B.①过程产生少量的ATP,②过程会消耗少量的[H]
C.在无氧呼吸过程中,葡萄糖分解释放的能量大多以热能形式散失
D.与水淹的水稻植株一样,北欧鲫鱼的无氧呼吸的产物有乳酸、酒精和CO
2
答案 D 基因的选择性表达导致北欧鲫鱼不同类型细胞中的呼吸酶不同,无氧呼吸产
物不同,A正确;①过程为细胞呼吸第一阶段,产生少量ATP,②过程为无氧呼吸第二阶段,
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丙酮酸与[H]反应生成酒精,B正确;细胞呼吸释放的能量大多以热能形式散失,少量储存
在ATP中,C正确;水稻植株无氧呼吸产物是酒精和CO ,没有乳酸,D错误。
2
3.(2021山东滨州一模,2 生理情境&实验情境)人乳腺细胞(M)和乳腺癌细胞(Mc)葡萄糖
摄取情况如图甲所示,用特异性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别处理M和Mc,与
对照组(未用抑制剂处理)细胞数的比例如图乙所示。下列说法正确的是( )
甲
乙
A.Mc细胞膜上糖蛋白的数量多于M细胞
B.实验组Mc细胞呼吸产生乳酸的速率高于M细胞
C.Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量少于M细胞
D.该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
答案 B 癌细胞膜上的糖蛋白减少,A错误;图乙显示,作用于线粒体内膜的呼吸抑制剂
对Mc的抑制作用较小,说明癌细胞可以更多地利用无氧呼吸供能,因此Mc产生乳酸的速
率高于M,B正确;图甲显示,Mc每天摄取葡萄糖的量多于M,说明癌细胞膜上葡萄糖转运
蛋白的数量多,C错误;题述抑制剂作用于线粒体内膜,在细胞有氧呼吸的第三阶段起作用,
D错误。
创新篇 守正出奇
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创新 细胞感知和适应氧气变化的机制
(2021福建漳州二模,11 情境新)阅读材料,回答下列1、2小题
科学家在研究细胞感知和适应氧气变化机制的过程中发现了“缺氧诱导因
子”(HIF)。HIF由HIF-lα和ARNT两种不同的蛋白质组成,其中对氧气敏感的是HIF-
lα,而ARNT稳定表达且不受氧调节,即HIF-lα是机体感受氧气含量变化的关键。
当氧气供应正常时,细胞内HIF-lα会被蛋白酶降解;氧气供应不足时,HIF-lα将转移
到细胞核中,诱导促红细胞生成素(EPO)基因表达,其调节机制如图所示。EPO能促进人
体产生更多的红细胞,以携带更多的氧气供应组织细胞。
研究发现通过HIF-lα的高表达,能满足癌细胞对氧气的需求,如果能打破癌细胞的这
种缺氧保护,就有可能抑制癌细胞的生长,甚至杀死癌细胞。
答案 B 癌细胞膜上的糖蛋白减少,A错误;图乙显示,作用于线粒体内膜的呼吸抑制剂
对Mc的抑制作用较小,说明癌细胞可以更多地利用无氧呼吸供能,因此Mc产生乳酸的速
率高于M,B正确;图甲显示,Mc每天摄取葡萄糖的量多于M,说明癌细胞膜上葡萄糖转运
蛋白的数量多,C错误;题述抑制剂作用于线粒体内膜,在细胞有氧呼吸的第三阶段起作用,
D错误。
1.下列关于细胞感知和适应氧气变化机制,叙述正确的是( )
A.若氧气供应不足,HIF-lα会使EPO基因的表达水平降低
B.EPO可促进骨髓中红细胞的分裂和分化
C.HIF-lα与EPO基因调控序列上的起始密码子结合后发挥作用
D.缺氧诱导因子激活相关基因的表达过程存在信息交流
答案 D 若氧气供应不足,HIF-lα会使EPO基因的表达水平升高,A错误;EPO可作为信
号分子与相应细胞膜上的受体结合,促进骨髓造血干细胞分裂分化为红细胞,B错误;密码
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子是mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基,HIF-lα与EPO基因调控序列上的启动子结
合后发挥作用,C错误;氧气含量低时,HIF-lα含量会增加,激活相关基因表达促进红细胞
生成,此过程中存在信息交流,D正确。
2.基于上述研究发现,下列分析错误的是( )
A.干扰HIF-lα的降解可能为治疗贫血提供创新性疗法
B.研发促进EPO基因表达的药物可用于癌症治疗
C.能抑制脯氨酰羟化酶活性的药物可能适用于治疗与缺氧相关的疾病
D.EPO及其功能类似物是运动比赛的违禁药物
答案 B 干扰HIF-lα的降解,细胞内积累的HIF-lα可以促进EPO的合成,使红细胞增多,
从而改善贫血症状,A正确;由材料最后一段可知,HIF-lα的高表达,能满足癌细胞对氧气
的需求,抑制癌细胞中EPO基因的表达,可以抑制EPO的合成,进而抑制癌细胞的增殖,从
而为癌症的治疗提供思路,B错误;据题意分析可知,在缺氧条件下,脯氨酰羟化酶就无法
发挥作用,导致HIF-lα的水解失效,HIF-lα通过核孔进入细胞核内,促进EPO基因的表达,
从而使促红细胞生成素(EPO)增加,使得细胞适应低氧环境,因此能抑制脯氨酰羟化酶活
性的药物可能适用于治疗与缺氧相关的疾病,C正确;兴奋剂是体育界的违禁药物,促红细
胞生成素能够促进红细胞的生成,是兴奋剂,故EPO及其功能类似物是运动比赛的违禁
药物,D正确。
3.(2020西安中学期末,41)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献
的科学家。研究发现合成促红细胞生成素(EPO)的细胞持续表达低氧诱导因子
(HIF-1α)。在氧气供应正常时,HIF-1α合成后很快被蛋白酶体降解;在氧气供应不足
时,HIF-1α不被降解,细胞内积累的HIF-1α可促进EPO的合成,使红细胞增多以适应低氧
环境,相关机理如图所示。此外,该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。
(1)HIF-1α被彻底水解的产物是 ,被降解所需要的条件有 。(答出两个)
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(2)如果氧气供应不足,HIF-1α通过核孔进入细胞核,与其他因子(ARNT)一起与EPO基因
上游的调控序列结合,增强该基因的 ,使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血
干细胞,使其 ,生成大量红细胞,从而提高氧气的运输能力。
(3)正常情况下,氧气进入细胞,细胞内的HIF-1α在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化,最终
被降解。如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除,EPO基因的表达水平会 (填
“升高”或“降低”),其原因是 。
(4)一些实体肿瘤(如肝癌)中的毛细血管生成滞后,限制了肿瘤的快速发展。研究发现,血
管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成。假设血管内皮生长因子
的合成与EPO合成的调节途径类似,且有两个途径:途径1相当于图中HIF-1α的降解过
程,途径2相当于HIF-1α对EPO合成的调控过程。为了限制肿瘤快速增长,可以通过调
节途径1和途径2来实现,进行调节的思路是 。
答案 (1)氨基酸 正常氧、蛋白酶体、脯氨酰羟化酶等 (2)转录 增殖分化 (3)升高
HIF-1α无法降解,在细胞内积累过多,促进EPO基因表达 (4)促进途径1,抑制途径2
解析 (1)HIF-1α可以被蛋白酶降解,说明其化学本质是蛋白质,故其被彻底水解的产物
是氨基酸,由题目信息可知,在常氧条件下,HIF-1α在脯氨酰羟化酶、蛋白酶体的作用下
会被降解。(2)如果氧气供应不足,HIF-1α会与其他因子(ARNT)结合,增强EPO基因的转
录,使EPO合成和分泌增加。(3)如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除,HIF-1α不能被
降解,会在细胞内积累,会促进EPO基因的表达,故EPO基因的表达水平会升高。(4)由题
意可知,一些实体肿瘤(如肝癌)中的毛细血管生成滞后,会限制肿瘤的快速发展。故可以
通过促进途径1即血管内皮生长因子的降解,抑制途径2即抑制血管生成,从而限制肿瘤
快速增长。
应用创新题组 B
应用 细胞呼吸的另类
1.(生理情境:癌细胞的呼吸)研究表明,癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP
总量没有明显差异,但癌细胞摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖的量是正常细胞的若干倍。
如图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程,下列分析中错误的是( )
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A.图中A代表细胞膜上的载体蛋白
B.葡萄糖进入癌细胞后,可通过形成五碳糖进而合成脱氧核糖
C.在有氧条件下,癌细胞呼吸作用的方式为有氧呼吸
D.若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径,图中的①④不宜选为作用位点
答案 C 葡萄糖的跨膜运输需要载体蛋白的协助,A正确;图中显示葡萄糖进入癌细胞
后会形成五碳糖,五碳糖再形成脱氧核糖,B正确;在有氧条件下,癌细胞主要进行无氧呼
吸,C错误;若要研制药物抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径,图中的①④不宜选为作用
位点,因为①④途径是人体正常分化细胞所必需的代谢过程,D正确。
2.(2020重庆巴蜀中学期中,18 生理情境:癌细胞的呼吸)研究表明,癌细胞和正常分化细
胞在有氧条件下产生的ATP总量无明显差异,但癌细胞摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是
正常细胞的若干倍。下列相关叙述,错误的是( )
A.癌细胞的无氧呼吸不能产生二氧化碳
B.在有氧条件下,癌细胞可能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
C.癌细胞摄取葡萄糖需要借助载体蛋白的作用
D.人体细胞进行有氧呼吸时,葡萄糖在线粒体内分解产生二氧化碳和水
答案 D 癌细胞的无氧呼吸只产生乳酸,A正确;在有氧条件下,癌细胞可能同时进行有
氧呼吸和无氧呼吸,B正确;癌细胞摄取葡萄糖需要借助载体蛋白的作用,C正确;葡萄糖
在细胞质基质中被分解,D错误。
3.(2020湖北荆州中学期末,44 生理情境:“瓦博格效应”)著名科学家奥托·瓦博格提出:
“为什么癌细胞大量消耗葡萄糖却不能高效产能?”该疑问被称为“瓦博格效应”。为解
决该疑问,科学家对大量癌细胞做了研究。 请据此回答下列问题:
(1)由于无氧呼吸产能较少,有科学家提出“瓦博格效应”是由缺氧导致的。为验证该结
论,科学家将癌细胞放入氧气充足的条件下培养,发现
,因此, 否定了该推论。
(2)研究发现,癌细胞会选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失,从而间
接抑制 ,同时可推断癌细胞所需能量可能主要来自 阶段。
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(3)进一步研究发现,癌细胞线粒体上丙酮酸载体(MPC)受抑制或部分缺失会激活癌细胞
无限增殖,为验证该结论,可将 重新引入癌细胞,对该癌细胞进
行培养,若 ,则符合该推论。
答案 (1)氧气充足的条件下,癌细胞依然不能高效产能 (2)有氧呼吸第二、三阶段 细
胞呼吸第一
(3)线粒体上丙酮酸载体(MPC) 癌细胞增殖受抑制或者不增殖
解析 (1)见答案。(2)线粒体上丙酮酸载体被抑制或部分缺失,会间接抑制有氧呼吸第二、
三阶段,可推断此时癌细胞所需能量可能主要来自细胞呼吸第一阶段。 (3)要验证癌细
胞线粒体上丙酮酸载体(MPC)受抑制或部分缺失会激活癌细胞无限增殖,实验的自变量
应该是有无MPC,观察癌细胞是否能够无限增殖。
创新 细胞感知和适应氧气变化的机制
1.(2021江西六校联考,10 知识新)氧气是高等动物生命活动的保障。常氧下,细胞内的
低氧诱导因子(HIF-1α)会被蛋白酶体降解;低氧下HIF-1α能促进相关基因(如EPO基因)
的表达,从而使细胞适应低氧环境(如图),下列有关叙述,错误的是( )
A.常氧下,EPO基因的表达产物可能促进红细胞的形成
B.与正常细胞相比,肿瘤细胞群内部HIF-1α蛋白含量比较高
C.低氧时,HIF-1α通过核孔进入细胞核需要ATP水解提供能量
D.HIF-1α-VHL复合物被蛋白酶体降解的产物能被细胞重新利用
答案 A 缺氧条件下,HIF-1α能促进EPO基因的表达,使促红细胞生成素(EPO)增加,从
而使细胞适应低氧环境,A错误。肿瘤细胞主要进行无氧呼吸,由此可推测,与正常细胞相
比,肿瘤细胞处于低氧环境中,其细胞群内部HIF-1α蛋白含量较高,B正确。HIF-1α通过
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核孔进入细胞核需消耗能量,C正确。HIF-1α-VHL复合物被蛋白酶体降解的产物中可能
有氨基酸,能被细胞重新利用,D正确。
2.(2021辽宁六校联考,22 知识新)2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现细胞感知
和适应氧气供应机制的三位科学家。他们发现,在缺氧条件下,人体除了可以通过调节呼
吸频率来适应,也可通过增加红细胞的数量来适应。红细胞数量增加与细胞内缺氧诱导
因子(HIF-1α)介导的系列反应有关。请回答问题:
(1)如图所示,常氧条件下,经过 的催化,HIF-1α蛋白发生羟基化,使得VHL蛋白
能够与之识别并结合,从而导致HIF-1α蛋白 。
(2)由图可知,缺氧条件下,HIF-1α蛋白通过 进入细胞核内,促进EPO(促红细胞生
成素)的合成,从而促进红细胞数量的增加。HIF-1α蛋白还可使细胞质基质中某些酶的含
量增加、细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量增加。细胞质基质中酶的含量增加有利于细
胞通过 产生ATP为细胞供能;葡萄糖转运蛋白增加有利于
。
(3)慢性肾功能衰竭患者常因EPO产生不足而出现严重贫血,研究人员正在探索一种
PHD抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图中信息,分析PHD抑制剂治疗贫血的作
用机理: 。
答案 (1)脯氨酰羟化酶(PHD) 降解 (2)核孔 无氧呼吸 细胞摄入葡萄糖(细胞获取
能源物质) (3)通过抑制PHD活性抑制HIF-1α的降解,细胞内较高水平的HIF-1α促进
EPO的产生
解析 (1)常氧条件下,经过脯氨酰羟化酶的催化,HIF-1α蛋白发生羟基化,使得VHL蛋白
能够与之识别并结合,从而导致HIF-1α蛋白降解。(2)缺氧条件下,HIF-1α蛋白通过核孔
进入细胞核内。HIF-1α蛋白可使细胞质基质中某些酶的含量增加,有利于细胞进行无氧
呼吸产生ATP为细胞供能;HIF-1α蛋白还可使细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量增加,有
利于细胞摄入葡萄糖,使细胞获取能源物质。(3)见答案。
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3.(2020江苏淮阴中学期末,21 知识新)2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了揭示人体
细胞的氧气感知通路及信号机制的科学家。如图表示氧气供应正常时,细胞内低氧诱导
因子(HIF-1α)会被蛋白酶降解;氧气供应不足时,HIF-1α将转移到细胞核中。该项研究不
仅在基础科研上极具价值,更有望为癌症等多种疾病的治疗打开思路。请据图回答下列
问题:
(1)正常条件下,氧气通过 的方式进入细胞,细胞内合成HIF-1α的场所是
。
(2)云南呈贡训练基地海拔2 000多米,中国田径队常在此集训以提高成绩。高海拔地区
氧气供应不足,运动员细胞中的HIF-1α将进入细胞核,和其他因子(ARNT)一起与EPO基
因上游的调控序列结合, (选填“促进”或“抑制”)EPO基因的表达,EPO可刺
激骨髓造血干细胞,使其 ,从而提高氧气的运输能力。
(3)上述信号机制可知,干扰HIF-1α的 是治疗贫血的新思路。
(4)为了进一步探究HIF-1α的作用,研究人员进行了以下实验,请分析回答。
肿瘤质量(g)
注射物 培养 培养
9天 21天
实验鼠HIF-1α基因
实验鼠 0.7 0.8
缺陷型胚胎干细胞
对照鼠 野生型胚胎干细胞 1.7 5.2
肿瘤细胞的 将导致肿瘤附近局部供氧不足,请从打破癌细胞缺氧保护机制的角
度提出治疗癌症的新思路: 。
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答案 (1)自由扩散 核糖体 (2)促进 增殖分化出大量红细胞 (3)降解 (4)增殖 降
低癌细胞中HIF-1α的含量或阻断HIF-1α与ARNT的结合
解析 (1)正常条件下,氧气通过自由扩散的方式进入细胞;HIF-1α是蛋白质,合成场所是
核糖体。(2)EPO可刺激骨髓造血干细胞,使其增殖分化出大量的红细胞,从而提高氧气的
运输能力。(3)据图分析可知,干扰HIF-1α的降解是治疗贫血的新思路。(4)由表格分析
可知,肿瘤细胞的增殖将导致肿瘤附近局部供氧不足,而注射HIF-1α基因缺陷型胚胎干
细胞的患肿瘤的小鼠缺少缺氧保护机制,肿瘤细胞增殖受抑制,因此肿瘤质量较小。根据
此机制,治疗癌症的新思路:降低癌细胞中的HIF-1α的含量或阻断HIF-1α与ARNT的结
合。
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应用创新题组 C
应用 细胞呼吸的另类
1.(2021济宁期末,6 生理情境:肿瘤代谢)在氧气充足条件下,肿瘤细胞的能量供应仍主
要依赖效率较低的糖酵解途径,并产生大量乳酸。GAPDH是糖酵解途径中的一个关键
酶,下列关于该过程的说法,错误的是( )
A.肿瘤细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下都能发生
B.与正常细胞相比,肿瘤细胞消耗的葡萄糖更多
C.肿瘤细胞中的丙酮酸不能进入线粒体氧化分解
D.可通过抑制GAPDH的活性来抑制肿瘤细胞的增殖
答案 C 肿瘤细胞主要通过无氧呼吸提供能量,但也可进行有氧呼吸,故丙酮酸能进入
线粒体氧化分解,C错误。
2.(2021德州一模,3 生理情境:NO与癌细胞)癌细胞在氧含量正常的情况下,利用葡萄糖
转变为乳酸来产生ATP作为能量的主要来源。研究发现,线粒体中产生的NO一方面可
与O 竞争性结合,另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸。下列说法错误
2
的是( )
A.NO能抑制线粒体中葡萄糖的氧化分解过程
B.细胞发生癌变时,线粒体中的NO水平升高
C.与正常细胞相比,癌细胞中丙酮酸的生成速率高
D.与正常细胞相比,癌细胞中葡萄糖的能量利用率低
答案 A 线粒体中不能分解葡萄糖,A错误;在氧含量正常的情况下,癌细胞主要利用无
氧呼吸产生ATP,与NO增多可抑制有氧呼吸(与O 竞争性结合)和促进无氧呼吸有关,B
2
正确;与正常细胞的有氧呼吸相比,产生等量的ATP,无氧呼吸消耗的葡萄糖多,生成的丙
酮酸多,C、D正确。
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应用创新题组 D
应用 细胞呼吸的另类
1.(2022届如皋中学期初,4 科研情境:p53)即使在氧气充足的条件下,肝癌细胞的无氧呼
吸也非常活跃。据报道,中国科学技术大学吴缅教授发现肿瘤抑制因子p53通过影响关
键酶的活性抑制癌细胞的无氧呼吸,但不影响正常细胞。下列叙述不正确的是( )
A.肝癌细胞在细胞质基质中进行无氧呼吸并产生乳酸
B.正常细胞在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸
C.肝癌细胞利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低
D.p53最可能抑制了催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶
答案 D 肝癌细胞通过无氧呼吸在细胞质基质将葡萄糖分解成乳酸,A正确;正常细胞
在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸,B正确;正常细胞通过有氧呼吸把葡萄糖彻底分
解,产生大量ATP,肝癌细胞主要通过无氧呼吸把葡萄糖不彻底分解为乳酸,产生少量
ATP,因此肝癌细胞利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低,C正确;p53只是抑制癌细
胞的无氧呼吸,而有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都是把葡萄糖分解为丙酮酸,因此 p53不
能抑制催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶,D错误。
2.(2021苏北七市三模 科研情境:LDL)乳酸脱氢酶(LDH)能催化丙酮酸与乳酸之间的相
互转化。临床发现,急性心肌梗死发作早期患者的血清中LDH含量显著增高。相关叙述
正确的是( )
A.LDH在细胞的核糖体中合成,可为丙酮酸转化为乳酸提供能量
B.在细胞无氧呼吸过程中,丙酮酸转化为乳酸需要消耗[H]和ATP
C.急性心肌梗死患者血清中LDH含量增高,可能与心肌细胞损伤有关
D.临床上可以利用电泳结合基因探针对血清中LDH含量进行定量检测
答案 C 酶不能提供能量,只起催化作用,降低化学反应的活化能,A错误;丙酮酸转化为
乳酸需要消耗[H],但不消耗ATP,B错误;急性心肌梗死患者血清中LDH含量增高,可能
与心肌细胞损伤有关,C正确;基因探针的原理是碱基互补配对,LDH属于酶,不能用该方
法进行检测,D错误。
创新 细胞感知和适应氧气变化的机制
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1.(2022届如皋中学阶段考,4 素材新)人体的骨骼肌纤维可分为慢肌纤维和快肌纤维两
大类,慢肌纤维含有更高密度的线粒体和肌红蛋白,血液的供应较充足,更能抵抗疲劳;快
肌纤维无氧代谢能力强,有较高的糖原储备。下列叙述正确的是( )
A.快肌纤维无氧呼吸会产生大量乳酸、CO 以及少量ATP
2
B.慢肌纤维中产生的ATP主要来自线粒体中葡萄糖的分解
C.慢肌纤维和快肌纤维在细胞代谢过程中都可以产生丙酮酸和NADH
D.与非耐力项目运动员相比,耐力项目运动员骨骼肌中快肌纤维的占比较高
答案 C 快肌纤维无氧代谢能力强,进行无氧呼吸产生大量乳酸和少量ATP,不产生
CO ,A错误;葡萄糖不直接进入线粒体中被分解,其必须在细胞质基中被分解为丙酮酸,丙
2
酮酸进入线粒体内被分解,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都是在细胞质基质中
把葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,C正确;快肌纤维主要进行无氧呼吸,负责缺氧的剧烈运
动,慢肌纤维主要进行有氧呼吸,负责有氧运动,故与非耐力项目运动员相比,耐力项目运
动员骨骼肌中慢肌纤维的占比较高,D错误。
2.(2022届泰州中学月考,4)如图为研究人体运动强度与氧气消耗速率、血液中乳酸含量
的关系的研究结果,下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸时,葡萄糖所释放的能量主要储存在ATP中
B.整个ac运动阶段,产生的二氧化碳全部来自线粒体
C.运动强度为c时,机体产生较多乳酸会使内环境的pH明显下降
D.运动时,内环境中高浓度的CO 刺激下丘脑呼吸中枢,使呼吸频率加快
2
答案 B 有氧呼吸时,葡萄糖所释放的能量大多以热能形式散失,A错误;整个ac段,同
时存在有氧呼吸和无氧呼吸,其中无氧呼吸的产物为乳酸,故产生的二氧化碳全部来自线
粒体,B正确;运动强度为c时,机体进行无氧呼吸产生较多乳酸,但由于血浆中存在缓冲物
质,故内环境的pH不会明显下降,C错误;呼吸中枢位于脑干,D错误。
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3.(2021山东莱芜一中期末,1 素材新)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家,
以表彰他们在细胞感知和适应氧气变化机制领域的贡献。缺氧诱导因子-1α(HIF-1α,一
种由两条肽链组成的蛋白质)在此机制中充当重要角色,细胞中的HIF-1α在缺氧条件下
会增多。下列有关叙述不正确的是( )
A.细胞中的HIF-1α至少含有两个游离的氨基
B.HIF-1α功能的发挥离不开其两条肽链形成的空间结构
C.人体剧烈运动时,细胞中的HIF-1α含量减少
D.血液中氧气浓度变化使细胞中HIF-1α含量改变属于体液调节
答案 C 剧烈运动时,O 供应不足,HIF-1α含量增加,C错误。
2
4.(2021鄂东南省级示范高中期中,2 素材新)研究发现,缺氧诱导因子(HIF-1α)在正常氧
气条件下会迅速分解,当氧气含量很低时,HIF-1α无法降解,可调节促红细胞生成素基因
的表达,产生促红细胞生成素,增加红细胞的数量以改善缺氧。下列相关叙述正确的是(
)
A.细胞有氧呼吸过程中O 的消耗和CO 的产生场所相同
2 2
B.百米赛跑时肌细胞中HIF-1α合成可能会增多
C.促红细胞生成素作用的靶细胞是红细胞
D.降低HIF-1α的活性有助于治疗缺氧性疾病
答案 B 人体细胞有氧呼吸中CO 产生于线粒体基质,O 消耗于线粒体内膜,A错误;百
2 2
米冲刺时,O 消耗迅速,可能导致HIF-1α合成增加,B正确;红细胞由造血干细胞分化而来,
2
促红细胞生成素的靶细胞是造血干细胞,C错误;缺氧时HIF-1α可促进红细胞的生成,故
缺氧疾病的治疗应需增大HIF-1α活性,D错误。
5.(2021江西南昌三中二模,30 素材新)人们对氧感应和氧稳态调控的研究开始于促红
细胞生成素(EPO)。研究发现,当氧气缺乏时,肾脏分泌EPO刺激骨髓生成新的红细胞,调
控该反应的“开关”是一种蛋白质——缺氧诱导因子(HIF-1α)。研究还发现,正常氧气
条件下,细胞内的HIF-1α会被蛋白酶降解,缺氧环境下,HIF-1α会促进缺氧相关基因的表
达,使人体细胞适应缺氧环境。EPO作用机理如图所示。回答下列问题。
第 14 页 共 15 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(1)据图分析,红细胞数量与EPO的分泌量之间存在 调节机制。
(2)人体剧烈运动一段时间后,人体细胞产生HIF-1α (填增多或减少),引起缺氧相
关基因的表达,这个过程需要的原料有 。
(3)青海多巴国家高原体育训练基地海拔2 366米,中长跑运动员在比赛前常常到该基地
训练一段时间,从氧稳态调控角度分析中长跑运动员前去训练的原因是:该训练基地海拔
较高,氧气稀薄,刺激运动员 ,保证比赛时细胞得到足
够的氧气和能量供给。
(4)肿瘤的生长需要生成大量的血管以供应营养,肿瘤快速生长使内部缺氧,诱导HIF-1α
的合成,从而促进血管生成和肿瘤长大。请据此提出治疗肿瘤的措施:
。
答案 (1)(负)反馈 (2)增多 核糖核苷酸、氨基酸 (3)产生更多的EPO,促进机体产生
更多的红细胞,提高血液运输氧气的能力 (4)研制药物降低癌细胞内HIF-1α的含量或
抑制癌细胞中促红细胞生成素基因的表达
解析 (1)红细胞数量增多时,血液中氧分压升高会抑制肾脏中氧感受器产生兴奋,进而抑
制了EPO的分泌,红细胞数量与EPO的分泌量之间存在(负)反馈调节机制。(2)剧烈运动
一段时间后,机体会处于缺氧环境,HIF-1α增多,HIF-1α会促进缺氧相关基因的表达,基因
表达包括转录和翻译两个阶段,原料分别为核糖核苷酸、氨基酸。(3)海拔较高的地方,氧
气稀薄,可刺激运动员产生更多的促红细胞生成素,促进机体产生更多的红细胞,提高血液
运输氧气的能力,保证比赛时细胞得到足够的氧气和能量供给。(4)诱导HIF-1α的合成
会促进血管生成和肿瘤长大,如果能研制出降低癌细胞内HIF-1α的含量或抑制癌细胞中
促红细胞生成素基因的表达的药物,可达到治疗肿瘤的目的。
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