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9.受体 效应T 抗体 吞噬 控制传染源 【解析】 【分析】
传染病能够在人群中流行,必须同时具备三个基本环节:传染源、传播途径、易感人群,如果缺少其中任何一个环节,传染病就不能流行。传染源:能够散播病原体的人或动物。传播途径:病原体离开传染源到达健康人所经过的途径。主要有空气传播、水传播、饮食传播、生物媒介传播、接触传播等。易感人群:对某种传染病缺乏免疫力而容易感染该病的人群。如未出过麻疹的儿童,就是麻疹的易感人群。只要切断传染病流行的三个基本环节中的任何一个,其流行便终止。因此传染病的预防措施有三个:控制传染源,切断传播途径;保护易感人群。 【详解】
(1)病毒需要依赖于宿主细胞才能进行繁殖,COVID–19可识别人体部分细胞表面的特异性受体并与之结合而进入细胞进行繁殖。
(2)免疫系统中的效应T细胞与被感染的体细胞结合,使其裂解,释放出病毒。体液中相应的抗体与该病原体中的抗原特异性结合,可以抑制病原体的繁殖并形成沉淀。进而被吞噬细胞消化。
(3)患者为传染源,隔离患者属于控制传染源环节。 【点睛】
熟悉病毒的生存、繁殖以及传染病的传播及预防方式是解答本题的关键。
10.BD 氨基酸 上升 人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内缺氧,HIF-1ɑ羟基化不能HIF不被降解而在细胞内积聚 HIF-1ɑ VHL发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,蛋白分子 高 加速HIF-1ɑ降解;阻断HIF-1ɑ进细胞核;抑制HIF-1ɑ与ARNT结合形成转录因子等 【解析】 【分析】 阅读材料可知:
1、人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送--这就是细胞的缺氧保护机制。
2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-1ɑ和ARNT)组成,其中对氧气
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敏感的部分是HIF-1ɑ;而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以,HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
3、细胞处于正常氧条件时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1ɑ脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合,最终被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达,促进氧气的供给与传输。
4、研究生物氧气感知通路,这不仅在基础科学上有其价值,还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。比如干扰HIF-1ɑ的降解能促进红细胞的生成来治疗贫血,同时还可能促进新血管生成,治疗循环不良等。 【详解】
(1)A、细胞吸水是被动运输,不消耗能量,与氧气含量无关,A错误; B、细胞分裂,消耗能量,受氧气含量的影响,B正确; C、葡萄糖分解成丙酮酸不受氧气含量的影响,C错误; D、兴奋的传导,消耗能量,受氧气含量的影响,D正确。 故选BD。
(2)据题干信息可知,HIF是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸。人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内缺氧,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,HIF不被降解而在细胞内积聚,导致骨骼肌细胞中HIF的含量上升。
(3)①根据题干信息和图示氧气感知机制的分子通路,正常氧时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合,最终被蛋白酶体降解;缺氧时,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因,故图示中的A是HIF-1ɑ,B是O2,C是VHL蛋白,D是ARNT。
②VHL蛋白是氧气感知机制的分子通路中一个重要分子,VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管,可推测与正常人相比,患者体内HIF-1ɑ的含量高,因为肿瘤细胞代谢旺盛,耗氧较多,因此对氧气敏感的部分的HIF-1ɑ就高。 ③要抑制此类患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有:加速HIF-1ɑ降解、阻断HIF-1ɑ进核、抑制HIF-1ɑ作为转录因子的活性等。 【点睛】
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本题主要以材料信息为背景,综合考查细胞的缺氧保护机制,掌握基因的表达过程,考查学生对知识的识记理解能力和归纳能力,题目难度适中。
11.自由扩散 核糖体 核孔 促进 增殖分化出大量红细胞 降解 增殖(迅速增殖) 降低癌细胞中HIF-1a的含量,或阻断HIF-1a与ARNT的结合 【解析】 【分析】
根据题意和识图分析可知,在正常氧条件下,HIF-1a在脯氨酸羟化酶、蛋白酶体和VHL的作用下被降解;而在缺氧条件下,HIF-1a通过核孔进入细胞核内,促进EPO 基因的表达,而使促红细胞生成素(EPO)增加,使得细胞适应低氧环境。 【详解】
(1)氧气进入细胞的方式为自由扩散。HIF-1a是蛋白质,合成场所在核糖体。
(2)若氧气供应不足,HIF-1a是大分子,将通过核孔进入细胞核。HIF-1a与ARNT一起与EPO基因上游的调控序列结合,EPO增强该基因的表达水平,使EPO合成和分泌增加。(促红细胞生成素)可刺激骨髓造血干细胞增殖和分化,生成大量红细胞,从而提高氧气的运输能力。
(3)由题意可知,氧气供应不足时,HIF-1a会提高氧气的运输能力,因此干扰HIF-1a的降解是治疗贫血的新思路。
(4)肿瘤细胞的增殖需要能量,将导致肿瘤附近局部供氧不足。打破癌细胞缺氧保护机制,从本题可知,HIF-1a会提高氧气的运输能力,因此降低癌细胞中HIF-1a的含量,或阻断HIF-1a与ARNT的结合,可为治疗癌症提供新思路。 【点睛】
学会处理图片和文字信息并能和基本的知识点如细胞呼吸、细胞增殖等联系起来是解答本题的关键。
12. (干燥的)蒸馏法(或水蒸气蒸馏法)时间和温度(温度过高、干燥时间太长导致) 青蒿素分解 萃取剂的性质和使用量 原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的时间、萃取的温度 浓缩 等量不含青蒿素的细胞培养液(等量、不含青蒿素、细胞培养液) 青蒿素浓度的增大及培养时间的延长 【解析】 【分析】
1、植物有效成分的提取的方法通常有三种:蒸馏、压榨和萃取。
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(1)蒸馏法:芳香油具有挥发性.把含有芳香油的花、叶等放入水中加热,水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物;冷却后,油水混合物又会重新分成油层和水层,除去水层便得到芳香油,这种提取方法叫蒸馏法。
(2)萃取法:这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中,是芳香油充分溶解,然后蒸去低沸点的溶剂,剩下的就是芳香油.萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和用量,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响。
(3)压榨法:在橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中,芳香油的含量较多,可以用机械压力直接榨出,这种提取方法叫压榨法。
2、据坐标曲线显示,随着青蒿素浓度的增加,肝细胞的相对活性降低。
3、一般在探究实验中,要遵循单一变量和对照性原则,同时无关变量要保持相同且适宜。分析实验可知,实验的自变量为青蒿素的浓度与作用时间,而人肝癌细胞的数量、培养时间、溶液的用量等都属于无关变量。 【详解】
(1)提取青蒿挥发油适宜的方法是蒸馏法,原因是青蒿油具有挥发性,促进油水分离宜采用加入NaCl,除去青蒿油的水分可采用加入无水硫酸钠。
(2)①在对黄花蒿叶进行干燥时,要注意控制温度和时间,否则会引起青高素的分解。青高素的萃取过程应该避免明火加热,采用水浴加热,原因是萃取剂是有机溶剂,直接使用明火加热容易引起燃烧或爆炸。
②提取青蒿素适宜的方法是萃取法,影响该方法的主要因素是萃取剂的性质和使用量,同时也受萃取时间、温度、材料的颗粒大小、含水量及紧密程度等因素的影响。
③挥发油主要采用水蒸汽蒸馏提取,减压蒸馏分离,其工艺为:投料→加水→蒸馏→冷却→油水分离→精油;非挥发性成分主要采用有机溶剂提取,柱层析及重结晶分离,基本工艺为:干燥→粉碎→萃取(反复进行)→过滤→浓缩提取液→粗品→精制。
④根据单一变量原则,实验设计中除了自变量以外其余因素应控制相同,本实验中自变量为青蒿素的浓度、肝细胞培养时间,其余均为无关变量。根据坐标曲线数据,可以取一定数量的培养瓶均等分成6组,编号A、B、C、D、E作为实验组,编号F组作为对照组。A-F组A-E组每个培养瓶分别加入每个培养瓶中均加入适量且等量的小鼠肝癌细胞悬液和培养液,
相应浓度的青蒿素溶液,F组加入等量生理盐水(不加青蒿素)。把每个培养瓶置于37℃条件下培养适当时间。分别用细胞活力检测(cell viability)法测定各培养瓶中癌细胞增殖活性相关数据,求取各组平均值。
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从坐标曲线可以看出,随着青蒿素浓度的增加,细胞的相对活性减弱;癌细胞培养72小时的培养瓶中,细胞的相对活性最低。说明在一定的浓度范围内,随着青蒿素浓度的增加和培养时间的延长,HepG2细胞的增殖受到了抑制。 【点睛】
解答本题的关键是掌握癌细胞的特征,能够根据实验目的以及图形找出实验的自变量和因变量,并根据实验的基本原则分析实验结果,得出相关结论。
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