Question

3．促红细胞生成素（EPO）是一种分子量为6万多的糖蛋白类激素，可以增加耐力和训练负荷而被国际奥委会确定为兴奋剂．下图为人体正常情况下EPO的产生和作用示意图．回答下列问题：
（1）图中过程①中，细胞会由圆球形变成中间微凹的圆饼状，这样可以通过增加细胞的相对表面积来提高细胞与外界的物质运输效率，成熟的红细胞通常只能存活120天，主要原因是缺少细胞核．
（2）运动员违禁使用EPO时，通常选用注射而不是口服是因为糖蛋白会在消化道被分解而失去活性，EPO进入体内后的靶细胞为肾脏细胞和造血干细胞，长期使用超生理所需剂量EPO的运动员在停用后更容易出现贫血症状，分析可能的原因．长期服用EPO可能导致肾脏自身产生EPO机能下降
（3）剧烈运动时，肌肉细胞进行无氧呼吸产生的乳酸并没有引起血浆pH大幅下降，这是缓冲物质的作用结果．诱导肾脏加快产生EPO的刺激可能是低浓度o₂或高浓度乳酸，请简要设计一个实验思路进行验证．安静状态注射一定的乳酸，测定EPO的含量是否增加
（4）有的贫血患者可以通过注射EPO来改善症状，镰刀型细胞贫血症的贫血原因是镰刀状的红细胞容易破裂而导致溶血性贫血，这种患者能否通过注射EPO来改善其贫血症状？不能为什么？即使产生更多的红细胞，也是异常功能的红细胞，同时还有可能导致溶血性贫血加重．

Answer 1

分析 红细胞中有血红蛋白，具有运输氧气的作用．当促红细胞生成素（EPO）能够增强骨髓造血干细胞的活动，从而增加血液中红细胞的数量．血红蛋白含量增加，运输氧气的能力增强，促进机体细胞进行有氧呼吸提供能量．运动员长期注射EPO会使机体血液中血浆比例相对减小，从而影响内环境的稳态．镰刀型细胞贫血症患者由于即使产生更多的红细胞，也是异常功能的红细胞，同时还有可能导致溶血性贫血加重，因此，注射EPO不能改善其贫血症状．

解答 解：（1）细胞相对表面积越大，细胞与外界的物质运输效率越高．由哺乳动物于成熟的红细胞无细胞核，通常只能存活时间较短．
（2）EPO是一种分子量为6万多的糖蛋白类激素，会在消化道被分解而失去活性，因此需要选用注射而不是口服．据图分析EPO抑制肾脏和促进骨髓中的造血干细胞分化为红细胞，因此EPO进入体内后的靶细胞是肾脏细胞和造血干细胞．长期服用EPO可能导致肾脏自身产生EPO机能下降．
（3）由于血浆中含有调节内环境PH相对平衡的缓冲物质，因此剧烈运动时，肌肉细胞进行无氧呼吸产生的乳酸并没有引起血浆pH大幅下降．为了验证低浓度O₂或高浓度乳酸可能会诱导肾脏加快产生EPO，让机体在安静状态注射一定的乳酸，测定EPO的含量是否增加，以防机体剧烈运动时肌肉细胞进行无氧呼吸产生的乳酸影响实验现象．
（4）镰刀型细胞贫血症患者由于即使产生更多的红细胞，也是异常功能的红细胞，同时还有可能导致溶血性贫血加重，因此，注射EPO不能改善其贫血症状．
故答案为：
（1）相对表面积    细胞核
（2）糖蛋白会在消化道被分解而失去活性    肾脏细胞和造血干细胞     长期服用EPO可能导致肾脏自身产生EPO机能下降
（3）缓冲   安静状态注射一定的乳酸，测定EPO的含量是否增加
（4）不能    即使产生更多的红细胞，也是异常功能的红细胞，同时还有可能导致溶血性贫血加重

点评 本题综合考查动物激素调节和内环境稳态的相关知识．考查学生分析图形和获取和处理信息的能力，分析和解决问题的能力．