Question

【题目】为研究K+通道开放剂对缺血、缺氧条件下脑细胞凋亡的保护作用机制，研究人员进行了实验：

（1）有研究发现，脑细胞代谢非常旺盛，耗氧量大，因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于__________过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成__________在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些__________分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。

（2）科研人员利用离体培养的神经元进行实验，处理及结果如下图所示。

由实验结果判断，K+通道开放剂能__________缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。

（3）A蛋白是细胞凋亡调控过程中一个重要蛋白。科研人员提取上述各组细胞的__________，用逆转录酶合成cDNA，以cDNA为模板扩增各组细胞的A基因。由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同，在结果分析时，以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的__________水平，这样可以校准和消除__________的差异对实验结果的影响。结果显示丙组比值高于乙组，推测K+通道开放剂可以________________________________________________________。

（4）已知K+通道开放剂会通过A基因影响B基因表达，且X蛋白引起细胞凋亡。有人推测B蛋白与X蛋白竞争，从C-X蛋白复合体上夺取C蛋白，释放游离的X蛋白。为了验证上述推测，实验组可选择的实验材料及检测指标是__________。

a．正常的神经元细胞

b．缺血、缺氧条件下的神经元细胞

c．K+通道开放剂

d．K+通道阻断剂

e．A蛋白水平

f．B-C蛋白复合体水平

g．C-X蛋白复合体水平

Answer 1

【答案】 无氧呼吸 （糖酵解）乳酸 信号 部分缓解 mRNA 转录 细胞取样量 通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡 b、c、f、g

【解析】【试题分析】

解答本题的思路是正确识图，再运用所学知识，结合题意进行综合作答。分析柱形图可知，甲是在正常条件下培养的细胞凋亡率，正常培养条件下细胞凋亡率低，且随着培养时间的延长，凋亡率没有明显增长；乙是在缺血、缺氧条件下培养的细胞凋亡率，与对照组甲相比，在缺血、缺氧条件下培养，细胞凋亡率增大，且随着时间延长，细胞凋亡率增大；丙是在缺血、缺氧、且加入钾离子通道开放剂的条件下培养的细胞凋亡率，与乙相比，加入钾离子通道开放剂后，细胞凋亡率下降，说明K+通道开放剂能缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡；丁组是在在缺血、缺氧、且加入钾离子通道开放剂、阻断剂的条件下培养的细胞凋亡率，细胞凋亡率与乙没有显著差异，进一步说明钾离子通道开放剂能缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。

（1）人体细胞在缺血、缺氧时，可进行无氧呼吸生成乳酸，即主要依赖于无氧呼吸过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成无氧呼吸的产物乳酸在脑细胞中积累；缺血、缺氧等条件还能诱发脑细胞表达出信号分子，诱导脑细胞凋亡。

（2）由柱形图可知，甲组是正常培养条件，细胞凋亡率低，且随着时间变化细胞凋亡率无明显增长现象；与甲组对照，乙组（缺血、缺氧组）凋亡率高，且随着培养时间延长，细胞凋亡率增大，说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高；与乙组对照，丙组钾离子通道开放，细胞凋亡率下降，但仍高于甲组。丁组（钾离子通道开放剂+阻断剂）细胞凋亡率随时间的变化与乙组相近，由此说明K+通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。

（3）逆转录的模板是RNA，因此可以提取上述各组细胞的mRNA为模板逆转录形成相应的基因；由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同，在结果分析时，以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因转录水平，这样可以校准和消除细胞取样量差异对实验结果的影响；如果丙组（K+通道开放剂）比值高于乙组（缺血、缺氧组），则说明K+通道开放剂可以通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡。

（4）由题意知，该实验的自变量是钾离子通道开放剂，因变量是B-C蛋白复合体水平和C-X蛋白复合体水平，按照实验设计的对照原则，选用的实验材料应是缺血、缺氧条件下的神经元细胞（b）、K+通道开放剂（c）；检测指标是B-C蛋白复合体水平（f）和C-X蛋白复合体水平（g）。