Question

【题目】细胞、组织和有机体对氧气的反应是动物最核心、最重要的生理适应之一，2019年诺贝尔生理学或医学奖已共同授予William G． Kaelin Jr、Sir Peter J． Ratcliffe 和Gregg L． Semenza，他们发现了细胞如何感测和适应氧气的利用。如图所示：缺氧条件下，HIF-1(缺氧诱导因子)复合体结合到基因组的缺氧调节基因序列（HRE）上，激活了与适应缺氧环境有关的基因表达[1]；在常氧含量下，HIF-1α被蛋白酶体迅速降解[2]，降解过程中，涉及到氧依赖性的羟基化过程[3]，羟基化使HIF-1α可以被VHL复合体识别[4]。

当周围的氧气水平发生变化时，动物细胞会经历基因表达上的明显改变。从而改变细胞新陈代谢，组织重塑，甚至组织反应。

据以上内容回答：

（1）HIF-1(即缺氧诱导因子-1)是一种异源二聚体，由HIF-1α和ARNT组成，普遍存在于人和哺乳动物细胞内，据题意可知，HIF-1 α是在细胞的_______________上合成的。

（2）由图推测，低氧条件下，HIF-1 α进入细胞核内，参与调节相关基因的___________过程。

（3）在高海拔地区活动时，人体内细胞产生ATP的主要生理过程为____________，研究证实HIF-1在低氧条件下，通过介导红细胞和血管新生，从而促进机体产生的适应性反应。结合上述过程推测，在高海拔地区活动时细胞内的HIF-1 α的含量会____________，原因是________________________________。

Answer 1

【答案】核糖体 转录 有氧呼吸第三阶段（有氧呼吸） 增多 低氧状态下，HIF-1α 被羟基化的数量减少进而被识别和降解的数量减少，进而通过调节（增加红细胞数目和血红蛋白含量、产生更多的毛细血管），来对应低氧条件

【解析】

据图分析，在正常氧条件下，HIF-1α在脯氨酸羟化酶、蛋白酶体和VHL的作用下被降解；而在低氧环境下，HIF通过核孔进入细胞核内，与ARNT的结合，促进缺氧相关基因的表达，从而使细胞适应低氧环境。

（1）分析题干信息可知，HIF-1α能被蛋白酶降解，故其成分为蛋白质，是在核糖体上合成的。

（2）缺氧条件下，HIF-la会进入细胞核激活相关基因的表达，说明氧诱导因素是从细胞质进入细胞核的，激活的是相关基因的转录过程。

（3）在高海拔地区活动时，人体内细胞产生ATP的主要生理过程仍为有氧呼吸（第三阶段）；结合以上分析可知：低氧状态下，HIF-1α 被羟基化的数量减少进而被识别和降解的数量减少，进而通过调节（增加红细胞数目和血红蛋白含量、产生更多的毛细血管），来对应低氧条件，故在高海拔地区（低氧环境）活动时细胞内的HIF-1 α的含量会增多。