【題目】肝癌在我國的發(fā)病率較高,容易復(fù)發(fā)、遠期療效不滿意。研究人員對肝癌細胞的結(jié)構(gòu)及代謝進行相關(guān)的研究。

1)癌細胞有_____的特點,腫瘤惡性增殖往往_____血管新生的速度,隨著細胞數(shù)目增多和體積增大,惡性實體腫瘤內(nèi)部逐漸形成慢性營養(yǎng)缺乏的微環(huán)境,因此腫瘤細胞需要通過調(diào)整細胞代謝才能繼續(xù)生存。

2)如圖1是細胞呼吸及線粒體融合和分裂的示意圖:

葡萄糖在_________中分解為[H]A,物質(zhì)A_____,A進入線粒體徹底氧化分解。線粒體內(nèi)膜上分布的呼吸鏈復(fù)合體是參與有氧呼吸第_________階段的酶,內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴的意義是_____。線粒體外膜上的_____、內(nèi)膜融合蛋白_____的作用實現(xiàn)了線粒體膜的融合,線粒體的長度明顯變長。細胞質(zhì)基質(zhì)中DRP1S616位點磷酸化,DRP1定位于線粒體外膜上,促進_____

3)已有研究發(fā)現(xiàn)肝癌腫瘤中心區(qū)域細胞中線粒體融合增強,線粒體長度明顯長于邊緣區(qū)域細胞,這些變化與肝癌細胞適應(yīng)營養(yǎng)缺乏有關(guān)。為研究在營養(yǎng)缺乏時線粒體融合對肝癌細胞糖代謝的調(diào)控。研究者用肝癌細胞進行了實驗,實驗結(jié)果如下表:

相對值

細胞耗氧速率

線粒體

ATP產(chǎn)生量

胞外乳酸水平

線粒體嵴密度

呼吸鏈復(fù)合體的活性

乳酸脫氫酶的量

甲組:常規(guī)培養(yǎng)組

42

10

035

101

091

101

乙組:營養(yǎng)缺乏組

56

14

028

175

239

025

丙組:營養(yǎng)缺乏+抑制 DRP1S637 磷酸化

31

08

038

98

122

122

注:線粒體嵴密度=嵴數(shù)目/線粒體長度

①丙組抑制DRP1S637磷酸化的目的是_____

②根據(jù)實驗結(jié)果并結(jié)合(2),將下列選項對應(yīng)的字母填入圖2中,完善肝癌細胞在營養(yǎng)缺乏條件下的代謝調(diào)控途徑。_____。

a.細胞耗氧速率增加、線粒體ATP產(chǎn)生量增加

b.胞外乳酸水平減少

c.線粒體嵴密度增加、呼吸鏈復(fù)合體的活性增加

d.乳酸脫氫酶含量降低

e.線粒體融合增強

fDRP1S637 磷酸化增強

4)如圖3表示217名切除肝腫瘤患者的肝癌細胞中DRP1S637磷酸化水平與病人存活率及無復(fù)發(fā)存活率的關(guān)聯(lián)曲線。

請你根據(jù)調(diào)查結(jié)果提出一個術(shù)后用藥建議并說明理由_____。

【答案】無限增殖 快于 細胞質(zhì)基質(zhì) 丙酮酸 可以增大膜面積,為酶附著提 供更多位點 Mfn1/Mfn2 蛋白 OPA1 線粒體分裂 抑制肝癌細胞的線粒體融合 用抑制DRP1S637 磷酸化的藥物,可以提高存活率、降低復(fù)發(fā)率

【解析】

葡萄糖在酶的作用下分解為丙酮酸和[H],發(fā)生場所在細胞質(zhì)基質(zhì),有氧呼吸第二階段為丙酮酸和水在酶的作用下分解為[H]和二氧化碳(線粒體基質(zhì)),有氧呼吸第三階段為[H]和氧氣在酶的作用生成水(場所為線粒體內(nèi)膜);無氧呼吸第二階段丙酮酸和[H]在酶的作用下生成酒精、二氧化碳或者乳酸。

1)癌細胞的特征包括無限增殖、細胞形態(tài)改變、細胞膜的成分改變,因具有無限增殖的特點、細胞代謝速率快,腫瘤惡性增殖往往快于血管新生的速度,隨著細胞數(shù)目增多和體積增大,惡性實體腫瘤內(nèi)部逐漸形成慢性營養(yǎng)缺乏的微環(huán)境,因此腫瘤細胞需要通過調(diào)整細胞代謝才能繼續(xù)生存。

2)葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解為[H]和丙酮酸,物質(zhì)A是丙酮酸,丙酮酸進入線粒體徹底氧化分解為二氧化碳和水。有氧呼吸第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜,所以線粒體內(nèi)膜上分布的呼吸鏈復(fù)合體是參與有氧呼吸第三階段的酶,內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴的意義是可以增大膜面積,為酶附著提供更多位點。線粒體外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白和內(nèi)膜融合蛋白OPA1 的作用實現(xiàn)了線粒體膜的融合,線粒體的長度明顯變長。細胞質(zhì)基質(zhì)中DRP1S616位點磷酸化,DRP1定位于線粒體外膜上,促進線粒體的分裂。

3①DRP1S637磷酸化促進線粒體外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白結(jié)合,從而促進線粒體的融合。丙組抑制DRP1S637磷酸化,實質(zhì)上抑制肝癌細胞線粒體的融合。

根據(jù)實驗結(jié)果并結(jié)合(2)分析可知,肝癌細胞在營養(yǎng)缺乏條件下,為了適應(yīng)環(huán)境,線粒體融合增強,首先DRP1S637磷酸化增強,促進線粒體融合,線粒體嵴密度增加、呼吸鏈復(fù)合體的活性增加,細胞耗氧速率增加、線粒體ATP產(chǎn)生量增加,乳酸脫氫酶含量降低,無氧呼吸速率下降,胞外乳酸水平減少,細胞的產(chǎn)能效率提高,從而適應(yīng)營養(yǎng)缺乏的環(huán)境,所以它們之間的關(guān)系如下圖:

4)據(jù)圖分析,切除肝腫瘤患者的肝癌細胞中DRP1S637磷酸化水平高的病人術(shù)后存活率及無復(fù)發(fā)存活率均明顯低于DRP1S637磷酸化水平低的病人,術(shù)后建議用抑制DRP1S637磷酸化的藥物,這樣可以提高存活率、降低復(fù)發(fā)率。

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A.將藥物放在A,刺激B,肌肉收縮

B.將藥物放在B,刺激A,肌肉收縮

C.將藥物放在C,刺激B,肌肉不收縮

D.將藥物放在C,刺激A,肌肉收縮

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4)該灌木林生態(tài)系統(tǒng)能長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài),是因為生態(tài)系統(tǒng)具有_____。

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2)乙圖中表示有機物積累最少的點是_________。

3)乙圖中,若在B點突然停止光照,則甲圖中的過程_________將首先受到影響,葉綠體內(nèi)C5含量將______。

4)乙圖中,經(jīng)過一晝夜后,番茄植株體內(nèi)有機物含量______(增多、減少、或不變)。

5)將一株生長正常的番茄幼苗對稱葉片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做處理(如圖丙所示),并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移.在適宜光照下照射6小時后,在A、B的對應(yīng)部位截取相等面積的葉片,烘干稱重,分別記為MA、MB.若M=MBMA,則M的確切含義可以描述為_____。

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