Question

【題目】缺氧缺血性腦病是新生兒常見的疾病之一，該病死亡率高，易造成新生兒腦性癱瘓、智力低下等后遺癥。K+通道開放劑（PCOs）是一類特異性增強細胞膜對K+通透性的化合物，常用于治療缺氧缺血性腦病。為探討PCOs對缺氧缺血性腦損傷的保護作用及其機制，科研人員進行了以下研究：

取若干只新生小鼠，均分為四組，分別為：①正常對照組，②假手術組（分離左頸總動脈后不做處理，直接縫合創(chuàng)口），③缺氧缺血性腦損傷組（HIBD）（分離并結扎左頸總動脈后縫合創(chuàng)口），④HIBD+PCOs組。一段時間后檢測結果如下：

組別	腦部細胞谷氨酸含量（ug/mL）	腦部細胞病變率%	新生小鼠死亡率%
①	42.11	0	0
②	50.21	0	10.3
③	82.42	68.2	33.3
④	61.45	19.4	12.5

回答下列問題：

（1）對②組小鼠進行假手術的目的是______；③④組小鼠應該在______（正常/低氧）環(huán)境下培養(yǎng)。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，③組小鼠腦細胞消耗的ATP主要依賴于______過程產(chǎn)生，同時還造成了______在腦細胞中積累，對細胞形成傷害。

（3）谷氨酸是神經(jīng)系統(tǒng)中的興奮性神經(jīng)遞質，過量的谷氨酸會過度激活鈣離子通道，致使Ca2+和Na+大量內(nèi)流，進而造成神經(jīng)細胞的凋亡。③組結果與①組比較，說明缺血、缺氧會______，造成腦部細胞病變率上升。由實驗結果判斷，K+通道開放劑能______缺血、缺氧誘導的細胞凋亡。

（4）在研究神經(jīng)細胞凋亡機制時發(fā)現(xiàn)，B基因編碼的B蛋白可以與X蛋白競爭，從C-X蛋白復合體上奪取C蛋白，釋放游離的X蛋白，引起細胞凋亡。有人推測，PCOs是通過______（促進/抑制）B基因的表達，達到治療缺氧缺血性腦病的效果。為了驗證上述推測，研究人員選擇缺血、缺氧條件下的神經(jīng)元細胞，以B-C蛋白復合體水平和游離X蛋白水平為檢測指標進行實驗，請預測實驗結果（用坐標曲線圖表示并注明PCOs添加時間）。______

Answer 1

【答案】排除實驗創(chuàng)口對實驗結果的影響 正常 無氧呼吸 乳酸 導致谷氨酸含量增多，過度激活鈣離子通道，使鈣離子和鈉離子大量內(nèi)流，進而造成神經(jīng)細胞凋亡 部分緩解 抑制

【解析】

設計實驗應遵循對照原則、單一變量原則、等量原則。

（1）②假手術組的目的都排除手術對實驗結果的影響；③④實驗的自變量小鼠的不同處理，培養(yǎng)環(huán)境是無關變量，無關變量應保持一致且適宜，因此應該是正常條件。

（2）③組小鼠是缺氧缺血性腦損傷組，腦細胞的呼吸方式主要是無氧呼吸，因此消耗的ATP主要依賴于無氧呼吸產(chǎn)生；動物無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，在在腦細胞中積累，對細胞形成傷害。

（3）由表格信息可知，與①相比，③的谷氨酸含量增加，說明缺血、缺氧會導致谷氨酸含量增多，過度激活鈣離子通道，使鈣離子和鈉離子大量內(nèi)流，進而造成神經(jīng)細胞凋亡；與③相比，④加入K+通道開放劑（PCOs），谷氨酸含量、腦部細胞病變率%、新生小鼠死亡率%都降低，因此K+通道開放劑（PCOs）能部分緩解缺血、缺氧誘導的細胞凋亡。

（4）由題意知，細胞凋亡的機理是B基因編碼的B蛋白可以與X蛋白競爭，從C-X蛋白復合體上奪取C蛋白，釋放游離的X蛋白，引起細胞凋亡，因此PCOs是可能通過抑制B基因的表達，達到治療缺氧缺血性腦病的效果；如果該推測正確，缺血、缺氧條件下的神經(jīng)元細胞，以B-C蛋白復合體水平和游離X蛋白水平為檢測指標進行實驗，加入PCOs后B-C蛋白復合體、游離X蛋白的含量會降低。

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