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學習以下材料,回答(1)~(4)題。
細胞能量代謝與癌癥
線粒體是細胞內的“動力車間”,細胞生命活動所需的能量絕大部分來自線粒體。很多研究發(fā)現(xiàn)線粒體損傷導致的細胞能量代謝異常與癌癥的發(fā)生密切相關。
正常情況下,細胞在有氧、無氧情況下分別進行有氧呼吸和無氧呼吸。德國生理學家Warburg在1924年提出瓦爾堡(Warburg)效應,即腫瘤細胞無論在有氧或無氧情況下,都主要通過無氧呼吸進行代謝,大量消耗葡萄糖而無法高效產(chǎn)能,并釋放大量乳酸。腫瘤細胞產(chǎn)生的乳酸可被單羧酸轉運蛋白(MCT)轉運出腫瘤細胞,以防止乳酸對細胞自身造成毒害。Warburg認為癌癥是一種代謝異常疾病。在一些環(huán)境因素如輻射、致癌物、壓力、化學試劑等的刺激下,引發(fā)線粒體損傷,細胞呼吸出現(xiàn)功能障礙后,可能會形成腫瘤。但上世紀70年代,研究發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤存在染色體異常和基因突變,使人們將惡性腫瘤發(fā)生的根本原因歸結于遺傳物質的改變,因此對Warburg的觀點產(chǎn)生很大爭議。爭議的焦點在于細胞能量代謝異常是癌癥產(chǎn)生的原因還是細胞癌變導致的結果。
線粒體中的細胞色素C氧化酶(CcO)參與氧氣生成水的過程,并促成用于合成ATP的跨膜電位,通過氧化磷酸化為細胞提供能量。在患者的實體腫瘤最缺氧區(qū)存在有缺陷的CcO。最近,某研究小組以骨、腎、乳腺和食管的細胞系為實驗材料,發(fā)現(xiàn)僅破壞CcO的單個蛋白質亞基,可導致線粒體功能發(fā)生重大變化,進而細胞表現(xiàn)出癌細胞的所有特征。研究人員觀察到,破壞CcO會引發(fā)線粒體激活應激信號到細胞核,發(fā)送求救警報,警告細胞出現(xiàn)缺陷,檢測到多種促進腫瘤發(fā)展基因的表達量均上升。
基于這些發(fā)現(xiàn),研究人員可找到一些腫瘤治療的潛在藥物作用靶點,從而達到控制和治療癌癥的目的。
(1)對絕大多數(shù)生物來說,有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式,細胞通過有氧呼吸把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生CO2和H2O,釋放
大量能量
大量能量
。
(2)根據(jù)Warburg效應分析,腫瘤細胞主要通過無氧呼吸來提供能量,葡萄糖代謝生成
丙酮酸
丙酮酸
后不再通過線粒體進行有氧氧化,而是在酶的作用下轉化成乳酸,其中的大部分能量存留在乳酸中。
(3)根據(jù)文中信息,推測 CcO發(fā)揮作用的場所是
線粒體內膜
線粒體內膜
。細胞中破壞CcO的單個蛋白質亞基,可導致線粒體功能發(fā)生重大變化,進而細胞表現(xiàn)出癌細胞的所有特征,這些特征包括
細胞膜上的糖蛋白等物質減少,細胞之間的黏著性顯著下降,容易在體內分散和轉移
細胞膜上的糖蛋白等物質減少,細胞之間的黏著性顯著下降,容易在體內分散和轉移
(至少寫出兩點)。
(4)你認為文中對 CcO功能的研究結果支持了下列哪種觀點?并寫明理由
支持觀點一文中所述,CcO參與氧氣生成水的過程,可知CcO是有氧呼吸的關鍵酶,僅破壞CcO的單個蛋白質亞基,就可導致線粒體功能發(fā)生重大變化,進而細胞表現(xiàn)出癌細胞的所有特征。即因為破壞了線粒體中有氧呼吸的關鍵酶,導致線粒體能量代謝功能異常,引發(fā)細胞癌變
支持觀點一文中所述,CcO參與氧氣生成水的過程,可知CcO是有氧呼吸的關鍵酶,僅破壞CcO的單個蛋白質亞基,就可導致線粒體功能發(fā)生重大變化,進而細胞表現(xiàn)出癌細胞的所有特征。即因為破壞了線粒體中有氧呼吸的關鍵酶,導致線粒體能量代謝功能異常,引發(fā)細胞癌變
。
觀點一:細胞能量代謝異常是癌癥產(chǎn)生的原因。
觀點二:細胞能量代謝異常是細胞癌變后導致的結果。

【答案】大量能量;丙酮酸;線粒體內膜;細胞膜上的糖蛋白等物質減少,細胞之間的黏著性顯著下降,容易在體內分散和轉移;支持觀點一文中所述,CcO參與氧氣生成水的過程,可知CcO是有氧呼吸的關鍵酶,僅破壞CcO的單個蛋白質亞基,就可導致線粒體功能發(fā)生重大變化,進而細胞表現(xiàn)出癌細胞的所有特征。即因為破壞了線粒體中有氧呼吸的關鍵酶,導致線粒體能量代謝功能異常,引發(fā)細胞癌變
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/18 8:0:10組卷:13引用:2難度:0.5
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    abcde
    CO2產(chǎn)生量(mol/min)1.21.01.31.63.0
    O2的消耗量(mol/min)00.50.71.23.0

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:4引用:1難度:0.7
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    菁優(yōu)網(wǎng)

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    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/20 2:30:1組卷:42引用:3難度:0.7
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