Question

【題目】2019年10月7日，2019年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎公布，獲得者是來自哈佛醫(yī)學院的威廉·凱林、牛津大學的彼得·拉特克利夫以及美國約翰霍普金斯大學醫(yī)學院的格雷格·塞門扎。他們發(fā)現(xiàn)：當氧氣缺乏時，腎臟分泌促紅細胞生成素（EPO）刺激骨髓生成新的紅細胞，這一過程與一種蛋白質(zhì)——缺氧誘導因子（HIF-1）有關(guān)�？茖W家們?yōu)榱颂骄?/span>HIF-1的作用，進行了相關(guān)實驗，結(jié)果如下表，分析并回答問題：

（1）上表實驗結(jié)果得出的結(jié)論：HIF-1可以___________________。

（2）由于腫瘤細胞具有____________特點，對營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的需求量較大。隨著腫瘤增長超過了其血管供應(yīng)，它的內(nèi)部會缺氧，缺氧能夠誘導腫瘤細胞產(chǎn)生____________進而促進腫瘤細胞周圍血管紅細胞的生成。

（3）利用昆明高海拔缺氧條件，我國中長跑運動員和足球運動員在比賽前，常常到這里的基地訓練一段時間，有利于提高比賽成績。結(jié)合上述材料和呼吸作用原理分析，原因是___________________。

Answer 1

【答案】促進腫瘤生長 無限增殖 缺氧誘導因子(HIF-1) 高海拔缺氧條件能促進運動員產(chǎn)生更多的促紅細胞生成素（EPO），使運動員體內(nèi)產(chǎn)生更多的紅細胞，提高血液的運輸氧氣的能力，促進有氧呼吸，提供更多能量。

【解析】

紅細胞的功能主要是運輸氧氣，當紅細胞數(shù)量不足，機體的運氧能力下降，可使細胞進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。由于無氧呼吸產(chǎn)生能量少，故使機體的能量供應(yīng)減少，影響人體的正常生命活動。由題意可知，當人體處于缺氧狀態(tài)時，促紅細胞生成素（EPO）就會增加，刺激骨髓生成新的紅細胞，并制造新的血管，而紅細胞能夠運輸氧氣，據(jù)此推測，缺氧誘導因子（HIF-1）能夠促進EPO基因的表達，進而促進紅細胞的生成。

（1）實驗鼠中缺少HIF-1基因，即不存在缺氧誘導因子（HIF-1），而對照鼠存在HIF-1基因，即存在缺氧誘導因子（HIF-1），比較表格中實驗鼠和對照鼠的腫瘤質(zhì)量可知，HIF-1可以促進腫瘤生長。

（2）腫瘤細胞具有無限增殖的特點，對營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的需求量較大。隨著細胞的生長，細胞表面積與體積的比值減小，物質(zhì)運輸效率降低，腫瘤內(nèi)部會缺少氧氣。根據(jù)題意“當氧氣缺乏時，腎臟分泌促紅細胞生成素（EPO）刺激骨髓生成新的紅細胞，這一過程與一種蛋白質(zhì)——缺氧誘導因子（HIF-1）有關(guān)”。所以缺氧能夠誘導腫瘤細胞產(chǎn)生缺氧誘導因子(HIF-1)進而促進腫瘤細胞周圍血管紅細胞的生成。

（3）由于高海拔缺氧條件能促進運動員產(chǎn)生更多的促紅細胞生成素（EPO），使運動員體內(nèi)產(chǎn)生更多的紅細胞，提高血液的運輸氧氣的能力，促進有氧呼吸，提供更多能量，所以中長跑運動員和足球運動員在比賽前，到昆明高海拔缺氧條件的基地訓練一段時間，有利于提高比賽成績。