學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
NTUs—?jiǎng)又参锟缃玑t(yī)療新模式
細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)(如氨基酸、核苷酸)的合成代謝需要消耗足夠的細(xì)胞內(nèi)能量(ATP)和還原當(dāng)量(NADPH),ATP被認(rèn)為是所有細(xì)胞通用的“能量貨幣”,NADPH則是細(xì)胞生物反應(yīng)的關(guān)鍵電子供體。細(xì)胞內(nèi)合成代謝反應(yīng)需要消耗大量的ATP 和NADPH,從而將簡(jiǎn)單的分子轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)所需的復(fù)雜物質(zhì)。這些關(guān)鍵因子(ATP 和NADPH,)在病理?xiàng)l件下往往嚴(yán)重缺乏,因此在相關(guān)疾病的治療中,一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題是如何向退變損傷細(xì)胞輸送有效的能量和電子供體,以重塑損傷退變細(xì)胞的合成代謝。
綠色植物通過(guò)捕獲光能實(shí)現(xiàn)ATP和NADPH的自主合成,為各類生命活動(dòng)提供所需的能量和物質(zhì)。這種能量轉(zhuǎn)換的方式,啟發(fā)了科學(xué)家,那是否可以將類囊體裝配到哺乳動(dòng)物損傷退變的細(xì)胞中,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)ATP和NADPH含量和濃度來(lái)達(dá)到能量代謝平衡,從而改善病理狀態(tài)下細(xì)胞的合成代謝障礙呢?
浙江大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)以骨關(guān)節(jié)炎小鼠為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)(如右圖)。骨關(guān)節(jié)炎一種常見(jiàn)的衰老退行性疾病,是損傷退變的軟骨細(xì)胞由于
ATP、NADPH 的耗竭以及膠原蛋白、蛋白聚糖等蛋白合成減少而導(dǎo)致的。研究團(tuán)隊(duì)提取了菠菜葉綠體中的類囊體,利用某種特殊的方法獲得了納米類囊體單元(NTUs),用小鼠的軟骨細(xì)胞膜封裝NTUs,并將其注射到軟骨受損部位。這些封裝后的NTUs 能迅速穿透細(xì)胞膜,NTUs具有類似于類囊體的獨(dú)立光合功能,能夠在光照下有效的合成ATP 和NADPH,幫助損傷退變的細(xì)胞完成正常的合成代謝等生理活動(dòng),小鼠的關(guān)節(jié)健康狀況得到明顯改善。
(1)生物體內(nèi)存在大量的合成反應(yīng)如光合作用。綠色植物在 葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)(場(chǎng)所)將CO2和水合成糖類等有機(jī)物。根據(jù)文中信息請(qǐng)?jiān)倥e一例合成反應(yīng) 呼吸作用呼吸作用。
(2)文章中ATP和NADPH是NTUs模擬了植物的光合作用而產(chǎn)生的,此過(guò)程需要在 光照光照條件下將 腺苷腺苷和磷酸合成為ATP。
(3)NUT被膜包封后,通過(guò)識(shí)別作用與靶細(xì)胞的膜發(fā)生融合,以 胞吞胞吞方式進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi),體現(xiàn)了細(xì)胞膜的 具有一定的流動(dòng)性具有一定的流動(dòng)性特點(diǎn)。
(4)根據(jù)文章信息,分析利用NTU治療骨關(guān)節(jié)炎的說(shuō)法正確的是 CDCD。
A.NTU在動(dòng)物細(xì)胞中模擬了植物光合作用的暗反應(yīng)階段
B.NTU不需要特殊處理就可以注射到需要治療的動(dòng)物細(xì)胞
C.該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了類囊體的跨物種的轉(zhuǎn)移和應(yīng)用
D.該研究開(kāi)辟了治療人類代謝疾病的全新策略
【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;ATP在生命活動(dòng)中的作用和意義;細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——流動(dòng)鑲嵌模型.
【答案】葉綠體基質(zhì);呼吸作用;光照;腺苷;胞吞;具有一定的流動(dòng)性;CD
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:4引用:1難度:0.7
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1.如圖是某植物葉肉細(xì)胞的部分生理過(guò)程示意圖。已知該植物葉肉細(xì)胞在適宜光照、較高的氧氣濃度條件下由于Rubisco酶既能催化過(guò)程①,也能催化過(guò)程②,可同時(shí)進(jìn)行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2濃度高,CO2濃度低時(shí),Rubisco酶可催化C5(RuBp)加O2形成1個(gè)C3、1個(gè)C2,2個(gè)C2在線粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個(gè)C3、1個(gè)CO2,C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)。回答下列問(wèn)題:
(1)圖中,過(guò)程②發(fā)生的場(chǎng)所是
(2)該植物葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì),在氧氣充足的條件下,可被氧化為
(3)據(jù)圖推測(cè),當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值
(4)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在一些藍(lán)藻中存在CO2濃縮機(jī)制:藍(lán)藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)微室,能將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機(jī)制的意義是發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:21引用:1難度:0.7 -
2.研究發(fā)現(xiàn),Rubisco酶是綠色植物細(xì)胞中含量最豐富的蛋白質(zhì),由核基因控制合成的小亞基和葉綠體基因控制合成的大亞基組成,功能上屬于雙功能酶。當(dāng)CO2濃度較高時(shí),該酶催化C5與CO2反應(yīng),完成光合作用;當(dāng)O2濃度較高時(shí),該酶卻錯(cuò)誤的催化C5與O2反應(yīng),產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后到線粒體中生成CO2,這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸。回答下列問(wèn)題:
(1)Rubisco酶在細(xì)胞的
(2)當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時(shí),有利于植物進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用有機(jī)物的積累。請(qǐng)從C5的角度分析,原因是
(3)為糾正Rubisco酶的錯(cuò)誤反應(yīng),光合植物創(chuàng)造了多種高代價(jià)的補(bǔ)救機(jī)制,如有的細(xì)胞中產(chǎn)生一種特殊蛋白質(zhì)微室,將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機(jī)制形成的意義是發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:50引用:5難度:0.6 -
3.光呼吸可使水稻和小麥等作物的光合效率降低20%至50%,造成減產(chǎn)。
光呼吸現(xiàn)象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一個(gè)雙功能的酶,具有催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)兩種功能,其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時(shí),RuBP(1,5-二磷酸核酮糖,C5)與進(jìn)入葉綠體的CO2結(jié)合,經(jīng)Rubisco酶催化生成2分子的PGA(3-磷酸甘油酸,C3),進(jìn)行光合作用;當(dāng)CO2濃度低而O2濃度高時(shí),RuBP與O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG(2-磷酸乙醇酸,C2),后者在相關(guān)酶的作用下生成乙醇酸(光呼吸的底物),乙醇酸通過(guò)光呼吸代謝循環(huán)合成PGA,重新加入卡爾文循環(huán),而1/4的PG則以CO2的形式釋放,具體過(guò)程如圖1所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在紅光照射條件下,參與光反應(yīng)的主要色素是
(2)從圖1看出,正常光合作用的葉片,突然停止光照后葉片會(huì)出現(xiàn)快速釋放CO2的現(xiàn)象(CO2猝發(fā)),試解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:
(3)水稻、小麥屬于C3植物,而高粱、玉米屬于C4植物,其特有的C4途徑如圖2所示。根據(jù)圖2中信息推測(cè),PEP羧化酶比Rubisco酶對(duì)CO2的親和力發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:21引用:3難度:0.5
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