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高中 | 一 动物细胞培养题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修三 生物技术与工程
第二章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
一 动物细胞培养
活性氧($\rm ROS$)是指在生物体内与氧代谢有关的、含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称,$\rm ROS$产生过多是高氧诱导肺损伤的主要原因。为研究高氧导致细胞内活性氧升高的机制,科学家使用大鼠肺泡上皮细胞($\rm R$)进行相关的实验。
有氧呼吸第三阶段,氧气参与 过程,此阶段的产物可满足细胞对 的需求。
$\\rm NADH$形成水;能量
"]]有氧呼吸的第三阶段氧气和还原氢结合形成水,同时释放大量的能量,满足细胞对能量的需求。
将$\rm R$细胞接种于培养瓶中,加入所需营养和抗生素,并调节 ,置于$\rm CO_{2}$恒温培养箱中进行培养。一段时间后将$\rm R$细胞分为对照组、高氧组和拮抗剂组,高氧组置于氧浓度$\rm 90\%$的培养箱中;拮抗剂组加入能与线粒体钙通道蛋白结合的拮抗剂后,置于氧浓度$\rm 90\%$的培养箱中。
动物细胞培养所需要的条件为营养物质、无菌无毒的环境、适宜的气体环境和适宜的酸碱度和渗透压。
$\rm 4\;\rm h$后检测线粒体内相关指标,结果如下表。
检测指标 组别 | 细胞(个$\rm /mL$) | $\rm Ca^{2+}$($\rm nmol/L$) | 活性氧($\rm RFU$) | $\rm NAD^{+}/NADH$比值 |
对照组 | $\rm 2\times 10^{6}$ | $\rm 19.5$ | $\rm 491$ | $\rm 3.89$ |
高氧组 | $\rm 2\times 10^{6}$ | $\rm 24.3$ | $\rm 530$ | $\rm 2.44$ |
拮抗剂组 | $\rm 2\times 10^{6}$ | $\rm 17.2$ | $\rm 480$ | $\rm 3.71$ |
注:$\rm RFU$是相对荧光单位,代表活性氧的量
①表中结果显示 ,说明$\rm R$细胞高氧模型制备成功。
②比较高氧组和拮抗剂组结果,有关$\rm Ca^{2+}$、活性氧量和$\rm NAD^{+}/NADH$比值之间调控关系的推测合理的是 。
$\rm A$.
$\rm B$.$\rm Ca^{2+}→$活性氧$\rm →NAD^{+}/NADH$比值
$\rm C$.$\rm Ca^{2+}→NAD^{+}/NADH$比值$\rm →$活性氧
$\rm D$.$\rm NAD^{+}/NADH$比值$\rm →$活性氧$\rm →Ca^{2+}$
$\rm E.NAD^{+}/NADH$比值$\rm →Ca^{2+}→$活性氧
高氧组活性氧值比对照组高;$\\rm C$
"]]根据表中数据高氧组活性氧值比对照组高,说明$\rm R$细胞高氧模型制备成功;
比较高氧组和拮抗剂组结果,高氧组的$\rm Ca^{2+}$和活性氧量均比对照组高,$\rm NAD^{+}/NADH$比值比对照组低,而拮抗剂组与对照组差别不大,且拮抗剂组的处理为加入能与线粒体钙通道蛋白结合的拮抗剂后,也置于氧浓度$\rm 90\%$的培养箱中,同时结合(4)$\rm Ca^{2+}$可提高线粒体内部分酶的活性,从而调节$\rm NAD^{+}/NADH$的比值,说明$\rm Ca^{2+}→NAD^{+}/NADH$比值$\rm →$活性氧,故$\rm C$正确。
进一步研究表明,$\rm Ca^{2+}$可提高线粒体内部分酶的活性,从而调节$\rm NAD^{+}/NADH$的比值。组蛋白脱乙酰基酶($\rm SIPT3$)可以激活活性氧清除酶(如$\rm SOD2$),$\rm SIRT3$功能的发挥依赖$\rm NAD^{+}$。
综合以上信息,分析高氧导致细胞内活性氧升高的机制: (用关键词加箭头表达)。
高氧$\\rm →Ca^{2+}$进入线粒体基质增多$\\rm →$线粒体内部分酶的活性升高$\\rm →NAD^{+}/NADH$的比值下降$\\rm →SIRT3$功能减弱$\\rm →$活性氧清除酶激活量减少$\\rm →$细胞内活性氧升高
"]]根据题意$\rm Ca^{2+}$可提高线粒体内部分酶的活性,从而调节$\rm NAD^{+}/NADH$的比值,组蛋白脱乙酰基酶($\rm SIPT3$)可以激活活性氧清除酶(如$\rm SOD2$),$\rm SIRT3$功能的发挥依赖$\rm NAD^{+}$,且由表格信息高氧组$\rm Ca^{2+}$浓度较高,所以高氧导致细胞内活性氧升高的机制为:高氧$\rm →Ca^{2+}$进入线粒体基质增多$\rm →$线粒体内部分酶的活性升高$\rm →NAD^{+}/NADH$的比值下降$\rm →SIRT3$功能减弱$\rm →$活性氧清除酶激活量减少$\rm →$细胞内活性氧升高。
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