2020高考知识预测：关于2019年诺贝尔生理学或医学奖

2019-10-10 09:36|编辑: 刘老师|阅读: 2516

摘要

近几年的高考试题，几乎每年都会结合诺贝尔奖出题，内容主要涉及物理、化学、生物等学科。2020高考在即，本文整理2019诺贝尔化学相关知识点，供参考。

近几年的高考试题，几乎每年都会结合诺贝尔奖出题，内容主要涉及物理、化学、生物等学科。例如，2019年高考全国Ⅲ卷理综第36题以合成步骤少、产率高和操作简单的获得诺贝尔化学奖的Heck反应合成氧化白藜芦醇为基础，考查该功能物质的性质。万万没想到吧，忙着看书复习的同时，也要关注时事新闻！

时政背景

当地时间10月7日，2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。诺贝尔委员会宣布，将2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给 William G. Kaelin 教授、Peter J. Ratcliffe 教授、以及 Gregg L. Semenza 教授，以表彰他们发现“细胞如何感知和适应氧可用性”。

们知道，氧气对于人类动物的重要性，天天呼吸，却常不经意间忽略它的存在。

这次的诺贝尔生理学或医学奖给了这三位大神，就是因为他们的研究解释了为什么对人类以及绝大多数动物而言，氧气是那么的重要。

简单来说，理解细胞在分子水平上感受氧气的基本原理，对深入理解肿瘤或是癌症的发生十分重要，另外低氧和许多疾病有关，例如心肌梗死、中风和外周血管疾病等。

在众多基础医学研究中，人体内部的氧气调节机制一直是重点，尽管呼吸氧气是每个人都习以为常的事情，但人的细胞和组织究竟如何调节和适应氧气水平的变化，直至这三位科学家的研究，我们才得以一窥一二。

今年的诺贝尔生理或医学奖获得者，揭示了细胞如何感知和适应氧气变化，这一生命中最重要的适应过程之一的机制。他们为我们了解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础，他们的发现也为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。

William Kaelin 曾在 David Livingston教授的实验室中分离出了E2F蛋白，并发现它能够结合DNA，促进细胞增殖。在通常的情况下，E2F会被抑癌蛋白RB抑制，从而防止细胞过度分裂。然而当RB蛋白出现突变时，细胞就会不受控制地分裂，导致视网膜母细胞瘤的发生。

考题预测

来看下“氧气感知”相关高中生物试题，通过这些试题可以从高中生物考查角度去解读这些诺奖成就：

1.缺氧诱导因子（HIF）是哺乳动物在缺氧状态下的调节因子。据此分析，下列相关叙述正确的是

A. 剧烈运动时HIF合成减少

B. HIF合成导致乳酸的产生

C. HIF的作用有助于维持内环境稳态

D. 降低HIF的活性可治疗缺氧性疾病

【答案】C

【解析】A错误,缺氧诱导因子（HIF）是哺乳动物在缺氧状态下的调节因子，因此剧烈运动时HIF合成增多；

B错误,HIF是哺乳动物在缺氧状态下的调节因子，HIF合成不会导致乳酸的产生，是无氧呼吸产生了乳酸；

C正确,HIF是哺乳动物在缺氧状态下的调节因子，HIF的作用有助于维持内环境稳态；

D错误,HIF是哺乳动物在缺氧状态下的调节因子，因此提高HIF的活性可治疗缺氧性疾病。

2．在机体缺氧时，肾脏产生红细胞生成酶，该酶作用于肝脏所生成的促红细胞生成素原，使其转变成促红细胞生成素(ESF)。促红细胞生成素一方面刺激骨髓造血组织，使周围血液中红细胞数增加，改善缺氧；另一方面又反馈性地抑制肝脏中的促红细胞生成素原的生成(如下图所示)。以下叙述错误的是

A．促红细胞生成素抑制肝脏中的促红细胞生成素原的生成，这属于负反馈调节，这种机制保证了生物体内物质含量的相对稳定

B．骨髓中的造血干细胞还能产生淋巴细胞，参与免疫调节

C．促红细胞生成素作用的靶细胞是红细胞，红细胞数量增加可增加携氧能力，改善缺氧

D．血浆中含有较多的蛋白质，血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质含量有关

【答案】C

【解析】据图可知，当ESF过多时，会抑制肝脏的功能，属于负反馈调节，这种机制保证生物体内物质含量的稳定，不会造成浪费，A正确；淋巴细胞起源于骨髓中的造血干细胞，B正确；根据图示分析可知，ESF作用的靶细胞是骨髓造血组织中造血干细胞，进而使得红细胞数量增加，C错误；血浆渗透压的大小与蛋白质和无机盐含量有关，D正确。

3．随着肿瘤增长超过了其血管供应，它的内部会缺氧，缺氧能够诱导肿瘤细胞产生一种特异性的转录因子(即能激活特定基因表达的蛋白质——HIF-1)，进而促进血管生成。科学家为了探究HIF-1的作用，进行了相关实验，结果如下表，分析并回答问题：

（1）由于肿瘤细胞具有_________特点，对营养物质和氧气的需求量较大。在实验过程中可以通过_____________技术检测HIF-1是否存在，保证实验鼠注入的胚胎干细胞HIF-1基因被成功敲除。

（2）上表结果表明HIF-1可以_______________。

（3）为进一步研究HIF-1作用机理，检测两组鼠血液中血管内皮生长因子（VECF）含量，结果如下表格。

注：VECF是促进血管生成的生长因子

表格中A________鼠；B________鼠。缺氧情况下，HIF-1可以明显促进_______合成，进而促进_______生成，增加对肿瘤细胞的快速氧供应，进一步促进肿瘤的生长，随肿瘤质量增加，对氧气又有更高的要求，该调节方式称为_________。

（4）科学家还从原发性肿瘤中分离出了血管生成抑制素和内皮抑制素，通过实验证明这两种激素都可以抑制血管生成。在肿瘤治疗过程中，当切除原发性肿瘤后往往会导致继发性肿瘤更迅速生长，根据上述资料，分析“继发性肿瘤更迅速生长”的原因可能是机体内______含量减少，从而使VECF含量________，进而促进癌细胞周围血管生成。

【答案】（1）无限增殖抗原-抗体杂交

（2）促进肿瘤生长

（3）实验对照 VECF 肿瘤细胞周围血管正反馈调节

（4）血管生成抑制素和内皮抑制素增多

4.下图一是人体中红细胞数量变化的调节机制示意图（“+”表示促进，“-”表示抑制作用，EPO为促红细胞生成素）。研究表明，在肾脏细胞内存在一些分子（氧感受器）在缺氧条件下被激活，导致促红细胞生成素基因表达。图二是10名登山队员（24~38岁）在中尼边境攀登过程中平均红细胞计数和血红蛋白水平与平均夜营高度的关系；请回答下列问题：