8．（2021·天津市南开区南大奥宇培训学校高三其他模拟）人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是______________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。
（2）分别用常氧（20% O2）、适度低氧（10% O2）和严重低氧（0．3% O2）处理PC12细胞，24h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。

①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的__________（结构）降解。
②图1、图2结果表明：适度低氧可________________________。
（3）研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3。

综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因：
①适度低氧上调BINP3基因的表达，使___________增加，___________（促进/抑制）了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。
②严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下___________，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以_____________________，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
【答案】（1）线粒体内膜    （2）溶酶体    激活线粒体自噬来清除活性氧    （3）BINP3蛋白    促进    BINP3蛋白降解加快    清除细胞中的活性氧    
【分析】
有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。
【详解】
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒体内膜。
（2）①溶酶体是细胞的消化车间，内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器。损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解。
②由图2可知，相对对照组来说，用线粒体自噬抑制剂3-MA处理组的活性氧含量都更低，因此图1、图2结果比较表明：适度低氧可激活线粒体自噬来清除活性氧。
（3）①综合上述信息可知，适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。
②严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
（4）该研究有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗。
【点睛】
本题考查细胞呼吸的过程和影响因素，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养了学生分析图示、获取信息、解决问题的综合应用的能力。