研究发现,线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达,进而调控细胞的功能。

17.(2020·江苏高考真题)研究发现,线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达,进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图,请据图回答下列问题:

 

(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解成__________和[H]。[H]经一系列复杂反应与__________结合,产生水和大量的能量,同时产生自由基。
(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核,使染色质中与__________结合的蛋白质乙酰化,激活干扰素基因的转录。
(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到__________中,激活NFAT等调控转录的蛋白质分子,激活的NFAT可穿过__________进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的__________分子与核糖体结合,经__________过程合成白细胞介素。
(4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达,其意义是__________。
答案】(1)CO2    O2    (2)DNA    (3)细胞质基质    核孔    mRNA    翻译    (4)提高机体的免疫能力    
分析
有氧呼吸的第一阶段的葡萄糖酵解产生丙酮酸和[H],同时释放少量能量,发生在细胞质基质中;第二阶段是丙酮酸与水反应产生二氧化碳和[H],同时释放少量能量,发生在线粒体基质中;第三阶段是[H]与氧气生成水,释放大量能量的过程,发生在线粒体内膜上。据图分析可知,乙酰辅酶A进入三羧酸循环后,代谢产生[H],[H]参与有氧呼吸第三阶段,与O2结合形成H2O,同时产生了大量自由基,自由基激活NFAT等分子,进入细胞核的NFAT和乙酰辅酶A在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应,参与调控核内基因的表达,进而调控合成干扰素、白细胞介素等。
详解
(1)根据题意,丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解产生CO2和[H],[H]参与有氧呼吸第三阶段,与O2结合,形成H2O。
(2)据图可知,乙酰辅酶A进入细胞核中,在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应,根据题意,该过程是乙酰辅酶A使染色质中与DNA结合的蛋白质发生乙酰化反应,进而激活了相关基因的转录。
(3)据图可知,线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到达细胞质基质中,激活了NFAT等蛋白质分子,激活的NFATNFAT等蛋白质分子要穿过核孔才能进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。相关基因转录形成mRNA,mRNA与核糖体结合后,经翻译产生白细胞介素。
(4)据图可知,T细胞内乙酰辅酶A和自由基可调控核内基因的表达,合成干扰素、白细胞介素等,其对提高机体的免疫能力具有重要意义。
【点睛】
本题结合图解,综合考察了有氧呼吸过程、基因的表达、物质的运输等内容,要求考生能结合所学内容,正确分析题图,并能在新的情景中正确运用所学知识,意在考查考生获取信息并利用信息分析问题的能力。

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