Question

6．為研究青蒿素能否作為抗癌藥物，科研人員進(jìn)行了實驗研究．
（1）實驗一：用青蒿素處理乳腺癌細(xì)胞，觀察其結(jié)構(gòu)變化．
①用含適宜濃度青蒿素的培養(yǎng)液培養(yǎng)乳腺癌細(xì)胞36h后，用電子顯微鏡對細(xì)胞進(jìn)行觀察，可見比例接近的三種細(xì)胞．
②由圖可知，青蒿素能夠誘發(fā)乳腺癌細(xì)胞凋亡和脹亡，發(fā)揮抗腫瘤作用．
（2）實驗二：研究青蒿素抗腫瘤與Fe²⁺的關(guān)系
研究發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)鐵蛋白受體數(shù)量和胞內(nèi)Fe²⁺濃度大大高于正常細(xì)胞．為確定青蒿素發(fā)揮抗腫瘤作用和胞內(nèi)Fe²⁺濃度的關(guān)系，研究人員對乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行表中所示不同處理，16小時后統(tǒng)計乳腺癌細(xì)胞的數(shù)目，計算相對百分比．

組別	處理方式	乳腺癌細(xì)胞相對百分比
1	普通培養(yǎng)液	101.9%
2	普通培養(yǎng)液中加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白	109.6%
3	普通培養(yǎng)液中加入青蒿素	10.4%
4	普通培養(yǎng)液中先加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白，再加入青蒿素	0.2%

注：全轉(zhuǎn)鐵蛋白是Fe²⁺與轉(zhuǎn)鐵蛋白的復(fù)合物，與膜上受體結(jié)合后引起胞內(nèi)Fe²⁺升高
表中數(shù)據(jù)是各組乳腺癌細(xì)胞處理16小時后與處理前的數(shù)目百分比．比較1組和2組組結(jié)果可知，胞內(nèi)高Fe²⁺可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖．比較3、4組結(jié)果可知，胞內(nèi)的高Fe²⁺濃度有利于青蒿素發(fā)揮抗腫瘤作用．
（3）研究人員結(jié)合青蒿素治療瘧疾的機理分析，青蒿素與腫瘤細(xì)胞內(nèi)的Fe²⁺結(jié)合后釋放出自由基破壞細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜的選擇透性隨之改變，細(xì)胞外大量鈣離子進(jìn)入細(xì)胞，一方面誘導(dǎo)細(xì)胞中凋亡相關(guān)基因表達(dá)，使細(xì)胞程序化死亡．另一方面導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高，進(jìn)一步引起細(xì)胞吸收大量水分發(fā)生膨脹直至死亡．
（4）傳統(tǒng)抗腫瘤藥物一般通過阻止細(xì)胞DNA復(fù)制發(fā)揮作用，也會損傷正常細(xì)胞．青蒿素毒副作用小的原因是能夠作用于胞內(nèi)Fe²⁺濃度高的細(xì)胞．

Answer 1

分析 1、細(xì)胞滲透吸水或失水的過程：當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度大于環(huán)境溶液的濃度時，細(xì)胞吸水，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度小于環(huán)境溶液濃度時，細(xì)胞失水，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度與環(huán)境溶液濃度相等時，細(xì)胞既不失水，也不吸水．
2、細(xì)胞凋亡是由基因控制的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，也叫細(xì)胞編程性死亡．

解答 解：（1）①由題圖可知，實驗一觀察的細(xì)胞細(xì)微，是電子顯微鏡下的細(xì)胞結(jié)構(gòu)．
②癌細(xì)胞具有無限增殖的特性，由題意知，用青蒿素處理的實驗，正常細(xì)胞、凋亡細(xì)胞、脹亡細(xì)胞比例接近，說明青蒿素能夠誘發(fā)乳腺癌細(xì)胞凋亡和脹亡．
（2）表格數(shù)據(jù)是說明因變量是乳腺癌細(xì)胞相對百分比，表中數(shù)據(jù)是各組乳腺癌細(xì)胞處理16小時后與處理前的數(shù)目百分比；分析表格中第1組、第2組數(shù)據(jù)可知，普通培養(yǎng)液中加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白時，乳腺癌細(xì)胞相對百分比增加，由于全轉(zhuǎn)鐵蛋白與膜上受體結(jié)合后引起胞內(nèi)Fe²⁺升高，因此可以說明胞內(nèi)的高Fe²⁺濃度以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖．分析第3組、第4組實驗數(shù)據(jù)可知，與第3組實驗對照，第4組實驗普通培養(yǎng)液中先加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白、青蒿素后，乳腺癌細(xì)胞相對百分比降低，說明 胞內(nèi)的高Fe²⁺濃度有利于青蒿素發(fā)揮抗腫瘤作用．
（3）細(xì)胞膜的功能特性是選擇透過性，青蒿素與腫瘤細(xì)胞內(nèi)的Fe²⁺結(jié)合后釋放出自由基破壞細(xì)胞膜的選擇透過性，細(xì)胞外大量鈣離子進(jìn)入細(xì)胞，誘導(dǎo)凋亡基因表達(dá)，同時細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高，導(dǎo)致細(xì)胞吸收大量水分發(fā)生脹亡．
（4）青蒿素毒副作用小的原因是能夠作用于胞內(nèi)Fe²⁺濃度高的細(xì)胞．
故答案為：
（1）電子顯微鏡       凋亡和脹亡
（2）處理前       1組和2組       胞內(nèi)的高Fe²⁺濃度
（3）選擇透性     表達(dá)        滲透壓升高
（4）胞內(nèi)Fe²⁺濃度高

點評 本題的知識點是滲透作用吸水和失水過程，細(xì)胞凋亡的概念和機理，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，綜合解答問題．