Question

【題目】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+濃度遠(yuǎn)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(duì)海拉細(xì)胞（一種宮頸癌細(xì)胞）進(jìn)行了不同處理（如下表），16小時(shí)后統(tǒng)計(jì)海拉細(xì)胞的數(shù)目，計(jì)算得出相對(duì)百分比（16小時(shí)后的細(xì)胞數(shù)量／初始細(xì)胞數(shù)量）。請(qǐng)分析回答：

組別	處理方式	海拉細(xì)胞相對(duì)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+濃度升高

（1）癌細(xì)胞的產(chǎn)生通常與_________基因發(fā)生突變有關(guān)，因?yàn)榘┘?xì)胞具有在適宜條件下可以_________的特點(diǎn)，因此患者體內(nèi)的腫瘤體積會(huì)不斷增大。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，比較第1、2組結(jié)果可知，胞內(nèi)高濃度Fe2+有利于____________________；比較第3、4組結(jié)果可知，胞內(nèi)的高濃度Fe2+有利于_________________________________。

（3）研究人員結(jié)合青蒿素治療瘧疾的機(jī)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，細(xì)胞膜的_____________隨之改變，導(dǎo)致細(xì)胞外大量Ca2+進(jìn)入細(xì)胞，一方面誘導(dǎo)細(xì)胞的相關(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)_____________________升高，致使細(xì)胞大量吸收水分發(fā)生膨脹直至裂解死亡。

（4）為驗(yàn)證青蒿素與甲氨蝶呤能協(xié)同治療腫瘤，你認(rèn)為應(yīng)設(shè)計(jì)_______組實(shí)驗(yàn)。

Answer 1

【答案】原癌基因和抑癌 無限增殖 促進(jìn)海拉細(xì)胞增殖 青蒿素發(fā)揮抗腫瘤作用 選擇透過性 滲透壓 4

【解析】

本題以“研究青蒿素發(fā)揮抗腫瘤作用和胞內(nèi)Fe2+濃度的關(guān)系”為情境，考查學(xué)生對(duì)細(xì)胞的癌變、細(xì)胞的吸水與失水等相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力，以及是否具有對(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力。

(1) 癌細(xì)胞產(chǎn)生的根本原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。癌細(xì)胞在適宜條件下可以無限增殖。

(2) 全轉(zhuǎn)鐵蛋白與膜上受體結(jié)合后引起胞內(nèi)Fe2+升高。表中第1、2組的自變量為是否加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：普通培養(yǎng)液中加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白后，海拉細(xì)胞相對(duì)百分比增加，由此可以說明胞內(nèi)高濃度Fe2+有利于促進(jìn)海拉細(xì)胞增殖。表中第3、4組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：與第3組相比，普通培養(yǎng)液中先加入全轉(zhuǎn)鐵蛋白后、再加入青蒿素，海拉細(xì)胞相對(duì)百分比降低，說明胞內(nèi)的高濃度Fe2+有利于青蒿素發(fā)揮抗腫瘤作用。

(3) 細(xì)胞膜具有選擇透過性。青蒿素與腫瘤細(xì)胞內(nèi)的Fe2+結(jié)合后，釋放出的自由基破壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞膜的選擇透過性隨之改變，引起細(xì)胞外大量Ca2+進(jìn)入細(xì)胞。Ca2+進(jìn)入細(xì)胞，可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高，致使細(xì)胞因大量吸水而漲破。

(4)為驗(yàn)證青蒿素與甲氨蝶呤能協(xié)同治療腫瘤，依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的單一變量原則和對(duì)照原則可知，應(yīng)設(shè)計(jì)4組實(shí)驗(yàn)，即處理方式分別為：普通培養(yǎng)液中不加青蒿素和甲氨蝶呤、只加青蒿素、只加甲氨蝶呤、同時(shí)加青蒿素和甲氨蝶呤。