Question

16．青蒿素不僅僅是一種抗瘧疾的特效藥，還具有抗癌、殺癌的作用．
（1）研究人員利用青蒿素對(duì)乳腺癌、胰腺癌和白血病細(xì)胞進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)青蒿素能在一段時(shí)間內(nèi)將試管中與其接觸的多種癌細(xì)胞全部殺滅，而幾乎所有與其接觸的健康細(xì)胞仍然存活，由此可推測(cè)：青蒿素對(duì)細(xì)胞的攻擊具有靶向性的特點(diǎn)，其攻擊的主要靶點(diǎn)應(yīng)該在腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜（細(xì)胞結(jié)構(gòu)）．
（2）研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞遭到青蒿素攻擊后，有兩種“死亡”方式．一方面，腫瘤細(xì)胞膜的細(xì)胞（膜）通透性變大會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞外大量的Ca²⁺進(jìn)入，誘導(dǎo)細(xì)胞程序化死亡，即“凋亡”；另一方面由于細(xì)胞內(nèi)滲透壓（溶液濃度）變大，致使細(xì)胞發(fā)生吸水膨脹直至死亡，即“脹亡”．
（3）為探究青蒿素抗癌、殺癌的作用機(jī)理，科研人員做了如下實(shí)驗(yàn)：

組別	富含鐵的 細(xì)胞培養(yǎng)液	實(shí)驗(yàn)材料（乳腺癌細(xì)胞）	處理方式	16小時(shí)后乳腺癌細(xì)胞的相對(duì)數(shù)目百分比
A	一定量	一定數(shù)量		101.9%
B	同上	同上	加入轉(zhuǎn)鐵蛋白	109.6%
C			加入水溶性青蒿素	10.4%
D			先加入轉(zhuǎn)鐵蛋白，再加入青蒿素	0.2%

①A組與B組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：高劑量的鐵可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖．
②將D組與B和C組進(jìn)行對(duì)照，可以證明青蒿素對(duì)鐵濃度較高的癌細(xì)胞抑制作用最強(qiáng)．
（4）為驗(yàn)證青蒿素的使用與甲氨蝶呤（另一種常用的抗癌藥物主要成分）能協(xié)同治療腫瘤、無(wú)交叉耐藥性，你認(rèn)為應(yīng)設(shè)計(jì)4組實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 1、衰老細(xì)胞的特征：①細(xì)胞內(nèi)水分減少，體積變小，新陳代謝速度減慢；②細(xì)胞內(nèi)酶的活性降低；③細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)積累；④細(xì)胞內(nèi)呼吸速度減慢，細(xì)胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，顏色加深．線粒體數(shù)量減少，體積增大；⑤細(xì)胞膜通透性功能改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低．
2、變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素稱(chēng)為變量，包括自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量；自變量是想研究且可人為改變的變量稱(chēng)為自變量；因變量是隨著自變量的變化而變化的變量稱(chēng)為因變量； 無(wú)關(guān)變量是在實(shí)驗(yàn)中，除了自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在一些可變因素，能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱(chēng)為無(wú)關(guān)變量．

解答 解：（1）青蒿素能在一段時(shí)間內(nèi)將試管中與其接觸的多種癌細(xì)胞全部殺滅，而幾乎所有與其接觸的健康細(xì)胞仍然存活，說(shuō)明青蒿素對(duì)細(xì)胞的攻擊具有靶向性，細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的作用，是系統(tǒng)的“邊界”，細(xì)胞死亡后細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的作用也消失，據(jù)此可推斷青蒿素攻擊腫瘤細(xì)胞的主要靶點(diǎn)應(yīng)該是腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜．
（2）Ca²⁺進(jìn)入細(xì)胞時(shí)通過(guò)細(xì)胞膜的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，若細(xì)胞（膜）通透性變大會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞外大量的Ca²⁺進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞“凋亡”是由基因控制的程序化死亡；細(xì)胞外大量的Ca²⁺進(jìn)入細(xì)胞會(huì)使細(xì)胞內(nèi)滲透壓（溶液濃度）變大，致使細(xì)胞發(fā)生吸水膨脹直至死亡，即“脹亡”．
（3）①A組與B組相對(duì)照，自變量是否加入轉(zhuǎn)鐵蛋白，經(jīng)相同時(shí)間培養(yǎng)后B組因加入轉(zhuǎn)鐵蛋白而較A組乳腺癌細(xì)胞的相對(duì)數(shù)目百分比大，說(shuō)明高劑量的鐵可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖．
②B組、C組和D組相互對(duì)照，B組只加入轉(zhuǎn)鐵蛋白、C組只加入水溶性青蒿素、D組加入轉(zhuǎn)鐵蛋白和水溶性青蒿素，經(jīng)相同時(shí)間培養(yǎng)后D組乳腺癌細(xì)胞的相對(duì)數(shù)目百分比最小，可以證明青蒿素對(duì)鐵濃度較高的癌細(xì)胞抑制作用最強(qiáng)．
（4）為驗(yàn)證青蒿素的使用與甲氨蝶呤（另一種常用的抗癌藥物主要成分）能協(xié)同治療腫瘤、無(wú)交叉耐藥性，仿照以上探究青蒿素抗癌、殺癌的作用機(jī)理時(shí)科研人員做的實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)的組別也應(yīng)有4組，即處理方式分別為不加青蒿素和甲氨蝶呤的、只加青蒿素的、只加甲氨蝶呤的、加青蒿素和甲氨蝶呤的共四組．
故答案為：
（1）靶向性     細(xì)胞膜
（2）細(xì)胞（膜）通透性     程序化死亡     滲透壓（溶液濃度）
（3）①促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖    ②B和C       鐵濃度較高
（4）4

點(diǎn)評(píng) 本題考查細(xì)胞增殖、細(xì)胞癌變、細(xì)胞凋亡和生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識(shí)，考生識(shí)記衰老細(xì)胞的特征、明確生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和方法是解題的關(guān)鍵．