Question

【题目】细胞癌变的起因不仅涉及在身体上基因的突变，大量证据表明，几乎所有肿瘤细胞线粒体都存在一定程度的结构或功能缺陷。

（1）图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，显示大部分癌细胞线粒体缺少凸起的___________，导致有氧呼吸___________（阶段）减弱，而无氧呼吸增强，产生大量___________，对葡萄糖需求量增加。

（2）为研究癌症治疗方法，研究人员将正常乳腺细胞的线粒体分别导入正常乳腺细胞和乳腺癌细胞中，处理如表1所示，分别检测不同处理组细胞摄取3H-胸腺嘧啶的量，结果如图3所示。细胞摄取3H-胸腺嘧啶用于合成___________（生物大分子），由实验结果推测导入了正常线粒体的癌细胞___________能力降低。

组号	组别	处理	检测
1	实验组	将正常乳腺细胞的线粒体导入正常乳腺细胞	检测不同处理组细胞摄 取3H-胸腺嘧啶的量
	对照组	_________________________________。
2	实验组	将正常乳腺细胞的线粒体导人乳腺癌细胞
	对照组	未导人线粒体的乳腺癌细胞

表1

（3）随导入正常线粒体浓度的增加，癌细胞膜上葡萄糖转运蛋白的含量显著降低（表2所示），推测原因是________________________________。

	正常乳 腺细胞	乳腺癌 细胞	导入1倍浓度正常线粒 体的乳腺癌细胞	导入4倍浓度正常线粒 体的乳腺癌细胞
葡萄糖转运蛋白含量	+	+ + + +	+ + +	+

表2

（4）通过该研究，试想癌症治疗方法可以通过_________________________。

Answer 1

【答案】嵴 第三（第二、第三）阶段 乳酸 DNA 增殖 未导入线粒体的正常乳腺细胞 导入正常线粒体使癌细胞有氧呼吸增强，癌细胞对葡萄糖需求量降低，摄取的葡萄糖量降低 设计线粒体靶向药物，修复癌细胞线粒体；在癌症早期对线粒体进行药物干预，防止更多线粒体损伤

【解析】

本题主要围绕实验考查细胞呼吸与线粒体的功能。要求学生熟知细胞呼吸的类型和过程，以及学会对题目信息的挖掘。

（1）线粒体内膜会向内折叠形成嵴，据图2显示大部分癌细胞线粒体缺少凸起的嵴。嵴上分布着有氧呼吸第三阶段的酶，缺少嵴导致有氧呼吸第三阶段减弱。该细胞为动物细胞，无氧呼吸的产物是乳酸。有氧呼吸减弱，而无氧呼吸增强，产生大量乳酸，对葡萄糖需求量增加。

（2）3H-胸腺嘧啶为DNA的组成成分。根据第2组，随着正常线粒体量的增加，实验组/对照组中3H-胸腺嘧啶的摄入量在减少，而3H-胸腺嘧啶为DNA复制的原料，说明导入了正常线粒体的癌细胞增殖能力降低。参照第1组中的实验组，对照组应该为未导入线粒体的正常乳腺细胞。

（3）癌细胞线粒体缺少嵴，导致有氧呼吸减弱，而无氧呼吸增强，对葡萄糖需求量增加。导入正常线粒体，使癌细胞有氧呼吸增强，癌细胞对葡萄糖需求量降低，摄取的葡萄糖量降低，从而使癌细胞膜上葡萄糖转运蛋白的含量显著降低。

（4）本题主要研究是癌细胞与线粒体的关系，可通过设计线粒体靶向药物，修复癌细胞线粒体或在癌症早期对线粒体进行药物干预，防止更多线粒体损伤来治疗癌症。