Question

6．为研究青蒿素能否作为抗癌药物，科研人员进行了实验研究．
（1）实验一：用青蒿素处理乳腺癌细胞，观察其结构变化．
①用含适宜浓度青蒿素的培养液培养乳腺癌细胞36h后，用电子显微镜对细胞进行观察，可见比例接近的三种细胞．
②由图可知，青蒿素能够诱发乳腺癌细胞凋亡和胀亡，发挥抗肿瘤作用．
（2）实验二：研究青蒿素抗肿瘤与Fe²⁺的关系
研究发现，癌细胞膜上转铁蛋白受体数量和胞内Fe²⁺浓度大大高于正常细胞．为确定青蒿素发挥抗肿瘤作用和胞内Fe²⁺浓度的关系，研究人员对乳腺癌细胞进行表中所示不同处理，16小时后统计乳腺癌细胞的数目，计算相对百分比．

组别	处理方式	乳腺癌细胞相对百分比
1	普通培养液	101.9%
2	普通培养液中加入全转铁蛋白	109.6%
3	普通培养液中加入青蒿素	10.4%
4	普通培养液中先加入全转铁蛋白，再加入青蒿素	0.2%

注：全转铁蛋白是Fe²⁺与转铁蛋白的复合物，与膜上受体结合后引起胞内Fe²⁺升高
表中数据是各组乳腺癌细胞处理16小时后与处理前的数目百分比．比较1组和2组组结果可知，胞内高Fe²⁺可以促进乳腺癌细胞增殖．比较3、4组结果可知，胞内的高Fe²⁺浓度有利于青蒿素发挥抗肿瘤作用．
（3）研究人员结合青蒿素治疗疟疾的机理分析，青蒿素与肿瘤细胞内的Fe²⁺结合后释放出自由基破坏细胞膜，使细胞膜的选择透性随之改变，细胞外大量钙离子进入细胞，一方面诱导细胞中凋亡相关基因表达，使细胞程序化死亡．另一方面导致细胞内渗透压升高，进一步引起细胞吸收大量水分发生膨胀直至死亡．
（4）传统抗肿瘤药物一般通过阻止细胞DNA复制发挥作用，也会损伤正常细胞．青蒿素毒副作用小的原因是能够作用于胞内Fe²⁺浓度高的细胞．

Answer 1

分析 1、细胞渗透吸水或失水的过程：当细胞质浓度大于环境溶液的浓度时，细胞吸水，当细胞质浓度小于环境溶液浓度时，细胞失水，当细胞质浓度与环境溶液浓度相等时，细胞既不失水，也不吸水．
2、细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，也叫细胞编程性死亡．

解答 解：（1）①由题图可知，实验一观察的细胞细微，是电子显微镜下的细胞结构．
②癌细胞具有无限增殖的特性，由题意知，用青蒿素处理的实验，正常细胞、凋亡细胞、胀亡细胞比例接近，说明青蒿素能够诱发乳腺癌细胞凋亡和胀亡．
（2）表格数据是说明因变量是乳腺癌细胞相对百分比，表中数据是各组乳腺癌细胞处理16小时后与处理前的数目百分比；分析表格中第1组、第2组数据可知，普通培养液中加入全转铁蛋白时，乳腺癌细胞相对百分比增加，由于全转铁蛋白与膜上受体结合后引起胞内Fe²⁺升高，因此可以说明胞内的高Fe²⁺浓度以促进乳腺癌细胞增殖．分析第3组、第4组实验数据可知，与第3组实验对照，第4组实验普通培养液中先加入全转铁蛋白、青蒿素后，乳腺癌细胞相对百分比降低，说明 胞内的高Fe²⁺浓度有利于青蒿素发挥抗肿瘤作用．
（3）细胞膜的功能特性是选择透过性，青蒿素与肿瘤细胞内的Fe²⁺结合后释放出自由基破坏细胞膜的选择透过性，细胞外大量钙离子进入细胞，诱导凋亡基因表达，同时细胞内渗透压升高，导致细胞吸收大量水分发生胀亡．
（4）青蒿素毒副作用小的原因是能够作用于胞内Fe²⁺浓度高的细胞．
故答案为：
（1）电子显微镜       凋亡和胀亡
（2）处理前       1组和2组       胞内的高Fe²⁺浓度
（3）选择透性     表达        渗透压升高
（4）胞内Fe²⁺浓度高

点评 本题的知识点是渗透作用吸水和失水过程，细胞凋亡的概念和机理，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并结合实验数据进行推理，综合解答问题．