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乳腺癌、胰腺癌和白血病細胞進行了多項試驗，發現青蒿素能在一段時間內將試管中與其接觸的多種癌細胞全部殺滅，而幾乎所有與其接觸的健康細胞仍然存活，由此可推測：青蒿素對細胞的攻擊具有靶向性的特點，其攻擊的主要靶點應該在腫瘤細胞的細胞膜（細胞結構）．
（2）研究發現，腫瘤細胞遭到青蒿素攻擊后，有兩種“死亡”方式．一方面，腫瘤細胞膜的細胞（膜）通透性變大會導致細胞外大量的Ca²⁺進入，誘導細胞程序化死亡，即“凋亡”；另一方面由于細胞內滲透壓（溶液濃度）變大，致使細胞發生吸水膨脹直至死亡，即“脹亡”．
（3）為探究青蒿素抗癌、殺癌的作用機理，科研人員做了如下實驗：

組別	富含鐵的 細胞培養液	實驗材料（乳腺癌細胞）	處理方式	16小時后乳腺癌細胞的相對數目百分比
A	一定量	一定數量		101.9%
B	同上	同上	加入轉鐵蛋白	109.6%
C			加入水溶性青蒿素	10.4%
D			先加入轉鐵蛋白，再加入青蒿素	0.2%

①A組與B組的實驗結果表明：高劑量的鐵可以促進乳腺癌細胞的增殖．
②將D組與B和C組進行對照，可以證明青蒿素對鐵濃度較高的癌細胞抑制作用最強．
（4）為驗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）能協同治療腫瘤、無交叉耐藥性，你認為應設計4組實驗．

Answer 1

分析 1、衰老細胞的特征：①細胞內水分減少，體積變小，新陳代謝速度減慢；②細胞內酶的活性降低；③細胞內的色素會積累；④細胞內呼吸速度減慢，細胞核體積增大，核膜內折，染色質收縮，顏色加深．線粒體數量減少，體積增大；⑤細胞膜通透性功能改變，使物質運輸功能降低．
2、變量：實驗過程中可以變化的因素稱為變量，包括自變量、因變量和無關變量；自變量是想研究且可人為改變的變量稱為自變量；因變量是隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量； 無關變量是在實驗中，除了自變量外，實驗過程中存在一些可變因素，能對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量．

解答 解：（1）青蒿素能在一段時間內將試管中與其接觸的多種癌細胞全部殺滅，而幾乎所有與其接觸的健康細胞仍然存活，說明青蒿素對細胞的攻擊具有靶向性，細胞膜具有控制物質進出的作用，是系統的“邊界”，細胞死亡后細胞膜控制物質進出的作用也消失，據此可推斷青蒿素攻擊腫瘤細胞的主要靶點應該是腫瘤細胞的細胞膜．
（2）Ca²⁺進入細胞時通過細胞膜的方式是主動運輸，若細胞（膜）通透性變大會導致細胞外大量的Ca²⁺進入細胞，細胞“凋亡”是由基因控制的程序化死亡；細胞外大量的Ca²⁺進入細胞會使細胞內滲透壓（溶液濃度）變大，致使細胞發生吸水膨脹直至死亡，即“脹亡”．
（3）①A組與B組相對照，自變量是否加入轉鐵蛋白，經相同時間培養后B組因加入轉鐵蛋白而較A組乳腺癌細胞的相對數目百分比大，說明高劑量的鐵可以促進乳腺癌細胞的增殖．
②B組、C組和D組相互對照，B組只加入轉鐵蛋白、C組只加入水溶性青蒿素、D組加入轉鐵蛋白和水溶性青蒿素，經相同時間培養后D組乳腺癌細胞的相對數目百分比最小，可以證明青蒿素對鐵濃度較高的癌細胞抑制作用最強．
（4）為驗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）能協同治療腫瘤、無交叉耐藥性，仿照以上探究青蒿素抗癌、殺癌的作用機理時科研人員做的實驗，在設計實驗時應設計的組別也應有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     細胞膜
（2）細胞（膜）通透性     程序化死亡     滲透壓（溶液濃度）
（3）①促進乳腺癌細胞的增殖    ②B和C       鐵濃度較高
（4）4

點評 本題考查細胞增殖、細胞癌變、細胞凋亡和生物實驗設計的知識，考生識記衰老細胞的特征、明確生物實驗設計的原則和方法是解題的關鍵．