Question

【題目】細胞癌變的起因不僅涉及在身體上基因的突變，大量證據(jù)表明，幾乎所有腫瘤細胞線粒體都存在一定程度的結(jié)構(gòu)或功能缺陷。

（1）圖1和圖2分別為電鏡下觀察到的正常細胞和癌細胞的線粒體結(jié)構(gòu)，顯示大部分癌細胞線粒體缺少凸起的___________，導(dǎo)致有氧呼吸___________（階段）減弱，而無氧呼吸增強，產(chǎn)生大量___________，對葡萄糖需求量增加。

（2）為研究癌癥治療方法，研究人員將正常乳腺細胞的線粒體分別導(dǎo)入正常乳腺細胞和乳腺癌細胞中，處理如表1所示，分別檢測不同處理組細胞攝取3H-胸腺嘧啶的量，結(jié)果如圖3所示。細胞攝取3H-胸腺嘧啶用于合成___________（生物大分子），由實驗結(jié)果推測導(dǎo)入了正常線粒體的癌細胞___________能力降低。

組號	組別	處理	檢測
1	實驗組	將正常乳腺細胞的線粒體導(dǎo)入正常乳腺細胞	檢測不同處理組細胞攝 取3H-胸腺嘧啶的量
	對照組	_________________________________。
2	實驗組	將正常乳腺細胞的線粒體導(dǎo)人乳腺癌細胞
	對照組	未導(dǎo)人線粒體的乳腺癌細胞

表1

（3）隨導(dǎo)入正常線粒體濃度的增加，癌細胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的含量顯著降低（表2所示），推測原因是________________________________。

	正常乳 腺細胞	乳腺癌 細胞	導(dǎo)入1倍濃度正常線粒 體的乳腺癌細胞	導(dǎo)入4倍濃度正常線粒 體的乳腺癌細胞
葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白含量	+	+ + + +	+ + +	+

表2

（4）通過該研究，試想癌癥治療方法可以通過_________________________。

Answer 1

【答案】嵴 第三（第二、第三）階段 乳酸 DNA 增殖 未導(dǎo)入線粒體的正常乳腺細胞 導(dǎo)入正常線粒體使癌細胞有氧呼吸增強，癌細胞對葡萄糖需求量降低，攝取的葡萄糖量降低 設(shè)計線粒體靶向藥物，修復(fù)癌細胞線粒體；在癌癥早期對線粒體進行藥物干預(yù)，防止更多線粒體損傷

【解析】

本題主要圍繞實驗考查細胞呼吸與線粒體的功能。要求學(xué)生熟知細胞呼吸的類型和過程，以及學(xué)會對題目信息的挖掘。

（1）線粒體內(nèi)膜會向內(nèi)折疊形成嵴，據(jù)圖2顯示大部分癌細胞線粒體缺少凸起的嵴。嵴上分布著有氧呼吸第三階段的酶，缺少嵴導(dǎo)致有氧呼吸第三階段減弱。該細胞為動物細胞，無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。有氧呼吸減弱，而無氧呼吸增強，產(chǎn)生大量乳酸，對葡萄糖需求量增加。

（2）3H-胸腺嘧啶為DNA的組成成分。根據(jù)第2組，隨著正常線粒體量的增加，實驗組/對照組中3H-胸腺嘧啶的攝入量在減少，而3H-胸腺嘧啶為DNA復(fù)制的原料，說明導(dǎo)入了正常線粒體的癌細胞增殖能力降低。參照第1組中的實驗組，對照組應(yīng)該為未導(dǎo)入線粒體的正常乳腺細胞。

（3）癌細胞線粒體缺少嵴，導(dǎo)致有氧呼吸減弱，而無氧呼吸增強，對葡萄糖需求量增加。導(dǎo)入正常線粒體，使癌細胞有氧呼吸增強，癌細胞對葡萄糖需求量降低，攝取的葡萄糖量降低，從而使癌細胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的含量顯著降低。

（4）本題主要研究是癌細胞與線粒體的關(guān)系，可通過設(shè)計線粒體靶向藥物，修復(fù)癌細胞線粒體或在癌癥早期對線粒體進行藥物干預(yù)，防止更多線粒體損傷來治療癌癥。