Question

【題目】腫瘤細(xì)胞的無限增殖和抗藥性的產(chǎn)生均與核DNA有關(guān)。某種新型的抗腫瘤藥物可通過作用于核DNA抑制腫瘤細(xì)胞的惡性增殖，逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的耐藥性。該藥物分子進(jìn)入細(xì)胞核的過程如下圖1所示。回答下列問題：

（1）在真核細(xì)胞中，細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，原因是__________。

（2）分析圖1可知，藥物分子進(jìn)入細(xì)胞后，被降解的途徑有兩種，一種是在__________中被直接降解，另一種是在溶酶體中被降解，溶酶體能降解該藥物分子的原因是__________。未被降解的藥物分子通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，積累后發(fā)揮作用。由此可以推測，該藥物分子 在細(xì)胞質(zhì)中停留時(shí)間越__________（填“長”或“短”），其抗腫瘤的效果就越好。

（3）科研人員發(fā)現(xiàn)親核蛋白可以運(yùn)輸至細(xì)胞核內(nèi)，為研究其運(yùn)輸機(jī)理，有人設(shè)計(jì)了有關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。實(shí)驗(yàn)處理完成后，研究者檢測了各組的__________，結(jié)果表明__________。

（4）綜合上述研究，請(qǐng)你提出一種提高該新型抗腫瘤藥物作用效果的設(shè)計(jì)思路____________________。

Answer 1

【答案】細(xì)胞代謝和遺傳是由DNA中的遺傳信息決定的，DNA主要存在于細(xì)胞核中 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 溶酶體中含有水解該藥物的酶 短 放射性出現(xiàn)的位置 親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核依賴于尾部 將抗腫瘤藥物與親核蛋白的尾部結(jié)合，促進(jìn)藥物分子快速進(jìn)入細(xì)胞核

【解析】

觀察題圖1，藥物分子可直接穿過細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的藥物分子有部分會(huì)被分解；藥物分子與細(xì)胞膜表面受體結(jié)合，以胞吞方式進(jìn)入細(xì)胞，部分與溶酶體結(jié)合后被降解，部分在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中釋放出來，未被降解的部分藥物分子通過核孔進(jìn)入到細(xì)胞核中，作用于核DNA，發(fā)揮效應(yīng)。

分析親核蛋白運(yùn)輸機(jī)理實(shí)驗(yàn)圖示2可知：對(duì)親核蛋白頭部和尾部分別進(jìn)行同位素標(biāo)記，并對(duì)親核蛋白進(jìn)行有限的水解，并然后利用顯微注射技術(shù)將相關(guān)物質(zhì)注入到爪蟾卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，利用放射性自顯影檢測技術(shù)檢測放射性，觀察是否進(jìn)入細(xì)胞核中，發(fā)現(xiàn)尾部以及含有尾部的親核蛋白整體都可以進(jìn)入細(xì)胞核，而單獨(dú)的頭部不能進(jìn)入細(xì)胞核，因此可知親核蛋白能否進(jìn)入細(xì)胞核由尾部決定。

（1）在真核細(xì)胞中，細(xì)胞代謝和遺傳是由DNA中的遺傳信息決定的，DNA主要存在于細(xì)胞核中，所以細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。

（2）分析圖1可知，藥物分子依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性和選擇透過性等結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)進(jìn)入細(xì)胞，一種是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)被直接降解，另一種是在溶酶體中被降解，溶酶體能降解該藥物分子的原因是溶酶體中含有水解該藥物的酶。未被降解的藥物分子通過核孔進(jìn)人細(xì)胞核，積累后發(fā)揮作用。由此可以推測，該藥物分子 在細(xì)胞質(zhì)中停留時(shí)間越短，其抗腫瘤的效果就越好。

（3）觀察機(jī)理圖2可知,實(shí)驗(yàn)處理后,研究者檢測了各組的放射性出現(xiàn)的位置，結(jié)果表明親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核依賴于尾部。

（4）綜合上述研究，由于親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核依賴于尾部，因此可將抗腫瘤藥物與親核蛋白的尾部組合，促進(jìn)藥物分子快速入核。