Question

【題目】腫瘤細胞的無限增殖和抗藥性的產(chǎn)生均與核DNA有關。某種新型的抗腫瘤藥物可通過作用于核DNA抑制腫瘤細胞的惡性增殖，逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞的耐藥性。該藥物分子進入細胞核的過程如下圖1所示�；卮鹣铝袉栴}：

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

（2）分析圖1可知，藥物分子進入細胞后，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入細胞核，積累后發(fā)揮作用。由此可以推測，該藥物分子 在細胞質(zhì)中停留時間越__________（填“長”或“短”），其抗腫瘤的效果就越好。

（3）科研人員發(fā)現(xiàn)親核蛋白可以運輸至細胞核內(nèi)，為研究其運輸機理，有人設計了有關實驗，實驗過程與實驗結(jié)果如圖2所示。實驗處理完成后，研究者檢測了各組的__________，結(jié)果表明__________。

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

Answer 1

【答案】細胞代謝和遺傳是由DNA中的遺傳信息決定的，DNA主要存在于細胞核中 細胞質(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 親核蛋白進入細胞核依賴于尾部 將抗腫瘤藥物與親核蛋白的尾部結(jié)合，促進藥物分子快速進入細胞核

【解析】

觀察題圖1，藥物分子可直接穿過細胞膜進入到細胞質(zhì)基質(zhì)，在細胞質(zhì)基質(zhì)中的藥物分子有部分會被分解；藥物分子與細胞膜表面受體結(jié)合，以胞吞方式進入細胞，部分與溶酶體結(jié)合后被降解，部分在細胞質(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入到細胞核中，作用于核DNA，發(fā)揮效應。

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

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

（2）分析圖1可知，藥物分子依賴于細胞膜的流動性和選擇透過性等結(jié)構(gòu)與功能特點進入細胞，一種是在細胞質(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人細胞核，積累后發(fā)揮作用。由此可以推測，該藥物分子 在細胞質(zhì)中停留時間越短，其抗腫瘤的效果就越好。

（3）觀察機理圖2可知,實驗處理后,研究者檢測了各組的放射性出現(xiàn)的位置，結(jié)果表明親核蛋白進入細胞核依賴于尾部。

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