Question

16．青蒿素不仅仅是一种抗疟疾的特效药，还具有抗癌、杀癌的作用．
（1）研究人员利用青蒿素对乳腺癌、胰腺癌和白血病细胞进行了多项试验，发现青蒿素能在一段时间内将试管中与其接触的多种癌细胞全部杀灭，而几乎所有与其接触的健康细胞仍然存活，由此可推测：青蒿素对细胞的攻击具有靶向性的特点，其攻击的主要靶点应该在肿瘤细胞的细胞膜（细胞结构）．
（2）研究发现，肿瘤细胞遭到青蒿素攻击后，有两种“死亡”方式．一方面，肿瘤细胞膜的细胞（膜）通透性变大会导致细胞外大量的Ca²⁺进入，诱导细胞程序化死亡，即“凋亡”；另一方面由于细胞内渗透压（溶液浓度）变大，致使细胞发生吸水膨胀直至死亡，即“胀亡”．
（3）为探究青蒿素抗癌、杀癌的作用机理，科研人员做了如下实验：

组别	富含铁的 细胞培养液	实验材料（乳腺癌细胞）	处理方式	16小时后乳腺癌细胞的相对数目百分比
A	一定量	一定数量		101.9%
B	同上	同上	加入转铁蛋白	109.6%
C			加入水溶性青蒿素	10.4%
D			先加入转铁蛋白，再加入青蒿素	0.2%

①A组与B组的实验结果表明：高剂量的铁可以促进乳腺癌细胞的增殖．
②将D组与B和C组进行对照，可以证明青蒿素对铁浓度较高的癌细胞抑制作用最强．
（4）为验证青蒿素的使用与甲氨蝶呤（另一种常用的抗癌药物主要成分）能协同治疗肿瘤、无交叉耐药性，你认为应设计4组实验．

Answer 1

分析 1、衰老细胞的特征：①细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢；②细胞内酶的活性降低；③细胞内的色素会积累；④细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，颜色加深．线粒体数量减少，体积增大；⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低．
2、变量：实验过程中可以变化的因素称为变量，包括自变量、因变量和无关变量；自变量是想研究且可人为改变的变量称为自变量；因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因变量； 无关变量是在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．

解答 解：（1）青蒿素能在一段时间内将试管中与其接触的多种癌细胞全部杀灭，而几乎所有与其接触的健康细胞仍然存活，说明青蒿素对细胞的攻击具有靶向性，细胞膜具有控制物质进出的作用，是系统的“边界”，细胞死亡后细胞膜控制物质进出的作用也消失，据此可推断青蒿素攻击肿瘤细胞的主要靶点应该是肿瘤细胞的细胞膜．
（2）Ca²⁺进入细胞时通过细胞膜的方式是主动运输，若细胞（膜）通透性变大会导致细胞外大量的Ca²⁺进入细胞，细胞“凋亡”是由基因控制的程序化死亡；细胞外大量的Ca²⁺进入细胞会使细胞内渗透压（溶液浓度）变大，致使细胞发生吸水膨胀直至死亡，即“胀亡”．
（3）①A组与B组相对照，自变量是否加入转铁蛋白，经相同时间培养后B组因加入转铁蛋白而较A组乳腺癌细胞的相对数目百分比大，说明高剂量的铁可以促进乳腺癌细胞的增殖．
②B组、C组和D组相互对照，B组只加入转铁蛋白、C组只加入水溶性青蒿素、D组加入转铁蛋白和水溶性青蒿素，经相同时间培养后D组乳腺癌细胞的相对数目百分比最小，可以证明青蒿素对铁浓度较高的癌细胞抑制作用最强．
（4）为验证青蒿素的使用与甲氨蝶呤（另一种常用的抗癌药物主要成分）能协同治疗肿瘤、无交叉耐药性，仿照以上探究青蒿素抗癌、杀癌的作用机理时科研人员做的实验，在设计实验时应设计的组别也应有4组，即处理方式分别为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组．
故答案为：
（1）靶向性     细胞膜
（2）细胞（膜）通透性     程序化死亡     渗透压（溶液浓度）
（3）①促进乳腺癌细胞的增殖    ②B和C       铁浓度较高
（4）4

点评 本题考查细胞增殖、细胞癌变、细胞凋亡和生物实验设计的知识，考生识记衰老细胞的特征、明确生物实验设计的原则和方法是解题的关键．