Question

【題目】腫瘤細胞的無限增殖和抗藥性的產生均與核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。回答下列問題：

（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，積累后發揮作用。由此可以推測，該藥物分子 在細胞質中停留時間越__________（填“長”或“短”），其抗腫瘤的效果就越好。

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

（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 細胞質基質 溶酶體中含有水解該藥物的酶 短 放射性出現的位置 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基質，在細胞質基質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合，以胞吞方式進入細胞，部分與溶酶體結合后被降解，部分在細胞質基質中釋放出來，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注入到爪蟾卵母細胞的細胞質中，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，發現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構與功能特點進入細胞，一種是在細胞質基質被直接降解，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，積累后發揮作用。由此可以推測，該藥物分子 在細胞質中停留時間越短，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的位置，結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。