Question

【題目】JS-K是一種新合成的抗腫瘤藥物。研究者研究了JS-K對胃癌細胞的抑制效應及機制，并對其在體內的抗腫瘤效應進行了評估。

（1）與正常細胞相比，胃癌細胞的特點有__________（寫出兩點）。培養胃癌細胞時，為防止污染，需在培養液中添加一定量的__________。

（2）研究者檢測不同條件下胃癌細胞存活率，結果如圖1、圖2。

圖1結果表明：__________。

圖2中__________組結果表明JS-K是通過誘導胃癌細胞凋亡發揮抑瘤效應的。

（3）研究者進一步研究了JS-K誘導胃癌細胞凋亡的機制。

①NAC是一種活性氧的清除劑。研究者用__________處理胃癌細胞，發現其與不做任何處理的胃癌細胞存活率相似，但比用JS-K處理的胃癌細胞存活率__________，證明JS-K通過促進活性氧的產生誘導胃癌細胞凋亡。

②已知活性氧過度累積會導致線粒體膜受損。研究者用JS-K處理胃癌細胞后，檢測細胞中細胞色素C的含量，結果如圖3。

據圖3可知，膜受損的線粒體通透性改變，使細胞色素C（凋亡誘導蛋白）流入__________中，促使凋亡發生。

（4）研究者用__________酶處理胃腫瘤組織獲得單細胞懸液，注射到數只無胸腺小鼠腋窩皮下，形成皮下瘤。當皮下瘤可觸及時，將上述小鼠隨機分為對照組和給藥組，給藥組注射溶于緩沖液的8μM/kg的JS-K，隔天給藥一次，共計給藥15次。每4～5天測算皮下瘤體積及重量。結果顯示，給藥組的皮下瘤體積和瘤重都小于對照組，此實驗證實JS-K在小鼠體內表現出良好的抑瘤效果。請預估JS-K用于人胃癌治療可能出現的風險：__________（至少兩點）。

Answer 1

【答案】無限增殖、形態結構改變、細胞表面改變（糖蛋白等物質減少，癌細胞易在體內分散和轉移） 抗生素 JS-K抑制胃癌細胞存活，且抑制效果隨著劑量的增加和處理時間的延長而增強 1、2、（3）、4 JS-K和NAC同時 顯著升高（高） 細胞質基質 胰蛋白 對人體胃癌細胞抑制效應低甚至沒有效應；對人體正常細胞有毒副作用；藥物劑量的安全性

【解析】

本題以圖文結合為情境，考查學生對癌細胞的主要特征、動物細胞培養等相關知識的識記和理解能力，以及是否具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理的能力

(1) 與正常細胞相比，癌細胞具有的特點有：在適宜條件下能無限增殖；形態結構改變；細胞表面發生了變化，由于癌細胞的細胞膜上的糖蛋白等物質減少，細胞間的黏著性降低，在體內易擴散和轉移。培養胃癌細胞時，為防止污染，需在培養液中添加一定量的抗生素。

(2)分析圖1可知：細胞存活率隨著JS-K濃度的增加和培養時間的延長而逐漸降低，說明JS-K能抑制胃癌細胞的存活，且抑制效果隨著劑量的增加和處理時間的延長而增強。分析圖2可知：1組和2組的自變量為培養液中是否加入JS-K，結果加入JS-K的2組的細胞存活率明顯低于不加入JS-K的1組；2組與4組的自變量為在加入JS-K的基礎上是否再加入細胞凋亡拮抗劑Z，結果加入細胞凋亡拮抗劑Z的4組的細胞存活率與1組相差無幾，而且明顯高于不加入細胞凋亡拮抗劑Z的2組；綜上分析，1、2、4組的結果表明JS-K是通過誘導胃癌細胞凋亡發揮抑瘤效應的。

(3) ①NAC是一種活性氧的清除劑。若要證明JS-K通過促進活性氧的產生誘導胃癌細胞凋亡，則自變量為是否用NAC處理，因變量是檢測胃癌細胞存活率。依據實驗設計遵循的對照原則，應設計3組實驗：空白對照組不做任何處理，條件對照組用JS-K處理，實驗組用等量的JS-K和NAC同時處理。綜上分析可知，研究者用JS-K和NAC同時處理胃癌細胞，發現其與不做任何處理的胃癌細胞存活率相似，但比用JS-K處理的胃癌細胞存活率顯著升高，即可證明JS-K通過促進活性氧的產生誘導胃癌細胞凋亡。②細胞色素C普遍存在于動、植物細胞的線粒體中。分析圖3可知：與沒有用JS-K處理相比，用JS-K處理6h后，細胞質基質中的細胞色素C明顯增多，說明用JS-K處理導致活性氧過度累積，線粒體膜受損，使線粒體的通透性改變，使細胞色素C（凋亡誘導蛋白）流入細胞質基質中，促使凋亡發生。

(4) 將用胰蛋白酶處理的胃腫瘤組織而獲得的單細胞懸液注射到數只無胸腺小鼠腋窩皮下，形成皮下瘤。將皮下瘤可觸及的小鼠隨機分為對照組和給藥組，給藥組隔天注射一次溶于緩沖液的8μM/kg的JS-K，共計給藥15次。通過每4～5天測算皮下瘤體積及重量的結果顯示，給藥組的皮下瘤體積和瘤重都小于對照組，說明JS-K在小鼠體內表現出良好的抑瘤效果。由于小鼠的皮下瘤細胞和人的胃癌細胞存在差異，所以JS-K用于人胃癌治療可能出現對人體胃癌細胞抑制效應低甚至沒有效應、對人體正常細胞有毒副作用、藥物劑量的安全性等風險。