Question

肿瘤细胞的无限增殖和抗药性的产生均与核DNA有关。某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖，逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如下图1所示。回答下列问题：

（1）在真核细胞中，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，原因是__________。

（2）分析图1可知，药物分子进入细胞后，被降解的途径有两种，一种是在__________中被直接降解，另一种是在溶酶体中被降解，溶酶体能降解该药物分子的原因是__________。未被降解的药物分子通过核孔进入细胞核，积累后发挥作用。由此可以推测，该药物分子 在细胞质中停留时间越__________（填“长”或“短”），其抗肿瘤的效果就越好。

（3）科研人员发现亲核蛋白可以运输至细胞核内，为研究其运输机理，有人设计了有关实验，实验过程与实验结果如图2所示。实验处理完成后，研究者检测了各组的__________，结果表明__________。

（4）综合上述研究，请你提出一种提高该新型抗肿瘤药物作用效果的设计思路____________________。

Answer

细胞代谢和遗传是由DNA中的遗传信息决定的，DNA主要存在于细胞核中 细胞质基质 溶酶体中含有水解该药物的酶 短 放射性出现的位置 亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部 将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部结合，促进药物分子快速进入细胞核

【解析】

观察题图1，药物分子可直接穿过细胞膜进入到细胞质基质，在细胞质基质中的药物分子有部分会被分解；药物分子与细胞膜表面受体结合，以胞吞方式进入细胞，部分与溶酶体结合后被降解，部分在细胞质基质中释放出来，未被降解的部分药物分子通过核孔进入到细胞核中，作用于核DNA，发挥效应。

分析亲核蛋白运输机理实验图示2可知：对亲核蛋白头部和尾部分别进行同位素标记，并对亲核蛋白进行有限的水解，并然后利用显微注射技术将相关物质注入到爪蟾卵母细胞的细胞质中，利用放射性自显影检测技术检测放射性，观察是否进入细胞核中，发现尾部以及含有尾部的亲核蛋白整体都可以进入细胞核，而单独的头部不能进入细胞核，因此可知亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定。

（1）在真核细胞中，细胞代谢和遗传是由DNA中的遗传信息决定的，DNA主要存在于细胞核中，所以细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

（2）分析图1可知，药物分子依赖于细胞膜的流动性和选择透过性等结构与功能特点进入细胞，一种是在细胞质基质被直接降解，另一种是在溶酶体中被降解，溶酶体能降解该药物分子的原因是溶酶体中含有水解该药物的酶。未被降解的药物分子通过核孔进人细胞核，积累后发挥作用。由此可以推测，该药物分子 在细胞质中停留时间越短，其抗肿瘤的效果就越好。

（3）观察机理图2可知,实验处理后,研究者检测了各组的放射性出现的位置，结果表明亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部。

（4）综合上述研究，由于亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部，因此可将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合，促进药物分子快速入核。