Question

研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响，进一步研究发现，发挥作用的物质是L-天冬酰胺酶，它能将L-天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，增殖被抑制。

（1）为验证该酶对两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。实验材料：正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基(含细胞生长所需的物质)、L-天冬酰胺酶

实验步骤：

a．分组

实验组：培养基+L-天冬酰胺酶+淋巴瘤细胞

对照组：培养基+ ________________________

b．适宜条件下培养后，观察细胞生长状态、检测L-天冬酰胺含量。

实验结果（如下表）

实验分组	生长情况	L-天冬酰胺含量
培养液	细胞内
实验组	①	缺乏	缺乏
对照组	正常	缺乏	正常

结果

该实验利用了酶的_____________特性，表中①应为__________________；对照组细胞内L-天冬酰胺含量正常的原因是__________________________________________。

（2）患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了_________反应。

（3）科学家利用基因工程生产L-天冬酰胺酶，真核生物基因（L-天冬酰胺酶基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用______的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_______的抑制剂。在提取大肠杆菌内的酶，对该菌进行破碎时，应将其____________。

A．置于蒸馏水中      B．用纤维素酶水解      C．置于稀盐酸中     D．冷冻研磨

（4）根据实验结果，你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是________________________。

Answer

L-天冬酰胺酶 +正常细胞 专一性 抑制 能合成L-天冬酰胺酶（有合成L-天冬酰胺的酶） 免疫 蛋白酶缺陷型 蛋白酶 D 对肿瘤细胞有专一性杀伤作用，对正常细胞无影响

【解析】

1、酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。
2、癌症的冶疗主要是利用药物作用于癌细胞周期的间期，阻止癌细胞的增殖。

（1）a．实验目的为验证L-天冬酰胺酶对淋巴瘤细胞和正常细胞生长的影响，因此自变量为细胞种类，实验组为培养基+L-天冬酰胺酶+淋巴瘤细胞，则对照组为培养基+L-天冬酰胺酶+正常细胞。

b．实验利用了酶的专一性，即L-天冬酰胺酶能将L-天冬酰胺分解，可使培养基中不含L-天冬酰胺，但不影响细胞生长所需的其它营养成分。实验组癌细胞自身不能合成L-天冬酰胺，增殖被抑制，细胞生长不正常，即表中①应为抑制。对照组细胞自身应能合成L-天冬酰胺酶，可产生L-天冬酰胺，使细胞内的L-天冬酰胺含量正常，所以细胞生长正常。

（2）患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了免疫反应，外源性酶是蛋白质作为抗原而存在，进入机体后机体发生免疫反应，产生的抗体与之结合失去疗效，多次注射，机体中有记忆细胞，当外源性酶再次进入机体，记忆细胞会迅速增殖分化，产生更强的免疫反应，作用更快，更强，故疗效降低。

（3）真核生物基因（L-天冬酰胺酶基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷型的大肠杆菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。大肠杆菌为原核生物，细胞壁的成分为肽聚糖，据此分析如下：

A、置于蒸馏水中，由于细胞壁的作用，大肠杆菌不会吸水涨破，故提取不到细胞内的酶，A错误；
B、大肠杆菌的细胞壁成分是肽聚糖，用纤维素酶不能把大肠杆菌细胞壁分解，故提取不到细胞内的酶，B错误；
C、因为酶遇酸活性会降低甚至会变性失活，故不能用稀盐酸提取细胞内的酶，C错误；
D、研磨可以破坏大肠杆菌细胞壁，而冷冻又可以保持酶的活性，所以可用该方法提取细胞内的酶，D正确。
故选D。

（4）根据实验结果可知，理想的抗肿瘤药物应该具有对肿瘤细胞有专一性杀伤作用，对正常细胞无影响的特性。