Question

【題目】納米材料為癌癥治療帶來(lái)了曙光�？蒲腥藛T利用納米材料SW誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

（1）正常情況下，線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵能夠?qū)?/span>______________中的H+泵到膜間隙，使得線粒體內(nèi)膜兩側(cè)形成__________________，為ATP的合成奠定了基礎(chǔ)。

（2）科研人員使用不同濃度的SW溶液與肝癌細(xì)胞混合后，置于_________培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)后，檢測(cè)肝癌細(xì)胞的線粒體膜電位。（已有實(shí)驗(yàn)證明對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響）

組別	實(shí)驗(yàn)材料	實(shí)驗(yàn)處理	實(shí)驗(yàn)結(jié)果
			線粒體膜電位的相對(duì)值	ATP合成酶活性相對(duì)值
1	人肝癌細(xì)胞	不加入SW	100	100
2		加入SW	59	78

1、2組比較說(shuō)明SW能___________________________________導(dǎo)致肝癌細(xì)胞產(chǎn)生ATP的能力下降，__________肝癌細(xì)胞凋亡。

（3）科研人員使用SW處理肝癌細(xì)胞，一段時(shí)間后，相關(guān)物質(zhì)含量變化如下圖所示。

由于細(xì)胞中GPDC蛋白的表達(dá)量__________________，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照。

VADC為線粒體膜上的通道蛋白，SW處理肝癌細(xì)胞后，VADC含量____________，促進(jìn)CYTC_______________________________，與細(xì)胞凋亡因子結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

（4）綜上所述，推測(cè)SW誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的機(jī)理是________________________。

Answer 1

【答案】線粒體基質(zhì) 跨膜電位（H+濃度差/H+化學(xué)勢(shì)能） CO2 降低肝癌細(xì)胞線粒體的膜電位，降低（抑制）ATP合成酶活性 促進(jìn) 相對(duì)穩(wěn)定 上升 從線粒體基質(zhì)通過(guò)通道蛋白VADC進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 一方面抑制ATP的產(chǎn)生，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，另一方面促進(jìn)CYTC通過(guò)線粒體膜上的VADC進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，與細(xì)胞凋亡因子結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

【解析】

線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，線粒體內(nèi)膜進(jìn)行有氧呼吸第三階段，可產(chǎn)生大量的ATP。分析表格可知，SW能降低肝癌細(xì)胞線粒體的膜電位，降低（抑制）ATP合成酶活性。

（1）因線粒體內(nèi)膜的外側(cè)是膜間隙，線粒體內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)是線粒體基質(zhì)，所以正常情況下，線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵能夠?qū)⒕�粒體基質(zhì)中的H+泵到膜間隙，使得線粒體內(nèi)膜兩側(cè)形成跨膜電位，為ATP的合成奠定了基礎(chǔ)。
（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，需要用CO2培養(yǎng)箱，一定量的CO2可維持培養(yǎng)液的PH。所以需將不同濃度的SW溶液與肝癌細(xì)胞混合后，置于CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)后，檢測(cè)肝癌細(xì)胞的線粒體膜電位。2組加入了SW，1組沒(méi)加入SW，2組的線粒體膜電位的相對(duì)值和ATP合成酶活性相對(duì)值均低于1組，說(shuō)明SW能降低肝癌細(xì)胞線粒體的膜電位，降低（抑制）ATP合成酶活性，導(dǎo)致肝癌細(xì)胞產(chǎn)生ATP的能力下降，促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡。
（3）分析圖示可知，使用SW處理肝癌細(xì)胞一段時(shí)間后，細(xì)胞中GPDC蛋白的表達(dá)量相對(duì)穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照。VADC為線粒體膜上的通道蛋白，SW處理肝癌細(xì)胞后，VADC含量增加，促進(jìn)CYTC從線粒體基質(zhì)通過(guò)通道蛋白VADC進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，與細(xì)胞凋亡因子結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
（4）根據(jù)上述分析可知，SW誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的機(jī)理為：一方面抑制ATP的產(chǎn)生，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，另一方面促進(jìn)CYTC通過(guò)線粒體膜上的VADC進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，與細(xì)胞凋亡因子結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。