[题目]阅读以下材料回答问题:染色体外DNA:癌基因的载体人类DNA通常形成长而扭曲的双螺旋结构.其中大约30亿个碱基对组成了23对染色体.并奇迹般地挤进每个平均直径只有6微米的细胞核中.在真核生物中.正常的DNA被紧紧包裹在蛋白质复合物中.为了读取DNA的遗传指令.细胞依靠酶和复杂的“机械来切割和移动碎片.一次只能读取一部分.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】阅读以下材料回答问题：

染色体外DNA：癌基因的载体

人类DNA通常形成长而扭曲的双螺旋结构，其中大约30亿个碱基对组成了23对染色体，并奇迹般地挤进每个平均直径只有6微米的细胞核中。在真核生物中，正常的DNA被紧紧包裹在蛋白质复合物中。为了读取DNA的遗传指令，细胞依靠酶和复杂的“机械”来切割和移动碎片，一次只能读取一部分，就像是阅读一个半开的卷轴。过去，科学家们大多是依靠基因测序，来研究肿瘤细胞DNA里的癌基因。最近在《Nature》杂志上发表的一篇新研究表明，在人类肿瘤细胞中发现大量如“甜甜圈”般的环状染色体外DNA（ecDNA，如图中黑色箭头所指位置）。科学家们指出，ecDNA是一种特殊的环状结构，看起来有点像细菌里的质粒DNA。这类独立于染色体存在的环状DNA在表达上并不怎么受限，很容易就能启动转录和翻译程序。在人类健康的细胞中几乎看不到ecDNA的痕迹，而在将近一半的人类癌细胞中，都可以观察到它，且其上普遍带有癌基因。ecDNA上的癌基因和染色体DNA上的癌基因都会被转录，从而推动癌症病情的发展。但由于两类癌基因所在的位置不同，发挥的作用也无法等同。

当癌细胞发生分裂时，这些ecDNA被随机分配到子细胞中。这导致某些子代癌细胞中可能有许多ecDNA，细胞中的癌基因也就更多，这样的细胞也会更具危害；而另一些子代癌细胞中可能没有 ecDNA。癌细胞能够熟练地使用ecDNA，启动大量癌基因表达，帮助它们快速生长，并对环境快速做出反应，产生耐药性。研究还发现，ecDNA改变了与癌症相关基因的表达方式，从而促进了癌细胞的侵袭性，并在肿瘤快速变异和抵御威胁（如化疗、放疗和其他治疗）的能力中发挥了关键作用。相比起染色体上的癌基因，ecDNA上的癌基因有更强的力量，推动癌症病情进一步发展。

（1）请写出构成DNA的4种基本结构单位的名称_____________。

（2）真核细胞依靠酶来读取DNA上的遗传指令，此时需要酶的是_______________。（填写以下选项前字母）

a．解旋酶 b．DNA聚合酶 c．DNA连接酶 d．RNA聚合酶

（3）依据所学知识和本文信息，指出人类正常细胞和癌细胞内DNA的异同_________________。

（4）根据文中信息，解释同一个肿瘤细胞群体中，不同细胞携带ecDNA的数量不同的原因_________。

（5）依据所学知识和本文信息，提出1种治疗癌症的可能的方法___________________。

【答案】腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 d 相同：与蛋白质结合构成细胞核内的染色体，还有少量DNA位于线粒体中（或细胞质）

不同：肿瘤细胞中有位于染色体之外的环状DNA（肿瘤细胞有ccDNA）因为肿瘤细胞分裂时，ccDNA是随机分配的，所以同一个肿瘤细胞群体中，不同细胞携带ccDNA的数量不同。研发抑制ccDNA上癌基因的转录的药物，研发能在细胞核内降解裸露DNA的物质

【解析】

真核生物的染色体存在于细胞核内，根据图示可知，ecDNA是一种特殊的环状结构，存在染色体周围，说明也存在细胞核内。这类独立于染色体存在的环状DNA在表达上并不怎么受限，很容易就能启动转录和翻译程序。在人类健康的细胞中几乎看不到ecDNA的痕迹，而在将近一半的人类癌细胞中，都可以观察到它，且其上普遍带有癌基因。ecDNA上的癌基因和染色体DNA上的癌基因都会被转录，从而推动癌症病情的发展。正常细胞的分裂染色体是平均分配到两个子细胞中的，而当癌细胞发生分裂时，这些ecDNA被随机分配到子细胞中。

（1）DNA的4种基本结构单位的名称为：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。

（2）真核细胞依靠酶来读取DNA上的遗传指令的过程属于转录过程，需要RNA聚合酶，故d符合题意。

（3）由题中资料及所学知识可得，人类正常细胞和癌细胞内DNA相同点为：均与蛋白质结合构成细胞核内的染色体，还有少量DNA位于线粒体中（或细胞质）。二者不同点为：肿瘤细胞中有位于染色体之外的环状DNA（肿瘤细胞有ecDNA）。

（4）由题中信息“当癌细胞发生分裂时，这些ecDNA被随机分配到子细胞中”可知，不同细胞携带ecDNA的数量不同是因为肿瘤细胞分裂时，ecDNA是随机分配的，所以同一个肿瘤细胞群体中，不同细胞携带ecDNA的数量不同。

（5）根据题意“ecDNA在表达上并不怎么受限，很容易就能启动转录和翻译程序”，可研发抑制ecDNA上癌基因的转录的药物，从而抑制癌细胞增殖。或研发能在细胞核内降解裸露DNA的物质，使其DNA被分解。

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pH=5	pH=4	pH=3	pH=2.5	pH=2
+++++	++++	+++	++	+

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菌株	A	B	C
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（3）①在实际临床使用中，部分患者注射抗B7-H1抗体后并未得到良好疗效。该研究组猜测，癌细胞表面可能还存在其他与B7-H1起类似作用的分子，为了找到这些能与T细胞表面受体特异性结合的分子，开发了如图3所示的实验进行筛选。图中aAPC上的膜蛋白是转入的癌细胞候选基因表达产物。此系统实现筛选的原理是___________，对照组的设置应为___________。研究组最终通过此种方法筛选到Siglec15。