Question

現(xiàn)有甲、乙兩種可能有一定毒性的化學(xué)物質(zhì)，實驗室研究人員欲通過動物細(xì)胞培養(yǎng)的方法來鑒定它們是否有毒性并比較二者毒性的強(qiáng)弱．請你以一個研究人員的身份參與此項研究，完成下列有關(guān)問題．
（1）實驗原理：

 

．根據(jù)這種變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)（以下稱Q值），可判斷該化學(xué)物質(zhì)的毒性．
（2）材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、動物細(xì)胞培養(yǎng)液、動物細(xì)胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、適宜濃度的化學(xué)物質(zhì)甲溶液、適宜濃度的化學(xué)物質(zhì)乙溶液、蒸餾水、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、恒溫箱、載玻片、蓋玻片、顯微鏡、小白鼠正常有絲分裂各時期的高倍顯微照片．
（3）實驗步驟：
Ⅰ、制備細(xì)胞懸浮液．
把活的小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細(xì)胞，再加入動物細(xì)胞培養(yǎng)液，制成細(xì)胞懸浮液．
Ⅱ、進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)．
①取A、B、C3個潔凈的培養(yǎng)瓶，

 

；
②向A、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；
③把3個培養(yǎng)瓶放在37℃或適宜溫度）的恒溫箱中培養(yǎng)；
Ⅲ、制作臨時裝片．
①當(dāng)細(xì)胞增殖到大約8代左右時，同時從恒溫箱中取出3個培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液處理，加入動物細(xì)胞固定液，迅速殺死細(xì)胞并固定細(xì)胞分裂相；
②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細(xì)胞懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，

 

，3-5min后，蓋上蓋玻片．
Ⅳ、鏡檢和統(tǒng)計．
把臨時裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡，尋找處于

 

期的細(xì)胞，并與

 

進(jìn)行對比，統(tǒng)計并計算該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）．
（4）結(jié)果分析與結(jié)論：
①經(jīng)研究人員實驗得知，A、B、C三個培養(yǎng)瓶的Q值依次為：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，由此可知該實驗的結(jié)論是

 

．
②在實驗中，C培養(yǎng)瓶起

 

作用，C瓶的Q值說明

 

．

Answer 1

考點：動物細(xì)胞與組織培養(yǎng)過程

專題：

分析：根據(jù)題干信息“甲、乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學(xué)物質(zhì)”，則自變量為甲乙兩種化學(xué)物質(zhì)，因變量是Q值，即變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)．
對照實驗的三個步驟：取材、編號；分別作不同的處理；觀察實驗結(jié)果和得出實驗結(jié)論．

解答： 解：（1）有毒物質(zhì)使細(xì)胞發(fā)生變異，根據(jù)實驗材料中的龍膽紫（堿性染料，可以將染色體染成深色）可知，將有毒物質(zhì)加入細(xì)胞培養(yǎng)液后，培養(yǎng)的動物細(xì)胞會發(fā)生染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)變異．故實驗原理為：有毒物質(zhì)會使動物細(xì)胞發(fā)生染色體變異．
（3）實驗設(shè)計時要遵循對照原則和單一變量原則，所以本實驗要設(shè)計三組實驗，單一變量是有毒物質(zhì)的有無和有毒物質(zhì)的種類．實驗步驟為：Ⅰ、制備細(xì)胞懸液．
Ⅱ、進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)．①取A、B、C3個潔凈的培養(yǎng)瓶，分別放入等量的細(xì)胞懸浮液；②向A、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；③把3個培養(yǎng)瓶放在37℃或適宜溫度）的恒溫箱中培養(yǎng)．
Ⅲ、制作臨時裝片．②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細(xì)胞懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，加1-2滴龍膽紫液染色，3-5min后，蓋上蓋玻片．
Ⅳ、鏡檢和統(tǒng)計．把臨時裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡，尋找處于有絲分裂中期的細(xì)胞，并與小白鼠正常細(xì)胞有絲分裂中期高倍顯微照片進(jìn)行對比，統(tǒng)計并計算該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）．
（4）①經(jīng)研究人員實驗得知，A、B、C三個培養(yǎng)瓶的Q值依次為：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，由此可知該實驗的結(jié)論是甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
②在實驗中，C培養(yǎng)瓶起對照作用，C瓶的Q值說明動物細(xì)胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．
故答案為：
（1）實驗原理：有毒物質(zhì)會使動物細(xì)胞發(fā)生染色體變異
Ⅱ、①分別放入等量的細(xì)胞懸浮液
Ⅲ、②加1-2滴龍膽紫液染色
Ⅳ、有絲分裂中     小白鼠正常細(xì)胞有絲分裂中期高倍顯微照片
（4）①甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
    ②對照      動物細(xì)胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低

點評：本題考查探究實驗，意在考查提升學(xué)生理解動物細(xì)胞培養(yǎng)和分析實驗的能力．實驗設(shè)計時要注意單一變量原則和對照原則．要注意無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜．