Question

【題目】為了研究雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖的抑制作用機制，請根據(jù)以下提供的材料與用具，以肺癌細胞的抑制率（細胞抑制率=1-細胞存活率）為測定指標，完善實驗思路，預(yù)測實驗結(jié)果并進行分析與討論。

（要求與說明：培養(yǎng)過程中不更換培養(yǎng)液；實驗條件適宜）

材料與用具：培養(yǎng)瓶若干，人肺癌細胞懸液，細胞培養(yǎng)液，生理鹽水，低、中、高三種濃度的雙氫青蒿素溶液，細胞培養(yǎng)箱等。

（1）完善實驗思路：

①取培養(yǎng)瓶若干，均分成4組，標號為1、2、3、4。分別加入__________________和人肺癌細胞懸液。

②2-4號培養(yǎng)瓶中分別加入_______________________，l號培養(yǎng)瓶加入_______________。置于細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一定時間。

③對4組培養(yǎng)瓶中的細胞進行計數(shù)。

④對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與處理。

（2）預(yù)測實驗結(jié)果（設(shè)計一張表格用于填寫實驗數(shù)據(jù)，并預(yù)測實驗結(jié)果）： _______________

（3）分析與討論

①如何計算細胞的存活率？________________________。

②經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)藥物作用后的肺癌細胞的凋亡率較不加藥物的細胞凋亡率顯著增高，推測雙氫青蒿素抑制肺癌細胞的方式是：_______________________。

Answer 1

【答案】等量細胞培養(yǎng)液 等量低、中、高三種濃度的雙氫青蒿素溶液 等量生理鹽水 研究雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖的抑制作用機制的實驗記錄表：

組別（培養(yǎng)瓶標號）	1	2	3	4
活細胞數(shù)目
細胞存活率[（實驗組細胞數(shù)/對照組細胞數(shù)）×100%]
細胞抑制率=1-細胞存活率

預(yù)測實驗結(jié)果：若4組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率無明顯差異，則說明雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖沒有抑制作用；若1組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率最低（為零），2-4組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率無明顯差異，且均高于1組，則說明雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖有抑制作用，但與濃度無關(guān)；若4組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率的大小關(guān)系為：1組＜2組＜3組＜4組，則說明雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖有抑制作用，且抑制作用隨濃度的增大而增強。 （實驗組細胞數(shù)/對照組細胞數(shù)）×100% 促進癌細胞凋亡

【解析】

分析題文描述可知：該題以“研究雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖的抑制作用機制”為情境，考查學生是否具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，以及對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理的能力。

(1) 依題意可知：該題的實驗?zāi)康氖茄芯侩p氫青蒿素對肺癌細胞增殖的抑制作用機制，自變量是培養(yǎng)肺癌細胞的培養(yǎng)液中是否加入雙氫青蒿素，因變量是以肺癌細胞的抑制率為測定指標，除此之外，凡是對實驗結(jié)果有影響的因素都是無關(guān)變量，應(yīng)控制相同且適宜。據(jù)此，并結(jié)合題中給出的“材料與用具”和“不完善的實驗思路”可確定該實驗思路為：

①取培養(yǎng)瓶若干，均分成4組，標號為1、2、3、4。分別加入等量細胞培養(yǎng)液和人肺癌細胞懸液。

②2-4號培養(yǎng)瓶中分別加入等量的低、中、高三種濃度的雙氫青蒿素溶液，l號培養(yǎng)瓶加入等量生理鹽水。置于細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一定時間。

③對4組培養(yǎng)瓶中的細胞進行計數(shù)。

④對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與處理。

(2) 預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論：

本實驗共設(shè)置4組（3個實驗組、1個對照組），因變量是以肺癌細胞的抑制率為測定指標，而細胞抑制率=1-細胞存活率，因此需要記錄4組培養(yǎng)瓶中的活細胞數(shù)目。用于填寫實驗數(shù)據(jù)的表格如下：

組別（培養(yǎng)瓶標號）	1	2	3	4
活細胞數(shù)目

因該實驗為探究性實驗，其結(jié)論是未知的，預(yù)測時，應(yīng)從可能的情況入手加以討論。該實驗可能的結(jié)果有3種：①雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖沒有抑制作用，則4組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率無明顯差異；②雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖有抑制作用，但與濃度無關(guān)，則1組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率最低（為零），2-4組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率無明顯差異，且均高于1組；③雙氫青蒿素對肺癌細胞增殖有抑制作用，且抑制作用隨著濃度的增大而增強，則4組培養(yǎng)瓶中的細胞抑制率的大小關(guān)系為：1組＜2組＜3組＜4組。

(3) 分析與討論：

①細胞的存活率，可以通過一定時間內(nèi)實驗組的活細胞數(shù)與對照組的活細胞數(shù)的比值加以體現(xiàn)，即細胞的存活率＝（實驗組細胞數(shù)/對照組細胞數(shù)）×100%。

②若經(jīng)藥物作用后的肺癌細胞的凋亡率較不加藥物的細胞凋亡率顯著增高，則說明雙氫青蒿素是通過促進癌細胞凋亡的方式來抑制肺癌細胞。