Question

1．實驗室研究人員欲通過動物細(xì)胞培養(yǎng)的方法來鑒定甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)毒性，并比較二者毒性的強弱．請你以一個研究人員的身份參與此項研究，完成下列實驗報告并回答有關(guān)問題．
實驗原理：有毒物質(zhì)能誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生變異，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．
實驗材料：活的小白鼠胚胎．
藥品用具：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、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、培養(yǎng)瓶、恒溫箱、載玻片、蓋玻片、顯微鏡、小白鼠正常體細(xì)胞有絲分裂各時期高倍顯微照片．
實驗步驟：
（1）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，使胚胎組織分散成單個細(xì)胞，再加入動物細(xì)胞培養(yǎng)液，制成細(xì)胞懸浮液．
（2）進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)：
①取A、B、C三個潔凈的培養(yǎng)瓶，消毒滅菌，加入等量的細(xì)胞懸浮液．
②向A培養(yǎng)瓶中加入化學(xué)物質(zhì)甲，向B培養(yǎng)瓶中加入等量的化學(xué)物質(zhì)乙，向C瓶內(nèi)加入等量的生理鹽水，并將培養(yǎng)瓶搖勻．
③在實驗中，C培養(yǎng)瓶起什么作用？對照．
（3）制作臨時裝片：
①當(dāng)細(xì)胞增殖到大約第8代左右時，同時從恒溫箱中取出三個培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液處理，使培養(yǎng)的細(xì)胞從瓶壁上脫落，再加入動物細(xì)胞固定液以便迅速殺死細(xì)胞并固定細(xì)胞．
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，用適宜濃度的龍膽紫溶液染色，3～5min后，蓋上蓋玻片．
（4）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，尋找處于細(xì)胞有絲分裂中期的細(xì)胞，并與C組對比以確認(rèn)發(fā)生變異的細(xì)胞，同時統(tǒng)計該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）．
（5）結(jié)果與結(jié)論：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：QA=1.3%、QB=12.5%、QC=0.1%，由此可知該實驗的結(jié)論是甲、乙都是有毒性的，且乙的毒性大于甲．

Answer 1

分析 根據(jù)題干信息“甲、乙兩種可能有一定毒性的化學(xué)物質(zhì)”、“鑒定它們是否有毒性并比較二者毒性的強弱”和“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”，可知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）在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，將細(xì)胞分散成單個．
（2）進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)：
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．
①取A、B、C三個潔凈的培養(yǎng)瓶，消毒滅菌，加入等量的細(xì)胞懸浮液；
②向A培養(yǎng)瓶中加入化學(xué)物質(zhì)甲，向B培養(yǎng)瓶中加入等量的化學(xué)物質(zhì)乙，并將培養(yǎng)瓶搖勻；
③C瓶不作處理，作為對照．
（3）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，使培養(yǎng)的細(xì)胞從瓶壁上脫落，再加入動物細(xì)胞固定液以便迅速殺死細(xì)胞并固定細(xì)胞．
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，滴加用適宜濃度的龍膽紫液染色，3-5min后，蓋上蓋玻片．
（4）有絲分裂中期的細(xì)胞中染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰，整齊地排列在赤道板上．因此用顯微鏡觀察時要尋找處于有絲分裂中期的細(xì)胞，并與C組對比以確認(rèn)發(fā)生變異的細(xì)胞，同時統(tǒng)計該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）．
（5）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①甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有毒性；②且乙的毒性比甲的毒性大．
故答案為：
（1）胰蛋白酶液
（2）消毒滅菌   等量的化學(xué)物質(zhì)乙   對照
（3）從瓶壁上脫落適宜濃度的龍膽紫溶液
（4）細(xì)胞有絲分裂中期該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）
（5）甲、乙都是有毒性的，且乙的毒性大于甲

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．