Question

20．糖酵解增強是絕大多數(shù)惡性腫瘤的典型特征，研究發(fā)現(xiàn)腫瘤患者的葡萄糖攝取明顯增加，且代謝活動強的癌細胞攝取量大．在癌細胞培養(yǎng)中，熒光類似物2-N-2-脫氧葡萄糖（2-NBDG）與普通葡萄糖的吸收存在競爭性（如圖所示）．細胞中熒光信號強，表示細胞吸收的2-NBDG多．現(xiàn)有甲、乙兩種不同的乳腺癌細胞，且甲的代謝強度大于乙．欲驗證這兩種癌細胞的代謝強度及兩種葡萄糖的吸收存在競爭性，請根據(jù)以下提供的材料用具，完善實驗思路，預測實驗結果并回答有關問題．
材料與用具：甲種乳腺癌細胞，乙種乳腺癌細胞，細胞培養(yǎng)液，普通葡萄糖溶液，生理鹽水，2-NBDG，培養(yǎng)皿若干，CO₂培養(yǎng)箱等．（注：熒光測量的具體方法不作要求）
（1）完善實驗思路：
①取若干培養(yǎng)皿，均分為4組，各組加入的試劑和接種的細胞如表：

組別	A	B	C	D	說明
細胞培養(yǎng)液	+	+	+	+
普通葡萄糖溶液	+	+	-
生理鹽水	-	-	+	+	用“+”表示加入
2-NBDG溶液	+	+	+	+	用“-”表示不加
甲種乳腺癌細胞	+	-	+	-
乙種乳腺癌細胞		+	-	+

②各組置于溫度等條件適宜的CO₂培養(yǎng)箱培養(yǎng)；
③一段時間后，檢測各組細胞的熒光強度，并作記錄和統(tǒng)計分析；
（2）請為該實驗設計一張實驗結果記錄表．甲、乙乳腺癌細胞的代謝強度和2-NBDG吸收實驗結果

組別	A	B	C	D
熒光強度

（3）預測實驗結果：C 組熒光最強，B組熒光最弱．
（4）根據(jù)實驗結果，請從細胞結構的角度推測，癌細胞培養(yǎng)時，2-NBDG與普通葡萄糖的吸收會發(fā) 生競爭的原因是細胞膜上轉運2-NBDG與普通葡萄糖的載體蛋白是同一種．

Answer 1

分析 分析曲線圖可知，普通葡萄糖的吸收量越大，熒光類似物2-N-2-脫氧葡萄糖（2-NBDG）的吸收量越�。�癌細胞培養(yǎng)時，由于細胞膜上轉運2-NBDG與普通葡萄糖的載體蛋白是同一種，因此2-NBDG與普通葡萄糖的吸收會發(fā)生競爭．

解答 解：（1）實驗思路：①取若干培養(yǎng)皿，均分為4組．各組加入的試劑和接種的細胞如表；②各組置于溫度等條件適宜的CO₂培養(yǎng)箱培養(yǎng)；③一段時間后，檢測各組細胞的熒光強度，并作記錄和統(tǒng)計分析．
（2）設計表格時，表格中記錄四組實驗的熒光強度即可．
（3）根據(jù)題意可知，“甲的代謝強度大于乙”，AB實驗進行對照，A組的放射性強，B組的放射性弱；CD實驗進行對照，C組放射性強，D組的放射性弱；而CD兩者未加普通葡萄糖，因此CD兩組的放射性普遍高于AB兩組，即C組最強和B組最弱．
（4）根據(jù)實驗結果，從細胞結構的角度看，癌細胞培養(yǎng)時，由于細胞膜上轉運2-NBDG與普通葡萄糖的載體蛋白是同一種，因此2-NBDG與普通葡萄糖的吸收會發(fā)生競爭．
故答案為：
（1）②各組置于溫度等條件適宜的CO₂培養(yǎng)箱培養(yǎng)
③一段時間后，檢測各組細胞的熒光強度，并作記錄和統(tǒng)計分析．
（2）甲、乙乳腺癌細胞的代謝強度和2-NBDG吸收實驗結果

組別	A	B	C	D
熒光強度

（3）C     B
（4）細胞膜上轉運2-NBDG與普通葡萄糖的載體蛋白是同一種

點評 本題結合實驗，考查了動物細胞培養(yǎng)以及惡性腫瘤治療的相關知識，要求考生具有一定的實驗設計能力，并且根據(jù)題干信息判斷四組實驗的放射性強度，具有一定的難度．