Question

9．現(xiàn)有甲、乙兩種可能有一定毒性的化學物質(zhì)，實驗室研究人員欲通過動物細胞培養(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，完成下列有關問題：
（1）實驗原理：有毒物質(zhì)使細胞發(fā)生染色體變異，根據(jù)這種變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù)（以下稱Q值），可判斷該化學物質(zhì)的毒性．
（2）材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、動物細胞培養(yǎng)液、動物細胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、適宜濃度的化學物質(zhì)甲溶液、適宜濃度的化學物質(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．制備細胞懸浮液．把活的小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細胞，再加入動物細胞培養(yǎng)液，制成細胞懸浮液．
Ⅱ．進行細胞培養(yǎng)．
①．取A、B、C 三個潔凈的培養(yǎng)瓶，消毒滅菌，加入等量的細胞懸浮液；
②．向A培養(yǎng)瓶中加入化學物質(zhì)甲，向B培養(yǎng)瓶中加入等量的化學物質(zhì)乙，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；
③．把3個培養(yǎng)瓶放在37℃的恒溫箱中培養(yǎng)．
Ⅲ．制作臨時裝片．
①．當細胞增殖到大約8代左右時，同時從恒溫箱中取出3個培養(yǎng)瓶，用處理，使培養(yǎng)的細胞從瓶壁上脫落，加入動物細胞固定液，迅速殺死細胞并固定細胞分裂相；
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滴龍膽紫溶液染色，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胞，并與小白鼠正常體細胞有絲分裂各時期高倍顯微照片對比以確認發(fā)生變異的細胞，統(tǒng)計并計算．
（4）結果分析與結論：
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：QA=1.3%，QB=12.5%，QC=0.1%，由此可知該實驗的結論是甲、乙兩種化學物質(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值說明動物細胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．

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)這種變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù)（以下稱Q值），可判斷該化學物質(zhì)的毒性”，可知自變量為甲乙兩種化學物質(zhì)，因變量是Q值，即變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù)．
對照實驗的三個步驟：取材、編號；分別作不同的處理；觀察實驗結果和得出實驗結論．

解答 解：Ⅱ①．培養(yǎng)瓶需要消毒滅菌處理；
②．根據(jù)單一變量和對照性原則，向A培養(yǎng)瓶中加入化學物質(zhì)甲，向B培養(yǎng)瓶中加入等量的化學物質(zhì)乙，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；
Ⅲ．①．動物細胞培養(yǎng)過程中，利用胰蛋白酶處理可以獲得單個細胞；
②．觀察有絲分裂需要用龍膽紫溶液將染色體染色．
Ⅳ．有絲分裂中期的細胞中染色體形態(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胞，并與C組對比以確認發(fā)生變異的細胞，同時統(tǒng)計該期變異的細胞占該期細胞總數(shù)的百分數(shù)（Q值）．
（4）①A、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論是①甲、乙兩種化學物質(zhì)均有毒性；②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：
（3）Ⅱ．①消毒滅菌②等量的化學物質(zhì)乙
Ⅲ．①胰蛋白酶②龍膽紫溶液
Ⅳ．有絲分裂中變異的細胞占該期細胞總數(shù)的百分數(shù)（Q值）
（4）①甲、乙兩種化學物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
②對照動物細胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低

點評 本題考查了動物細胞工程的有關知識，要求考生識記動物細胞培養(yǎng)的過程，具有一定的實驗設計能力，能夠遵循單一變量和對照性原則，再結合所學知識準確答題．