Question

19．癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质（基因）发生改变后形成的．某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用．他们推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，可作为一种癌症的化疗药物．就此问题．该兴趣小组设计实验进行了探究．
实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血细胞计数板，试管，吸管等．
（1）在进行实验探究时其中某位同学的实验操作如下：（请将实验内容补充完整）
①取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液，从小鼠肝部切取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养．
②取洁净的试管5支，加入等量的培养液，编号1、2、3、4、5，并在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液．5号试管中加入等量生理盐水．
③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间．
④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于血细胞计数板内，在显微镜下计数，记录数据．
⑤请你纠正上面这位同学操作上的两处错误：a在“冰箱中”应改为在“适宜温度下”或“恒温箱中”；b“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中吸取适量的培养液”．
（2）另一位同学按照正确的方法进行实验探究，得到的结果如下：

实验组别	1	2	3	4	5
二氯二乙胺 浓度（mg/mL）	0.1	0.2	0.3	0.4	0
细胞数目（个/mL）	320	275	186	96	560

①在该实验中，遵循了实验设计的对照，单一变量原则．
②根据实验结果，你能得出的结论是二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且在一定范围内，随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强．
（3）分析小鼠发生癌变的原因及有关问题：
①细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因突变．下列条件可称为致癌因子的是A、C、D、F、H．
A．紫外线　B．甘油　C．肝炎病毒　D．煤焦油及其衍生物苯　E．葡萄糖　F．尼古丁　G．丙酮酸　H．核辐射
②化疗时采用的烷化剂，如二氯二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用．此类药品作用于癌细胞周期的间期．
③已知一小鼠癌变前基因型为AABB，现用3种不同颜色的荧光，分别标记癌变后小鼠精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因，观察其分裂过程，发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是基因A与新基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换．

Answer 1

分析 1、分析题目可知，癌细胞的增殖应在“适宜温度下”或“恒温箱中”才可完成，试管静置时，其内的溶液会出现沉淀，吸取培养液时所得每毫升中细胞的数目不准确，因此应摇匀后再吸取．由表中数据可知，二氯二乙胺能抑制癌细胞增殖，且抑制效果与浓度有关；实验设计应遵循对照原则和单一变量原则．
2、诱发基因突变的因素．
物理因素，如X射线、γ射线、紫外线、激光等；2、化学因素，如亚硝酸、硫酸二乙酯等；3、生物因素，如肝炎病毒等．

解答 解：（1）②实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，5号试管为对照组，故应加入等量生理盐水．
④显微计数法必须用到血细胞计数板进行细胞计数，统计方格内的细胞数目以确定最适浓度．
⑤分析题目可知，癌细胞的增殖应在“适宜温度下”或“恒温箱中”才可完成；试管静置时，其内的溶液会出现沉淀，吸取培养液时所得每毫升中细胞的数目不准确，因此应摇匀后再吸取．
（2）①实验设计应遵循对照原则和单一变量原则．
②从图中试验数据可知，二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且在一定范围内，随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强．
（3）①通常能够引起基因改变的因素可能有A紫外线（物理因素）、C肝炎病毒（生物因素）、D煤焦油及其衍生物苯（化学因素）、F尼古丁（化学因素）、H核辐射（物理因素）．
②DNA分子复制发生在有丝分裂的间期，故此类药品作用于癌细胞周期的间期，从而阻止参与DNA分子复制的酶与DNA的相互作用．
③在减数第一次分裂过程中联会后，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合．次级精母细胞进行减数第二次分裂，姐妹染色单体分离．由于姐妹染色单体是由同一条染色体通过复制而来的，若不发生交叉互换基因两两相同，应该是4个荧光点，2种颜色．因此出现第三种颜色应该是减数第一次分裂前期发生交叉互换的结果．
故答案为：
（1）②等量生理盐水
④血细胞计数板　
⑤a．在“冰箱中”应改为在“适宜温度下”或“恒温箱中”b．“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中吸取适量的培养液”
（2）①对照　单一变量　
②二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且在一定范围内，随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强
（3）①原癌基因和抑癌基因突变    A、C、D、F、H　
②间　
③基因A与新基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换

点评 本题结合癌细胞的防治考查了学生试验设计能力，解答本题的关键是正确进行对照试验设计并根据图中数据得出正确的结论．