Question

18．丹参酮是从中药丹参中提取的具有抗肿瘤活性的脂溶性菲醌化合物，其作用机制之一是诱导细胞凋亡．以下是相关的实验研究过程及结果：
实验材料：人肝癌细胞（HepG₂），培养液，0.02%二甲亚砜溶液，用0.02%二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液，培养瓶等．
①将等量的人肝癌细胞（HepG₂）悬液，分别接种于若干含有等量培养液的培养瓶中；将培养瓶放于37℃、5%CO₂培养箱中培养24h，静置、去掉上清液；
②分别加入等量的0.02%二甲亚砜溶液，用0.02%二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液，再加入等量的培养液，于37℃、5% CO₂培养箱中继续培养；
③培养72h，每24h用细胞计数仪检测癌细胞数．
（1）请完善上述实验步骤中相关内容．分别加入等量的0.02%二甲亚砜溶液，用0.02%二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液
（2）本实验的自变量是丹参酮的浓度与作用时间．
（3）设对照组癌细胞增殖率为100%，用下面公式计算各用药组癌细胞增殖率：增殖率（%）=[$\frac{（用药组各时段癌细胞数用药组开始癌细胞数）}{（对照组各时段癌细胞数-对照组开始癌细胞数）}$]×100．得到以下数据：
表1　丹参酮对HepG₂细胞增殖率的影响 （%）

组别		培养时间/h
		24	48	72
对照组		100	100	100
给药组 ug/mL	0.5	78	62	48
	1.0	68	26	21
	1.5	48	12	5

①请将表中前48h的数据转化为相应给药组细胞增殖率随时间变化的柱形图．
②通过数据和柱形图分析可以得出丹参酮对HepG₂细胞的作用效果的特点是：丹参酮浓度越高，对细胞生长的抑制作用越强；作用时间越长，对细胞生长的抑制作用越强．
（4）将培养48h的培养液离心，去除上清液后经过一系列的处理及分析，得到对照组和给药组48h细胞周期变化、凋亡率及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达量如表所示：
表2　丹参酮对HepG₂细胞周期、凋亡率及凋亡蛋白基因Bax和Bcl-2的表达的影响

组别	G1	S	G2+M	凋亡率	Bax	Bcl-2
对照组	55%	36%	9%	5.6%	28%	53%
实验组	67%	24%	9%	32.6%	37%	38%

据此推测，丹参酮使HepG₂细胞周期阻滞于G₁期．丹参酮可能通过促进HepG₂内Bax基因的表达来诱导细胞凋亡从而抑制肿瘤的生长．
（5）顺铂（DDP）是一种DNA损伤药物，也是目前临床上多种癌症化疗的首选药物．若要探究丹参酮联合顺铂对HepG₂细胞生长的影响，应还需设置顺铂用药组和丹参酮联合顺铂用药组给药组才能得出结论．

Answer 1

分析 一般在探究实验中，要遵循单一变量和对照性原则，同时无关变量要保持相同且适宜．
分析实验设置可知，实验的自变量为丹参酮的浓度与作用时间，而人肝癌细胞的数量、培养时间、溶液的用量等都属于无关变量．

解答 解：（1）根据题意可知，丹参酮是从中药丹参中提取的具有抗肿瘤活性的脂溶性菲醌化合物，并且实验材料中提供了“用 0.02% 二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液”，因此为了保证单一变量原则，第二步中应分别加入等量的 0.02% 二甲亚砜溶液，用 0.02% 二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液．
（2）根据实验设计可知，本实验的自变量是丹参酮的浓度，同时在观察实验结果时“每24h用细胞计数仪检测癌细胞数”，因此作用时间也属于实验的自变量．
（3）①题干要求将表中前48小时的数据转化为相应给药组细胞增殖率随时间变化的柱形图，因此根据表格中的数据画图即可．
②通过数据和柱形图分析可知，丹参酮浓度越高，对细胞生长的抑制作用越强；作用时间越长，对细胞生长的抑制作用越强．
（4）表格中看出，实验组的G₁期细胞比例增多，S期的细胞比例减少，因此可以推测丹参酮使HepG2细胞周期阻滞于G₁期．并且表格中凋亡蛋白Bax表达量增多，而细胞的凋亡率增加，因此可以推测丹参酮可能通过促进HepG2内的bax基因表达来诱导细胞凋亡从而抑制肿瘤的生长．
（5）若要探究丹参酮联合顺铂对HepG2细胞生长的影响，应还需设置顺铂用药组和丹参酮联合顺铂用药组给药组才能得出结论．
故答案为：
（1）分别加入等量的0.02%二甲亚砜溶液，用0.02%二甲亚砜溶解的0.5 ug/mL、1 ug/mL、1.5 ug/mL的丹参酮溶液
（2）丹参酮的浓度与作用时间
（3）①

②丹参酮浓度越高，对细胞生长的抑制作用越强；作用时间越长，对细胞生长的抑制作用越强
（4）G₁　Bax基因
（5）顺铂用药组和丹参酮联合顺铂用药组

点评 本题考查了恶性肿瘤防治的有关知识，要求考生具有一定的分析能力和实验设计能力；能够对实验的表格进行分析，并能够得出相关实验结论，难度适中．