Question

12．现有甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质，利用动物细胞培养的方法能够鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱：请完成下列实验报告．
I．实验材料：小白鼠胚胎．
Ⅱ．药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、细胞培养箱、载玻片、盖玻片、光学显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片．
Ⅲ．实验原理：将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异（答出有毒物质使细胞发生变异），根据这些变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性．
Ⅳ．实验步骤：
（1）制备细胞悬液：把小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加人胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬液．
（2）进行细胞培养：
①取A、B、C三个洁净的培养瓶，分别加入等量的细胞悬液．
②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不作处理，作为对照．
③把3个培养瓶放在37℃（或适宜温度）的细胞培养箱中培养．
（3）制作临时装片：
①当细胞繁殖到大约第8代左右时，同时从细胞培养箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液迅速杀死细胞，将细胞固定在不同的分裂时期．
②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬液．滴在与培养瓶有相同编号的载玻片中央，加1-2滴一定浓度的龙胆紫溶液染色，3-5min后，盖上盖玻片，制成临时装片．
（4）镜检和统计：把临时装片放在显微镜下，寻找处于有丝分裂中期的细胞，并与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数（Q值）．
V．实验结果：

培养瓶	A	B	C
Q值	1.3%	12.5%	0.1%

Ⅵ．实验结论：甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．

Answer 1

分析 根据题干信息“甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质”，则自变量为甲乙两种化学物质，因变量是Q值，即变异细胞占全部培养细胞的百分数．
对照实验的三个步骤：取材、编号；分别作不同的处理；观察实验结果和得出实验结论．

解答 解：Ⅲ．有毒物质使细胞发生变异，根据实验材料中的龙胆紫（碱性染料，可以将染色体染成深色）可知，将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异．
Ⅳ实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，所以本实验要设计三组实验，单一变量是有毒物质的有无和有毒物质的种类．实验步骤为：①制备细胞悬液；
②进行细胞培养：取A、B、C三个洁净的培养瓶，分别加入等量的细胞悬液；向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不作处理，作为对照；把3个培养瓶放在37℃（或适宜温度）的细胞培养箱中培养．
③制作临时装片，该过程中要用龙胆紫对染色体进行染色便于观察．
（4）镜检和统计（先用低倍镜后用高倍镜）：把临时装片放在显微镜下，寻找处于有丝分裂中期（该时期细胞中染色体形态稳定，数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期）的细胞，并与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数（Q值）．
Ⅴ根据表中结果可知，甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
故答案为：
Ⅲ．将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异（答出有毒物质使细胞发生变异）
Ⅳ．（2）①分别加入等量的细胞悬液
②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不作处理，作为对照
③把3个培养瓶放在37℃（或适宜温度）的细胞培养箱中培养    
（3）②龙胆紫溶液
（4）小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片
Ⅵ．甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大

点评 本题考查探究实验，意在考查提升学生理解动物细胞培养和分析实验的能力．实验设计时要注意单一变量原则和对照原则．要注意无关变量应该相同且适宜．