Question

现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱．请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列有关问题．
（1）实验原理：

 

．根据这种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．
（2）材料用具：活的小白鼠胚胎、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、适宜浓度的化学物质甲溶液、适宜浓度的化学物质乙溶液、蒸馏水、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片．
（3）实验步骤：
Ⅰ、制备细胞悬浮液．
把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液．
Ⅱ、进行细胞培养．
①取A、B、C3个洁净的培养瓶，

 

；
②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；
③把3个培养瓶放在37℃或适宜温度）的恒温箱中培养；
Ⅲ、制作临时装片．
①当细胞增殖到大约8代左右时，同时从恒温箱中取出3个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，加入动物细胞固定液，迅速杀死细胞并固定细胞分裂相；
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浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，

 

，3-5min后，盖上盖玻片．
Ⅳ、镜检和统计．
把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜，寻找处于

 

期的细胞，并与

 

进行对比，统计并计算该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）．
（4）结果分析与结论：
①经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，由此可知该实验的结论是

 

．
②在实验中，C培养瓶起

 

作用，C瓶的Q值说明

 

．

Answer 1

考点：动物细胞与组织培养过程

专题：

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：（1）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．故实验原理为：有毒物质会使动物细胞发生染色体变异．
（3）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：Ⅰ、制备细胞悬液．
Ⅱ、进行细胞培养．①取A、B、C3个洁净的培养瓶，分别放入等量的细胞悬浮液；②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；③把3个培养瓶放在37℃或适宜温度）的恒温箱中培养．
Ⅲ、制作临时装片．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浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，加1-2滴龙胆紫液染色，3-5min后，盖上盖玻片．
Ⅳ、镜检和统计．把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜，寻找处于有丝分裂中期的细胞，并与小白鼠正常细胞有丝分裂中期高倍显微照片进行对比，统计并计算该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）．
（4）①经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，由此可知该实验的结论是甲、乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
②在实验中，C培养瓶起对照作用，C瓶的Q值说明动物细胞在正常培养状态下染色体变异频率非常低．
故答案为：
（1）实验原理：有毒物质会使动物细胞发生染色体变异
Ⅱ、①分别放入等量的细胞悬浮液
Ⅲ、②加1-2滴龙胆紫液染色
Ⅳ、有丝分裂中     小白鼠正常细胞有丝分裂中期高倍显微照片
（4）①甲、乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
    ②对照      动物细胞在正常培养状态下染色体变异频率非常低

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．