Question

20．糖酵解增强是绝大多数恶性肿瘤的典型特征，研究发现肿瘤患者的葡萄糖摄取明显增加，且代谢活动强的癌细胞摄取量大．在癌细胞培养中，荧光类似物2-N-2-脱氧葡萄糖（2-NBDG）与普通葡萄糖的吸收存在竞争性（如图所示）．细胞中荧光信号强，表示细胞吸收的2-NBDG多．现有甲、乙两种不同的乳腺癌细胞，且甲的代谢强度大于乙．欲验证这两种癌细胞的代谢强度及两种葡萄糖的吸收存在竞争性，请根据以下提供的材料用具，完善实验思路，预测实验结果并回答有关问题．
材料与用具：甲种乳腺癌细胞，乙种乳腺癌细胞，细胞培养液，普通葡萄糖溶液，生理盐水，2-NBDG，培养皿若干，CO₂培养箱等．（注：荧光测量的具体方法不作要求）
（1）完善实验思路：
①取若干培养皿，均分为4组，各组加入的试剂和接种的细胞如表：

组别	A	B	C	D	说明
细胞培养液	+	+	+	+
普通葡萄糖溶液	+	+	-
生理盐水	-	-	+	+	用“+”表示加入
2-NBDG溶液	+	+	+	+	用“-”表示不加
甲种乳腺癌细胞	+	-	+	-
乙种乳腺癌细胞		+	-	+

②各组置于温度等条件适宜的CO₂培养箱培养；
③一段时间后，检测各组细胞的荧光强度，并作记录和统计分析；
（2）请为该实验设计一张实验结果记录表．甲、乙乳腺癌细胞的代谢强度和2-NBDG吸收实验结果

组别	A	B	C	D
荧光强度

（3）预测实验结果：C 组荧光最强，B组荧光最弱．
（4）根据实验结果，请从细胞结构的角度推测，癌细胞培养时，2-NBDG与普通葡萄糖的吸收会发 生竞争的原因是细胞膜上转运2-NBDG与普通葡萄糖的载体蛋白是同一种．

Answer 1

分析 分析曲线图可知，普通葡萄糖的吸收量越大，荧光类似物2-N-2-脱氧葡萄糖（2-NBDG）的吸收量越小．癌细胞培养时，由于细胞膜上转运2-NBDG与普通葡萄糖的载体蛋白是同一种，因此2-NBDG与普通葡萄糖的吸收会发生竞争．

解答 解：（1）实验思路：①取若干培养皿，均分为4组．各组加入的试剂和接种的细胞如表；②各组置于温度等条件适宜的CO₂培养箱培养；③一段时间后，检测各组细胞的荧光强度，并作记录和统计分析．
（2）设计表格时，表格中记录四组实验的荧光强度即可．
（3）根据题意可知，“甲的代谢强度大于乙”，AB实验进行对照，A组的放射性强，B组的放射性弱；CD实验进行对照，C组放射性强，D组的放射性弱；而CD两者未加普通葡萄糖，因此CD两组的放射性普遍高于AB两组，即C组最强和B组最弱．
（4）根据实验结果，从细胞结构的角度看，癌细胞培养时，由于细胞膜上转运2-NBDG与普通葡萄糖的载体蛋白是同一种，因此2-NBDG与普通葡萄糖的吸收会发生竞争．
故答案为：
（1）②各组置于温度等条件适宜的CO₂培养箱培养
③一段时间后，检测各组细胞的荧光强度，并作记录和统计分析．
（2）甲、乙乳腺癌细胞的代谢强度和2-NBDG吸收实验结果

组别	A	B	C	D
荧光强度

（3）C     B
（4）细胞膜上转运2-NBDG与普通葡萄糖的载体蛋白是同一种

点评 本题结合实验，考查了动物细胞培养以及恶性肿瘤治疗的相关知识，要求考生具有一定的实验设计能力，并且根据题干信息判断四组实验的放射性强度，具有一定的难度．