Question

9．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：有毒物质使细胞发生染色体变异，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、C 三个洁净的培养瓶，消毒灭菌，加入等量的细胞悬浮液；
②．向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入等量的化学物质乙，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；
③．把3个培养瓶放在37℃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，用处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，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，加1-2滴龙胆紫溶液染色，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，并与小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片对比以确认发生变异的细胞，统计并计算．
（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：QA=1.3%，QB=12.5%，QC=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．

Answer 1

分析 根据题干信息“甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质”、“鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱”和“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”，可知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：Ⅱ①．培养瓶需要消毒灭菌处理；
②．根据单一变量和对照性原则，向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入等量的化学物质乙，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；
Ⅲ．①．动物细胞培养过程中，利用胰蛋白酶处理可以获得单个细胞；
②．观察有丝分裂需要用龙胆紫溶液将染色体染色．
Ⅳ．有丝分裂中期的细胞中染色体形态稳定、数目清晰，整齐地排列在赤道板上．因此用显微镜观察时要寻找处于有丝分裂中期的细胞，并与C组对比以确认发生变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）．
（4）①A、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①甲、乙两种化学物质均有毒性；②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：
（3）Ⅱ．①消毒灭菌②等量的化学物质乙
Ⅲ．①胰蛋白酶②龙胆紫溶液
Ⅳ．有丝分裂中变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）
（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 本题考查了动物细胞工程的有关知识，要求考生识记动物细胞培养的过程，具有一定的实验设计能力，能够遵循单一变量和对照性原则，再结合所学知识准确答题．