Question

8．現(xiàn)有甲、乙兩種可能有一定毒性的化學(xué)物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室研究人員計(jì)劃通過動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法來鑒定它們是否有毒性并比較二者毒性的強(qiáng)弱．請你以一個(gè)研究人員的身份參與此項(xiàng)研究，完成下列有關(guān)問題．
實(shí)驗(yàn)原理：有毒物質(zhì)會使動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生染色體變異．根據(jù)這種變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)（以下稱Q值），可判斷該化學(xué)物質(zhì)的毒性．
材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液、動(dòng)物細(xì)胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、適宜濃度的化學(xué)物質(zhì)甲溶液、適宜濃度的化學(xué)物質(zhì)乙溶液、蒸餾水、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、恒溫箱、載玻片、蓋玻片、顯微鏡、小白鼠正常有絲分裂各時(shí)期的高倍顯微照片．
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）制備細(xì)胞懸浮液．
把活的小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個(gè)細(xì)胞，再加入動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液，制成細(xì)胞懸浮液．
（2）進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)．
①取A、B、C3個(gè)潔凈的培養(yǎng)瓶，分別放入等量的細(xì)胞懸浮液；
②向A、B兩個(gè)培養(yǎng)瓶中分別加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；
③把3個(gè)培養(yǎng)瓶放在適宜溫度的恒溫箱中培養(yǎng)．
（3）制作臨時(shí)裝片．
①當(dāng)細(xì)胞增殖到大約8代左右時(shí)，同時(shí)從恒溫箱中取出3個(gè)培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液．
處理，加入動(dòng)物細(xì)胞固定液，迅速殺死細(xì)胞并固定細(xì)胞分裂相；
②靜置一段時(shí)間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細(xì)胞懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，滴加加1-2滴龍膽紫液染色進(jìn)行染色，3-5min后，蓋上蓋玻片．
（4）鏡檢和統(tǒng)計(jì)．
把臨時(shí)裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡觀察，為清晰觀察染色體的形態(tài)，最好尋找處于有絲分裂中期的細(xì)胞，并與小白鼠正常細(xì)胞有絲分裂同時(shí)期高倍顯微照片進(jìn)行對比，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）．
結(jié)果分析與結(jié)論：
（1）經(jīng)研究人員實(shí)驗(yàn)得知，A、B、C三個(gè)培養(yǎng)瓶的Q值依次為：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，
由此可知該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，C培養(yǎng)瓶起對照作用，C瓶的Q值說明動(dòng)物細(xì)胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．

Answer 1

分析 1、根據(jù)題干信息“甲、乙兩種可能有一定毒性的化學(xué)物質(zhì)”、“鑒定它們是否有毒性并比較二者毒性的強(qiáng)弱”和“根據(jù)這種變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)（以下稱Q值），可判斷該化學(xué)物質(zhì)的毒性”，可知自變量為甲乙兩種化學(xué)物質(zhì)，因變量是Q值，即變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)．
2、探究實(shí)驗(yàn)的三個(gè)步驟：取材、編號；分別作不同的處理；觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果和得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

解答 解：有毒物質(zhì)使細(xì)胞發(fā)生變異，根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料中的龍膽紫（堿性染料，可以將染色體染成深色）可知，將有毒物質(zhì)加入細(xì)胞培養(yǎng)液后，培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞會發(fā)生染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)變異．故實(shí)驗(yàn)原理為：有毒物質(zhì)會使動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生染色體變異．
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循對照原則和單一變量原則，所以本實(shí)驗(yàn)要設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn)，單一變量是有毒物質(zhì)的有無和有毒物質(zhì)的種類．
實(shí)驗(yàn)步驟為：（1）制備細(xì)胞懸液．
（2）進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)．①取A、B、C3個(gè)潔凈的培養(yǎng)瓶，分別放入等量的細(xì)胞懸浮液；②向A、B兩個(gè)培養(yǎng)瓶中分別加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；③把3個(gè)培養(yǎng)瓶放在37℃或適宜溫度）的恒溫箱中培養(yǎng)．
（3）制作臨時(shí)裝片．②靜置一段時(shí)間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細(xì)胞懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，加1-2滴龍膽紫液染色，3-5min后，蓋上蓋玻片．
（4）鏡檢和統(tǒng)計(jì)．把臨時(shí)裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡，尋找處于有絲分裂中期的細(xì)胞，并與小白鼠正常細(xì)胞有絲分裂中期高倍顯微照片進(jìn)行對比，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算該期變異的細(xì)胞占該期細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)（Q值）．
結(jié)果分析與結(jié)論：
（1）經(jīng)研究人員實(shí)驗(yàn)得知，A、B、C三個(gè)培養(yǎng)瓶的Q值依次為：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，由此可知該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，C培養(yǎng)瓶起對照作用，C瓶的Q值說明動(dòng)物細(xì)胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．
故答案為：
有毒物質(zhì)會使動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生染色體變異
（2）①等量的細(xì)胞懸浮液  
（3）①胰蛋白酶液   ②加1-2滴龍膽紫液染色
（4）有絲分裂中
結(jié)果分析與結(jié)論：
（1）甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
（2）對照    動(dòng)物細(xì)胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．

點(diǎn)評 本題考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)及相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)，要求考生明確實(shí)驗(yàn)的目的，能正確判斷實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無關(guān)變量，掌握探究實(shí)驗(yàn)的原則，并能據(jù)此完善實(shí)驗(yàn)步驟和得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．