(要求与说明:用细胞流式测定仪测定细胞周期分布;实验结果测定的具体操作不作要求;培养过程中培养液变化忽略不计;实验条件适宜)
(1)完善实验思路:
①将X型胃癌细胞培养3天后制备细胞悬液备用。用细胞培养液配制适宜浓度的胃泌素溶液和丙谷胺溶液。
②取适量等量细胞悬液加入4组培养瓶中待继续培养,每组若干,各组处理如下。
甲组:_______;
乙组:50μL丙谷胺溶液+50uL细胞培养液;
丙组:_______;
丁组:100µL细胞培养液。
③将上述样品在适宜条件下进行培养。48h后取部分样品测定________,并记录。
④_______,并记录。
⑤对实验数据进行统计分析,结果如下。
表:胃泌素和丙谷胺对X型胃癌细胞增殖及细胞周期的影响
组别 |
72h,570nm |
48h,各时期细胞百分比(%) |
||
OD值 |
G1 |
S |
G2+M |
|
甲 |
0.767±0.025 |
55.60 |
25.20 |
19.20 |
乙 |
0.559±0.020 |
70.10 |
20.05 |
9.85 |
丙 |
0.585±0.022 |
68.60 |
21.10 |
10.30 |
丁 |
0.561±0.026 |
70.00 |
20.00 |
10.00 |
(注:OD值大小可体现细胞增殖情况;丁组细胞的细胞周期T=20h。)
(2)实验分析与讨论:
①用OD值作为检测细胞增殖指标的依据是_______。甲组与丁组数据比较,说明甲组的处理最可能是促进了S期细胞的________,从而促进肿瘤细胞增殖。乙、丁组数据几乎没有差异,但甲、丙组数据差异明显,可见丙谷胺具有________作用。
②据表中数据,在答题卷相应坐标系中画出丁组细胞中核DNA含量的周期性变化曲线,并将坐标系补充完整________________。
【答案】 (1). 50uL置泌素+50uL细胞培养液 (2). 50uL胃泌素+50uL丙谷胺溶液 (3). 细胞周期分布/各时期细胞百分比 (4). 72h后取剩余样品(在570nm波长)测定OD值 (5). 细胞密度与(细胞悬液的)OD值呈正比/线性关系/OD值越大细胞数越多 (6). DNA复制 (7). 对抗/抑制外源性胃泌素 (8).
【解析】
【分析】
题意分析,外源性胃泌素对胃癌细胞有明显促进生长的作用。本实验的目的是验证外源性胃泌素的上述作用,并且还要进一步研究丙谷胺对胃泌素促进生长作用的的影响,根据实验目的并结合题目中的信息可知实验中的自变量为胃泌素、丙谷胺以及胃泌素和丙谷胺三种不同因素的处理,因变量为OD值以及细胞周期中各期的变化,实验过程中无关变量要求相同且适宜。
【详解】(1)根据分析可知,补充实验如下:
①实验试剂的准备:将X型胃癌细胞培养3天后制备细胞悬液备用。用细胞培养液配制适宜浓度的胃泌素溶液和丙谷胺溶液。
②取适量等量细胞悬液加入4组培养瓶中待继续培养,每组若干,分组、编号,然后给与不同处理如下:
甲组中加入50uL胃泌素溶液+50uL细胞培养液;
乙组中加入50μL丙谷胺溶液+50uL细胞培养液;
丙组中加入50uL胃泌素溶液+50uL丙谷胺溶液;
丁组中加入100µL细胞培养液。
③为保证无关变量的一致性,需要将上述样品在适宜条件下进行培养。根据题目中的实验结果可知,48h后取部分样品测定细胞周期分布/各时期细胞百分比,并记录。
④结合实验表格可知,72h后取剩余样品(在570nm波长)测定OD值,并记录。
(2)实验分析如下
①由于细胞密度与(细胞悬液的)OD值呈正比,故可用OD值的大小表示细胞数目的多少。甲组与丁组数据比较,处于S期的细胞的占比高于丁组,说明甲组胃泌素的处理最可能是促进了S期细胞的DNA复制,进而加快了后续的分裂过程,从而促进肿瘤细胞增殖。比较发现乙、丁组数据几乎没有差异,但甲、丙组数据差异明显,由此可推测丙谷胺具有对抗/抑制外源性胃泌素作用,从而对抗了胃泌素促进癌细胞生长的作用。
②绘图过程中需要根据表中的数据来绘制,故需要计算出细胞周期中各时期的长短,题意显示丁组细胞细胞进行有丝分裂,细胞周期为20小时,则G1经历时间为20×70%=14小时,此期进行DNA复制前的准备阶段,进行有关RNA和蛋白质合成;S期经历时间为20×20%=4小时,此期进行DNA分子的复制,故此期后DNA数目加倍;G2+M经历时间为20×10%=2小时,此期后形成新的子细胞,其中的DNA数目与原来亲代细胞的DNA数目相同,据此绘图如下:
【点睛】熟知有丝分裂过程中染色体行为变化以及相关的物质变化是解答本题的关键!实验设计能力是本题考查的重要能力,对实验设计的基本原则以及设计的基本思路的掌握是学生的必备能力。