Question

18．丹參酮是從中藥丹參中提取的具有抗腫瘤活性的脂溶性菲醌化合物，其作用機制之一是誘導細胞凋亡．以下是相關的實驗研究過程及結果：
實驗材料：人肝癌細胞（HepG₂），培養液，0.02%二甲亞砜溶液，用0.02%二甲亞砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹參酮溶液，培養瓶等．
①將等量的人肝癌細胞（HepG₂）懸液，分別接種于若干含有等量培養液的培養瓶中；將培養瓶放于37℃、5%CO₂培養箱中培養24h，靜置、去掉上清液；
②分別加入等量的0.02%二甲亞砜溶液，用0.02%二甲亞砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹參酮溶液，再加入等量的培養液，于37℃、5% CO₂培養箱中繼續培養；
③培養72h，每24h用細胞計數儀檢測癌細胞數．
（1）請完善上述實驗步驟中相關內容．分別加入等量的0.02%二甲亞砜溶液，用0.02%二甲亞砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹參酮溶液
（2）本實驗的自變量是丹參酮的濃度與作用時間．
（3）設對照組癌細胞增殖率為100%，用下面公式計算各用藥組癌細胞增殖率：增殖率（%）=[$\frac{（用藥組各時段癌細胞數用藥組開始癌細胞數）}{（對照組各時段癌細胞數-對照組開始癌細胞數）}$]×100．得到以下數據：
表1　丹參酮對HepG₂細胞增殖率的影響 （%）

組別		培養時間/h
		24	48	72
對照組		100	100	100
給藥組 ug/mL	0.5	78	62	48
	1.0	68	26	21
	1.5	48	12	5

①請將表中前48h的數據轉化為相應給藥組細胞增殖率隨時間變化的柱形圖．
②通過數據和柱形圖分析可以得出丹參酮對HepG₂細胞的作用效果的特點是：丹參酮濃度越高，對細胞生長的抑制作用越強；作用時間越長，對細胞生長的抑制作用越強．
（4）將培養48h的培養液離心，去除上清液后經過一系列的處理及分析，得到對照組和給藥組48h細胞周期變化、凋亡率及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表達量如表所示：
表2　丹參酮對HepG₂細胞周期、凋亡率及凋亡蛋白基因Bax和Bcl-2的表達的影響

組別	G1	S	G2+M	凋亡率	Bax	Bcl-2
對照組	55%	36%	9%	5.6%	28%	53%
實驗組	67%	24%	9%	32.6%	37%	38%

據此推測，丹參酮使HepG₂細胞周期阻滯于G₁期．丹參酮可能通過促進HepG₂內Bax基因的表達來誘導細胞凋亡從而抑制腫瘤的生長．
（5）順鉑（DDP）是一種DNA損傷藥物，也是目前臨床上多種癌癥化療的首選藥物．若要探究丹參酮聯合順鉑對HepG₂細胞生長的影響，應還需設置順鉑用藥組和丹參酮聯合順鉑用藥組給藥組才能得出結論．

Answer 1

分析 一般在探究實驗中，要遵循單一變量和對照性原則，同時無關變量要保持相同且適宜．
分析實驗設置可知，實驗的自變量為丹參酮的濃度與作用時間，而人肝癌細胞的數量、培養時間、溶液的用量等都屬于無關變量．

解答 解：（1）根據題意可知，丹參酮是從中藥丹參中提取的具有抗腫瘤活性的脂溶性菲醌化合物，并且實驗材料中提供了“用 0.02% 二甲亞砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹參酮溶液”，因此為了保證單一變量原則，第二步中應分別加入等量的 0.02% 二甲亞砜溶液，用 0.02% 二甲亞砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹參酮溶液．
（2）根據實驗設計可知，本實驗的自變量是丹參酮的濃度，同時在觀察實驗結果時“每24h用細胞計數儀檢測癌細胞數”，因此作用時間也屬于實驗的自變量．
（3）①題干要求將表中前48小時的數據轉化為相應給藥組細胞增殖率隨時間變化的柱形圖，因此根據表格中的數據畫圖即可．
②通過數據和柱形圖分析可知，丹參酮濃度越高，對細胞生長的抑制作用越強；作用時間越長，對細胞生長的抑制作用越強．
（4）表格中看出，實驗組的G₁期細胞比例增多，S期的細胞比例減少，因此可以推測丹參酮使HepG2細胞周期阻滯于G₁期．并且表格中凋亡蛋白Bax表達量增多，而細胞的凋亡率增加，因此可以推測丹參酮可能通過促進HepG2內的bax基因表達來誘導細胞凋亡從而抑制腫瘤的生長．
（5）若要探究丹參酮聯合順鉑對HepG2細胞生長的影響，應還需設置順鉑用藥組和丹參酮聯合順鉑用藥組給藥組才能得出結論．
故答案為：
（1）分別加入等量的0.02%二甲亞砜溶液，用0.02%二甲亞砜溶解的0.5 ug/mL、1 ug/mL、1.5 ug/mL的丹參酮溶液
（2）丹參酮的濃度與作用時間
（3）①

②丹參酮濃度越高，對細胞生長的抑制作用越強；作用時間越長，對細胞生長的抑制作用越強
（4）G₁　Bax基因
（5）順鉑用藥組和丹參酮聯合順鉑用藥組

點評 本題考查了惡性腫瘤防治的有關知識，要求考生具有一定的分析能力和實驗設計能力；能夠對實驗的表格進行分析，并能夠得出相關實驗結論，難度適中．