Question

12．現有甲、乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學物質，利用動物細胞培養的方法能夠鑒定它們是否有毒性，并比較二者毒性的強弱：請完成下列實驗報告．
I．實驗材料：小白鼠胚胎．
Ⅱ．藥品用具：胰蛋白酶液、動物細胞培養液、動物細胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、滴管、培養皿、剪刀、錐形瓶、細胞培養箱、載玻片、蓋玻片、光學顯微鏡、小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片．
Ⅲ．實驗原理：將有毒物質加入細胞培養液后，培養的動物細胞會發生染色體數量和結構變異（答出有毒物質使細胞發生變異），根據這些變異細胞占全部培養細胞的百分數（以下稱Q值），可判斷該化學物質的毒性．
Ⅳ．實驗步驟：
（1）制備細胞懸液：把小白鼠胚胎放在培養皿中剪碎，轉入錐形瓶中，加人胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細胞，再加入動物細胞培養液，制成細胞懸液．
（2）進行細胞培養：
①取A、B、C三個潔凈的培養瓶，分別加入等量的細胞懸液．
②向A、B兩個培養瓶中分別加入等量的化學物質甲、乙，并將培養瓶搖勻；C瓶不作處理，作為對照．
③把3個培養瓶放在37℃（或適宜溫度）的細胞培養箱中培養．
（3）制作臨時裝片：
①當細胞繁殖到大約第8代左右時，同時從細胞培養箱中取出三個培養瓶，用胰蛋白酶液處理，使培養的細胞從瓶壁上脫落，再加入動物細胞固定液迅速殺死細胞，將細胞固定在不同的分裂時期．
②靜置一段時間后，分別從各培養瓶底部吸取適量的細胞懸液．滴在與培養瓶有相同編號的載玻片中央，加1-2滴一定濃度的龍膽紫溶液染色，3-5min后，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片．
（4）鏡檢和統計：把臨時裝片放在顯微鏡下，尋找處于有絲分裂中期的細胞，并與小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片對比以確認發生上述變異的細胞，同時統計該期變異的細胞占細胞總數的百分數（Q值）．
V．實驗結果：

培養瓶	A	B	C
Q值	1.3%	12.5%	0.1%

Ⅵ．實驗結論：甲、乙兩種化學物質均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．

Answer 1

分析 根據題干信息“甲、乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學物質”，則自變量為甲乙兩種化學物質，因變量是Q值，即變異細胞占全部培養細胞的百分數．
對照實驗的三個步驟：取材、編號；分別作不同的處理；觀察實驗結果和得出實驗結論．

解答 解：Ⅲ．有毒物質使細胞發生變異，根據實驗材料中的龍膽紫（堿性染料，可以將染色體染成深色）可知，將有毒物質加入細胞培養液后，培養的動物細胞會發生染色體數量和結構變異．
Ⅳ實驗設計時要遵循對照原則和單一變量原則，所以本實驗要設計三組實驗，單一變量是有毒物質的有無和有毒物質的種類．實驗步驟為：①制備細胞懸液；
②進行細胞培養：取A、B、C三個潔凈的培養瓶，分別加入等量的細胞懸液；向A、B兩個培養瓶中分別加入等量的化學物質甲、乙，并將培養瓶搖勻；C瓶不作處理，作為對照；把3個培養瓶放在37℃（或適宜溫度）的細胞培養箱中培養．
③制作臨時裝片，該過程中要用龍膽紫對染色體進行染色便于觀察．
（4）鏡檢和統計（先用低倍鏡后用高倍鏡）：把臨時裝片放在顯微鏡下，尋找處于有絲分裂中期（該時期細胞中染色體形態穩定，數目清晰，是觀察染色體形態和數目的最佳時期）的細胞，并與小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片對比以確認發生上述變異的細胞，同時統計該期變異的細胞占細胞總數的百分數（Q值）．
Ⅴ根據表中結果可知，甲、乙兩種化學物質均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
故答案為：
Ⅲ．將有毒物質加入細胞培養液后，培養的動物細胞會發生染色體數量和結構變異（答出有毒物質使細胞發生變異）
Ⅳ．（2）①分別加入等量的細胞懸液
②向A、B兩個培養瓶中分別加入等量的化學物質甲、乙，并將培養瓶搖勻；C瓶不作處理，作為對照
③把3個培養瓶放在37℃（或適宜溫度）的細胞培養箱中培養    
（3）②龍膽紫溶液
（4）小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片
Ⅵ．甲、乙兩種化學物質均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大

點評 本題考查探究實驗，意在考查提升學生理解動物細胞培養和分析實驗的能力．實驗設計時要注意單一變量原則和對照原則．要注意無關變量應該相同且適宜．