Question

11．癌癥是威脅人類最嚴重的疾病之一，癌細胞的特點之一是無限增殖．研究發(fā)現，癌細胞的無限增殖受某調控基因的控制．為探究該調控基因存在于細胞質中還是存在于細胞核中，研究者進行了如圖所示的實驗設計．請根據實驗設計的思路，完成下列問題：
（1）實驗準備：
①配制動物細胞培養(yǎng)液：在動物血清中添加葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素等．
②制備單個細胞：動物組織靠細胞膜上的某些蛋白質緊密黏連，因此可以用蛋白酶分別處理宮頸癌組織和小鼠肝組織，使之分散成單個細胞．
（2）實驗方案：
①分別使單個癌細胞和單個肝細胞核質分離，將癌細胞核和肝細胞質形成重組細胞甲，將癌細胞質和肝細胞核形成重組細胞乙．
②取兩個培養(yǎng)瓶分別編號為甲、乙（與重組細胞甲、乙對應），各加入等量的培養(yǎng)液．
③取等量重組細胞甲和重組細胞乙，分別加入甲、乙兩個培養(yǎng)瓶中，在適宜且相同的條件下進行細胞培養(yǎng)．
④一段時間后，用顯微鏡觀察甲、乙兩瓶中的細胞形態(tài)．
（3）預期實驗結果及結論：
①若只有甲瓶中細胞發(fā)生明顯癌變特征變化，則說明調控基因存在于細胞核中．
②若只有乙瓶中細胞發(fā)生明顯癌變特征變化，則說明調控基因存在于細胞質中．
③若甲、乙兩瓶中細胞形態(tài)均發(fā)生明顯癌變特征變化，則說明調控基因可能同時存在于細胞核和細胞質中．
④若甲、乙兩瓶中細胞均沒有明顯癌變特征變化，則無法確定基因所在位置而需要進一步實驗，但可推斷該調控基因的表達需要細胞核和細胞質的共同參與．
（4）問題分析：
①在顯微鏡下鑒別細胞癌變的主要依據是細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化；大量細胞處于分裂狀態(tài)．
②如果細胞培養(yǎng)液中缺少氨基酸，細胞一般會停留在細胞周期的分裂間期．

Answer 1

分析 分析題圖：重組細胞甲是由癌細胞核和肝細胞質組成，重組細胞乙是由癌細胞質和肝細胞核組成，對重組細胞甲和乙進行培養(yǎng)時，可以通過觀細胞形態(tài)的變化情況來判斷調控基因存在于細胞質還是細胞核內．

解答 解：（2）實驗方案：聯系上下文可知，本步驟是對于重組細胞的培養(yǎng)，重組細胞的數量、培養(yǎng)條件是無關變量，根據實驗的單因子變量的原則，無關變量應保持一致且適宜，所以培養(yǎng)方法是：分別取等量重組細胞甲和重組細胞乙，分別加入甲、乙兩個培養(yǎng)瓶中，在相同且適宜的條件下進行細胞培養(yǎng)．
（3）預期結果：
由于本實驗是探究實驗，在預期結果獲取結論時要預期到各種可能出現的情況，所以預期結果和結論應是：
①若甲瓶中的細胞形態(tài)發(fā)生明顯變化，乙瓶中基本無變化，則調控基因存在于細胞核中；
②若乙瓶中的細胞（或重組乙細胞分裂產生的細胞）形態(tài)發(fā)生明顯變化，甲瓶中基本無變化，則調控基因存在于細胞質中；
③若甲、乙兩瓶中的細胞（或重組甲、重組乙細胞分裂產生的細胞）形態(tài)均發(fā)生明顯變化，則調控基因可能同時存在于細胞核和細胞質中；
④若甲、乙兩瓶中的細胞（或重組甲、重組乙細胞分裂產生的細胞）形態(tài)均沒有發(fā)生變化，則調控基因的表達需要細胞核與細胞質相互作用．
（4）問題分析：
①在顯微鏡下鑒別細胞癌變的主要依據是細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化；大量細胞處于分裂狀態(tài)．
②間期的特點是完成DNA的復制和蛋白質的合成，則細胞培養(yǎng)液中缺少氨基酸，細胞一般會停留在分裂間期．
故答案為：
（2）③取等量重組細胞甲和重組細胞乙，分別加入甲、乙兩個培養(yǎng)瓶中，在適宜且相同的條件下進行細胞培養(yǎng)
（3）②若只有乙瓶中細胞發(fā)生明顯癌變特征變化，則說明調控基因存在于細胞質中　
③若甲、乙兩瓶中細胞形態(tài)均發(fā)生明顯癌變特征變化，則說明調控基因可能同時存在于細胞核和細胞質中
（4）①細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化；大量細胞處于分裂狀態(tài)　
②分裂間期

點評 本題是知識點是通過實驗探究調控癌細胞增殖的基因的分布，細胞核與細胞質的關系，正確分析實驗的類型、實驗目的，實驗的自變量、無關變量和因變量，是解題的關鍵．