Question

17．科研人員想研究“在胰島素使用總量不變的前提下，胰島素使用次數對同一組織不同細胞株克隆效率的影響”．請完成實驗思路，并分析實驗結果．
實驗材料：M濃度胰島素溶液（小鼠血漿晝夜平均胰島素濃度）、培養液、小鼠皮膚生發層組織（能增殖）、胰蛋白酶、3種抗體、生理鹽水等．
（要求與說明：答題時不考慮加入胰島素溶液后的培養液體積變化等誤差；不同濃度的胰島素溶液加入細胞培養液的間隔時間為24小時；抗體能識別特定的膜蛋白質，但不損傷細胞）
（1）實驗思路：

細胞株類型	胰島素濃度	加入胰島素次數	檢測內容
細胞株1	M	1	30小時后每培養瓶中的細胞數量
	$\frac{M}{2}$	2
	$\frac{M}{3}$	3

①向有小鼠皮膚生發層組織的培養液中加入胰蛋白酶獲得單細胞懸浮液，再轉入特殊培養液中進行原代培養，然后將其分成3瓶，并分別在每瓶中加入一種抗體從而獲取3種特殊細胞，分別命名為細胞株1、2、3．
②將M濃度胰島素溶液分別稀釋到原濃度的$\frac{1}{2}$、$\frac{1}{3}$，備用．
③實驗分組及操作．若實驗在適宜條件下進行72小時，以細胞株1為例，將細胞株1均分為3份實驗，請完成下列表格．
（2）實驗分析：
①本實驗用克隆化細胞株而不是原代培養物作實驗材料，原因是未經克隆化細胞株中的細胞具有異質性．
②按照上述實驗操作，可能還會產生一定的誤差，改進的辦法是每組增加若干樣品（或重復實驗），求平均細胞數．

Answer 1

分析 實驗的目的是為了研究在胰島素使用總量不變的前提下，胰島素使用次數對同一組織不同細胞株克隆效率的影響．根據實驗的對照原則和單一變量原則，將M濃度胰島素溶液分別稀釋到原濃度的$\frac{1}{2}$、$\frac{1}{3}$，則胰島素濃度為M，加1次胰島素；胰島素濃度為$\frac{M}{2}$，分2次加胰島素；胰島素濃度為$\frac{M}{3}$，分3次加胰島素．克隆化細胞株中的細胞具有遺傳物質均一，表現性狀相似的特點，這樣可以減少實驗誤差．重復實驗，求平均值，可以減少實驗偶然因素引起的誤差．

解答 解：（1）①腫瘤組織的細胞之間有一些蛋白質類物質，根據酶的專一性，培養之前，腫瘤組織必須先用胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）等處理成單個細胞．獲得單細胞懸浮液后，再轉入特殊培養液中進行原代培養，然后將其分成3瓶，并在每瓶中加入一種抗體從而獲取3種特殊細胞，分別命名為細胞株1、2、3．③實驗的目的是為了研究在胰島素使用總量不變的前提下，胰島素使用次數對同一組織不同細胞株克隆效率的影響．因此胰島素濃度為M，加1次胰島素；胰島素濃度為$\frac{M}{2}$，分2次加胰島素；胰島素濃度為$\frac{M}{3}$，分3次加胰島素．培養30小時后，檢測每培養瓶中的細胞數量．
（2）①克隆化細胞株中的細胞具有遺傳物質均一，表現性狀相似（或同質性/生理特征相同）的特點，這樣可以減少實驗誤差．因此本實驗用克隆化細胞株而不是原代培養物作實驗材料．
②上述實驗操作中，還可以改進的辦法是每個實驗組再增加若干個樣品（或重復上述實驗步驟若干次），求平均細胞總數，減少實驗偶然因素引起的誤差．
故答案為：
（1）①胰蛋白酶    一種抗體
③
（2）①異質性    ②每組增加若干樣品（或重復實驗），求平均細胞數

點評 本題考查動物細胞培養過程及應用、探究實驗，意在考查考生的識記能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯系，形成知識網絡結構的能力；具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理．