Question

8．現有甲、乙兩種可能有一定毒性的化學物質，實驗室研究人員計劃通過動物細胞培養(yǎng)的方法來鑒定它們是否有毒性并比較二者毒性的強弱．請你以一個研究人員的身份參與此項研究，完成下列有關問題．
實驗原理：有毒物質會使動物細胞發(fā)生染色體變異．根據這種變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數（以下稱Q值），可判斷該化學物質的毒性．
材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、動物細胞培養(yǎng)液、動物細胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、適宜濃度的化學物質甲溶液、適宜濃度的化學物質乙溶液、蒸餾水、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、恒溫箱、載玻片、蓋玻片、顯微鏡、小白鼠正常有絲分裂各時期的高倍顯微照片．
實驗步驟：
（1）制備細胞懸浮液．
把活的小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細胞，再加入動物細胞培養(yǎng)液，制成細胞懸浮液．
（2）進行細胞培養(yǎng)．
①取A、B、C3個潔凈的培養(yǎng)瓶，分別放入等量的細胞懸浮液；
②向A、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；
③把3個培養(yǎng)瓶放在適宜溫度的恒溫箱中培養(yǎng)．
（3）制作臨時裝片．
①當細胞增殖到大約8代左右時，同時從恒溫箱中取出3個培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液．
處理，加入動物細胞固定液，迅速殺死細胞并固定細胞分裂相；
②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細胞懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，滴加加1-2滴龍膽紫液染色進行染色，3-5min后，蓋上蓋玻片．
（4）鏡檢和統(tǒng)計．
把臨時裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡觀察，為清晰觀察染色體的形態(tài)，最好尋找處于有絲分裂中期的細胞，并與小白鼠正常細胞有絲分裂同時期高倍顯微照片進行對比，統(tǒng)計并計算該期變異的細胞占該期細胞總數的百分數（Q值）．
結果分析與結論：
（1）經研究人員實驗得知，A、B、C三個培養(yǎng)瓶的Q值依次為：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，
由此可知該實驗的結論是甲、乙兩種化學物質均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
（2）在實驗中，C培養(yǎng)瓶起對照作用，C瓶的Q值說明動物細胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．

Answer 1

分析 1、根據題干信息“甲、乙兩種可能有一定毒性的化學物質”、“鑒定它們是否有毒性并比較二者毒性的強弱”和“根據這種變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數（以下稱Q值），可判斷該化學物質的毒性”，可知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(yǎng)細胞的百分數．
2、探究實驗的三個步驟：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：有毒物質使細胞發(fā)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(yǎng)液后，培養(yǎng)的動物細胞會發(fā)生染色體數量和結構變異．故實驗原理為：有毒物質會使動物細胞發(fā)生染色體變異．
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(yǎng)．①取A、B、C3個潔凈的培養(yǎng)瓶，分別放入等量的細胞懸浮液；②向A、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸餾水，搖勻；③把3個培養(yǎng)瓶放在37℃或適宜溫度）的恒溫箱中培養(yǎng)．
（3）制作臨時裝片．②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細胞懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，加1-2滴龍膽紫液染色，3-5min后，蓋上蓋玻片．
（4）鏡檢和統(tǒng)計．把臨時裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡，尋找處于有絲分裂中期的細胞，并與小白鼠正常細胞有絲分裂中期高倍顯微照片進行對比，統(tǒng)計并計算該期變異的細胞占該期細胞總數的百分數（Q值）．
結果分析與結論：
（1）經研究人員實驗得知，A、B、C三個培養(yǎng)瓶的Q值依次為：Q_A=1.3%，Q_B=12.5%，Q_C=0.1%，由此可知該實驗的結論是甲、乙兩種化學物質均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大．
（2）在實驗中，C培養(yǎng)瓶起對照作用，C瓶的Q值說明動物細胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．
故答案為：
有毒物質會使動物細胞發(fā)生染色體變異
（2）①等量的細胞懸浮液  
（3）①胰蛋白酶液   ②加1-2滴龍膽紫液染色
（4）有絲分裂中
結果分析與結論：
（1）甲、乙兩種化學物質均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
（2）對照    動物細胞在正常培養(yǎng)狀態(tài)下染色體變異頻率非常低．

點評 本題考查動物細胞培養(yǎng)及相關的探究實驗，要求考生明確實驗的目的，能正確判斷實驗的自變量、因變量和無關變量，掌握探究實驗的原則，并能據此完善實驗步驟和得出正確的實驗結論，屬于考綱理解和應用層次的考查．