Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)X與肝細(xì)胞膜上Y蛋白結(jié)合可促進(jìn)某動(dòng)物肝臟細(xì)胞的增殖，請?jiān)O(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證該發(fā)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：正常肝臟細(xì)胞、Y蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞（Y蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞增殖能力有所降低）、X物質(zhì)溶液、培養(yǎng)液，比濁計(jì)及實(shí)驗(yàn)所需其他試劑和材料。（說明：答題時(shí)不考慮加入X后的體積變化等誤差，X與Y蛋白不結(jié)合時(shí)對細(xì)胞無影響。提供的細(xì)胞均具有分裂能力，只進(jìn)行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜，比濁計(jì)使用方法不做要求）

（1）實(shí)驗(yàn)思路：

①取培養(yǎng)瓶若干個(gè)，分組并編號如下：_____________。每組設(shè)置若干個(gè)重復(fù)樣品。培養(yǎng)12小時(shí)后，其中在A、B兩組中加入等量的物質(zhì)X。

②各組樣品在CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每隔6小時(shí)各取其中的幾個(gè)樣品，用比濁計(jì)測定________并記錄數(shù)據(jù)。由于細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞__________難以形成細(xì)胞懸液，所以需加入胰蛋白酶并搖勻后再測定。

③24小時(shí)后結(jié)束實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，并以此數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)繪制曲線。

（2）請用曲線圖預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果：______________。

（3）欲進(jìn)一步研究細(xì)胞膜上Y蛋白與X物質(zhì)的結(jié)合會(huì)受到Z 物質(zhì)的干擾（而Z本身不影響細(xì)胞增殖），則在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上需增設(shè)的實(shí)驗(yàn)組是____________。

（4）分析與討論：

a．經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)X不能促進(jìn)該動(dòng)物成骨細(xì)胞的增殖，而成骨細(xì)胞溶膠中有Y的mRNA，則物質(zhì)X不能促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖的原因可能是__________________________。成骨細(xì)胞表面蛋白質(zhì)多種多樣的根本原因是_______________________。

b．欲確定Y 蛋白基因所在的染色體，可在細(xì)胞水平上用______________技術(shù)來進(jìn)行基因定位。

Answer 1

【答案】A 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+正常肝臟細(xì)胞

B 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞

C 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+正常肝臟細(xì)胞

D 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞（A 與 B 可互換，C 與 D 可互換） 渾濁度 貼壁生長 培養(yǎng)液+正常肝細(xì)胞+X 物質(zhì)+Z 物質(zhì)，看細(xì)胞增殖情況 mRNA 難以翻譯形成 Y 蛋白、表達(dá)形成的 Y 蛋白難以移到細(xì)胞膜表面、表達(dá)形成的 Y 蛋白 活性低 控制不同蛋白的基因不同 細(xì)胞雜交

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供的材料正常肝臟細(xì)胞、Y蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞、X物質(zhì)溶液，因此實(shí)驗(yàn)的自變量為細(xì)胞中是否含有Y蛋白基因，因變量為細(xì)胞的數(shù)量（可用溶液渾濁程度表示），如果正常細(xì)胞增殖的數(shù)量多于Y蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞，說明物質(zhì)X能夠促進(jìn)肝臟細(xì)胞的增殖。

（1）①本實(shí)驗(yàn)分別以下4組實(shí)驗(yàn)：Ａ組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液 +正常肝臟細(xì)胞，B 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞，C 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+正常肝臟細(xì)胞，D 組：等量的細(xì)胞培養(yǎng)液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細(xì)胞（A 與 B 可互換，C 與 D 可互換）。②根據(jù)題意，肝臟細(xì)胞增殖能力是用溶液渾濁度來表示的；一些細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)，附在一定的固相表面進(jìn)行貼壁生長，難以形成細(xì)胞懸液，胰蛋白酶可以使組織分散成單個(gè)細(xì)胞，所以需加入胰蛋白酶并搖勻后再測定。
（2）肝臟細(xì)胞增殖能力可用溶液渾濁度來表示，因此24小時(shí)后結(jié)束實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，并以此數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)繪制曲線，曲線圖見答案。
（3）欲進(jìn)一步研究細(xì)胞膜上Y蛋白與X物質(zhì)的結(jié)合會(huì)受到Z 物質(zhì)的干擾（而Z本身不影響細(xì)胞增殖），根據(jù)單一變量原則和對照原則，則在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上需增設(shè)的實(shí)驗(yàn)組是：培養(yǎng)液+正常肝細(xì)胞+X 物質(zhì)+Z 物質(zhì)，看細(xì)胞增殖情況。
（4）根據(jù)“經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)X不能促進(jìn)該動(dòng)物成骨細(xì)胞的增殖，而成骨細(xì)胞溶膠中有Y的mRNA”，說明可以通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生Y的mRNA，則物質(zhì)X不能促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖的原因可能是在翻譯過程發(fā)生異常，或者產(chǎn)生的蛋白質(zhì)無法正常使用導(dǎo)致的，mRNA 難以翻譯形成 Y 蛋白、表達(dá)形成的Y 蛋白難以移到細(xì)胞膜表面、表達(dá)形成的 Y 蛋白活性低。成骨細(xì)胞是由一個(gè)受精卵發(fā)育而來的，則表面蛋白質(zhì)多種多樣的根本原因是控制不同蛋白的基因不同（或者是基因的選擇性表達(dá)）。欲確定Y 蛋白基因所在的染色體，要在細(xì)胞水平上進(jìn)行基因定位，則需要用細(xì)胞雜交技術(shù)進(jìn)行基因定位。