【題目】有資料表明胃癌細胞中有胃泌素相關(guān)基因的表達,而且外源性胃泌素對胃癌細胞有明顯促進生長的作用。某科研人員為驗證外源性胃泌素的上述作用,以及進一步研究丙谷胺對其作用的影響,進行了以下實驗研究。請完善實驗思路,并根據(jù)實驗結(jié)果進行分析。

(要求與說明:用細胞流式測定儀測定細胞周期分布;實驗結(jié)果測定的具體操作不作要求;培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液變化忽略不計;實驗條件適宜)

1)完善實驗思路:

①將X型胃癌細胞培養(yǎng)3天后制備細胞懸液備用。用細胞培養(yǎng)液配制適宜濃度的胃泌素溶液和丙谷胺溶液。

②取適量等量細胞懸液加入4組培養(yǎng)瓶中待繼續(xù)培養(yǎng),每組若干,各組處理如下。

甲組:_______;

乙組:50μL丙谷胺溶液+50uL細胞培養(yǎng)液;

丙組:_______;

丁組:100L細胞培養(yǎng)液。

③將上述樣品在適宜條件下進行培養(yǎng)。48h后取部分樣品測定________,并記錄。

_______,并記錄。

⑤對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,結(jié)果如下。

表:胃泌素和丙谷胺對X型胃癌細胞增殖及細胞周期的影響

組別

72h570nm

48h,各時期細胞百分比(%

OD

G1

S

G2+M

0767±0025

5560

2520

1920

0559±0020

7010

2005

985

0585±0022

6860

2110

1030

0561±0026

7000

2000

1000

(注:OD值大小可體現(xiàn)細胞增殖情況;丁組細胞的細胞周期T=20h。)

2)實驗分析與討論:

①用OD值作為檢測細胞增殖指標的依據(jù)是_______。甲組與丁組數(shù)據(jù)比較,說明甲組的處理最可能是促進了S期細胞的________,從而促進腫瘤細胞增殖。乙、丁組數(shù)據(jù)幾乎沒有差異,但甲、丙組數(shù)據(jù)差異明顯,可見丙谷胺具有________作用。

②據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卷相應(yīng)坐標系中畫出丁組細胞中核DNA含量的周期性變化曲線,并將坐標系補充完整________________

【答案】50uL置泌素+50uL細胞培養(yǎng)液 50uL胃泌素+50uL丙谷胺溶液 細胞周期分布/各時期細胞百分比 72h后取剩余樣品(在570nm波長)測定OD 細胞密度與(細胞懸液的)OD值呈正比/線性關(guān)系/OD值越大細胞數(shù)越多 DNA復(fù)制 對抗/抑制外源性胃泌素

【解析】

題意分析,外源性胃泌素對胃癌細胞有明顯促進生長的作用。本實驗的目的是驗證外源性胃泌素的上述作用,并且還要進一步研究丙谷胺對胃泌素促進生長作用的的影響,根據(jù)實驗?zāi)康牟⒔Y(jié)合題目中的信息可知實驗中的自變量為胃泌素、丙谷胺以及胃泌素和丙谷胺三種不同因素的處理,因變量為OD值以及細胞周期中各期的變化,實驗過程中無關(guān)變量要求相同且適宜。

1)根據(jù)分析可知,補充實驗如下:

實驗試劑的準備:將X型胃癌細胞培養(yǎng)3天后制備細胞懸液備用。用細胞培養(yǎng)液配制適宜濃度的胃泌素溶液和丙谷胺溶液。

取適量等量細胞懸液加入4組培養(yǎng)瓶中待繼續(xù)培養(yǎng),每組若干,分組、編號,然后給與不同處理如下:

甲組中加入50uL胃泌素溶液+50uL細胞培養(yǎng)液;

乙組中加入50μL丙谷胺溶液+50uL細胞培養(yǎng)液;

丙組中加入50uL胃泌素溶液+50uL丙谷胺溶液;

丁組中加入100L細胞培養(yǎng)液。

為保證無關(guān)變量的一致性,需要將上述樣品在適宜條件下進行培養(yǎng)。根據(jù)題目中的實驗結(jié)果可知,48h后取部分樣品測定細胞周期分布/各時期細胞百分比,并記錄。

結(jié)合實驗表格可知,72h后取剩余樣品(在570nm波長)測定OD值,并記錄。

2)實驗分析如下

由于細胞密度與(細胞懸液的)OD值呈正比,故可用OD值的大小表示細胞數(shù)目的多少。甲組與丁組數(shù)據(jù)比較,處于S期的細胞的占比高于丁組,說明甲組胃泌素的處理最可能是促進了S期細胞的DNA復(fù)制,進而加快了后續(xù)的分裂過程,從而促進腫瘤細胞增殖。比較發(fā)現(xiàn)乙、丁組數(shù)據(jù)幾乎沒有差異,但甲、丙組數(shù)據(jù)差異明顯,由此可推測丙谷胺具有對抗/抑制外源性胃泌素作用,從而對抗了胃泌素促進癌細胞生長的作用。

繪圖過程中需要根據(jù)表中的數(shù)據(jù)來繪制,故需要計算出細胞周期中各時期的長短,題意顯示丁組細胞細胞進行有絲分裂,細胞周期為20小時,則G1經(jīng)歷時間為20×70%=14小時,此期進行DNA復(fù)制前的準備階段,進行有關(guān)RNA和蛋白質(zhì)合成;S期經(jīng)歷時間為20×20%=4小時,此期進行DNA分子的復(fù)制,故此期后DNA數(shù)目加倍;G2+M經(jīng)歷時間為20×10%=2小時,此期后形成新的子細胞,其中的DNA數(shù)目與原來親代細胞的DNA數(shù)目相同,據(jù)此繪圖如下:

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