Question

【題目】物質X本身不影響細胞的生長，但具有對抗生長激素對細胞生長的影響。為驗證物 質X的作用，請根據以下提供的實驗材料與用具，提出實驗思路，預測實驗結果并進行分析。

材料與用具:小鼠肝細胞懸液、動物細胞培養液、生長激素、物質X、胰蛋白酶、C02培養箱、培養瓶若干、血細胞計數板、顯微鏡等。

（要求與說明：細胞計數的具體操作過程不作要求；答題時不考慮加入生長激素和物質X后的體積變化等誤差。提供的細胞均具有分裂能力，只進行原代培養且培養條件適宜。）

請回答:

（1）實驗思路：

（2）預測實驗結果（用坐標系和細胞數變化曲線示意圖表示）

（3）分析與討論：

①生長激素具有促進蛋白質的合成，還能通過促進__________刺激細胞的生長。

②根據物質X具有對抗生長激素的特性，生長激素分泌過多的幼年個體，可通過注射適量的物質X預防______________________________（填某種病癥）。

Answer 1

【答案】 ①取培養瓶若干個，隨機均分為四組，編號ABCD，向四組每個培養瓶中加入適量等量的動物細胞培養液和小鼠肝細胞懸液，每組設置若干個重復樣品

②各取其中的幾個樣品，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數板分別計數，并記錄細胞數

③向A組每個培養瓶中加入X，B組每個培養瓶中加入生長激素，C組每個培養瓶中加入生長激素和X，D組不作處理

④將各組樣品放入CO2培養箱中培養一段合適的時間后，各取其中的幾個樣品，加入胰蛋白酶，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數板分別計數并記錄細胞數

⑤每隔一段時間重復④

⑥對所得的數據進行統計分析 細胞增大和數量增多 巨人癥

【解析】本題借助于動物細胞培養技術驗證物質X的作用，要求考生把握動物細胞培養的操作程序，能利用所學知識設計實驗，根據對照實驗設計的單一變量原則和對照原則，驗證物質X的作用；能根據驗證性實驗的特點預測實驗結果并以合適的方式呈現實驗結果；此題難度較大，對使用學科語言準確表述生物學實驗思路要求較高。

（1）實驗思路：根據題意可知，本實驗的目的是驗證物質X本身不影響細胞的生長，但具有對抗生長激素對細胞生長的影響作用，因此實驗的自變量是細胞培養液中添加的物質種類，因變量為培養液中細胞數目變化；對照實驗的設計應遵循單一變量原則和對照原則，結合題意和題給材料與試劑，可選擇正常培養的細胞為空白對照組，正常培養的培養液中添加生長激素的為實驗組1，正常培養的培養液中添加物質X的為實驗組2，正常培養的培養液中添加生長激素和物質X的為實驗組3，并將各組細胞放在相同且適宜的條件下培養，定時檢測各組培養液中細胞數量并記錄，具體實驗思路可安排如下：

①取培養瓶若干個，隨機均分為四組，編號ABCD，向四組每個培養瓶中加入適量等量的動物細胞培養液和小鼠肝細胞懸液，每組設置若干個重復樣品

②各取其中的幾個樣品，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數板分別計數，并記錄細胞數

③向A組每個培養瓶中加入X，B組每個培養瓶中加入生長激素，C組每個培養瓶中加入生長激素和X，D組不作處理

④將各組樣品放入CO2培養箱中培養一段合適的時間后，各取其中的幾個樣品，加入胰蛋白酶，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數板分別計數并記錄細胞數

⑤每隔一段時間重復④

⑥對所得的數據進行統計分析

（2）預測實驗結果：驗證實驗的結果和結論是唯一的，即支持實驗假設，對本實驗來說，即實驗結果應支持“物質X本身不影響細胞的生長，但具有對抗生長激素對細胞生長的影響作用”這一結論，因此，根據上述實驗思路，可用下圖坐標系和細胞數變化曲線示意圖表示實驗結果：

（3）分析與討論：

①生長激素具有促進蛋白質的合成，還能通過促進細胞增大和數量增多刺激細胞的生長。

②根據物質X具有對抗生長激素的特性，因此對生長激素分泌過多的幼年個體，可通過注射適量的物質X預防巨人癥。