Question

【題目】研究發現物質X與肝細胞膜上Y蛋白結合可促進某動物肝臟細胞的增殖，請設計相應的實驗方案驗證該發現。

實驗材料：正常肝臟細胞、Y蛋白基因敲除的肝臟細胞（Y蛋白基因敲除的肝臟細胞增殖能力有所降低）、X物質溶液、培養液，比濁計及實驗所需其他試劑和材料。（說明：答題時不考慮加入X后的體積變化等誤差，X與Y蛋白不結合時對細胞無影響。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，比濁計使用方法不做要求）

（1）實驗思路：

①取培養瓶若干個，分組并編號如下：_____________。每組設置若干個重復樣品。培養12小時后，其中在A、B兩組中加入等量的物質X。

②各組樣品在CO2培養箱中培養，每隔6小時各取其中的幾個樣品，用比濁計測定________并記錄數據。由于細胞培養時細胞__________難以形成細胞懸液，所以需加入胰蛋白酶并搖勻后再測定。

③24小時后結束實驗統計分析數據，并以此數據為縱坐標繪制曲線。

（2）請用曲線圖預測實驗結果：______________。

（3）欲進一步研究細胞膜上Y蛋白與X物質的結合會受到Z 物質的干擾（而Z本身不影響細胞增殖），則在原實驗基礎上需增設的實驗組是____________。

（4）分析與討論：

a．經過研究發現物質X不能促進該動物成骨細胞的增殖，而成骨細胞溶膠中有Y的mRNA，則物質X不能促進成骨細胞增殖的原因可能是__________________________。成骨細胞表面蛋白質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，可在細胞水平上用______________技術來進行基因定位。

Answer 1

【答案】A 組：等量的細胞培養液+正常肝臟細胞

B 組：等量的細胞培養液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細胞

C 組：等量的細胞培養液+正常肝臟細胞

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

【解析】

根據實驗提供的材料正常肝臟細胞、Y蛋白基因敲除的肝臟細胞、X物質溶液，因此實驗的自變量為細胞中是否含有Y蛋白基因，因變量為細胞的數量（可用溶液渾濁程度表示），如果正常細胞增殖的數量多于Y蛋白基因敲除的肝臟細胞，說明物質X能夠促進肝臟細胞的增殖。

（1）①本實驗分別以下4組實驗：Ａ組：等量的細胞培養液 +正常肝臟細胞，B 組：等量的細胞培養液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細胞，C 組：等量的細胞培養液+正常肝臟細胞，D 組：等量的細胞培養液+Y 蛋白基因敲除的肝臟細胞（A 與 B 可互換，C 與 D 可互換）。②根據題意，肝臟細胞增殖能力是用溶液渾濁度來表示的；一些細胞在培養時，附在一定的固相表面進行貼壁生長，難以形成細胞懸液，胰蛋白酶可以使組織分散成單個細胞，所以需加入胰蛋白酶并搖勻后再測定。
（2）肝臟細胞增殖能力可用溶液渾濁度來表示，因此24小時后結束實驗統計分析數據，并以此數據為縱坐標繪制曲線，曲線圖見答案。
（3）欲進一步研究細胞膜上Y蛋白與X物質的結合會受到Z 物質的干擾（而Z本身不影響細胞增殖），根據單一變量原則和對照原則，則在原實驗基礎上需增設的實驗組是：培養液+正常肝細胞+X 物質+Z 物質，看細胞增殖情況。
（4）根據“經過研究發現物質X不能促進該動物成骨細胞的增殖，而成骨細胞溶膠中有Y的mRNA”，說明可以通過轉錄產生Y的mRNA，則物質X不能促進成骨細胞增殖的原因可能是在翻譯過程發生異常，或者產生的蛋白質無法正常使用導致的，mRNA 難以翻譯形成 Y 蛋白、表達形成的Y 蛋白難以移到細胞膜表面、表達形成的 Y 蛋白活性低。成骨細胞是由一個受精卵發育而來的，則表面蛋白質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）。欲確定Y 蛋白基因所在的染色體，要在細胞水平上進行基因定位，則需要用細胞雜交技術進行基因定位。