Question

【题目】研究发现物质X与肝细胞膜上Y蛋白结合可促进某动物肝脏细胞的增殖，请设计相应的实验方案验证该发现。

实验材料：正常肝脏细胞、Y蛋白基因敲除的肝脏细胞（Y蛋白基因敲除的肝脏细胞增殖能力有所降低）、X物质溶液、培养液，比浊计及实验所需其他试剂和材料。（说明：答题时不考虑加入X后的体积变化等误差，X与Y蛋白不结合时对细胞无影响。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜，比浊计使用方法不做要求）

（1）实验思路：

①取培养瓶若干个，分组并编号如下：_____________。每组设置若干个重复样品。培养12小时后，其中在A、B两组中加入等量的物质X。

②各组样品在CO2培养箱中培养，每隔6小时各取其中的几个样品，用比浊计测定________并记录数据。由于细胞培养时细胞__________难以形成细胞悬液，所以需加入胰蛋白酶并摇匀后再测定。

③24小时后结束实验统计分析数据，并以此数据为纵坐标绘制曲线。

（2）请用曲线图预测实验结果：______________。

（3）欲进一步研究细胞膜上Y蛋白与X物质的结合会受到Z 物质的干扰（而Z本身不影响细胞增殖），则在原实验基础上需增设的实验组是____________。

（4）分析与讨论：

a．经过研究发现物质X不能促进该动物成骨细胞的增殖，而成骨细胞溶胶中有Y的mRNA，则物质X不能促进成骨细胞增殖的原因可能是__________________________。成骨细胞表面蛋白质多种多样的根本原因是_______________________。

b．欲确定Y 蛋白基因所在的染色体，可在细胞水平上用______________技术来进行基因定位。

Answer 1

【答案】A 组：等量的细胞培养液+正常肝脏细胞

B 组：等量的细胞培养液+Y 蛋白基因敲除的肝脏细胞

C 组：等量的细胞培养液+正常肝脏细胞

D 组：等量的细胞培养液+Y 蛋白基因敲除的肝脏细胞（A 与 B 可互换，C 与 D 可互换） 浑浊度 贴壁生长 培养液+正常肝细胞+X 物质+Z 物质，看细胞增殖情况 mRNA 难以翻译形成 Y 蛋白、表达形成的 Y 蛋白难以移到细胞膜表面、表达形成的 Y 蛋白 活性低 控制不同蛋白的基因不同 细胞杂交

【解析】

根据实验提供的材料正常肝脏细胞、Y蛋白基因敲除的肝脏细胞、X物质溶液，因此实验的自变量为细胞中是否含有Y蛋白基因，因变量为细胞的数量（可用溶液浑浊程度表示），如果正常细胞增殖的数量多于Y蛋白基因敲除的肝脏细胞，说明物质X能够促进肝脏细胞的增殖。

（1）①本实验分别以下4组实验：Ａ组：等量的细胞培养液 +正常肝脏细胞，B 组：等量的细胞培养液+Y 蛋白基因敲除的肝脏细胞，C 组：等量的细胞培养液+正常肝脏细胞，D 组：等量的细胞培养液+Y 蛋白基因敲除的肝脏细胞（A 与 B 可互换，C 与 D 可互换）。②根据题意，肝脏细胞增殖能力是用溶液浑浊度来表示的；一些细胞在培养时，附在一定的固相表面进行贴壁生长，难以形成细胞悬液，胰蛋白酶可以使组织分散成单个细胞，所以需加入胰蛋白酶并摇匀后再测定。
（2）肝脏细胞增殖能力可用溶液浑浊度来表示，因此24小时后结束实验统计分析数据，并以此数据为纵坐标绘制曲线，曲线图见答案。
（3）欲进一步研究细胞膜上Y蛋白与X物质的结合会受到Z 物质的干扰（而Z本身不影响细胞增殖），根据单一变量原则和对照原则，则在原实验基础上需增设的实验组是：培养液+正常肝细胞+X 物质+Z 物质，看细胞增殖情况。
（4）根据“经过研究发现物质X不能促进该动物成骨细胞的增殖，而成骨细胞溶胶中有Y的mRNA”，说明可以通过转录产生Y的mRNA，则物质X不能促进成骨细胞增殖的原因可能是在翻译过程发生异常，或者产生的蛋白质无法正常使用导致的，mRNA 难以翻译形成 Y 蛋白、表达形成的Y 蛋白难以移到细胞膜表面、表达形成的 Y 蛋白活性低。成骨细胞是由一个受精卵发育而来的，则表面蛋白质多种多样的根本原因是控制不同蛋白的基因不同（或者是基因的选择性表达）。欲确定Y 蛋白基因所在的染色体，要在细胞水平上进行基因定位，则需要用细胞杂交技术进行基因定位。