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14.丹参酮是从中药丹参中提取的具有抗肿瘤活性的脂溶性菲醌化合物,其作用机制之一是诱导细胞凋亡.以下是相关的实验研究过程及结果:
实验材料:人肝癌细胞(HepG2),培养液,0.02% 二甲亚砜溶液,用 0.02% 二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液,培养瓶等.
①将等量的人肝癌细胞(HepG2)悬液,分别接种于若干含有等量培养液的培养瓶中;将培养瓶放于37℃、5%CO2培养箱中培养24h,静置、去掉上清液;
②分别加入等量的0.02%二甲亚砜溶液,用0.02%二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液,于37℃、5%CO2培养箱中继续培养;
③培养 72h,每 24h 用细胞计数仪检测癌细胞数.
(1)将上述步骤②补充完整.分别加入等量的0.02%二甲亚砜溶液,用0.02%二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液
(2)本实验的自变量是丹参酮的浓度与作用时间.实验中,每组细胞培养瓶不止一个,为了减少误差,需要对各种数据如何处理?统计后求平均值.
(3)设对照组癌细胞增殖率为 100%,用下面公式计算各用药组癌细胞增殖率:增殖率(% )=[(用药组各时段癌细胞数-用药组开始癌细胞数)/(对照组各时段癌细胞数-对照组开 始癌细胞数)]×100.得到以下数据:
表1  丹参酮  对HepG2细胞增殖率的影响%
组别
 
培养时间/h 
244872
对照组100100100
100给药组ug/mL0.5
1.0
1.5
78
68
48
62
26
12
48
21
5
请将表中前48小时的数据转化为相应给药组细胞增殖率随时间变化的柱形图.(2)(3)

(4)将培养48h的培养液离心,去除上清液后经过一系列的处理及分析,得到对照组和给药组48h细胞周期变化、凋亡率及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达量如表所示:
据此推测,丹参酮使HepG2细胞周期阻滞于G1期期.丹参酮可能通过促进HepG2内bax基因的表达来诱导细胞凋亡从而抑制肿瘤的生长.
表2丹参酮对HepG2细胞周期、凋亡率及凋亡蛋白基因Eax和Bcl-2的表达的影响
组别G1SG2+M凋亡率baxBcl-2
对照组55%36%9%5.6%28%53%
实验组67%24%9%32.6%37%38%

分析 一般在探究实验中,要遵循单一变量和对照性原则,同时无关变量要保持相同且适宜.
分析实验设置可知,实验的自变量为丹参酮的浓度与作用时间,而人肝癌细胞的数量、培养时间、溶液的用量等都属于无关变量.

解答 解:(1)根据题意可知,丹参酮是从中药丹参中提取的具有抗肿瘤活性的脂溶性菲醌化合物,并且实验材料中提供了“用 0.02% 二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液”,因此为了保证单一变量原则,第二步中应分别加入等量的 0.02% 二甲亚砜溶液,用 0.02% 二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液.
(2)根据实验设计可知,本实验的自变量是丹参酮的浓度,同时在观察实验结果时“每24h用细胞计数仪检测癌细胞数”,因此作用时间也属于实验的自变量.实验验中,每组细胞培养瓶不止一个,统计后求平均值,目的是减少误差.
(3)①题干要求将表中前48小时的数据转化为相应给药组细胞增殖率随时间变化的柱形图,因此根据表格中的数据画图即可.
②通过数据和柱形图分析可知,丹参酮浓度越高,对细胞生长的抑制作用越强;作用时间越长,对细胞生长的抑制作用越强.
(4)表格中看出,实验组的G1期细胞比例增多,S期的细胞比例减少,因此可以推测丹参酮使HepG2细胞周期阻滞于G1期.并且表格中凋亡蛋白Bax表达量增多,而细胞的凋亡率增加,因此可以推测丹参酮可能通过促进HepG2内的bax基因表达来诱导细胞凋亡从而抑制肿瘤的生长.
故答案为:
(1)分别加入等量的 0.02% 二甲亚砜溶液,用 0.02% 二甲亚砜溶解的0.5ug/mL、1ug/mL、1.5ug/mL的丹参酮溶液
(2)丹参酮的浓度与作用时间    统计后求平均值
(3)

(4)G1期  bax基因

点评 本题考查了恶性肿瘤防治的有关知识,要求考生具有一定的分析能力和实验设计能力;能够对实验的表格进行分析,并能够得出相关实验结论,难度适中.

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