Question

【題目】人體細胞內Bcl-2基因的編碼產物Bcl-2蛋白，是細胞存活促進因子，可抑制細胞凋亡；Bax基因的編碼產物Bax蛋白，可與Bcl-2蛋白形成異二聚體，對Bd—2蛋白產生阻抑作用，因此認為，Bax基因是極重要的促細胞凋亡基因之一。蜂毒素是由工蜂毒腺分泌的一種多肽，具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤等廣泛的生物學效應。請根據以下提供的實驗材料，以胃癌細胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值為測量指標，設計實驗來研究蜂毒素對人胃癌細胞的影響及作用機制。寫出實驗思路，預測實驗結果，并進行分析和討論。

實驗供選材料和用具：培養瓶若干、動物細胞培養液、生理鹽水、離體胃癌細胞、蜂毒素溶液、顯微鏡、血細胞計數板、C02恒溫培養箱、蛋白質測試儀等等。（細胞培養48小時后進行觀察計數和蛋白質含量測定，對細胞計數及蛋白質含量測定的具體操作過程、藥品配制和用量等不做要求）

（1）實驗思路：

①_________________________________________________。

②__________________________________________________。

③__________________________________________________。

④__________________________________________________。

（2）預測實驗結果：________________________（設計一個坐標系，用柱形圖表示胃癌細胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值的變化）。

（3）分析與討論：

①從免疫角度分析，人類癌細胞的凋亡需要______________________淋巴細胞識別并消滅它。

②從分子水平分析，蜂毒素誘導人胃癌細胞凋亡______________________有關。

Answer 1

【答案】取若干只相同的培養瓶均分成甲、乙兩組，分別加入等量的動物細胞培養液并接種等量的離體胃癌細胞向甲組培養瓶中分別加入適量的蜂毒素溶液，乙組培養瓶分別加入等量的生理鹽水，作為對照組在CO2恒溫培養箱中培養48h后，用血細胞計數板在顯微鏡下測定胃癌細胞數，并記錄；用蛋白質測試儀檢測Bax 蛋白和Bcl-2 蛋白的含量，并記錄計算胃癌細胞凋亡率和Bax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值效應細胞毒性TBax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值增加

【解析】

分析題文描述可知：該題以“研究蜂毒素對人胃癌細胞的影響及作用機制”為情境，考查學生是否具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，以及對能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理的能力。

(1)依題意可知：該題的實驗目的是研究蜂毒素對人胃癌細胞的影響及作用機制，自變量是培養胃癌細胞的培養液中是否加入蜂毒素，因變量是胃癌細胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值。除此之外，凡是對實驗結果有影響的因素都是無關變量，應控制相同且適宜。據此可確定該實驗思路為：①取若干只相同的培養瓶均分成甲、乙兩組，分別加入等量的動物細胞培養液并接種等量的離體胃癌細胞。②向甲組培養瓶中分別加入適量的蜂毒素溶液，乙組培養瓶分別加入等量的生理鹽水，作為對照組。③在CO2恒溫培養箱中培養48h后，用血細胞計數板在顯微鏡下測定胃癌細胞數，并記錄；用蛋白質測試儀檢測Bax 蛋白和Bcl-2 蛋白的含量，并記錄。④計算胃癌細胞凋亡率和Bax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值。

(2) Bcl-2蛋白可抑制細胞凋亡，Bax基因是極重要的促細胞凋亡基因之一，Bax基因編碼的Bax蛋白與Bcl-2蛋白形成的異二聚體對Bd—2蛋白產生阻抑作用，從而促進細胞凋亡，而蜂毒素具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤等廣泛的生物學效應，由此推知該實驗結果為：加入適量的蜂毒素溶液的實驗組的胃癌細胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值均高于加入等量生理鹽水對照組，而且實驗組或對照組中的胃癌細胞的凋亡率的數值應略低于Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值。在畫柱形圖時，各個方柱的寬應相等、長不等，表示胃癌細胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值的方柱應用不同顏色表示；縱坐標應標出胃癌細胞的凋亡率（%）和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值，橫坐標應標出生理鹽水和蜂毒素溶液。畫出的柱形圖見答案。

(3)①從免疫角度分析，人類癌細胞的凋亡主要與細胞免疫有關，需要效應細胞毒性T淋巴細胞識別并消滅它。

②從分子水平分析，蜂毒素誘導人胃癌細胞凋亡的根本原因是與Bax基因等的表達量增加有關，而直接原因是與Bax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值增加有關。