Question

人体细胞内Bcl-2基因的编码产物Bcl-2蛋白，是细胞存活促进因子，可抑制细胞凋亡；Bax基因的编码产物Bax蛋白，可与Bcl-2蛋白形成异二聚体，对Bd—2蛋白产生阻抑作用，因此认为，Bax基因是极重要的促细胞凋亡基因之一。蜂毒素是由工蜂毒腺分泌的一种多肽，具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤等广泛的生物学效应。请根据以下提供的实验材料，以胃癌细胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值为测量指标，设计实验来研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制。写出实验思路，预测实验结果，并进行分析和讨论。

实验供选材料和用具：培养瓶若干、动物细胞培养液、生理盐水、离体胃癌细胞、蜂毒素溶液、显微镜、血细胞计数板、C0₂恒温培养箱、蛋白质测试仪等等。（细胞培养48小时后进行观察计数和蛋白质含量测定，对细胞计数及蛋白质含量测定的具体操作过程、药品配制和用量等不做要求）

（1）实验思路：

①_________________________________________________。

②__________________________________________________。

③__________________________________________________。

④__________________________________________________。

（2）预测实验结果：________________________（设计一个坐标系，用柱形图表示胃癌细胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值的变化）。

（3）分析与讨论：

①从免疫角度分析，人类癌细胞的凋亡需要______________________淋巴细胞识别并消灭它。

②从分子水平分析，蜂毒素诱导人胃癌细胞凋亡______________________有关。

Answer

取若干只相同的培养瓶均分成甲、乙两组，分别加入等量的动物细胞培养液并接种等量的离体胃癌细胞向甲组培养瓶中分别加入适量的蜂毒素溶液，乙组培养瓶分别加入等量的生理盐水，作为对照组在CO2恒温培养箱中培养48h后，用血细胞计数板在显微镜下测定胃癌细胞数，并记录；用蛋白质测试仪检测Bax 蛋白和Bcl-2 蛋白的含量，并记录计算胃癌细胞凋亡率和Bax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值效应细胞毒性TBax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值增加

【解析】

分析题文描述可知：该题以“研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制”为情境，考查学生是否具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，以及对能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。

(1)依题意可知：该题的实验目的是研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制，自变量是培养胃癌细胞的培养液中是否加入蜂毒素，因变量是胃癌细胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值。除此之外，凡是对实验结果有影响的因素都是无关变量，应控制相同且适宜。据此可确定该实验思路为：①取若干只相同的培养瓶均分成甲、乙两组，分别加入等量的动物细胞培养液并接种等量的离体胃癌细胞。②向甲组培养瓶中分别加入适量的蜂毒素溶液，乙组培养瓶分别加入等量的生理盐水，作为对照组。③在CO2恒温培养箱中培养48h后，用血细胞计数板在显微镜下测定胃癌细胞数，并记录；用蛋白质测试仪检测Bax 蛋白和Bcl-2 蛋白的含量，并记录。④计算胃癌细胞凋亡率和Bax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值。

(2) Bcl-2蛋白可抑制细胞凋亡，Bax基因是极重要的促细胞凋亡基因之一，Bax基因编码的Bax蛋白与Bcl-2蛋白形成的异二聚体对Bd—2蛋白产生阻抑作用，从而促进细胞凋亡，而蜂毒素具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤等广泛的生物学效应，由此推知该实验结果为：加入适量的蜂毒素溶液的实验组的胃癌细胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值均高于加入等量生理盐水对照组，而且实验组或对照组中的胃癌细胞的凋亡率的数值应略低于Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值。在画柱形图时，各个方柱的宽应相等、长不等，表示胃癌细胞的凋亡率和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值的方柱应用不同颜色表示；纵坐标应标出胃癌细胞的凋亡率（%）和Bax蛋白/Bd-2蛋白的比值，横坐标应标出生理盐水和蜂毒素溶液。画出的柱形图见答案。

(3)①从免疫角度分析，人类癌细胞的凋亡主要与细胞免疫有关，需要效应细胞毒性T淋巴细胞识别并消灭它。

②从分子水平分析，蜂毒素诱导人胃癌细胞凋亡的根本原因是与Bax基因等的表达量增加有关，而直接原因是与Bax 蛋白/Bcl-2 蛋白的比值增加有关。