Question

【題目】糖酵解增強是絕大多數惡性腫瘤的典型特征，因此腫瘤患者的葡萄糖攝取明顯增加，且代謝活動強的癌細胞攝取量大。在癌細胞培養中，熒光類似物2－N－2－脫氧葡萄糖(2－NBDG)與普通葡萄糖的吸收存在競爭性(如圖所示)。細胞中熒光信號強，表示細胞吸收的2－NBDG多。

現有甲、乙兩種不同的乳腺癌細胞，且甲的代謝強度大于乙。欲驗證這兩種癌細胞的代謝強度及兩種葡萄糖的吸收存在競爭性，請根據以下提供的材料用具，完善實驗思路，預測實驗結果并回答有關問題。

材料與用具：甲種乳腺癌細胞，乙種乳腺癌細胞，細胞培養液，普通葡萄糖溶液，生理鹽水，2－NBDG，培養皿若干，CO2培養箱等。(注：熒光測量的具體方法不作要求)

(1)完善實驗思路：

①取若干培養皿，均分為4組。各組加入的試劑和接種的細胞如下表：(補全表格) ______________________________

組別	A	B	C	D	說明
細胞培養液					用“＋”表示加入，用“－”表示不加
普通葡萄糖溶液
生理鹽水
2－NBDG溶液
甲種乳腺癌細胞
乙種乳腺癌細胞

②________________________________________________________________________；

③_________________________________________。

(2)設計表格，并將預期實驗結果填在表格中(熒光強度用“＋”表示，熒光強度越大，“＋”數越多，熒光強度最弱用“1＋”表示，最強用“4＋”表示)。

______________________________________________

(3)根據實驗結果，請從細胞結構的角度推測，癌細胞培養時，2－NBDG與普通葡萄糖的吸收會發生競爭的原因是________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 ②各組置于溫度等條件適宜的CO2培養箱培養。

③一段時間后，檢測各組細胞的熒光強度，并作記錄和統計分析。

組別	A	B	C	D
培養液	+	+	+	+
普通葡萄糖溶液	+	+	—	—
生理鹽水	—	—	+	+
2-NBDG溶液	+	+	+	+
甲種乳腺癌細胞	+	—	+	—
乙種乳腺癌細胞	—	+	—	+

甲、乙乳腺癌細胞的代謝強度和2-NBDG吸收實驗結果

組別	A	B	C	D
熒光強度	2+ (或 3+)	1+	4+	2+ (或3+)

細胞膜上轉運2-NBDG與普通葡萄糖的載體蛋白是同一種

【解析】試題分析：據圖分析，細胞吸收的2-NBDG的量與普通葡萄糖的量呈現反比例關系。根據實驗設計的單一變量原則和對照性原則，再加上實驗材料和實驗目的，進行實驗設計，繪制表格，預測實驗結果。

（1）實驗的目的是驗證這兩種癌細胞的代謝強度及兩種葡萄糖的吸收存在競爭性，思路是：

①取若干培養皿，均分為4組。各組加入的試劑和接種的細胞如下表：

組別	A	B	C	D	說明
細胞培養液					用“+”表示加入 用“-”表示不加
普通葡萄糖溶液
生理鹽水
2-NBDG溶液
甲種乳腺癌細胞		/span>
乙種乳腺癌細胞

②各組置于溫度等條件適宜的CO2培養箱培養。

③一段時間后，檢測各組細胞的熒光強度，并作記錄和統計分析。

組別	A	B	C	D
培養液	+	+	+	+
普通葡萄糖溶液	+	+	—	—
生理鹽水	—	—	+	+
2-NBDG溶液	+	+	+	+
甲種乳腺癌細胞	+	—	+	—
乙種腺癌細胞	—	+	—	+

（2）根據實驗過程設計表格，及其結果如下：

組別	A	B	C	D
熒光強度	2+ (或 3+)	1+	4+	2+ (或3+)

（3）癌細胞培養時，2-NBDG與普通葡萄糖的吸收會發生競爭的原因是細胞膜上轉運2-NBDG與普通葡萄糖的載體蛋白是同一種。