Question

乳腺癌发生是一种生长因子能与乳腺细胞表面的受体 HER2  蛋白结合，结果导致癌症发生。超过 20%乳腺癌被证实过度表达了这种与生长因子结合的受体 HER2 蛋白。研究人员将细菌进行基因工程改造生产的某单克隆抗体对乳腺癌细胞表面的受体 HER2 蛋白结合可使细胞死亡。根据以下提供的实验材料和用具验证某单克隆抗体上述效果，请你完善实验思路，预测实验结果并进行分析。

材料与用具：人乳腺癌细胞（过度表达了HER2 蛋白）、细胞培养液、某单克隆抗体、血清抗体（含有 HER2 蛋白的抗体）、培养瓶等。（要求与说明：实验仪器、试剂、用具操作、培养条件、检测活细胞方法等不作具体要求）

（1）实验思路：

①实验分组：________________。每组设置若干个重复样品。

②_____。

③_____。

④在培养过程中，每隔一段时间，重复②。

⑤对所得实验数据进行分析与处理。

（2）以细胞存活率（细胞存活率=实验组活细胞数/ 对照组活细胞数，对照组细胞存活率为 1）为指标，设计一个坐标，用曲线图预期实验结果：__________________。

（3）某些化学物质被认为能引发癌症被称为致癌物， Bruse Ames 发明的埃姆斯检测法是检验某种化学物质是否能诱发突变的简便易行方法如图所示。

（注：大鼠肝脏提取物提供致癌物诱发突变所需的酶）

①埃姆斯检测法采用的材料是一株组氨酸合成基因被破坏的沙门细菌，不能在缺少组氨酸的培养基上生长，只有_____的菌株才能在上述培养基上生长，这一诱发突变称回复突变。

②该实验的检测指标是_____，若该值越大，说明致癌物回复突变发生的频率越________。

Answer

①实验分组：

甲组：细胞培养液+人乳腺癌细胞+适量血清抗体

乙组：细胞培养液+人乳腺癌细胞+等量某单克隆抗体

丙组：细胞培养液+人乳腺癌细胞 ②测定三组培养瓶中乳腺癌细胞的数量，并记录 ③将三组人乳腺癌细胞放在相同且适宜条件下培养 ①恢复组氨酸合成能力 ②不含组氨酸的培养基上生长的菌落数 高

【解析】

癌细胞的主要特征是能够无限增殖，形态结构发生了变化，细胞表面发生了变化。原癌基因和抑癌基因普遍存在于人和动物的染色体上，原癌基因调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。转基因技术能导入受体细胞的原因是DNA分子结构具有特异性，能表达的原因是生物共用一套遗传密码子。

（1）分析题意可知，本实验的自变量是抗体的种类，因此需不加抗体、血清抗体、某单克隆抗体三组；测定初始溶液中细胞数量并记录，相同且适宜环境下培养一段时间后，再次检测细胞的数量并记录（重复多次，以排除实验误差），记录并分析相应数据。

（2）作图注意三要素：标题、横纵坐标、曲线趋势。对照组细胞存活率为1必需标注。某单克隆抗体比一般血清抗体优越得多，原因是一般血清抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物。则某单克隆抗体组乳腺癌细胞死亡较多，血清抗体组乳腺癌细胞死亡较少，根据小题信息“细胞存活率=实验组活细胞数/对照组活细胞数，对照组细胞存活率为1”，则某单克隆抗体组减小最快，血清抗体组减小比某单克隆抗体组慢，对照组细胞存活率为1,如图。

（3）读图明确埃姆斯检测法并加以运用。材料是一株组氨酸合成基因被破坏的沙门细菌，不能在缺少组氨酸的培养基上生长，只有恢复组氨酸合成能力的菌株才能在上述培养基上生长，也就是在致癌物的作用下诱发基因突变，这一基因表达的产物能使该菌在无组氨酸的培养使基上生长并产生菌落，所以观测指标是不含组氨酸的培养基上生长的菌落数，而且菌落数越多，表示致癌物回复突变发生的频率越高。