- 细胞工程
- 共5750题
日本医学教授山中伸弥是2012年诺贝尔生理学或医生学奖的获得者之一，其显著成就是将成熟的体细胞重新编程为多功能干细胞．2006年，山中伸弥等科学家把四个关键基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞．下列相关叙述中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在多功能干细胞的培育过程中，病毒作为运载体将基因导人体细胞，A错误；
B、人类多功能干细胞与人体细胞中的DNA相同，但由于细胞的分化、基因选择性表达，所以mRNA和蛋白质都不完全相同，B错误；
C、因为干细胞具有全能性，能够再生形成各种组织、器官，所以可利用干细胞治疗某些顽疾，C正确；
D、干细胞的分裂是有丝分裂，具有细胞周期；但干细胞的分化同样是不可逆的，不具有细胞周期，D错误．
故选C．
仔细阅读下文，回答问题：
2000年9月，有一位名叫玛尼的女孩患上了一种致命的贫血病，需要进行造血干细胞移植，这个女孩的父母通过设计试管婴儿的办法，生下了一位名叫安蒂姆的男婴，医生用其脐带血中造血干细胞挽救了玛尼的生命．
（1）脐带血是新生婴儿脐带在被结扎后由胎盘脐带流出的血．采集利用新生儿脐带血，可用于挽救生命的原理是什么？______
（2）“设计试管婴儿”与“试管婴儿”有何区别？______
（3）设计试管婴儿技术的问世，引起了全球各界的激烈争论．你是支持还是反对？试说明理由______．
正确答案
解析
解：（1）脐带血中含有造血干细胞．对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病治疗具有疗效，因此新生儿脐带血可用于挽救生命的．
（2）“设计试管婴儿”与“试管婴儿”的区别：“试管婴儿”是利用体外授精和胚胎移植的方法，解决不孕夫妇的生育问题；“设计试管婴儿”也是利用体外授精和胚胎移植的方法，培育新生命，但这个新生命能来到世上的目的却是为了挽救自己哥哥或姐姐的生命．
（3）反对设计试管婴儿技术的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；抛弃或杀死配型不合适的胚胎，无异于“谋杀”．
支持设计试管婴儿技术的理由：①符合人类伦理道德，体现了父母强烈的爱子之心；是救治患者最好，最快捷的方法之一；②提供骨髓中造血干细胞不会对试管婴儿造成损伤．
故答案为：
（1）脐带血中含有造血干细胞．对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病治疗具有疗效．
（2）“试管婴儿”是利用体外授精和胚胎移植的方法，解决不孕夫妇的生育问题．“设计试管婴儿”也是利用体外授精和胚胎移植的方法，培育新生命，但这个新生命能来到世上的目的却是为了挽救自己哥哥或姐姐的生命．
（3）分析：反对：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；抛弃或杀死配型不合适的胚胎，无异于“谋杀”．
支持：①符合人类伦理道德，体现了父母强烈的爱子之心；是救治患者最好，最快捷的方法之一；②提供骨髓中造血干细胞不会对试管婴儿造成损伤．
如图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所做的一系列研究，过程Ⅰ是将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素．过程Ⅱ是将目的基因导入胚胎干细胞的过程．下列有关叙述不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、过程Ⅰ的研究利用了胚胎干细胞具有发育的全能性的特点，A正确；
B、过程Ⅰ中，囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个胚层及一个缩小的囊胚腔，一个原肠胚腔，B错误；
C、过程Ⅱ中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞，C正确；
D、由于大部分目的基因不能导入胚胎干细胞，所以过程Ⅱ中转基因小鼠大部分体细胞中无褐毛基因，D正确．
故选：B．
如图所示为帕金森综合症和少年糖尿病的胚胎干细胞移植治疗方案．
（1）图中①为______技术．
（2）胚胎干细胞是从______分离出来的，培养时通常需向培养液中加入______等天然成分．
（3）胚胎干细胞在功能上具有发育的______，经过②发育为神经细胞和胰岛B细胞，从根本上说是______的结果．
正确答案
解析
解：（1）图中①为体细胞核移植技术．
（2）胚胎干细胞来自早期胚胎或原始性腺；动物细胞培养时通常需向培养液中加入血清（血浆）等天然成分．
（3）胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性；过程②是细胞分化过程，其实质是基因的选择性表达．
故答案为：
（1）体细胞核移植
（2）早期胚胎或原始性腺 血清（血浆）
（3）全能性 基因选择性表达
正确答案
解析
解：A、用人体体细胞诱导产生的iPS细胞和胚胎干细胞一样具有发育的全能性，含有人体的全部遗传物质，A错误；
B、把四种转录因子基因（非膜蛋白基因）引入成纤维细胞，发现可诱导其发生转化，产生的iPS细胞，类似于脱分化过程，B正确；
C、iPS细胞属于全能干细胞，造血干细胞属于专能干细胞，分裂能力强，C错误；
D、利用iPS技术可以用病人自己的体细胞制备专用的干细胞，所以不会有免疫排斥的问题，D错误．
故选：B．
美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎细胞特性的细胞．这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议，另一方面也使得千细胞研究的来源更不受限．请回答下列有关胚胎工程的若干问题．
（1）人类的胚胎发育过程中，细胞分化开始于______ 阶段．
（2）胚胎工群中的胚胎移植实际上是生产胚胎的______和孕育胚胎的______共同繁殖后代的过程．其生理学基础主要有哪些？______、______（至少答出两点）．
（3）美日科学家利用病毒分别将四个基因导入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞．在基因工程中，这四个基因称为______，在基因工程中常用的工具酶有______．
（4）在胚胎丁程中可以和用连续胚胎细胞核移植的方式培育动物，该技术的优点是______．
正确答案
解析
解：（1）人类的胚胎发育过程中，细胞分化开始于囊胚阶段．
（2）胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程．胚胎移植的生理学基础：a．胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致；b．哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态；c．受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；d．供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性不受任何影响．
（3）在基因工程中，这四个基因称为目的基因，所利用的病毒称为载体，在基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（4）在胚胎丁程中可以和用连续胚胎细胞核移植的方式培育动物，该技术的优点是可连续繁殖遗传性状相同的后代．
故答案为：
（1）囊胚
（2）供体 受体 a．胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致；b．哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态；c．受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；d．供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性不受任何影响
（3）目的基因 限制性核酸内切酶和DNA连接酶
（4）可连续繁殖遗传性状相同的后代
2014年10月19日，国际顶尖学术期刊《自然》在线发表了中科院上海生命科学研究院国家重点实验室曾艺研究团队领衔完成的研究成果，宣布首次发现了乳腺中的多能干细胞，“刷新”了由国外科学家在2011年发表在《自然》上的乳腺干细胞只存在单潜能性的理论．并以此为切人点，为靶向治疗乳腺癌提供新思路、奠定了应用的基础．请依据上述材料及教材相关知识，回答下列问题：
（1）成年人体内存在的组织干细胞可根据其发育潜能分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞三种类型，其中全能于细胞是______，在形态上具有______等特点，来源于胚胎培养中的______期______（填胚胎结构），也可从胎儿的______细胞中提取．
（2）乳腺中的多能干细胞能分化形成各种类型的细胞，该变化过程的实质是______，引起细胞之间功能差异的直接原因是______（填物质）不同，根本原因是______（填物质）不同．多能干细胞的获得，不使用胚胎细胞或卵细胞，也不诱导发育成个体，因此，不会像生殖性克隆一样引发______问题．
（3）乳腺癌是乳腺细胞在______的作用下基因发生了突变，可通过形态上的变化来进行判断．进一步研究发现，这些乳腺干细胞的特异标记--蛋白C受体是一种细胞膜表面受体，将来针对它而设计的药物______（填“需要”或“不需要”）进入细胞内起效，因而是理想的药物靶点．
（4）目前对于细胞的研究较为广泛，如可将干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，此应用在分子水平上需要采用______技术．
正确答案
解析
解：（1）胚胎干细胞是全能于细胞，在形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点，来源于胚胎培养中的囊胚期内细胞团，也可从胎儿的原始性腺细胞中提取．
（2）乳腺中的多能干细胞能分化形成各种类型的细胞，实质是基因的选择性表达，引起细胞之间功能差异的直接原因是蛋白质不同，根本原因是mRNA不同．多能干细胞的获得，不使用胚胎细胞或卵细胞，也不诱导发育成个体，因此，不会像生殖性克隆一样引发伦理学问题．
（3）乳腺癌是乳腺细胞在致癌因子的作用下基因发生了突变，可通过形态上的变化来进行判断．乳腺干细胞的特异标记--蛋白C受体是一种细胞膜表面受体，将来针对它而设计的药物不需要进入细胞内起效，因而是理想的药物靶点．
（4）用于检测有毒物质是否引起了基因突变，在分子水平上需要采用DNA分子杂交技术．
故答案为：
（1）胚胎干细胞 体积小、细胞核大、核仁明显 囊胚 内细胞团 原始性腺
（2）基因的选择性表达 蛋白质 mRNA伦理学
（3）致癌因子 不需要
（4）DNA分子杂交
Ⅰ．如图所示为人类“治疗性克隆”的简要过程，请据图作答：
“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有______．相同的胚胎干细胞，可以培养出胰岛细胞、血细胞、心肌细胞等各种组织细胞，究其本质原因是基因______的结果．上述“克隆”过程中细胞数目及功能的变化建立在______的基础上．
Ⅱ．在细胞进行有丝分裂前期，核膜解体，到末期又重新形成．对新形成的核膜的来源有两种不同意见，一种主张认为是由旧核膜的碎片连接形成，另一种主张认为是由内质网膜重新形成的．实验室现有变形虫，3H-胆碱（磷脂的成分）和其它必需仪器，为了探究上述主张的合理性，请根据细胞工程中的核移植技术设计实验过程，并预测实验结果和相应的结论．
设计：
（1）将部分变形虫置于含3H-胆碱培养液中，在适宜的条件下培养，使其膜结构被标记．
（2）将已标记的核移植到未标记的去核的变形虫中，在培养液______（选填“有标记”或“无标记”）且适宜条件下培养一段时间，使其进行细胞分裂．
（3）检测新形成细胞的核膜有无放射性．
预测结果①：______；结论①：______．
预测结果②：______；结论②：______．
正确答案
解析
解：Ⅰ．“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有全能性．相同的胚胎干细胞，可以培养出胰岛细胞、血细胞、心肌细胞等各种组织细胞，究其本质原因是基因选择性表达的结果．上述“克隆”过程中细胞数目及功能的变化建立在分裂、分化的基础上．
Ⅱ．（2）将已标记的核移植到未标记的去核的变形虫中，在培养液无标记且适宜条件下培养一段时间，使其进行细胞分裂．
（3）预测结果①：新的细胞核膜具有放射性；结论①：支持第一种说法（或新核膜是由旧核膜的碎片连接而成）．预测结果②：新的细胞核膜无放射性；结论②：支持第二种说法（或新核膜是由内质网膜重新形成的）．
故答案为：
Ⅰ．全能性 选择性表达 分裂、分化
Ⅱ．（2）无标记
（3）新的细胞核膜具有放射性 支持第一种说法（或新核膜是由旧核膜的碎片连接而成）
新的细胞核膜无放射性 支持第二种说法 （或新核膜是由内质网膜重新形成的）
2009年3月9日美国总统奥巴马打破了2001年布什总统的禁令：解除对用联邦政府资金支持胚胎干细胞的研究限制，下列有关干细胞的叙述，错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、干细胞能进行有丝分裂和细胞分化，故能自我更新和具有分化能力，A正确；
B、干细胞能连续进行有丝分裂，故有细胞周期，干细胞分化形成的神经细胞一般不具细胞周期，B正确；
C、干细胞可分化形成多种组织细胞是细胞中遗传信息表达情况不同，C正确；
D、干细胞分化成神经细胞的过程，只是细胞分化，没有形成生物个体，故不能体现细胞的全能性，D错误．
故选：D．
科学家利用病毒载体将四个转录因子组合转入已分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）．下列有关叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、iPS细胞是类似胚胎干细胞的活细胞，能进行正常的新陈代谢，因而能进行不断自我更新，A正确；
B、由于iPS细胞是利用病毒载体将四个转录因子组合转入已分化的体细胞中，使分化的体细胞重新编程，其过程类似于脱分化过程，B正确；
C、多能干细胞具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞，如造血干细胞、神经干细胞等，但不能发育成完整个体，C错误；
D、细胞内基因的表达过程包括转录和翻译两个过程，因而转录因子能够调节基因的表达，D正确．
故选C．
关于ES细胞的应用叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、胚胎干细胞在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可诱导形成各种组织细胞，A错误；
B、胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性，可在体外诱导分化可培育出人造组织器官，B正确；
C、胚胎干细胞可用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病，C错误；
D、胚胎干细胞可分化为成年动物任何一种组织细胞，是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，D正确．
故选：AC．
2007年，美国学者成功地利用人体皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞，并利用皮肤干细胞治疗镰刀型细胞贫血症获得进展．下列叙述中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细胞的遗传物质，A错误；
B、皮肤干细胞用于治疗镰刀型细胞贫血症是其经诱导形成了造血干细胞，B正确；
C、从皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞，是细胞脱分化的过程，C错误；
D、人体皮肤细胞可诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞，在研究和疾病治疗方面存在一定优势，D错误．
故选：B．
美国和日本的两个研究小组分别宣布，其研究人员成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的多功能干细胞--“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞．以下有关“iPS细胞”的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、“iPS细胞”分化为人体多种组织细胞的过程不能表现细胞的全能性，因为该过程中没有形成完整个体，A错误；
B、“iPS细胞”既可分化形成神经元，也可用于制造心肌细胞，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，不是突变，B错误；
C、“iPS细胞”具有较强的分裂和分化能力，因此该细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞已经高度分化，不再分裂，因此没有细胞周期，C正确；
D、“iPS细胞”是人体细胞改造形成的，其所含基因与人体体细胞相同，D错误．
故选：C．
如图表示科学家利用小鼠皮肤细胞培养出多种细胞的过程．下列叙述正确的是（ ）
小鼠皮肤细胞
正确答案
解析
解：A、过程①是将诱导基因导入小鼠皮肤细胞，该过程中细胞内发生了基因重组，故A错误；
B、过程②表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，所以该过程中细胞内某些基因处于关闭状态，故B正确；
C、过程②中细胞内DNA的种类和数目不变，但由于基因的选择表达，RNA的种类和数目会发生改变，故C错误；
D、诱导性多能干细胞中含有同源染色体，故D错误．
故选B．
（2015春•辽宁校级期中）如图表示利用人类胚胎干细胞（ES细胞）所做的一系列研究，请据图分析回答：
（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态．在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的______，加入抗生素是为了______，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义．
（2）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有______的特点．在哺乳动物发育过程中，囊胚的后一个阶段是______．
（3）过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是______．过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官．实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是______．该过程研究的意义在于解决______问题．
正确答案
营养物质
防止杂菌污染
发育全能性
原肠胚
显微注射法
去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥
临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
解析
解：（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态．在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染．
（2）ES细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性．在哺乳动物胚胎发育过程为：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚．
（3）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法．在器官移植时，发生的免疫反应属于细胞免疫，细胞免疫主要是T细胞起作用．因此去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥，从而获得免疫缺陷小鼠．该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题．
故答案为：
（1）营养物质 防止杂菌污染
（2）发育全能性 原肠胚
（3）显微注射法
去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥
临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
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