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非选择题-解答题 适中0.65 引用1 组卷127
学习下列材料,回答(1)~(3)问题。

成体干细胞的可塑性

因为胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,所以人类早期对干细胞的研究主要集中在胚胎干细胞,后来逐渐集中到了成体干细胞。成体干细胞存在于胎儿和成人的部分组织及器官中,只能产生其所在组织的细胞类型。造血干细胞是人们研究最为清楚、应用也最为成熟的一种成体干细胞。近年研究发现,有些成体干细胞可跨越组织类型向其他组织类型分化,即突破其“发育限制性”,被称为成体干细胞的可塑性。如骨髓干细胞可以向肝脏、胰腺、肌肉及神经细胞分化,肌肉、神经干细胞也可分化为血细胞等。如何解释这种颠覆发育学传统观点的现象呢?有学者认为,成体干细胞存在着横向分化,如造血干细胞先分化成为神经干细胞,神经干细胞再进一步分化为神经细胞或神经胶质细胞。根据成体干细胞具有可塑性这一重要特征,可以通过诱导成体干细胞得到所需要的细胞,用于多种疾病的治疗。也有学者认为,成体干细胞的可塑性是由于细胞融合引发的假象。因为有研究者发现,将小鼠的神经干细胞与胚胎干细胞共同培养几周后,神经干细胞就具有了胚胎干细胞的分化潜能,此时的成体干细胞具有多个细胞核。还有人认为可能是在胚胎发育过程中,某种组织的干细胞残留在机体的许多不同组织器官中,一旦所留存的组织受到损伤需要修复时,在特定的微环境中又可以分化成所需细胞。这些还需要进一步实验验证。随着细胞与分子生物学技术的迅速发展,对成体干细胞的研究将不断取得新进展。
(1)干细胞是动物和人体内仍具有__________能力的细胞,根据生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。据上文,成体干细胞的分化能力__________于胚胎干细胞。成体干细胞“横向分化”形成不同组织细胞是细胞中的基因__________的结果。
(2)细胞融合依赖于细胞膜的流动性,请设计实验探究“成体干细胞的可塑性是否是因为发生了细胞融合”,写出简要的实验思路_________
(3)将成体干细胞应用于临床中,可能遭遇的问题包括__________(选填序号)
A.成体干细胞数量少B.难以提取、分离、扩增
C.难以完全实现定向诱导分化D.分化得到的细胞未必具有相应功能
21-22高一上·北京密云·期末
知识点:细胞的分化动物细胞融合与单克隆抗体的制备干细胞工程 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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学习以下材料,回答(1)~(4)题。
iPS细胞的新发展
诱导多能干细胞(简称iPS细胞),被认为是实现自体器官再生与移植的“救命稻草”。成功诱导出iPS细胞的山中伸弥博士于2012年获得诺贝尔生理医学奖。
山中伸弥是如何诱导iPS细胞产生呢?利用处理后的RNA病毒作为载体,将4种调控细胞周期的相关基因导入体外培养的小鼠成纤维细胞,开启成纤维细胞内相关基因表达,使已分化的细胞重编程回归到胚胎细胞状态,即iPS细胞。由于该方法具有一定的危险性,山中伸弥团队又对此进行了改进:将运送基因的载体换成了更为安全的“质粒”,降低对受体细胞带来的风险。
获得iPS细胞后,通过诱导可使其分化为神经、骨骼、肌肉等各种细胞。但是并不是所有的iPS细胞都能分化成功,如何收集需要的某种特定细胞呢?山中伸弥团队的研究人员使用人工RNA,达到只收集特定种类细胞的目的。
每种细胞内部都有特定的“标记”,这个标记就是在细胞质中游离存在的一段短RNA——miRNA。假设我们要从iPS细胞诱导培养的细胞集合中选出心肌细胞,首先需要设计特定的人工RNA,其包括两个部分:能与心肌细胞中特有的miRNA互补结合的部分和能翻译出绿色荧光蛋白的部分。将其放置在人工膜内,导入诱导iPS细胞形成的所有细胞中。人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合,这种结合就像一种信号,导致了整个人工RNA被很快降解。若细胞内不存在该miRNA,则不会发生这个过程。一段时间后,通过观察某项指标即可准确找到心肌细胞。
目前,很多科研团队正在进行将iPS细胞应用于角膜、软骨、脑神经等再生的研究,由诱导iPS细胞制成的视网膜已经实现了人体移植。相关的临床应用已经在切实的进行中,但用于普通医疗还需要几年的时间。
(1)RNA病毒载体进入受体细胞后在________酶作用下合成DNA,可随机插入受体细胞基因组。质粒相对RNA病毒载体更为安全的原因是________
(2)除了最初诱导出iPS细胞,文中提到山中伸弥团队的研究进展包括________。
A.改进诱导方法,利用质粒作为基因表达载体
B.发现了细胞中有miRNA,是不同细胞的标记
C.利用人工RNA,筛选目标种类细胞
D.将iPS细胞诱导并制成视网膜实现人体移植
(3)根据文中内容,写出通过人工RNA从iPS细胞诱导形成的细胞中筛选心肌细胞的检测指标与实验预期结果。
(4)科学家普遍认为,iPS细胞在医学上的应用前景优于胚胎干细胞。请你结合所学知识,写出其优越性的两点体现。
学习以下材料,回答(1)-(5)题。
自体移植离我们还远吗?2022年3月,我国科学家通过两个关键因子,诱导DNA去甲基化,将人类多能性干细胞转化为8细胞阶段全能性胚胎样细胞(简称8CL细胞)。这是目前全球通过无转基因、快速和可控的方法,获得的体外培养的“最年轻”的人类细胞。相比于诱导多能干细胞(简称iPS细胞),这些细胞不仅能分化成胎盘组织,还有潜力发育成更成熟的器官。该研究成果,让我们相信自体移植离我们不再遥远。人体许多疾病或意外伤害,都是由组织或器官受到损伤而引起的。器官移植是治疗此类疾病的有效方法之一,但器官移植患者需服用药物降低自身免疫系统的功能,这会增加被病原体感染的几率,甚至出现恶性肿瘤的风险。随着干细胞技术的发展,科研人员探索利用自体器官移植解决上述问题。胚胎干细胞(简称ES细胞)存在于早期胚胎中,具有分化形成机体的所有组织、器官甚至个体的潜能。由于ES细胞的来源有限,限制了它在医学上的应用。2006年,科学家利用病毒将原癌基因(c-Myc)、抑癌基因(KIf4)、Sox2和Oct4等转入高度分化的小鼠成纤维细胞中,获得iPS细胞。在探索肌萎缩侧索硬化(ALS,俗称“渐冻症”)的治疗中,科研人员利用iPS细胞诱导分化成异常的运动神经元建立ALS疾病模型,用于进行大规模药物筛选及药效机制研究。在Ⅰ型糖尿病的治疗中,iPS细胞定向分化为胰岛B细胞,将其输入患者体内,替代被破坏的胰岛B细胞,显著改善了患者的血糖控制。从ES细胞到iPS细胞,再到8CL细胞的技术突破,都为早期胚胎发育的基础研究提供了一种新的体外研究系统,有助于我们了解早期胚胎发育和疾病发生之间的关系,以及研究和治疗出生缺陷和各种发育疾病,也使个体化器官再生最终有可能成为现实。
(1)ES细胞和8CL细胞具有__________性,其分化过程从分子水平上看是__________的结果。
(2)利用成纤维细胞获得iPS细胞的过程中,转入c-MyC、KIf4、Sox2和Oct4等的作用是__________
(3)结合文中信息,下列可以应用iPS细胞实现的有__________。
A.利用iPS细胞研究完整的哺乳动物胚胎发育过程
B.利用iPS细胞分化获得神经元,用于治疗阿尔茨海默病
C.利用iPS细胞诱导形成疾病模型细胞,对药物的安全性和有效性进行检测
D.诱导入的iPS细胞形成囊胚并植入子宫,使其进一步发育成新个体
(4)与异体器官移植相比,自体器官移植的优势是__________
(5)相较于ES细胞和iPS细胞,我国科学家研究获得的8CL细胞的优势:__________
生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面,比如:
(1)哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段,该项技术为研究隐性基因功能提供了理想的细胞模型。如图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析回答。

①方法一中,研究人员需对实验小鼠注射促性腺激素,使其________________,从而获得更多的卵母细胞,在体外选用特制的培养液经过早期胚胎培养至________________期,并从________________中分离、筛选出胚胎干细胞。采用这种方法获得的单倍体胚胎干细胞称为孤雌单倍体胚胎干细胞。
②采用方法二可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。研究人员用特定方法去除细胞M中的_____原核,再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选,所得单倍体胚胎干细胞的染色体组成与正常二倍体小鼠的基因组染色体组成相比,不同在于_____________
③下列关于干细胞的说法正确的是______
A.干细胞通过不断的再生和修复治疗多种疾病
B.成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织
C.胚胎干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能,也具有发育成完整个体的能力
D.造血干细胞是发现最早、研究最多、应用最为成熟的一类胚胎干细胞
(2)研究发现,小鼠单倍体干细胞存在自发二倍体化的现象。为此,可以通过测定来自胚胎干细胞的___________________分子含量或者利用显微镜观察处于有丝分裂中期细胞中的染色体数目来确定。
(3)研究发现,单倍体胚胎干细胞也能分化,形成不同功能的细胞、组织和器官,该技术培育的单倍体动物可成为研究____________________基因功能的理想细胞模型。

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