Question

3．自1981年Evans和Kaufman首次成功分离小鼠胚胎干细胞（ES细胞），医学界对其的研究虽颇有争议但也如火如荼，下图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所做的一系列研究，请据图分析回答：

（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于用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，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发育的全能性的特点．在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚．
（3）过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传递给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用．
（4）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官．实验时，必须用X射线照射去除小鼠的胸腺，获得免疫缺陷小鼠，其目的是去除胸腺，使其不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植的组织细胞不会被排斥，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．

Answer 1

分析 分析图解：过程Ⅰ中ES细胞在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质．
过程Ⅱ中胚胎干细胞（ES细胞）是由早期胚胎或原始性腺中分离出的一类细胞，在功能上具有发育的全能性．
过程Ⅲ将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用．
过程IV必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是去除胸腺后，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，研究的意义在于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题．

解答 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．构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用．
（4）胸腺是T细胞成熟的场所，实验时，必须用X射线照射去除小鼠的胸腺，获得免疫缺陷小鼠，其目的是去除胸腺，使其不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植的组织细胞不会被排斥，该研究能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）发育的全能性   原肠胚
（3）显微注射法           使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传递给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用
（4）去除胸腺，使其不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植的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

点评 本题综合考查了免疫、基因工程、细胞工程、胚胎工程等方面的知识，要求考生能够识记胚胎干细胞的特点和来源；识记动物细胞培养的培养液成分及作用；识记目的基因导入受体细胞的方法；明确器官移植发生的免疫排斥反应属于细胞免疫．