题目列表(包括答案和解析)
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。
在胚胎的发生发育中,单个受精卵可以分裂发育为多细胞组织或器官。在成年动物中,正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的,具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织。
然而,这个观点目前受到了挑战。最新的研究表明,组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能,这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。按分化潜能的大小,干细胞基本上可分为三种类型:一类是全能性干细胞,它具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞(简称ES细胞),它是从早期胚胎的内细胞团分离出来的一种高度末分化的细胞系,具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力,它可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型,进一步形成机体的所有组织、器官。另一类是多能性干细胞,这种干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制,骨髓多能造血干细胞是典型的例子,它可分化出至少十一种血细胞,但不能分化出造血系统以外的其它细胞。还有一类干细胞为单能干细胞(也称专能、偏能干细胞),这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化,如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。
总之,凡需要不断产生新的分化细胞以及分化细胞本身不能再分裂的细胞或组织,都要通过干细胞所产生的具有分化能力的细胞来维持机体细胞的数量,可以这样说,生命体是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新及保证持续生长。
随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的快速发展,按照一定的目的,在体外人工分离、培养干细胞已成为可能,利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源,这将成为干细胞应用的主要方向。请回答有关问题:
(1)从上面材料可以知道干细胞的重要特征是什么?
(2)干细胞要形成组织或器官必须进行什么生理过程?
(3)在器官移植时常要发生排拆反应,你认为采用什么方法可以解决这个问题?
(4)你认为在干细胞研究中可能出现的不利影响是什么?
阅读下列材料:
英国媒体2007-3-24日报道说,科研人员已经创造出全球首只人羊嵌合体,有望给需要器官移植的患者带来福音。
英国《每日邮报》报道说,美国内华达大学教授伊斯梅尔·赞贾尼历经7年研究,最终利用向绵羊胚胎注射人体干细胞的技术,成功培育出一只含有15%人体细胞的绵羊。报道说,科研人员首先从人体骨髓中提取干细胞,然后将干细胞注入胎羊的腹膜中,这样人体细胞就会通过新陈代谢和循环系统进入胎羊体内各个器官。羊羔降世两个月后,就会长出含有人体细胞的肝、心脏、肺等器官。赞贾尼表示,这项技术的最终目的,就是要在绵羊身上培育出可向人体移植的器官。此前,赞贾尼已经成功培育出一个人体细胞占较大比例的羊肝。请回答下列问题:
(1)干细胞是动物和人体内保留的少数具有________能力的细胞。哺乳动物的胚胎干细胞在形态上表现为________等特点,在功能上具有发育的________性。
(2)人羊嵌合体中长出了含有人体细胞的肝、心脏、肺等器官,构成这些器官的人体细胞是由干细胞经________而来。
(3)动物细胞融合是指两个或多个动物细胞________的过程。人羊嵌合体与动物细胞融合是否相同?________。
(4)人羊嵌合体与克隆羊所采用的生物技术分别叫________工程和________工程。克隆羊不能用类似植物组织培养的方法进行,只能通过________技术手段来实现。我国已成功克隆了牛、羊等动物。克隆高产奶牛时,采集到的卵母细胞应在体外培养到________期,再用微型吸管吸出________,然后将培养好的高产奶牛的________注入到去核卵母细胞中,通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建________。
(5)这项技术的最终目的,就是要在绵羊身上培育出可向人体移植的器官。有科学家更关注的是这项技术的安全性问题,认为这种技术可能把对动物无害而对人体有害的病毒引入人体,从而引发灾难性后果。你认为这种担忧的依据是:________________________________________________________________。
材料一:采用物理或化学方法可以抑制细胞的有丝分裂,使细胞停留在细胞周期的某一阶段,如下表所示,“-”表示停留的时期。据表回答:
(1)胸苷的抑制作用是可逆的,当把过量的胸苷去除,细胞可恢复正常分裂。加入过量胸苷抑制细胞有丝分裂的最可能原因是________。
(2)如要观察染色体色带(染色体在特殊染色时会出现一定的横带,不同物种的带型各有特点)并进行分析,最好用哪种方法处理?________,原因是________。
(3)秋水仙素和低温抑制细胞分裂的原理常被利用于生产、生活或科研,就这两种方法各举一例。________;________。
材料二:动物干细胞是指那些未分化、但又具有分化潜能细胞。根据分化潜能的差异,干细胞可分为三种类型:能够分化产生生命活动所需要的各种类型细胞的干细胞称为全能干细胞,它本身可以形成一个生命;不能单独发育为完整个体,但能分化为多种类型细胞的干细胞称为多能干细胞;能分化产生与特定器官和特定生理功能相关的细胞称为专能干细胞。
人胚胎干细胞是人类胚胎发育早期未分化的细胞。在囊胚期,胚体大约有140个细胞,外表一层扁平细胞称为滋养层,可发育成胚胎的支持组织如胎盘等,中心的腔称为囊胚腔,腔内侧的细胞群称为内细胞群,它可进一步分裂、分化、发育成个体。
目前,科学家用于研究的胚胎干细胞是从体外受精产生胚胎中分离出来的,他们希望能利用干细胞来治疗人类的多种慢性疾病,如帕金森病、老年痴呆症、糖尿病、慢性心脏病,甚至癌症,并且已经在动物实验中取得了一些进展。例如,美国的一个大学实验室将人胚胎干细胞在体外培养一段时间后用于治疗因病毒感染脊髓而瘫痪的老鼠,使之在一定程度上恢复了行走能力;西班牙的研究人员将胰岛素基因导入小鼠胰腺中,结果小鼠的糖尿病症消失了。
(4)人类的胚胎发育中,细胞分化开始于________时期。
(5)根据上述分类的方法,原肠胚时期外胚层细胞属于________干细胞,骨髓中的造血干细胞属于________干细胞。
(6)全能干细胞能分化产生生命活动所需要的各种类型细胞,从分子水平看,这是什么的结果?________。
(7)美国的研究人员用干细胞治疗瘫痪老鼠获得成功,这说明那些干细胞已经分化成________细胞。
(8)如果能利用干细胞治疗人的糖尿病,与传统的注射胰岛素治疗做比较,前一种治疗方法的优点是什么?________。
阅读下列材料,结合所学知识回答问题:
胚胎干细胞研究——当今生命科学最重要的前沿领域
如何获得人的胚胎干细胞?目前有两条研究路线:(一)从受精的人早期胚胎或原始性腺中分离出有关细胞在体外培养和建系;(二)用人的体细胞核移植到去核的卵发育成人的早期胚胎,然后取出有关细胞在体外培养和建系。这种方法也称无性克隆。但是,上述两种方法都引起了很大的争议,成为许多国家反对研究人的胚胎干细胞的理由。
最近,日本京都大学山中伸弥等研究人员使用特殊病毒在成人皮肤细胞中植入四种遗传基因,进行培养后制成了具有类似胚胎干细胞性质的干细胞。美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家利用病毒在胎儿及新生儿皮肤细胞中植入四种遗传基因进行培育,也获得了同样的干细胞。以上研究成果论文经权威的《科学》和《细胞》杂志刊登后,全球学术界和舆论即为之轰动,一些报道称这项惊人突破有朝一日将在不会引起争议的情况下,给胚胎克隆技术带来医学上的突破。
2007年12月1日,山中伸弥研究小组再次在《自然-生物科技》杂志上发表最新研究成果,原来制造万能细胞时需使用一个致癌基因,但现在即使不用此致癌基因,也一样能制造出万能细胞。这项成果将大大提升临床应用的安全性。同时山中教授表示,这次的研究方法虽说在安全性方面有了突破,但也并非能解决所有安全性问题。
(1)目前获得人的胚胎干细胞的两条路线中,提到的“早期胚胎”和“有关细胞”分别指的是发育到 阶段的胚胎和 细胞。
(2)上文中的“争议”的焦点是 。
(3)日本和美国科学家在将人的皮肤细胞成功诱导生成类似胚胎干细胞性质的全能干细胞过程中,涉及到哪些技术手段? 。(至少说出三种)
这里的“类似胚胎干细胞性质”指的是 。
(4)尽管植入的四种遗传基因的具体作用机制还未完全明了,但推测肯定与 有关。
(5)文中“这次的研究方法虽说在安全性方面有了突破,但也并非能解决所有安全性问题”,就文中提供的信息看,你认为还可能存在什么安全隐患? 。
阅读下列材料,结合所学知识回答问题:
胚胎干细胞研究——当今生命科学最重要的前沿领域
如何获得人的胚胎干细胞?目前有两条研究路线:(一)从受精的人早期胚胎或原始性腺中分离出有关细胞在体外培养和建系;(二)用人的体细胞核移植到去核的卵发育成人的早期胚胎,然后取出有关细胞在体外培养和建系。这种方法也称无性克隆。但是,上述两种方法都引起了很大的争议,成为许多国家反对研究人的胚胎干细胞的理由。
最近,日本京都大学山中伸弥等研究人员使用特殊病毒在成人皮肤细胞中植入四种遗传基因,进行培养后制成了具有类似胚胎干细胞性质的干细胞。美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家利用病毒在胎儿及新生儿皮肤细胞中植入四种遗传基因进行培育,也获得了同样的干细胞。以上研究成果论文经权威的《科学》和《细胞》杂志刊登后,全球学术界和舆论即为之轰动,一些报道称这项惊人突破有朝一日将在不会引起争议的情况下,给胚胎克隆技术带来医学上的突破。
2007年12月1日,山中伸弥研究小组再次在《自然-生物科技》杂志上发表最新研究成果,原来制造万能细胞时需使用一个致癌基因,但现在即使不用此致癌基因,也一样能制造出万能细胞。这项成果将大大提升临床应用的安全性。同时山中教授表示,这次的研究方法虽说在安全性方面有了突破,但也并非能解决所有安全性问题。
(1)目前获得人的胚胎干细胞的两条路线中,提到的“早期胚胎”和“有关细胞”分别指的是发育到____阶段的胚胎和____细胞。
(2)上文中的“争议”的焦点是____。
(3)日本和美国科学家在将人的皮肤细胞成功诱导生成类似胚胎干细胞性质的全能干细胞过程中,涉及到哪些技术手段?____。(至少说出三种)
这里的“类似胚胎干细胞性质”指的是____。
(4)尽管植入的四种遗传基因的具体作用机制还未完全明了,但推测肯定与____有关。
(5)文中“这次的研究方法虽说在安全性方面有了突破,但也并非能解决所有安全性问题”,就文中提供的信息看,你认为还可能存在什么安全隐患?____。
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