Question

8．科學(xué)家將四種遺傳基因?qū)�入皮膚細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)皮膚細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為具有胚胎干細(xì)胞特性的細(xì)胞即誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）．回答下列問題：
（1）哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，在功能上具有發(fā)育的全能性．胚胎干細(xì)胞具有與早期胚胎細(xì)胞相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯．
（2）將四種遺傳基因?qū)�入皮膚細(xì)胞需要用到的工具酶有限制酶、DNA連接酶．iPS的形成說明導(dǎo)入的四種遺傳基因能夠影響皮膚細(xì)胞中基因的表達(dá)（或轉(zhuǎn)錄、翻譯）．皮膚細(xì)胞能夠被誘導(dǎo)形成iPS，是因?yàn)槠つw細(xì)胞具有全套的遺傳信息．
（3）在培養(yǎng)iPS的培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，可以誘導(dǎo)iPS分化成不同的組織和器官，解決器官移植中的供體器官短缺和免疫排斥兩大難題．培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)液中還必須加入動(dòng)物激素、動(dòng)物血清．細(xì)胞培養(yǎng)所需的氣體主要有二氧化碳和氧氣．

Answer 1

分析 胚胎干細(xì)胞：
1、胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)）．
2、特點(diǎn)：具有胚胎細(xì)胞的特性，體積較小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物任何一種組織細(xì)胞．另一方面，在體外培養(yǎng)條件下，ES細(xì)胞可不斷增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行某些遺傳改造．
3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：
①可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；
②是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料．ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)．在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡機(jī)理提供了有效的手段；
③可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、糖尿病、老年癡呆癥、肝衰竭、新衰竭、成骨不良；
④培育各種組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題．

解答 解：（1）胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，在功能上具有發(fā)育的全能性．胚胎干細(xì)胞具有與早期胚胎細(xì)胞相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯．
（2）將基因?qū)�入受體細(xì)胞中需要先構(gòu)建表達(dá)載體，需要限制酶和DNA連接酶，iPS的形成說明導(dǎo)入的四種遺傳基因能夠影響皮膚細(xì)胞中基因的表達(dá)，才能使高度分化的皮膚細(xì)胞失去了分化的特性，重新具有全能性，之所以能恢復(fù)全能性是因?yàn)槠つw細(xì)胞中具有生長發(fā)育所需要的全套基因．
（3）在培養(yǎng)干細(xì)胞中需要加入分化誘導(dǎo)因子可以誘導(dǎo)干細(xì)胞進(jìn)行分化成器官和組織，正好可以解決器官移植過程中的兩個(gè)重要問題，即供體器官短缺和免疫排斥的問題．培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)液中還必須加入 動(dòng)物激素、動(dòng)物血清．細(xì)胞培養(yǎng)所需的氣體主要有二氧化碳（維持培養(yǎng)液PH值）和氧氣（細(xì)胞代謝必須的）．
．
故答案為：
（1）原始性腺   全能性  體積小    細(xì)胞核大     核仁明顯
（2）限制酶  DNA連接酶  表達(dá)（或轉(zhuǎn)錄、翻譯）全套的遺傳信息
（3）分化誘導(dǎo)因子   供體器官短缺   免疫排斥    動(dòng)物激素    動(dòng)物血清    二氧化碳和氧氣

點(diǎn)評(píng) 本題考查了胚胎干細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)，要求考生能夠識(shí)記胚胎干細(xì)胞的來源；識(shí)記并理解胚胎干細(xì)胞的主要用途；明確高度分化的體細(xì)胞之所以能夠恢復(fù)全能性是由于具有生長發(fā)育所需要的全套基因．