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猪体内培养出实体人源器官
（热点背景
· 考点提炼
· 热点小测）
我国学者成功在猪体内培养出实体人源器官，2023 年9 月7 日，中科院广州生物医学与健康研究院赖
良学研究员、戴祯研究员、Miguel A. Esteban 研究员、潘光锦研究员等在 Cell 子刊 Cell Stem
Cell 上发表了题为：Generation of a humanized mesonephros in pigs from induced pluripotent stem cells
via embryo complementation 的研究论文，该论文还被选为当期封面论文。
1. 考察动物细胞培养。
①动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这
些细胞生长和增殖的技术。
②动物细胞培养的条件：营养物质、无菌、无毒的环境、适宜的温度pH 渗透压、95%空气和5%CO2的气
体条件
③动物细胞培养的流程：
动物组织快→分散成单个细胞→细胞悬液→原代培养→传代培养
④动物细胞的类型：
类型
悬浮生长的细胞
贴壁生长的细胞
分瓶培养的原因
细胞密度过大
有害代谢物积累
培养液中营养物质缺乏
细胞密度过大
有害代谢物积累
培养液中营养物质缺乏
发生接触抑制现象
进行传代培养前的处理
直接用离心法收集
重新用胰蛋白酶等处理，使
之分散成单个细胞，然后再
用离心法收集
2. 考察干细胞。
①概念：动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他
类型的细胞。
②特点：体积较小，细胞核大，核仁明显
③分布：存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
④分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等
⑤比较：
1
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来源或存在
功能、特点
局限性
胚胎干细胞(ES 细胞)
早期胚胎
能够分化成为动物体
内的任何细胞，并进
一步形成组织、器官
甚至生物个体
需从胚胎中获取，涉
及伦理问题，限制了
它在医学上的应用
成体干细胞
成体组织或器官，如
造血干细胞、神经干
细胞和精原干细胞等
具有组织特异性，能
分化成特定的细胞或
组织
不具有发育成完整个
体的能力
诱导多能干细胞(iPS
细胞)
体外诱导体细胞产生
能分化成为具有特定
功能的细胞来治疗疾
病。无须破坏胚胎，
且避免免疫排斥反应
技术不成熟
注意：
①对动物细胞进行培养时通常要添加血清：
a.血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，
b.氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨基
酸），必须由培养液提供。
c.血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子
及其他活性物质，这是细胞生长和增殖所必需的，能促进细胞的生长、增殖和贴附。
一、单选题
1．体外细胞共培养技术是将2 种或2 种以上的细胞共同培养在同一环境中，能模拟体内生成的微环境，便
于更好地观察细胞与细胞、细胞与培养环境之间的相互作用。下列关于动物细胞的培养，相关叙述错误的
是（ ）
A．动物细胞培养时，培养箱应该保持纯氧的环境以保证细胞呼吸对氧气的需要
B．动物细胞培养前需将动物组织块机械处理并用胰蛋白酶处理分散成单个细胞
C．培养动物细胞的培养液需要定期更换，以便清除代谢废物
D．体外培养的动物细胞往往具有贴附生长和接触抑制等特点
【答案】A
【分析】物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液
→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细
胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、动物细胞培养时，培养箱的气体环境为95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养
液的pH），A 错误；
2
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B、动物细胞培养前需将动物组织块剪碎并用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，B 正确；
C、动物细胞培养过程中产生的代谢废物会影响细胞生长和增殖，因此培养动物细胞的培养液需要定期更
换，以便清除代谢废物，C 正确；
D、贴附性细胞培养时会出现细胞贴壁和接触抑制现象，因此培养贴附性细胞时要求培养瓶或培养皿内表
面光滑、无毒、易于贴附，D 正确。
故选A。
2．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
C．丙过程得到的细胞大多具有异常二倍体核型
D．丁过程得到的部分细胞失去贴壁黏附性
【答案】C
【分析】甲表示获取实验小鼠的组织细胞，乙表示用胰蛋白酶处理分散成单个皮肤细胞，丙表示原代培养，
丁表示传代培养。
【详解】A、甲过程表示获取实验小鼠的组织细胞，需要对实验小鼠进行消毒处理，A 正确；
B、乙表示用胰蛋白酶处理皮肤组织，使其分散成单个皮肤细胞，B 正确；
C、丙过程表示原代培养，形成的细胞株遗传物质没有发生改变，具有正常的二倍体核型，C 错误；
D、丁是传代培养过程，该过程部分细胞遗传物质发生了变化而失去贴壁黏附性，D 正确。
故选C。
3．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（ ）
A．对培养液和所有培养用具进行灭菌处理并在无菌环境下进行操作即可保证无菌、无毒环境
B．进行细胞培养时，通常采用培养皿或封闭的培养瓶放置在CO2培养箱中进行培养
C．大多数动物细胞在体外培养时表现为单层贴壁生长
D．传代培养时，细胞都需要用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，再用离心法收集后分瓶培养
【答案】C
【分析】动物细胞培养是指从动物体内取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，
让这些细胞生长和增殖的技术，该技术的原理是细胞生长和增殖。
【详解】A、对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，同时还需要定期更换培
养液，以清除代谢物，防止细胞代谢物对细胞自身造成危害，A 错误；
3
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B、进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶放置在CO2培养箱中进行培养，B 错误；
C、大多数动物细胞在体外培养时表现为单层贴壁生长，C 正确；
D、传代培养时，贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，再用离心法收集分瓶培养，
悬浮培养的细胞直接用离心法收集，D 错误。
故选C。
4．科研人员在成年小鼠体内进行了重编程，成功将腺泡细胞转分化（转分化是指一种已分化细胞转变为
另一种分化细胞的现象）为胰岛B 细胞。胰腺癌被称为“癌症之王”，胰腺腺泡细胞癌是其中一种发病率
较低、预后较为理想的胰腺恶性肿瘤。下列说法正确的是（ ）
A．该重编程过程体现了细胞的全能性
B．腺泡细胞分化程度高，一定不能再进一步分裂分化
C．癌变的腺泡细胞能无限增殖，失去接触抑制现象
D．衰老的腺泡细胞细胞膜通透性改变，细胞核体积减小
【答案】C
【分析】细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发
生稳定性差异的过程。细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整有机体或分化成其他各
种细胞的潜能和特性。
【详解】A、细胞的全能性是指细胞经过分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的
潜能，转分化体现了细胞分化，不能体现细胞的全能性，A 错误；
B、科研人员成功诱导腺泡细胞转分化为胰岛B 细胞，说明已分化的腺泡细胞也具有分裂分化的能力，B
错误；
C、正常细胞生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，而癌细胞能够无限增殖，表面失去了接
触抑制现象，C 正确；
D、衰老的细胞，其细胞膜通透性改变，细胞核体积增大，D 错误。
故选C。
5．单倍体胚胎干细胞（haESCs）取自于孤雌或孤雄发育至囊胚的细胞，具有极大的应用前景。下列叙述
正确的是（ ）
A．培养液中通常含有蔗糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
B．细胞培养应在CO2培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸
C．haESCs 通常不含等位基因，有利于研究隐性基因的功能
D．haESCs 可取自于孤雌或孤雄发育至囊胚中任何一个细胞
【答案】C
4
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【分析】胚胎干细胞（简称ES 细胞）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，
并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
【详解】A、动物细胞不能直接吸收蔗糖，因此动物细胞培养液中通常含有的糖类是葡萄糖，A 错误；
B、动物细胞培养中CO2的主要作用是维持培养液的pH，B 错误；
C、haESCs 取自于孤雌或孤雄发育至囊胚的细胞，其细胞中通常只有一个染色体组，因此不含等位基因，
有利于研究隐性基因的功能，C 正确；
D、haESCs 可取自于孤雌或孤雄发育至桑椹胚中任何一个细胞或囊胚的内细胞团的细胞，D 错误。
故选C。
6．我国科学家首次在猪体内培育出人源中期肾脏，是世界范围内首次报告人源化功能器官异种体内培育
案例。本次研究利用新型人诱导多能干细胞与优化的胚胎补偿技术体系相结合，在肾脏缺陷猪模型体内实
现了人源化中肾的异种体内培育。下列有关叙述错误的是（ ）
A．人诱导多能干细胞只能分化成特定的细胞或组织
B．培养新型人诱导多能干细胞时，需要定期更换培养液
C．若新型人诱导多能干细胞来源于患者，则可避免免疫排斥问题
D．据题可知，在异种动物体内培育人源化功能器官具有可行性
【答案】A
【分析】1、在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭
菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细
胞自身造成危害。
2、 2006 年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞将它称为诱导多能
干细胞，简称iPS 细胞，并用iPS 细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血现在，用iPS 细胞治疗阿尔茨海默病、心
血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS 细胞可以来源于病人自身
的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS 细胞的应用
前景优于胚胎干细胞。
【详解】A、人诱导多能干细胞类似于胚胎干细胞，可以分化成各种组织细胞，不具有组织特异性，A 错
误；
B、培养新型人诱导多能干细胞时需定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞
自身造成危害，B 正确；
C、新型人诱导多能干细胞的获得无须破坏胚胎，且供体细胞可来源于患者自体，故可避免免疫排斥问题，
C 正确；
D、这项成果证明了基于干细胞及胚胎补偿技术在异种动物体内再造人源化功能器官的可行性，为利用器
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官缺陷动物模型进行器官异种体内培养再生迈出了关键的一步，对解决供体器官严重短缺难题具有重要意
义，D 正确。
故选A。
7．科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞形成iPS 细胞，iPS 细胞可进一步分化为神经元细胞、胰岛细胞、
肝细胞等组织细胞。下图为该实验示意图，相关说法错误的是（ ）
A．iPS 细胞与ES 细胞一样具有细胞周期和组织特异性
B．诱导iPS 细胞的过程细胞发生形态、结构的改变
C．诱导iPS 细胞分化的过程与基因及细胞直接生活的微环境有关
D．图示过程体现了iPS 细胞的全能性
【答案】A
【分析】科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干
细胞(简称iPS 细胞)，并用iPS 细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血现在，用iPS 细胞治疗阿尔茨海默病、心血
管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS 细胞可以来源于病人自身的
体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS 细胞的应用前
景优于胚胎干细胞。
【详解】A、胚胎干细胞（简称ES 细胞）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的
细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能，ES 细胞没有组织特异性，A 错误；
B、通过体外诱导小鼠成纤维细胞形成iPS 细胞，iPS 细胞可进一步分化为神经元细胞、胰岛细胞、肝细胞
等组织细胞,细胞分化过程中,细胞形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,B 正确；
C、iPS 细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞直接生活的微环境会影响基因表达，因此，诱导iPS 细胞
分化的过程与基因及细胞直接生活的微环境有关，C 正确；
D、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
iPS 细胞可进一步分化为神经元细胞、胰岛细胞、肝细胞等各种组织细胞，体现了iPS 细胞的全能性，D 正
确。
故选A。
8．我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞（iPS 细胞），并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体
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囊胚中，最终获得克隆鼠，经鉴定证实克隆鼠确实从iPS 细胞发育而来，并可繁殖后代。实验流程见图，
下列分析错误的是（ ）
A．本实验使用到体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植等技术
B．小鼠iPS 细胞在特定条件下可恢复受精卵时期的功能
C．四倍体囊胚可能因染色体数目变异而无法发育为成体
D．克隆鼠体细胞具有黑鼠细胞相同的遗传物质
【答案】A
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞，多能干细胞具有分化出多种细胞
组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。人或者动物都是二倍体，可用
电融合的方法使两个细胞融合为一个细胞，这样就获得了四倍体胚胎，四倍体胚胎是不能正常发育的，但
是可以形成胎盘，如果将一种多能干细胞注入四倍体囊胚，可以获得一个完整的动物个体，那证明移进去
的干细胞是全能的干细胞。
【详解】A、本实验应用了细胞融合、多能干细胞移植、体外胚胎培养、胚胎移植技术，并没有使用到体
外受精和胚胎分割移植等技术，A 错误；
B、多能干细胞（iPS 细胞）已被证明可以发育成个体，小鼠体细胞在诱导因子的作用下产生多能干细胞，
表明其可恢复全能性，可恢复受精卵时期的功能，B 正确；
C、四倍体囊胚是由两个二倍体细胞融合发育而来，发生染色体数目变异，无法正常发育成个体， C 正确；
D、在克隆过程中，研究人员将黑鼠的体细胞诱导形成多能干细胞（iPS 细胞），然后注入四倍体囊胚（无
法发育为成体）形成重组囊胚，多能干细胞（iPS 细胞）属于重组囊胚中的内细胞团，最后通过代孕母鼠
生出克隆鼠，因此，克隆鼠的体细胞包含了与原始黑鼠相同的遗传物质，D 正确。
故选A。
9．诺贝尔奖获得者詹姆斯·罗斯曼曾说：“21 世纪是细胞治疗的时代。”干细胞治疗被认为是未来医学的
新支柱。下列关于干细胞的叙述正确的是（ ）
A．干细胞只能分化形成某种特定类型的细胞
B．与成体细胞相比，干细胞分化程度较高
C．干细胞有多种类型，它们存在于从胚胎到成体的各个阶段
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D．同一个体中，骨髓干细胞与胚胎干细胞的基因组成不同，基因表达情况也不同
【答案】C
【分析】1、胚胎干细胞简称ES 或EK 细胞，来源于早期胚胎或原始性腺。
2、胚胎干细胞的特点：具有胚胎细胞的特性，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的
全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞。
【详解】A、干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞，能产生至少一种类型的、高度分
化的子代细胞，A 错误；
B、与成体细胞相比，干细胞分化程度较低，B 错误；
C、干细胞有多种类型，从胚胎到成体，各个阶段都含有，C 正确；
D、同一个体中，骨髓干细胞与胚胎干细胞的基因组成相同，基因表达情况不同，D 错误。
故选C。
10．科学家将4 个关键基因导入已分化的肌肉细胞中并使其表达，可诱导该种细胞成为多能干细胞（iPS
细胞）。下图为该实验示意图。下列有关叙述错误的是（ ）
A．iPS 细胞的遗传信息与肌肉细胞不相同
B．过程①②③存在基因的选择性表达，图示过程没有体现iPS 细胞的全能性
C．关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使细胞功能趋向专门化
D．用该技术得到的新生器官替换供体病变器官有广阔的应用前景
【答案】C
【分析】分析题图：首先将4 个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，使这个肌肉细胞成为具有类
似干细胞功能的多能干细胞（iPS 细胞），再诱导多能干细胞（iPS 细胞）分化形成神经细胞、心肌细胞和
肝脏细胞等。
【详解】A、iPS 细胞导入了外源基因，其遗传信息与肌细胞不同，A 正确；
B、过程①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达。该过程并没有完成从细胞到完整个体或得到
各种类型的细胞，故没有体现iPS 细胞的全能性，B 正确；
C、关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使细胞成为具有类似干细胞的诱导多能干细胞，并
未使细胞功能趋向于专门化，C 错误；
D、用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，属于自体移植，一般不发生免疫排斥反应，这可以大大
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提高器官移植成功率，D 正确。
故选C。
二、非选择题
11．如图为iPS 细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图（cMyc、Klf4、Sox2 和Oct3/4 等基因与细胞的
脱分化有关）。回答下列问题：
(1)结缔组织含成纤维细胞，请写出将结缔组织制备单细胞悬液的主要实验步骤 。在对成纤维细胞进
行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为 ， （填
“能”或“不能”）用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是 。
(2)在培养iPS 细胞的过程中，需要为培养细胞提供无菌、无毒的环境，为达到此目的对培养液采取的具体
操作有 （答两点）。②类似于植物组织培养中的 过程。
(3)过程③④为iPS 细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是 的结果。
(4)iPS 细胞的应用前景优于胚胎干细胞的原因 。
【答案】(1) 结缔组织剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
蛋白质 不能 多数动物细胞培养的适宜pH 为7.2~7.4，胃蛋白酶在此环境中变性失活
(2) 灭菌、无菌操作、定期更换培养液和加一定量的抗生素 脱分化
(3)基因与环境共同作用
(4)无须破坏胚胎，避免免疫排斥反应
【分析】1、细胞分化：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的
过程。细胞分化过程遗传物质不变，只是基因选择性表达的结果。
2、动物细胞培养的条件：（1）营养：细胞在体外培养时，需要提供所需的各种营养物质，通常还需要添
加血清等移向天然成分，提供细胞生长必须的营养成份。（2）无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养
用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，以防被污染。此外应定期更换培养液，以便清除代谢产物，
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防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害。（3）温度和pH：36.5±0.5℃，7.2~7.4 。（4）气体环境：
95%的空气+5%CO2的混合气体，其中5%CO2气体是为保持培养液的pH。
3、动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶
原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋
白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】（1）利用组织获得单细胞的步骤为结缔组织剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入
培养液制成单细胞悬液。用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH
约为1.5 左右，当pH 大于6 时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH 也为7.2～8.4，多
数动物细胞培养的适宜pH 也为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，
因此不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞。
（2）为培养细胞提供无菌、无毒的环境，可定期更换培养液以清除代谢废物﹐防止细胞代谢产物积累对
细胞自身造成危害，可在培养液中加入一定量的抗生素、注意灭菌和无菌操作等，避免造成污染。培养
iPS 细胞的过程是将成体细胞诱导为具有分化能力细胞的过程，相当于植物组织培养中的脱分化过程。
（3）过程③④为iPS 细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，说明细胞分化受基因和环境共同控制。
（4）iPS 细胞无须破坏胚胎，避免免疫排斥反应，其应用前景优于胚胎干细胞。
12．人体肠道分布着大约38 万亿个细菌，对于维持人体体内平衡和健康至关重要。研究发现，很多癌症是
由于微生物群失调引起的，科学家经过长期研究发现了一些细菌具有促进癌细胞产生和促进癌症发展的作
用，如：幽门螺旋杆菌、梭杆菌、厌氧消化链球菌等，科学家把这些细菌称为致癌细菌。同时我们的肠道
还存在着乳酸杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌等能抑制癌症的抑癌细菌。
(1)抑癌细菌与致癌细菌属于 关系。致癌细菌促进癌细胞产生的最可能原因是 。
(2)某兴趣小组利用某动物胚胎干细胞体外诱导培养得到结肠组织来进行有关研究，下图表示某动物胚胎干
细胞体外培养过程：
将获取的胚胎干细胞制成B 瓶中的细胞悬液，将细胞悬液转入C 瓶中进行的初次培养称为 。在培养过
程中干细胞正常是 （填“悬浮”或“贴壁”）生长，随着细胞数目增加，细胞之间的 （填物质名
称）将细胞黏着在一起，细胞分裂和生长停止。将得到的胚胎干细胞转入含有特殊诱导因子的培养基上诱
导形成结肠组织，干细胞定向分化为结肠组织的过程中诱导因子的作用可能有 （答出1 点即可）。
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(3)兴趣小组欲用上述途径得到的结肠组织，来探究白花蛇舌草提取液是否通过抑制致癌细菌从而抑制结肠
癌细胞的分裂，请补充实验思路。
（实验材料有：结肠组织，厌氧消化链球菌，嗜热链球菌，结肠癌细胞，动物细胞培养液，白花蛇舌草提
取液，相关检测仪器等）
①分组：取等量的结肠组织，分别加入到含动物细胞培养液的 （填数量）组培养瓶中，然后置于适宜
条件下培养。
②处理：往各组结肠组织中移植数量相同的结肠癌细胞培养一段时间，然后 。
③检测：培养一段时间后，检测 。
【答案】(1) 种间竞争 诱发原癌基因和抑癌基因突变
(2) 原代培养 贴壁 蛋白质/糖蛋白 直接调控相关基因的表达过程；影响基因和组蛋白甲
基化、乙酰化等修饰从而影响基因的表达
(3) 4 一组加白花蛇舌草提取液，一组加厌氧消化链球菌，一组同时加入厌氧消化链球菌和白花
蛇舌草提取液，一组不加入 各组中结肠癌细胞的数量（密度）
【分析】原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增
殖。
【详解】（1）抑癌细菌与致癌细菌对营养等有共同需求，构成竞争关系，癌变的本质原因是原癌基因和
抑癌基因发生突变导致的，所以主要原因要答到促进了原癌基因和抑癌基因发生突变。
（2）动物细胞培养中首次培养叫原代培养，大部分细胞是贴壁生长的，叫细胞贴壁，细胞主要靠跨膜的
糖蛋白将彼此黏着在一起。细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以诱导因子的作用是直接调控相关基
因的表达过程或影响基因和组蛋白甲基化、乙酰化等修饰从而影响基因的表达。
（3）从实验的目的：探究白花蛇舌草提取液是否通过抑制致癌细菌从而抑制结肠癌细胞的分裂，实验应
该分为加白花蛇舌草提取液，加厌氧消化链球菌，同时加入厌氧消化链球菌和白花蛇舌草提取液，和不加
入的四组。本实验的因变量是结肠癌细胞的数量，所以应检测结肠癌细胞的数量或密度。
13．干细胞的应用前景吸引众多科学家投入到相关研究中。请回答下列问题：
(1)人体干细胞主要包括成体干细胞和 。
(2)科学家将Oct3/4、Sox2、Klf4 和c
Myc
﹣
基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中，然后在特定培养
基中培养可获得iPS 细胞。
①在进行细胞培养时除了提供充足的营养和所需气体环境外，还需满足的条件有
（答两点内容）。
②实验中逆转录病毒的作用是 。
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③已知c
Myc
﹣
是原癌基因，研究表明将诱导iPS 细胞获得的神经干细胞移入小鼠体内会增加发生恶性肿
瘤的风险，推测可能的原因是细胞中原癌基因 导致相应蛋白质活性过强。当实验对象是人
类成纤维细胞时，为提高应用iPS 细胞的安全性，可通过设计实验判断c
Myc
﹣
在诱导获得iPS 细胞的过程
中是否必需，思路如下：将导入 的小鼠成纤维细胞，与导入 的小鼠成纤
维细胞的诱导情况进行比较。
【答案】(1)胚胎干细胞
(2) 无菌无毒的环境，适宜的温度、pH 和渗透压 作为载体，将目的基因（外源基因）导入小鼠
成纤维细胞（受体细胞）中 突变或过量表达 Oct3/4、Sox2、和Klf4 Oct3/4、Sox2、Klf4 和
c-Myc
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞。多能干细胞具有分化出多种细胞
组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。
【详解】（1）干细胞主要包括成体干细胞和胚胎干细胞。
（2）①进行细胞培养时，需要提供必需的营养、适宜的温度、pH 和渗透压、气体环境以及保证细胞处于
无菌、无毒的环境。
②逆转录病毒可以通过逆转录合成DNA，并且将合成的DNA 整合到宿主细胞的DNA 上，在该实验中，
逆转录病毒的作用是做为载体，将关键（外源）基因(Oct3/4、Sox2、KIf4、c-Myc)送入小鼠成纤维细胞。
③原癌基因主要作用是调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，当原癌基因突变或过量表达时，会导
致相应蛋白质活性过强，可能导致细胞癌变。由于将c-Myc 导入成纤维母细胞诱导获得的ips 具有患恶性
肿瘤的风险，因此研究c-Myc 在诱导获得iPS 细胞的过程中是否必需可进行对照实验设计，一组有c-Myc
基因导入，一组没有，观察诱导情况。具体实验设计思路为将导入Oct3/4、Sox2 和Klf4 的小鼠成纤维细胞，
与导入Oct3/4、Sox2、Klf4 和c-Myc 的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较。
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