2025年高二生物下學(xué)期類器官培養(yǎng)試題一、選擇題（每題3分，共30分）類器官是一種通過體外培養(yǎng)形成的三維細胞結(jié)構(gòu)，其核心特征是：A.具有與體內(nèi)器官完全一致的生理功能B.由單一類型干細胞增殖分化形成C.能夠模擬體內(nèi)器官的結(jié)構(gòu)和部分功能D.僅用于藥物研發(fā)，無醫(yī)學(xué)治療價值在干細胞誘導(dǎo)分化為類器官的過程中，下列哪種物質(zhì)通常作為細胞外基質(zhì)的替代物？A.葡萄糖B.Matrigel基質(zhì)膠C.胰蛋白酶D.胎牛血清下列關(guān)于類器官培養(yǎng)條件的敘述，錯誤的是：A.需要維持37℃恒溫環(huán)境B.需通入5%CO?維持培養(yǎng)液pHC.貼壁培養(yǎng)是類器官形成的關(guān)鍵步驟D.成體干細胞和多能干細胞均可用于構(gòu)建類器官肺類器官常用于研究呼吸道疾病，其培養(yǎng)過程中需重點模擬的體內(nèi)環(huán)境是：A.高氧分壓B.氣道上皮細胞極性排列C.神經(jīng)突觸連接D.淋巴循環(huán)CRISPR-Cas9技術(shù)與類器官結(jié)合的應(yīng)用不包括：A.模擬單基因遺傳病的病理特征B.篩選靶向基因突變的藥物C.構(gòu)建人類嵌合體動物模型D.修復(fù)患者細胞中的致病突變下列哪種類器官模型最適合研究阿爾茨海默病的早期病理機制？A.腦類器官（cerebralorganoid）B.肝類器官（liverorganoid）C.腎類器官（kidneyorganoid）D.腸類器官（intestinalorganoid）類器官培養(yǎng)中，“去分化”現(xiàn)象指的是：A.干細胞失去分化能力B.已分化細胞恢復(fù)增殖能力并轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉毎麡訝顟B(tài)C.細胞在三維培養(yǎng)中形態(tài)發(fā)生改變D.細胞因營養(yǎng)缺乏導(dǎo)致功能喪失與傳統(tǒng)二維細胞培養(yǎng)相比，類器官的優(yōu)勢不包括：A.更接近體內(nèi)細胞間的空間排布B.可長期維持細胞的分化狀態(tài)C.培養(yǎng)成本低且操作簡便D.能模擬器官的復(fù)雜生理功能下列哪項是類器官技術(shù)目前面臨的主要挑戰(zhàn)？A.無法從患者活檢樣本構(gòu)建類器官B.類器官缺乏血管和神經(jīng)支配C.僅能構(gòu)建動物類器官，無法構(gòu)建人類類器官D.類器官培養(yǎng)周期過短（通常<24小時）倫理規(guī)范要求類器官研究中不得涉及：A.使用人類誘導(dǎo)多能干細胞（iPSC）B.構(gòu)建含有生殖細胞的類器官C.將類器官用于藥物毒性測試D.冷凍保存類器官樣本二、填空題（每空2分，共20分）類器官培養(yǎng)中常用的小分子化合物CHIR99021的作用是激活_______信號通路，促進干細胞自我更新。腸類器官的典型結(jié)構(gòu)包括隱窩（crypt）和絨毛（villus），其中_______細胞負責(zé)分泌消化酶，_______細胞具有干細胞功能。類器官的成熟度可通過_______染色（檢測細胞極性）和_______分析（檢測特定組織標志物表達）進行評估。為模擬腫瘤微環(huán)境，腫瘤類器官培養(yǎng)時需添加_______細胞和細胞外基質(zhì)成分，如膠原蛋白和_______。類器官凍存時常用的保護劑是_______，復(fù)蘇時需采用_______法快速解凍以減少細胞損傷。三、簡答題（每題10分，共30分）簡述利用患者iPSC構(gòu)建疾病特異性類器官的基本流程，并舉例說明其在個性化醫(yī)療中的應(yīng)用。比較腦類器官與傳統(tǒng)動物模型在研究Zika病毒感染機制中的優(yōu)缺點。分析類器官技術(shù)在“器官芯片”（Organ-on-a-Chip）研發(fā)中的作用，并說明兩者結(jié)合的應(yīng)用前景。四、實驗分析題（20分）背景：某研究團隊擬構(gòu)建“糖尿病腎病類器官模型”，步驟如下：①從健康人皮膚成纖維細胞誘導(dǎo)生成iPSC；②定向分化iPSC為腎祖細胞；③將腎祖細胞與內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)于三維基質(zhì)中，添加TGF-β抑制劑；④培養(yǎng)4周后，通過免疫熒光檢測nephrin（足細胞標志物）和LTL（近端小管標志物）的表達。問題：（1）步驟①中，誘導(dǎo)iPSC的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子有哪些？（4分）（2）解釋步驟③中添加內(nèi)皮細胞和TGF-β抑制劑的目的。（6分）（3）若該模型需模擬高血糖環(huán)境，應(yīng)如何調(diào)整培養(yǎng)條件？預(yù)期會觀察到哪些病理變化？（10分）五、拓展論述題（20分）主題：類器官技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)中的倫理爭議與未來發(fā)展要求：（1）列舉類器官用于器官移植時可能面臨的3個倫理問題；（2）結(jié)合“類器官芯片”和“3D生物打印”技術(shù)，提出一種解決類器官血管化缺陷的方案；（3）分析類器官技術(shù)對“動物實驗替代”的推動作用。參考答案及評分標準（簡要版）一、選擇題C2.B3.C4.B5.C6.A7.B8.C9.B10.B二、填空題Wnt2.吸收上皮（或杯狀細胞）；隱窩基底3.免疫熒光（或共聚焦顯微鏡）；qPCR（或Westernblot）4.基質(zhì)（或免疫）；層粘連蛋白（laminin）5.二甲亞砜（DMSO）；37℃水浴三、簡答題（要點）流程：患者體細胞→iPSC誘導(dǎo)→定向分化→類器官構(gòu)建→病理表型驗證。應(yīng)用：如囊性纖維化患者腸類器官模型，可用于篩選個體化藥物劑量。腦類器官優(yōu)勢：模擬人類神經(jīng)發(fā)育，避免種屬差異；劣勢：缺乏血管和神經(jīng)連接。動物模型優(yōu)勢：完整的體內(nèi)微環(huán)境；劣勢：人類與動物病毒易感性差異大。作用：類器官為器官芯片提供功能單元，芯片系統(tǒng)精確調(diào)控微環(huán)境；前景：構(gòu)建多器官芯片模擬全身藥物代謝，用于個性化醫(yī)療和毒性預(yù)測。四、實驗分析題（1）Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc（任答3個得4分）（2）內(nèi)皮細胞：模擬腎血管微環(huán)境；TGF-β抑制劑：抑制纖維化，促進足細胞成熟（各3分）（3）條件：添加高濃度葡萄糖（16-25mM）；病理變化：足細胞凋亡、基底膜增厚、炎癥因子（如TNF-α）表達上調(diào)（各5分）五、拓展論述題（要點）（1）倫理爭議：類器官是否具有“道德地位”、避免意識相關(guān)結(jié)構(gòu)（如腦類器官）、器官來源的公平分配。（2）解決方案：3D打印含血管通道的支架，結(jié)合內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)，或在芯片中構(gòu)建微流控血管網(wǎng)絡(luò)。（3）推動作用：減少實驗動物使用，提高藥物篩選的臨床相關(guān)性，替代部分動物模型（如神經(jīng)毒性測試）。試題設(shè)計說明：覆蓋類器官培養(yǎng)技術(shù)