2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，維持無菌環(huán)境最關(guān)鍵的措施是（）。A.使用無菌的培養(yǎng)基和器皿B.確保培養(yǎng)箱的清潔C.嚴(yán)格操作人員的無菌操作技術(shù)D.定期更換培養(yǎng)箱內(nèi)的空氣2.下列哪種培養(yǎng)基成分是提供細(xì)胞生長所需能量和碳源的主要成分？（）A.氨基酸B.維生素C.葡萄糖D.血清3.當(dāng)細(xì)胞生長密度過高，需要將其分離到新的培養(yǎng)容器中時(shí)，這個(gè)過程稱為（）。A.細(xì)胞凍存B.細(xì)胞傳代C.細(xì)胞培養(yǎng)D.細(xì)胞計(jì)數(shù)4.在組織工程中，用于支持細(xì)胞生長的三維結(jié)構(gòu)材料通常被稱為（）。A.培養(yǎng)基B.細(xì)胞支架C.細(xì)胞因子D.細(xì)胞外基質(zhì)模擬物5.下列哪項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)⒊审w細(xì)胞的基因重新編程成類似胚胎干細(xì)胞的多能狀態(tài)？（）A.器官芯片技術(shù)B.細(xì)胞重編程C.組織切片技術(shù)D.細(xì)胞分化誘導(dǎo)6.在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，利用細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建的人工皮膚通常需要包含哪些層次？（）A.表皮層和真皮層B.神經(jīng)層和血管層C.肌肉層和脂肪層D.骨骼層和軟骨層7.用于長期保存細(xì)胞系，通常采用的方法是（）。A.即刻接種到新鮮培養(yǎng)基中B.在培養(yǎng)箱中持續(xù)培養(yǎng)C.將細(xì)胞懸浮于冷凍保護(hù)劑中并冷凍保存D.使用培養(yǎng)箱的維持模式8.3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)相比傳統(tǒng)的二維培養(yǎng)，其主要優(yōu)勢(shì)之一是能夠更好地模擬（）。A.單細(xì)胞微環(huán)境B.細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用C.培養(yǎng)基的化學(xué)成分D.細(xì)胞的快速增殖9.在進(jìn)行藥物篩選時(shí)，利用細(xì)胞培養(yǎng)建立的疾病模型應(yīng)具備的特點(diǎn)是（）。A.能夠無限傳代B.具有特定的疾病表型C.培養(yǎng)成本極低D.對(duì)所有藥物都敏感10.下列哪項(xiàng)是當(dāng)前細(xì)胞治療和組織工程面臨的主要挑戰(zhàn)之一？（）A.細(xì)胞來源的缺乏B.成熟的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)C.細(xì)胞產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化D.完全無免疫排斥反應(yīng)二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在題干橫線上）1.細(xì)胞培養(yǎng)的基本要求包括無菌、______、適宜的溫度和pH環(huán)境。2.培養(yǎng)基通常分為______培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基兩大類。3.______是指從組織中分離出細(xì)胞，并在體外進(jìn)行培養(yǎng)的過程。4.細(xì)胞支架材料應(yīng)具備生物相容性、______、降解性等特性。5.通過誘導(dǎo)多能干細(xì)胞向特定細(xì)胞類型分化，是構(gòu)建再生組織的關(guān)鍵步驟。6.______是指利用細(xì)胞培養(yǎng)模型模擬器官功能進(jìn)行藥物篩選或毒理學(xué)研究的技術(shù)平臺(tái)。7.細(xì)胞凍存時(shí)，常用的冷凍保護(hù)劑能夠降低細(xì)胞內(nèi)外的______，防止細(xì)胞損傷。8.干細(xì)胞根據(jù)其來源和分化潛能，可以分為胚胎干細(xì)胞、成體干細(xì)胞和______干細(xì)胞。9.在再生醫(yī)學(xué)中，細(xì)胞因子可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和_______等過程。10.______是指細(xì)胞在體外培養(yǎng)過程中逐漸失去其原有遺傳特性的現(xiàn)象。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.無菌技術(shù)2.細(xì)胞傳代3.組織工程4.類器官5.干細(xì)胞重編程四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要嚴(yán)格遵循的無菌操作的基本原則。2.簡述3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)相比傳統(tǒng)二維培養(yǎng)的主要優(yōu)勢(shì)。3.簡述利用干細(xì)胞構(gòu)建組織工程產(chǎn)品的基本思路。4.簡述細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在藥物篩選中發(fā)揮作用的基本原理。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在構(gòu)建心臟組織替代物方面可能面臨的挑戰(zhàn)以及相應(yīng)的解決方案。2.論述細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展所面臨的主要倫理問題及其應(yīng)對(duì)策略。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.B5.B6.A7.C8.B9.B10.D二、填空題1.溫和2.活性3.細(xì)胞分離4.多孔性5.細(xì)胞分化6.器官芯片7.滲透壓8.嵌合9.移植10.細(xì)胞老化三、名詞解釋1.無菌技術(shù)：指在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，采取一系列措施（如消毒、滅菌、無菌操作環(huán)境等）以防止微生物污染的技術(shù)。2.細(xì)胞傳代：指將生長密度過高的細(xì)胞從原培養(yǎng)容器中取出，并分散接種到新的培養(yǎng)容器中，以提供充足生長空間的過程。3.組織工程：指利用細(xì)胞、生物材料和適宜的力學(xué)環(huán)境，構(gòu)建具有特定功能的組織或器官替代物的學(xué)科。4.類器官：指在體外模擬特定器官部分結(jié)構(gòu)和功能的3D細(xì)胞集合體，通常由干細(xì)胞或組織細(xì)胞構(gòu)建。5.干細(xì)胞重編程：指利用特定因子或技術(shù)將體細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞）的基因重新編程，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸嗄苄曰蛱囟ǚ只瘽撃艿募?xì)胞的過程。四、簡答題1.細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要嚴(yán)格遵循無菌操作的基本原則包括：①環(huán)境清潔與消毒：操作前對(duì)培養(yǎng)區(qū)域、超凈工作臺(tái)等徹底清潔和消毒；②個(gè)人防護(hù)：穿戴潔凈工作服、口罩、手套等；③器材滅菌：所有接觸細(xì)胞的器材（培養(yǎng)瓶、吸管等）必須經(jīng)過高壓蒸汽滅菌或過濾除菌；④無菌操作技術(shù)：操作過程中避免說話、咳嗽，動(dòng)作輕柔迅速，盡量減少暴露在空氣中的時(shí)間，防止微生物落入培養(yǎng)物中。2.3D細(xì)胞培養(yǎng)相比傳統(tǒng)二維培養(yǎng)的主要優(yōu)勢(shì)包括：①更真實(shí)的生理環(huán)境：模擬體內(nèi)細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)和微環(huán)境，更準(zhǔn)確地反映細(xì)胞間的相互作用和細(xì)胞行為；②更高的細(xì)胞活力和功能：提供更接近生理狀態(tài)的培養(yǎng)環(huán)境，有利于維持細(xì)胞的正常形態(tài)、功能甚至遺傳穩(wěn)定性；③更好的模型預(yù)測(cè)性：構(gòu)建的3D模型（如類器官）能更真實(shí)地反映藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄（ADME）過程，提高藥物篩選的準(zhǔn)確性和成功率；④減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)需求：為藥物研發(fā)和毒性測(cè)試提供更有效的體外替代模型。3.利用干細(xì)胞構(gòu)建組織工程產(chǎn)品的基本思路是：①干細(xì)胞獲?。簭暮线m的來源（如胚胎、臍帶、脂肪、骨髓等）分離和擴(kuò)增所需類型的干細(xì)胞；②細(xì)胞支架選擇或構(gòu)建：選擇天然或合成材料制備具有特定物理化學(xué)性質(zhì)（如孔徑、力學(xué)強(qiáng)度、生物相容性、可降解性）的三維支架，以提供細(xì)胞的附著、生長和遷移的物理支撐；③細(xì)胞與支架復(fù)合：將干細(xì)胞接種到細(xì)胞支架上，形成細(xì)胞-支架復(fù)合物；④培養(yǎng)與誘導(dǎo)：在特定的培養(yǎng)系統(tǒng)（如生物反應(yīng)器）中，提供適宜的物理化學(xué)信號(hào)（如細(xì)胞因子、生長因子、機(jī)械刺激等）誘導(dǎo)干細(xì)胞向目標(biāo)細(xì)胞類型分化，并促進(jìn)組織結(jié)構(gòu)的形成；⑤移植與應(yīng)用：將培養(yǎng)好的組織工程產(chǎn)品經(jīng)過必要的驗(yàn)證后，移植到患者體內(nèi)，期望其能夠整合并替代受損組織或器官。4.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在藥物篩選中發(fā)揮作用的基本原理是：①建立疾病相關(guān)細(xì)胞模型：利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，特別是利用干細(xì)胞技術(shù)構(gòu)建能夠模擬特定疾病狀態(tài)或表型的細(xì)胞系或類器官模型；②模擬體內(nèi)藥效和毒理：在這些細(xì)胞模型上，可以高通量地測(cè)試候選藥物分子；③觀察細(xì)胞反應(yīng)：觀察藥物處理后細(xì)胞表型、活力、信號(hào)通路變化等，評(píng)估藥物的潛在治療效果；④評(píng)估藥物毒性：檢測(cè)藥物對(duì)細(xì)胞的毒性作用，預(yù)測(cè)藥物可能產(chǎn)生的副作用，為藥物的安全性評(píng)價(jià)提供初步數(shù)據(jù)。通過這種方式，可以在藥物研發(fā)的早期階段快速、經(jīng)濟(jì)地篩選出有潛力的候選藥物，并剔除無效或毒性過大的藥物。五、論述題1.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在構(gòu)建心臟組織替代物方面可能面臨的挑戰(zhàn)以及相應(yīng)的解決方案：挑戰(zhàn)一：缺乏具有收縮功能的心肌細(xì)胞。解決方案：利用多能干細(xì)胞（如iPS細(xì)胞）或心肌祖細(xì)胞作為種子細(xì)胞，通過精確的分子信號(hào)調(diào)控，誘導(dǎo)其高效分化為功能性心肌細(xì)胞。挑戰(zhàn)二：難以構(gòu)建具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生理功能的組織。解決方案：采用先進(jìn)的3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（如生物墨水3D打印、水凝膠培養(yǎng)），構(gòu)建具有特定心肌細(xì)胞排列和血管網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化心臟組織；利用旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器等培養(yǎng)系統(tǒng)，模擬心臟的力學(xué)環(huán)境，促進(jìn)心肌細(xì)胞的同步收縮和成熟。挑戰(zhàn)三：血管化不足。解決方案：共培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞或使用能誘導(dǎo)血管生成的因子，促進(jìn)在心肌組織內(nèi)部形成有效的血液供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，解決細(xì)胞缺氧和營養(yǎng)運(yùn)輸問題。挑戰(zhàn)四：細(xì)胞-基質(zhì)相互作用模擬不足。解決方案：開發(fā)更接近天然心肌細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）成分和結(jié)構(gòu)的合成或天然可降解支架材料，并優(yōu)化其物理力學(xué)性能，以支持心肌細(xì)胞的附著、排列和功能維持。挑戰(zhàn)五：免疫排斥問題。解決方案：探索使用自體或異體來源的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，減少免疫原性；或研究免疫豁免部位移植、免疫抑制策略等。挑戰(zhàn)六：規(guī)?；a(chǎn)。解決方案：開發(fā)高通量、自動(dòng)化的3D細(xì)胞培養(yǎng)和生物制造技術(shù)平臺(tái)，以滿足臨床應(yīng)用的需求。2.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展所面臨的主要倫理問題及其應(yīng)對(duì)策略：主要倫理問題一：胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）的來源。問題在于獲取ES細(xì)胞通常需要破壞胚胎，這引發(fā)了關(guān)于胚胎道德地位和生命起始點(diǎn)的爭(zhēng)議。應(yīng)對(duì)策略：①推廣使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）技術(shù)，該技術(shù)利用體細(xì)胞重編程獲得多能性，避免了破壞胚胎的問題；②加強(qiáng)對(duì)ES細(xì)胞研究和應(yīng)用的倫理審查，明確其使用邊界和規(guī)范。主要倫理問題二：干細(xì)胞治療的安全性和有效性。問題在于目前許多商業(yè)化的干細(xì)胞治療缺乏嚴(yán)格的科學(xué)證據(jù)支持，存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)（如腫瘤形成、免疫排斥、異質(zhì)性等）和無效的風(fēng)險(xiǎn)，可能誤導(dǎo)患者。應(yīng)對(duì)策略：①加強(qiáng)干細(xì)胞基礎(chǔ)研究和臨床前研究，充分評(píng)估不同類型干細(xì)胞的安全性和有效性；②嚴(yán)格監(jiān)管干細(xì)胞療法的臨床應(yīng)用，確保治療在規(guī)范的倫理和科學(xué)框架下進(jìn)行；③加強(qiáng)公眾科普，提高對(duì)干細(xì)胞治療的理性認(rèn)識(shí)，警惕非法治療。主要倫理問題三：干細(xì)胞治療的公平性和可及性。問題在于高成本的干細(xì)胞治療可能加劇醫(yī)療資源分配不均，只有少數(shù)富裕人群能夠負(fù)擔(dān)。應(yīng)對(duì)策略：①鼓勵(lì)和支持公共資金投入干細(xì)胞研究，降低研發(fā)成本；②推動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)化和規(guī)?；a(chǎn)，降低治療費(fèi)用；