2025年大學《化學生物學》專業(yè)題庫——干細胞的應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的首字母填入括號內(nèi)）1.下列哪種干細胞類型來源于胚胎發(fā)育早期的囊胚內(nèi)細胞團？()A.成體干細胞B.間充質(zhì)干細胞C.胚胎干細胞D.誘導多能干細胞2.在維持胚胎干細胞自我更新能力方面，以下哪種信號通路是至關(guān)重要的？()A.Wnt信號通路B.Notch信號通路C.MAPK信號通路D.以上都是3.用于分離純化特定表面標記陽性干細胞的常用技術(shù)是？()A.蛋白質(zhì)印跡B.水凝膠培養(yǎng)C.免疫磁珠分選或流式細胞術(shù)D.PCR基因分型4.間充質(zhì)干細胞在組織工程中的應(yīng)用中，常常需要與生物材料復(fù)合，以下哪種類型的材料最常被用作提供三維結(jié)構(gòu)和生物化學信號的支架？()A.金屬支架B.天然聚合物（如明膠、殼聚糖）C.合成小分子溶劑D.離子交換樹脂5.在干細胞移植治療中，以下哪項是導致移植物排斥反應(yīng)的主要免疫機制？()A.MHC分子不匹配B.干細胞內(nèi)在的致瘤性C.培養(yǎng)基中的化學殘留物D.移植后干細胞無法歸巢6.利用干細胞構(gòu)建的“類器官”在藥物研發(fā)領(lǐng)域的主要優(yōu)勢是？()A.可無限傳代B.能完全模擬人體所有生理功能C.可用于高通量藥物篩選和毒性測試D.成本極低，無需倫理審查7.以下哪種技術(shù)常被用于創(chuàng)建帶有特定基因突變的誘導多能干細胞系？()A.基因槍轉(zhuǎn)染B.CRISPR/Cas9基因編輯C.病毒載體轉(zhuǎn)染D.電穿孔8.干細胞移植治療中，腫瘤形成（致瘤性）的風險主要與以下哪個因素相關(guān)？()A.移植的細胞數(shù)量過多B.干細胞在體外培養(yǎng)過程中發(fā)生基因突變C.受體患者的免疫系統(tǒng)功能低下D.以上都是9.胚胎干細胞研究與應(yīng)用所引發(fā)的倫理爭議主要集中于？()A.成本高昂，難以普及B.可能存在免疫排斥問題C.使用胚胎可能導致生命StartsD.長期療效難以保證10.為提高干細胞在體內(nèi)的存活率和歸巢能力，研究者嘗試使用某些化學物質(zhì)或分子修飾干細胞，這體現(xiàn)了化學生物學在干細胞應(yīng)用中的哪個方面？()A.基礎(chǔ)干細胞生物學研究B.干細胞分離純化技術(shù)改進C.干細胞定向分化誘導D.干細胞移植后的功能調(diào)控與改善二、填空題（每空1分，共15分）1.干細胞具有______和______的潛能。2.干細胞培養(yǎng)通常需要在含有特定生長因子的______培養(yǎng)基中進行。3.間充質(zhì)干細胞（MSC）是一類具有自我更新和多向分化潛能的______來源細胞。4.干細胞移植后，需要遷移到受損部位并定居，這個過程稱為______。5.利用干細胞構(gòu)建的微型器官模型，在藥物篩選中可以模擬人體的______系統(tǒng)。6.基因編輯技術(shù)如______為干細胞功能的基因研究提供了強大工具。7.干細胞治療產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)面臨諸多挑戰(zhàn)，包括______、______和______等方面。8.除了醫(yī)學應(yīng)用，干細胞技術(shù)在______、______等領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述胚胎干細胞（ESC）和成體干細胞（ASC）在來源、生物學特性和應(yīng)用潛力方面的主要區(qū)別。2.簡述流式細胞術(shù)在干細胞分離純化中的應(yīng)用原理及其優(yōu)點。3.簡述干細胞在藥物研發(fā)中用于構(gòu)建疾病模型的主要原理及其優(yōu)勢。4.簡述干細胞治療面臨的主要安全性和倫理挑戰(zhàn)。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述化學因素（如小分子化合物、生長因子）在調(diào)控干細胞命運（自我更新或分化）中的作用機制，并舉例說明其在干細胞應(yīng)用中的潛在價值。2.論述利用干細胞技術(shù)修復(fù)受損神經(jīng)組織的可能途徑、關(guān)鍵科學問題及面臨的挑戰(zhàn)。3.論述如何從化學生物學的角度出發(fā)，應(yīng)對干細胞治療產(chǎn)品規(guī)?；?、標準化生產(chǎn)所面臨的挑戰(zhàn)，以提高其臨床應(yīng)用的安全性和有效性。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.B5.A6.C7.B8.D9.C10.D二、填空題1.自我更新多向分化2.基質(zhì)補充型（或含LIF等）3.多種組織4.歸巢5.藥物代謝6.CRISPR/Cas97.細胞質(zhì)量遺傳穩(wěn)定性生產(chǎn)規(guī)模8.組織工程生命科學基礎(chǔ)研究三、簡答題1.答案：胚胎干細胞（ESC）來源于早期胚胎或囊胚內(nèi)細胞團，具有無限的自我更新能力和多向分化潛能，可分化為體內(nèi)所有三種胚層細胞；來源早，易于分離培養(yǎng)和遺傳操作。成體干細胞（ASC）存在于已分化組織中，數(shù)量有限，自我更新能力較弱，主要參與組織修復(fù)和穩(wěn)態(tài)維持，多向分化潛能受限，通常只能分化為其來源組織或相關(guān)組織的細胞。應(yīng)用潛力方面，ESC在基礎(chǔ)研究、構(gòu)建疾病模型和開發(fā)多種細胞治療方面潛力巨大，但存在倫理爭議和免疫排斥問題。ASC來源相對易得，倫理問題少，已應(yīng)用于部分再生醫(yī)學治療，但分化潛能和數(shù)量限制了其應(yīng)用范圍。解析思路：考察對ESC和ASC基本概念、特性及應(yīng)用的對比理解。需點明來源、更新能力、分化潛能、倫理及臨床應(yīng)用潛力的核心區(qū)別。2.答案：流式細胞術(shù)利用熒光標記抗體識別細胞表面特異性標記物，通過激光激發(fā)產(chǎn)生熒光信號，并利用液流系統(tǒng)和光學系統(tǒng)對單個細胞進行快速分析和分選。其原理是基于細胞表面標記物的差異，通過檢測熒光強度和細胞散射信號（大小、顆粒度）來區(qū)分不同細胞群體。優(yōu)點是速度快、通量高、可同時檢測多個參數(shù)、分選純度高、對細胞損傷相對較小，是當前干細胞分離純化中最常用、最有效的技術(shù)之一。解析思路：考察對核心分離技術(shù)的原理和優(yōu)點的掌握。需說明其作用機制（熒光標記、激光激發(fā)、信號檢測）、分析對象（單個細胞、表面標記、散射信號）以及主要優(yōu)點（速度、通量、多參數(shù)、純度、損傷?。?。3.答案：原理：利用干細胞具有向特定組織或細胞類型分化的潛能，將干細胞誘導分化成特定功能的細胞（如神經(jīng)元、心肌細胞），然后將這些細胞接種在模擬體內(nèi)微環(huán)境的體外三維培養(yǎng)系統(tǒng)（如類器官）或移植到動物模型/患者體內(nèi)，通過觀察這些細胞或組織在體內(nèi)的功能表現(xiàn)（如神經(jīng)元放電、心肌細胞收縮、藥物代謝活性）來評估藥物的有效性或毒性。優(yōu)勢：可以構(gòu)建更接近生理狀態(tài)的模型，替代傳統(tǒng)動物實驗，提高藥物篩選的準確性和效率，減少動物使用，并有助于研究藥物在特定細胞或組織中的作用機制。解析思路：考察對干細胞模型構(gòu)建用于藥篩原理和優(yōu)勢的理解。需闡述核心原理（干細胞分化、體外/體內(nèi)模型、功能評估），并說明其相對于傳統(tǒng)方法的優(yōu)點（生理相關(guān)性、替代動物、效率、機制研究）。4.答案：安全性挑戰(zhàn)主要包括：移植后可能發(fā)生免疫排斥反應(yīng)（MHC不匹配）；部分干細胞在體外長期培養(yǎng)或遺傳修飾后可能發(fā)生基因突變，增加致瘤風險；移植的細胞可能無法精確歸巢到目標部位或存活率低；移植后細胞功能的長期穩(wěn)定性和持久性難以保證；潛在的感染風險。倫理挑戰(zhàn)主要涉及：使用胚胎干細胞可能涉及到破壞胚胎，引發(fā)關(guān)于生命起點和倫理價值的爭議。解析思路：考察對干細胞應(yīng)用中主要風險和爭議點的掌握。需分類列舉安全性和倫理兩大類挑戰(zhàn)，并簡要說明每種挑戰(zhàn)的具體內(nèi)容和原因。四、論述題1.答案：化學因素在調(diào)控干細胞命運中扮演著關(guān)鍵角色。它們可以通過作用于細胞表面的受體（如整合素、受體酪氨酸激酶）或細胞內(nèi)的信號通路（如MAPK、Wnt、Notch、PI3K/Akt）來影響干細胞的增殖、分化和凋亡。例如，特定的小分子化合物可以抑制或激活某個信號通路，從而誘導干細胞向特定lineage分化或維持其多能狀態(tài)；生長因子（如FGF、EGF、BMP、TGF-β）的濃度和配比對干細胞的自我更新和分化方向具有決定性影響。在干細胞應(yīng)用中，通過精確設(shè)計化學環(huán)境（如篩選高效安全的分化誘導劑、優(yōu)化培養(yǎng)基成分），可以實現(xiàn)對干細胞命運的高效調(diào)控，這對于制備特定功能的細胞治療產(chǎn)品、構(gòu)建疾病模型或開發(fā)組織工程支架至關(guān)重要，體現(xiàn)了化學生物學在干細胞定向控制中的應(yīng)用潛力。解析思路：考察對化學因素調(diào)控干細胞機制的理解及在應(yīng)用中的價值的綜合闡述。需說明化學因素的作用方式（受體、信號通路），舉例說明具體分子（小分子、生長因子）及其功能，并聯(lián)系應(yīng)用前景（定向控制、治療、模型、組織工程）。2.答案：利用干細胞技術(shù)修復(fù)受損神經(jīng)組織的可能途徑主要包括：直接移植分化后的神經(jīng)元或神經(jīng)支持細胞（如少突膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞）到受損區(qū)域，以替代丟失的細胞，重建神經(jīng)回路和功能；利用干細胞（特別是誘導多能干細胞來源的神經(jīng)元）構(gòu)建包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的類器官或體外模型，用于研究神經(jīng)損傷機制、藥物篩選和毒理學測試；利用干細胞或其衍生物分泌的神經(jīng)生長因子等神經(jīng)營養(yǎng)因子，或通過基因工程改造的干細胞分泌治療性蛋白，進行旁分泌治療，促進神經(jīng)再生和功能恢復(fù)。面臨的挑戰(zhàn)包括：如何精確控制干細胞的分化潛能，確保移植的細胞類型正確、純度高且無致瘤風險；如何提高移植細胞的存活率和有效歸巢到病灶部位；如何構(gòu)建能有效與宿主組織整合、形成功能性突觸連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；如何克服免疫排斥反應(yīng)；如何建立有效的體內(nèi)監(jiān)測和評估修復(fù)效果的方法；相關(guān)的倫理問題和臨床轉(zhuǎn)化難度。解析思路：考察對干細胞修復(fù)神經(jīng)損傷策略、關(guān)鍵環(huán)節(jié)和面臨挑戰(zhàn)的全面思考。需分點闡述可能的修復(fù)途徑（直接移植、類器官、旁分泌治療），并詳細分析每個途徑的技術(shù)要點，同時系統(tǒng)梳理面臨的主要科學、技術(shù)和臨床挑戰(zhàn)。3.答案：從化學生物學的角度應(yīng)對干細胞治療產(chǎn)品規(guī)模化、標準化生產(chǎn)挑戰(zhàn)，需關(guān)注以下方面：首先，開發(fā)高效、特異、可重復(fù)的化學或生物方法進行干細胞的高通量分離純化，減少混雜細胞帶來的安全風險；其次，設(shè)計和優(yōu)化化學合成或生物來源的培養(yǎng)基和基質(zhì)，確保成分穩(wěn)定、批次均一，滿足細胞生長和功能維持的需求，并嚴格控制潛在有害化學物質(zhì)殘留；再次，利用化學分子或物理方法對干細胞進行表觀遺傳修飾或基因編輯，以提高其分化的一致性、降低致瘤風險、增強治療特異性；此外，開發(fā)基于化學傳感或生物信息學的方法，對細胞質(zhì)量（如活力、分化狀態(tài)、遺傳穩(wěn)定性）進行實時、準確的監(jiān)控和評估；最后，研究應(yīng)用新型化學合成