细胞工程基本原理范文

1基本原则

“组织工程”一词已经出现了二十多年，组织工程学是综合应用工程学和生命科学的基本原理、基本理论、基本技术和基本方法，在体外预先构建一个有生物活性的假体，然后置入体内，修复组织缺损，替代组织、器官的部分或全部功能，或作为一种体外成分，暂时替代器官部分功能，达到提高生活质量，延长生命活动的目的[3]。尽管随着生命科学的进步，组织工程得到了巨大进步，但Langer和Vacanti于1993年提出的组织工程中的三个基本方法至今仍具有现实意义[4]。

实施组织工程的主要过程包括：①通过组织活检获得种子细胞，并采用体外分离、培养、纯化、扩增和传代的方法，得到足够数量的细胞；②将种子细胞接种到一种生物相容性良好的支架上，形成细胞支架复合物；③将复合物置入人体，使支架材料逐渐被机体降解吸收，而种子细胞增殖分化取代原有的组织器官。由此可见，足量种子细胞的获取、支架材料的选择及参与细胞增殖分化的诱导和调控的细胞因子的应用，便成为组织工程的三大主要环节。

1.1种子细胞的获取：包括鉴别和分离出选定的具有增殖和修复、再生功能的细胞群。并采用体外分离、培养、纯化、扩增和传代的方法，得到足够数量的细胞。组织工程使用的细胞多为干细胞，即具有全能性、可自我更新的细胞。目前，在人一生的各个阶段和几乎所有的成年组织都已经发现了干细胞的存在[5]。研究比较多的干细胞包括：

1.1.1胚胎干细胞：是一些来源于囊胚内细胞团的细胞，具有最大潜能，可分化为三个胚层[6]。但对它的应用，却因伦理道德、移植后的免疫原性等方面的问题而受到限制。

1.1.2间充质干细胞：是可以分化成中胚层的多能祖细胞。可最终分化形成脂肪、骨、软骨、肌肉和血管等组织[7]。组织重建时的祖细胞也大多来自这些组织中。

1.1.3造血干细胞：可以分化产生血液系统中的各种细胞及参与血管形成的内皮祖细胞。

1.1.4组织特异性干细胞：也已在皮肤、肌肉、心脏、脑等处发现。最近，研究人员已经利用基因诱导技术将成年人的细胞诱导成具有类似干细胞功能的多能细胞。而且对于这些“去分化”细胞的使用，不涉及伦理道德问题的限制。不过，这项新技术还需要更进一步的研究才能应用于临床[8]。

1.2细胞增殖分化的诱导和调控:干细胞的诱导分化需要在特定的化学环境和外界环境中才能实现，目前，对于分离细胞的生物化学环境控制的研究已经有了很大进展，调节细胞行为的许多生长因子和合成小分子的浓度、空间结构和时间相关性等都已经确定。纳米粒子传递和控释微球作为通过病毒性和非病毒载体的药物运输系统,和基因转移已被用于概括组织形态发生发展的环境[9]。

1.3支架材料:支架材料在组织工程研究中起着中心作用，随着材料编织技术、生物力学技术、三维打印技术、影像学技术、计算机模拟技术以及生物反应器技术等各种现代技术的应用，它不仅为特定的细胞提供结构支撑，而且还起到模板作用，引导组织再生和控制组织结构[10]。作为组织工程支架材料，必须具有三维多孔性及足够的孔隙率，以便给种子细胞的种植和初始分裂提供足够的空间。除此之外，组织工程的支架材料需要给组织发生提供一个细胞外环境，如：良好的生物相容性、降解速率的可调控性和良好的可塑性等。目前的支架材料主要有天然的支架材料、人工合成的支架材料以及复合材料。不过，由于天然替代品有限，合成生物材料越来越多地被用于高分子可降解支架的制造[11]。

组织工程中的这三个元素也可以说是一种“种子和土壤”的关系，它包括了机械力、支架结构、细胞因子、氧张力等非细胞因素（即土壤）对干细胞、间质细胞和内皮细胞这些“种子”的影响。在组织、器官的生成过程中能够充分培养一个再生的环境时需要良好的种子细胞和周围环境。

2特定的组织工程

目前,国际上把组织工程产品大致分为四类：细胞类(如干细胞、治疗性克隆、微囊化细胞治疗)、代谢类(如生物人工肝、生物人工肾、生物人工胰腺)、结构类(如皮肤、心血管、骨骼肌)，以及其他类型。比较成熟的产品有组织工程皮肤，并在临床获得应用和组织工程软骨。

2.1皮肤:传统的组织工程皮肤的制作方法是将角质形成细胞和/或成纤维细胞在天然或合成真皮支架上接种[4]。尽管根据这种方法已经制作出几种商业化的组织工程皮肤，但他们的长期临床效果一直因为没有自身的祖细胞而欠佳。在毛囊、滤泡间细胞区域以及皮脂腺等处已发现存在许多皮肤干细胞，人们也已经认识到这些细胞对皮肤稳态的作用。基因治疗也展示出对各种遗传性皮肤病治疗的可能，同时还可增加皮肤的再生能力[12]。近些年，已经利用人的脂肪干细胞生产出含有表皮、真皮、皮下组织的皮肤，并诱导出多能干细胞[13]。该研究说明，皮肤细胞组织可以分化成为各种组织类型。尽管取得了这些可喜的研究成果，但再生出具有完整功能的皮肤仍有很长的路要走。角质形成细胞和成纤维细胞之间的复杂旁分泌关系刚刚被人们认识，他们和许多其他皮肤的物质通过产生如机械感觉、体温调节及色素生成等重要功能来维持皮肤的稳态[14]。同时，细胞外基质是如何通过复杂的机制调节皮肤细胞的活性而产生可替代的皮肤，还需要进一步研究。随着日益多样化的细胞群和生化信号研究，未来的组织工程皮肤很可能继续采用在基质上种植种子的方法。虽然，在关于皮肤的物理功能方面研究取得了很多进展，但如何使皮肤产生众多功能特性仍是组织工程学中令人感兴趣的问题。

2.2脂肪：目前用于软组织重建的方法是自体组织移植和人造埋植剂，但是却受到组织吸收、埋植剂破裂或挛缩等多种问题的限制[15]。然而，组织工程脂肪通过在具有生物相容性的支架上接种脂肪祖细胞解决了这些问题。由于成熟的脂肪细胞增殖能力有限，最常用的细胞为前脂肪细胞和来自供体的脂肪组织和骨髓中的间充质干细胞。脂肪抽吸术和皮下脂肪切取术均可获取足够量的脂肪颗粒悬液或脂肪组织。因其含有大量的脂肪干细胞而在未来有较好前景。

除了移植后不易建立血运，这一组织工程共同难题外，组织工程脂肪还面临着外形和体积不稳定的困难[16]。这方面接种干细胞的支架显示出良好的优势，研究发现植入脂肪后可使其维持原形状达4周[17]。将脂肪来源的干细胞添加到抽出的脂肪后再进行脂肪移植，可以提高在大鼠模型上的组织存活率和血液供应形成率，最近此技术用来以较少的剂量增加人类乳腺癌组织[18]。未来临床应用的成功，将取决于精炼干细胞的获取、分离技术和诱发脂肪的生物材料持久性的研究进展。而且，由于脂肪干细胞的含量多、来源广、多能的特点，预计将有越来越多的脂肪干细胞用来重建和形成其他间叶组织，如骨骼、肌肉、软骨等。此外，它易建立血运，可塑性强，使其在未来广泛地用于构建更为复杂的多组织结构成为可能。

2.3骨骼肌：除了普遍存在的细胞-基质的作用机制之外，组织工程肌肉还面临着复杂的微电子机械系统和机械网状结构的挑战。直接注射供体的成肌细胞由于受多种限制而不能成功，最新的进展是将成肌细胞或肌干细胞接种到组织工程支架上，在支架上采用机械刺激和电刺激提高他们分化为肌细胞的潜能[19]，增加骨骼肌功能的复杂性。为了增加组织工程肌肉中血管形成，研究人员在体外使用成肌细胞、胚胎成纤维细胞、内皮细胞的多元化体系，使组织工程肌肉提前形成血管。然后将这种骨骼肌结构植入免疫缺陷的老鼠体内，其整合、存活和血运建立的结果均优于不含这三种细胞的对照组[20]。这也同样说明，成肌细胞附着于支架上后在体内分化成为骨骼肌的效果优于直接将其注入体内。

2.4软骨:软骨是一种缺乏血供并且有与生俱来的自我修复机制的特殊组织。成熟的软骨细胞在体外增殖能力和表型可变性都受到限制，因此目前的软骨组织工程战略侧重于利用间充质干细胞和软骨祖细胞[21]。这两种细胞均可使成纤维细胞脱分化，通过基因增强软骨再生能力的实验已处于临床前阶段[22]。在体外利用接种多种种子细胞的支架已开发出仿生软骨结构，植入到免疫抑制的小鼠体内后发现形成新软骨[23]。目前，第一个生物工程软骨已经用于治疗4例小耳畸形患者，从耳残余部获取软骨细胞，在体外培养、传代后植入下腹部，使其扩大、生长成熟。形成的软骨组织在6个月后取出雕塑成耳的形状，在术后2～5年随访过程中未出现组织吸收的现象[24]。

2.5骨：尽管在组织工程骨的探索道路上有了很多尝试，但是如何组合出最合适的种子细胞、支架材料和诱导信号以形成最好的组织工程骨还没有解决。尽管许多细胞都表现出成骨潜能，如成骨细胞、间充质干细胞、脂肪干细胞、胚胎干细胞、骨骼细胞，但最有效的细胞类型仍然未知。最近，在一项关于成年和胎儿干细胞成骨能力对比的研究显示，两者在急性股骨损伤的裸鼠模型上成骨能力无明显差异。另一组在体外的模型实验中证明，成骨细胞植于支架之前可以被分化前期的间充质干细胞增强其分化作用[25]。此外，他们还报道了生物反应器系统的改良成果，强调了在促进骨形成时环境信号作用的重要性。

2001年，第1例自体骨髓来源的间充质干细胞用于修复大的骨缺陷之后，另一个小组报道了使用含骨质块、骨形态发生蛋白7（BMP-7）和自体骨髓细胞的钛支架采用二期手术方式修复了一个下颌骨缺损的病例[26]。将设计好的支架首先置入患者的背阔肌(来当做原位诱导成骨生物反应器）7周以后利用自由皮瓣来修补颌骨缺损。然而，大规模临床研究前，还需要继续调查确定最合适的细胞、支架、生物工程和分子信号的组合来获得最佳的生物工程骨。

2.6血管：血管移植在重建手术中经常被用到，用于重建的血管主要有以下几种：①自体同源移植，这类材料经常因为供体不健康导致的病态而不可用，且费用昂贵；②人工材料移植，这类材料容易形成栓塞，生长潜力和耐久性都比较差。基于干细胞的应用已经被用在血管构造上，包括使用胚胎干细胞构造小口径血管（直径＜6mm）以及使用原始内皮细胞、间充质干细胞来依次构造内皮层和肌纤维层[27]。基于细胞层的血管设计实现了完全自体同源的三层式血管的构造，第1例生物工程血管用于构建1例4岁女孩肺动脉的临床试验中[28]。血管生物反应器很好地调控了血管生成中关键的机械信号和生理信号，同时在“连接动静脉的腔室循环模型”的体外生物反应器中产生了血管化。另外，对于小口径人造血管远期通畅率不高的问题，我们科室正在尝试用脂肪干细胞和血管内皮细胞在血流冲击下制作小口径血管来解决这个问题。

2.7周围神经:治疗神经缺陷的替换选择有自体同源移植（受限于供源稀少、供体不健康，易发神经瘤和供受体不匹配），异源移植（受限于免疫排异反应）以及非细胞材料移植（受限于再生延迟）。组织工程技术战略有希望将原始神经细胞、生长因子和其他生物材料合成，产生一种可行的替代品[29]。遍布全身的神经细胞表现出良好的可塑性，而且使用Schwann细胞和间充质干细胞的治疗方法已经在体外和动物试验中取得了成功[30]。基因治疗已经表现出较大成功的可能，通过促进神经因子的过表达，加强神经再生的方法，但是在功能恢复的持久改善和病毒介导载体的基因传递的长期结果还是未知的[31]。与其他复杂组织一样，神经缺损的修复也需要结构和生化的信号精确协调，才能使神经的生长最终恢复功能。

3展望

一直以来，组织工程的组织和器官在整形外科领域发挥着不可或缺的角色。尽管在组织工程领域取得了很多进展，但应用于临床仍然有很多困难。许多涉及材料学、生物学、医学、生物力学的基本问题及基本现象还没有搞清楚，例如：细胞在工程化基质中如何实现功能、干细胞来源的产业化、生物力学在组织构建过程中的具体作用及机理、细胞外基质化可降解的支架材料等。另外，大器官的重建也仍旧受到血供有限的限制。这些问题都值得整形外科的工作者去思考和探究。

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细胞工程基本原理范文篇2

颅面部发育是包含了多个不同发育来源的干细胞相互作用的复杂过程。牙齿包含至少2个胚层来源的组织，外胚层来源的口腔上皮形成牙釉质，中胚层形成牙齿其余结构，如牙髓、牙本质和牙骨质。而颅面部其他骨组织（如颅骨的扁骨）则主要来源于间充质前体细胞、中胚层前体细胞及细胞基质。牙齿组织发生始于胚胎发育第5周，并持续整个乳牙替换期。胚胎5周后，原始口腔上皮带形成并在未来牙板上下颌部增厚。上皮带内陷形成前庭板和牙板。成釉器的形成始于牙板下方并经历了牙齿发育3个阶段：蕾状期、帽状期、钟状期。在蕾状期，上皮细胞迁移至外胚间充质下方，外胚间充质细胞排列更加紧密包绕牙蕾。接着，在帽状期牙蕾细胞进一步增殖形成帽状结构。上皮细胞形成成釉器，外胚间充质细胞在成釉器下方增殖形成牙。包绕牙的地方形成牙囊。钟状期，成釉器内表面进一步加深，细胞开始分化。牙内皮细胞与牙通过基膜相互作用。牙内皮细胞与牙细胞停止增殖，细胞核迁移至基膜对侧，细胞伸长。牙内皮细胞成为牙釉质前体细胞并释放信号，牙成为成牙本质细胞。成牙本质细胞不断分泌有机基质，即前期牙本质，成牙本质细胞渗出突起，胞体向牙髓中央移动。成牙本质细胞分泌羟基磷灰石及矿物质，前期牙本质成为牙本质。牙釉质前体细胞形成牙釉质，成为成釉细胞。牙根的发育与牙冠不同。内釉上皮与外釉上皮细胞层从颈环开始向下方生长形成牙根赫威特上皮根鞘。赫威特上皮根鞘诱导牙分化为成牙本质细胞形成根部牙本质。成牙骨质细胞、牙周膜纤维细胞及牙槽骨成骨细胞这3种细胞对牙齿在牙槽窝中起到支持、平衡作用，并都来自牙，统称为牙周组织。牙周膜的干细胞和前体细胞具有多种自我更新及分化潜能。

2种子细胞在牙髓再生中的策略

2.1利用干细胞进行牙髓再生

利用干细胞进行牙髓再生的定义是将外源性干细胞植入宿主根管系统中进行牙髓再生。被移植的细胞或来源于宿主体内或来源于异体细胞。这些细胞经过简单分离或通过培养扩增后用于牙髓再生。由于干细胞能够对微环境变化做出反应，进行细胞分化及细胞分裂，因此干细胞治疗能够有效地修复组织缺损。有许多研究表明，体内移植牙髓干细胞或其他种类干细胞可以在异位形成牙髓样组织。Huang等的研究报道了将根尖牙干细胞或牙髓干细胞植入牙根并埋入小鼠背部，可以观察到牙髓样组织形成及牙本质的沉积。Cordeiro等报道了人脱落乳牙干细胞复合凝胶植入牙片后埋入小鼠背部皮下，可以观察到血管化牙髓样组织形成。细胞移植有许多优点，如可控制移植的细胞数量及优化最适宜牙髓再生的干细胞亚群。经分选的细胞具有更强能力，促使在根管中形成神经、血管及牙本质。Iohara等报道牙髓细胞中CD31-/CD146-或CD105+细胞亚群，比其他前体细胞具有更高自我更新能力及分化潜能。一些非牙源性间充质干细胞，如骨髓间充质干细胞、脂肪来源的间充质干细胞也能形成牙髓样组织。尽管获得这些细胞会给患者造成创伤，但当牙源性间充质干细胞无法获取时，这些细胞可成为替代的候选细胞。关于干细胞移植进行牙髓再生的研究报道，主要集中于不同种类的干细胞复合支架材料，体内移植后进行原位或异位牙髓样组织再生观察的基础性工作。真正进入牙髓组织再生临床前或临床试验的研究报道较少。尽管这些基础研究工作具有科学意义，但在细胞移植技术在向临床治疗的转化过程中仍然遇到很多问题。首先，用于治疗的干细胞来源问题。如果使用的是源于非人种属的干细胞，将会由于免疫排斥的问题受到限制。具有免疫原性的细胞移植可能会引起免疫排斥及感染。细胞冷冻储存系统可能出现细胞流失，并增加额外花费。而传统组织工程技术中的种子细胞来源、培养技术、对支架的复合程度、植入体内后潜在的免疫原性、细胞活性等因素都限制了该技术的实际临床应用。

2.2无细胞移植的牙髓再生治疗

牙髓再生的临床转化，不仅要满足安全、有效两个基本条件，还应考虑到简便、实用和经济的原则。哈佛大学干细胞与再生生物学研究中心的研究发现，在多种组织再生过程中都存在体内干细胞的迁移和募集现象，称为干细胞归巢（stemcellshoming）。这些募集的机体自身干细胞都不同程度地参与了创伤愈合和组织再生的过程。现已证实，机体干细胞归巢可以通过2种完全不同的途径来实现：一种是非血流依赖性的运动，主要是近距离的细胞募集，例如缺损组织相邻干细胞龛中的干细胞可以感应损伤产生的信号分子，通过主动的变形虫样运动，到达组织缺损区域，发挥再生作用；另一种是血流依赖性迁徙，主要是远程机体干细胞龛（例如骨髓）中干细胞的动员和归巢，包括细胞感受信号刺激，动员机体干细胞龛中干细胞入血，随血流（bloodflow）远程迁徙，最后到达损伤区域局部毛细血管，穿透血管壁，参与组织修复过程。由于减少了潜在的污染、过高的成本、免疫排斥以及复杂的体外规模培养技术等缺点,利用细胞因子和趋化因子等实现细胞归巢,可放大宿主自我修复潜能,因此细胞归巢技术似乎比细胞移植具备更多的优势。现在已经证实干细胞巢/巢存在于体内很多成体组织或器官中,包括脑、骨髓、外周血、血管、骨骼肌肉、皮肤、牙齿、心脏、肠、肝、卵巢上皮和等。尽管干细胞归巢的生物机制尚未完全阐明，但归巢的干细胞参与组织修复再生的现象已经引起了学者的高度关注，并在动物研究中得到证实。Kim等学者通过细胞归巢技术观察到牙髓样组织的异位再生。他们通过对临床拔除的人离体牙进行根管预备，包括牙髓拔除及机械预备，通过高温灭菌去除牙齿中的生物活性及有机成分，采用生长因子复合胶原支架植入离体牙内，经过3~6周大鼠皮下体内移植，可以观察到全长根管内形成牙髓血管、牙本质及神经复合物。该研究首次描述了通过内源性细胞归巢技术进行牙髓再生。他们选用一些生长因子如成纤维细胞生长因子，血管内皮细胞生长因子，神经生长因子（NGF）以及骨形态发生蛋白-7（,BMP-7）用于牙髓再生。细胞归巢的含义来源于骨髓移植后，造血干细胞（HSC）在体内的迁移，从骨髓到外周最终到达干细胞龛内。细胞归巢技术的最大优势在于能够利用宿主体内的细胞进行组织再生，从而避免外源性细胞处理过程。

3生物支架材料在牙髓再生中的应用

不论是细胞移植还是自体细胞归巢进行牙髓组织再生，生物支架材料的选择都是非常重要的考虑因素。使用能维持干细胞生存以及血管神经再生的支架材料，使组织工程牙髓进入临床应用变得更为现实。牙髓组织再生的支架材料应该具有如下特征：有合适的空隙率，便于植入干细胞或前体细胞及生长因子传递营养物质；具有可控的生物降解性，植入机体内的支架材料可被自体组织取代；优良的生物机械性，可供软硬组织附着的良好的生物活性；良好的生物相容性，无免疫排斥。目前牙髓组织再生的研究多集中于异位再生。天然多聚材料因含有天然的细胞外基质成分而具有良好的生物相容性及生物降解性。Zhang等使用胶原海绵、多孔陶瓷及纤维状钛网复合牙髓干细胞进行研究，4周后可以观察到牙本质涎蛋白的表达，裸鼠皮下植入细胞支架材料6~8周后，可以看到支架材料表面有牙本质涎蛋白的表达及结缔组织再生，而陶瓷组织则有钙化组织形成。聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸(PGA)和二者共聚物，是目前组织工程领域应用最广泛的材料之一。El-Backly等将从兔牙牙髓中提取的DPSC复合于PLGA上，并植入家兔皮下，12d后观察到牙骨质及管状牙本质的形成。Huang等将人SCAP及DPSC分别与PLGA复合并接种于长约6～7mm，孔径约2.5mm的牙本质管中，一端使用三氧矿物聚合物封闭1mm后植入裸鼠皮下，3月后观察发现，在管腔内充满有血管化的牙髓样组织;在牙本质管内壁上有连续的牙本质样物质沉积。这些材料的生物相容性好，降解速率可控，具有良好可塑性，能满足不同复合方法和置入条件的需要。胶原是一种天然的蛋白质，可从动物的皮肤、骨骼、韧带等组织中提取，因其优越的生物相容性、生物可降解和弱抗原性而被广泛应用于组织工程支架材料。Prescott等将DPSC联合牙基质蛋白(dentinmatrixprotein1，DMP1)与胶原支架复合后，接种于牙本质片上并植入裸鼠皮下，6周后观测到了牙髓样组织生成。通过细胞归巢技术，胶原凝胶溶液复合多种生长因子（如PDGF,FGF,VEGF等）可以观察到牙髓组织异位再生。

4生长因子在牙髓再生中的考虑

牙髓干细胞在牙髓组织中的增殖、分化、生存及活力受到多种信号分子、受体及转录因素的调控。不论采用干细胞移植技术还是基于细胞归巢技术进行牙髓再生研究，生长因子对牙髓细胞的作用均不可忽视。不同的信号通路参与调控牙髓再生的全过程，由多条信号通路交织成的调节网络在牙髓再生过程中发挥着必不可少的作用。牙髓细胞表达多种不同的生长因子，这些生长因子协同在病理生理条件下调节牙髓的血管形成及牙本质形成。血小板衍生生长因子（PDGF）是由血小板释放的生长因子，在血管形成及细胞增殖过程中发挥作用。有研究表明，PDGF能促进人牙髓组织中成纤维细胞增殖，并增强成骨细胞中VEGF表达并促进牙髓损伤部位血管形成。体内研究中，将根管处理后的人牙埋入大鼠背部，可以观察到PDGF能促进牙髓牙本质样组织形成。BMP2与VEGF是牙髓牙本质复合体中发现的生长因子，参与牙髓愈合反应过程。最近的研究表明VEGF与BMP2以剂量依赖方式相互作用，并在牙髓血管形成中发挥作用。转化生长因子在牙齿及牙本质发育过程中发挥作用。研究表明，TGF-β1能刺激Ⅰ型胶原合成，增强碱性磷酸酶活性，促进牙髓细胞增殖。Melin等学者研究表明TGF-β1参与调节牙髓组织的细胞增殖、迁移、细胞外基质形成过程。TGF-β1对根尖牙来源及其他类型的细胞均有趋化作用。在细胞招募阶段，TGF-β1这种趋化性可以吸引更多的干细胞或前体细胞至牙齿受损部位。

5结语

细胞工程基本原理范文

（1）雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，体细胞中含有16条染色体，属于倍体；蜂王和工蜂属于雌蜂，是由受精卵发育而来的，属于二倍体。由此可知，蜜蜂的性别是由的数目决定的。在雌蜂中，蜂王可育，而工蜂不育，说明生物性状是由的结果。

（2）受精卵发育为蜂王的过程中，有丝分裂后期的细胞中含有个染色体组；蜂王产生卵细胞的过程中，一个初级卵母细胞中能形成个四分体。

（3）蜂巢中所有的雄蜂、工蜂和蜂王共同组成一个。受精卵孵化为新蜂王过程中，先孵化出来的新蜂王咬死即将孵化出来的其他“王储”，这在生态学上称为，达尔文称之为。

（4）在蜜蜂的体色中，褐色（B）对黑色（b）为显性。现有褐色雄蜂与黑色蜂王杂交，依的体色及比例可以验证孟德尔的分离定律。

40.【生物――选修3：现代生物科技专题】（15分）

请回答下列有关基因工程的问题：

（1）如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体就叫做这种生物的。

（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有、以及。

（3）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为。将目的基因导入植物细胞常用方法是法。转基因动物中常用的方法是。

（4）大肠杆菌是最常用的受体细胞，其原因是，其转化方法是：首先用处理细胞，使细胞处于一种的生理状态，这种状态的细胞被称作感受态细胞。

参考答案

1.C解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，故组成酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。

2.A解析：本题考查细胞呼吸的过程，意在考查知识理解能力。②过程表示有氧呼吸的第二、第三阶段，在第二阶段中需要水参与，在第三阶段中有水产生。①过程产生的[H]将在③过程中被利用，细胞中无[H]积累。③过程中无能量释放。在剧烈运动中，人体细胞主要通过有氧呼吸即①②过程提供能量。

3.B解析：R型肺炎双球菌不具有荚膜、菌落表面粗糙、无毒，注射到小鼠体内不会使小鼠患病；而S型肺炎双球菌具有荚膜、菌落表面光滑、有毒，注射到小鼠体内会使小鼠患病败血病而死亡。电子显微镜下不能区别DNA分子的结构，故B项错误。

4.C解析：一对相对性状中，显性性状个体数量不一定比隐性性状个体多。X染色体上的基因控制的显性性状在雌性个体中易于表现。在一对等位基因中，基因频率大的不一定是显性基因。

5.B解析：该实验的自变量是细胞分裂素，结合题意，应该先创造顶端优势，然后在通过细胞分裂素处理，观察实验结果。因此，实验组应保留②，并在①处涂抹等量细胞分裂素溶液。

31.（1）胰岛素葡萄糖载体胰岛素（的浓度）、胰岛素受体（的数目）（2）胰高血糖素（肾上腺素）（3）Ⅰ型自身免疫Ⅱ型