高中生物同步胚胎干细胞的研究及其应用苏教版选修

关于高中生物同步胚胎干细胞的研究及其应用苏教版选修学习导航1.简述胚胎干细胞及其研究进展。（重点）2.胚胎干细胞的研究及其应用。（重难点）第2页,共40页，星期六，2024年，5月新知初探思维启动一、胚胎干细胞及其研究进展1.干细胞(1)概念：是动物胚胎及某些器官中具有__________和_________潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。自我复制多向分化第3页,共40页，星期六，2024年，5月(2)分类：按照分化潜能的大小，干细胞基本上可以分为______________________________________三类。2.成体干细胞：存在于胎儿、儿童和成人组织中的__________的统称。在特定的条件下,成体干细胞能产生____________,或者按照一定的程序分化而形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。专能干细胞、多能干细胞、全能干细胞多能干细胞新的干细胞第4页,共40页，星期六，2024年，5月3.胚胎干细胞：是在人胚胎发育早期的____中未分化的细胞，具有______能力并保持未分化状态。判一判(1)所有干细胞都具有全能性(×)(2)造血干细胞属于专能干细胞(×)(3)囊胚的胚胎干细胞属于内细胞团细胞(√)囊胚增殖第5页,共40页，星期六，2024年，5月二、胚胎干细胞的应用1.对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的___________过程，从而揭示人与动物的___________及影响其发育的因素。2.在研究新药对各种细胞的药理和毒理试验中，胚胎干细胞为其在_________上的研究提供了材料，大大减少了新药研究所需动物的数量，从而降低了成本。人体发育发育机制细胞水平第6页,共40页，星期六，2024年，5月3.胚胎干细胞研究最诱人的前景和用途是生产___________，为细胞或组织移植提供无免疫原性的材料，用于疾病治疗。4.胚胎干细胞在功能上类似于___________细胞，用来揭示那些会干扰胎儿发育和引起出生缺陷的药物的致病机理。5.通过胚胎干细胞，结合基因工程等还可以在试管中改良并创造动物新品种，培育出_______、_________、高产的家畜品种等。细胞或组织早期的胚胎生长快抗病力强第7页,共40页，星期六，2024年，5月三、胚胎干细胞研究面临的挑战1.自从胚胎干细胞在1997年被分离出来后，各国政府和科学家就胚胎干细胞的应用展开了一场激烈的争论，它给法律、______、国家和社会安全等方面带来的冲击是空前的。2._______________

是一个瓶颈问题，如何获得组织工程所需__________的数量，很值得研究。伦理分化细胞的增殖种子细胞第8页,共40页，星期六，2024年，5月3.对胚胎干细胞向不同组织细胞“______分化”的条件还不清楚，从而限制了胚胎干细胞的临床应用。定向第9页,共40页，星期六，2024年，5月想一想为什么捐出一部分骨髓救治他人，不会给捐献者的身体健康造成损伤？提示：(1)所谓捐献骨髓，实际上医生只是从捐献者的骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植。(2)干细胞的一个重要特点是自我更新能力很强,被分离走的那部分造血干细胞,很快就会被“补齐”。因此捐献骨髓不会影响捐献者的身体健康。第10页,共40页，星期六，2024年，5月(3)医生只是在医学公认的安全条件下，分离出捐献者有限数量的造血干细胞，而且整个抽取、分离过程，都是在设备良好的大医院中进行的，一般不会对捐献者造成意外伤害。第11页,共40页，星期六，2024年，5月要点突破讲练互动要点突破要点一有关干细胞的理解第12页,共40页，星期六，2024年，5月1.干细胞的特点自我复制和多向分化。在体外培养时，只增殖不分化。2.干细胞的作用具有重建、修复病损或衰老组织、器官的功能。第13页,共40页，星期六，2024年，5月名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞第14页,共40页，星期六，2024年，5月名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞举例受精卵、胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用用于病人的器官移植等造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症第15页,共40页，星期六，2024年，5月4.获得干细胞的主要途径(1)从体外培养的胚胎中获得。(2)从早期流产的胎儿中获得。(3)从克隆的胚胎中获得。(4)从成体中获得。第16页,共40页，星期六，2024年，5月特别提醒(1)干细胞与癌细胞不同，干细胞的遗传物质没有发生基因突变。(2)干细胞不仅能增殖,而且增殖的细胞还能正常分化。而癌细胞只能增殖,不能分化。(3)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺细胞。第17页,共40页，星期六，2024年，5月(2012·扬州一中高二月考)干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法能有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中正确的是(

)A．造血干细胞和白细胞的细胞核中基因的种类数量有差异例1第18页,共40页，星期六，2024年，5月B．造血干细胞和白细胞的细胞中RNA种类相同，数量也相同C．若编码血红蛋白基因的一个碱基对发生改变,则血红蛋白中氨基酸序列一定发生改变D．造血干细胞分化成红细胞的过程是在细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程【思路点拨】

干细胞的类型和分化、细胞分化实质、基因突变对性状表达的影响。第19页,共40页，星期六，2024年，5月【解析】

白细胞是由造血干细胞经过有丝分裂产生的，因此细胞核中基因的种类没有差别。白细胞已经发生分化，因此白细胞中的RNA种类与造血干细胞不相同。由于密码子的简并性，所以编码血红蛋白基因的一个碱基对发生改变，血红蛋白中氨基酸序列不一定发生改变。【答案】

D第20页,共40页，星期六，2024年，5月变式训练1.美国华盛顿大学的一个研究小组首次提取了人类肝脏干细胞。这种干细胞表现出分化多能性，并在动物模型实验中成功地修复了实验鼠的部分肝脏组织。科学家认为，它拥有治疗多种肝病的潜力。下列说法正确的是(

)第21页,共40页，星期六，2024年，5月A．肝脏干细胞可分化出人体所有细胞B．肝脏干细胞的细胞核具有发育成个体的潜能性C．肝脏干细胞能够分泌胆汁D．肝脏干细胞可治疗肝炎第22页,共40页，星期六，2024年，5月解析：选B.肝脏干细胞能够发育成肝细胞，属于专能干细胞，不具有分化出人体所有细胞的功能。动物的细胞核具有发育成完整个体的潜能。肝细胞具有分泌胆汁的功能属于细胞分化产生的特殊功能，而肝脏干细胞不具有分泌胆汁的功能。肝脏干细胞能够治疗一些因遗传或者免疫出现的问题，不能用于治疗肝炎。第23页,共40页，星期六，2024年，5月1.原理细胞的全能性。2.胚胎干细胞研究面临的挑战(1)挑战①安全性问题。要点二胚胎干细胞的应用及面临的挑战第24页,共40页，星期六，2024年，5月②伦理问题。禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。③对培养条件的优化仍需要进一步研究。④对胚胎干细胞向不同的组织细胞“定向分化”的条件还不清楚。⑤创造一种“万能供者”细胞，需要破坏或改变细胞中的许多基因,其可行性仍不清楚。第25页,共40页，星期六，2024年，5月(2)干细胞研究的主要领域①建立并完善维持胚胎干细胞体外增殖与定向诱导分化的体系；②研究转基因或转核胚胎干细胞的增殖与分化及其调控机制；③诱导分化细胞性能分析与鉴定；④体外重构重要的组织与器官，探索克服移植排异等的技术与方法。第26页,共40页，星期六，2024年，5月特别提醒成体干细胞是指存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞,因为它能修复和再生成年动物的许多组织和器官如表皮和造血系统，并不是只存在于成体中才命名成体干细胞。第27页,共40页，星期六，2024年，5月(2012·信阳高二期中)美、日两国曾在《科学》和《细胞》两份顶级学术期刊上发表研究成果：将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”。如图是“万能细胞”的诞生过程,图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能例2第28页,共40页，星期六，2024年，5月高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨髓、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：第29页,共40页，星期六，2024年，5月第30页,共40页，星期六，2024年，5月(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是由________中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期,这时的________细胞就是ES细胞。(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的________。(3)图中逆转录病毒的作用是________，过程③利用了逆转录病毒的________特性。第31页,共40页，星期六，2024年，5月(4)万能干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是________。第32页,共40页，星期六，2024年，5月【解析】

(1)结合动物的个体发育过程可得出胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚期的内细胞团还没有高度分化。(2)胚胎干细胞能发育成个体，体现了细胞的全能性。(3)能携带“目的基因”的逆转录病毒在基因工程中是作为载体的，利用其感染宿主细胞的能力把目的基因带入受体细胞。第33页,共40页，星期六，2024年，5月(4)器官移植最大的问题是发生异体免疫排斥反应，如果是自身细胞发育来的器官就不会发生这种情况。【答案】(1)早期胚胎内细胞团(2)全能性(3)作为基因工程的载体感染(宿主细胞)(4)不会产生免疫排斥反应第34页,共40页，星期六，2024年，5月变式训练2.胚胎干细胞是全能干细胞，可定向诱导分化为各种细胞、组织、器官甚至于个体。胚胎干细胞研究的目的不包括(

)A．为烧伤病人植皮B．为肾病患者进行肾移植C．为不孕者培育婴儿

D．研究细胞分化机制第35页,共40页，星期六，2024年，5月解析：选C。胚胎干细胞在体外培养，可以定向分化为各种专能干细胞或组织细胞，也可以发育成生物器官甚至于完整的个体。但人们研究胚胎干细胞不是用于人类的生殖，而是用于病人的细胞移植或器官移植。细胞分化的机制目前还不十分明了，胚胎干细胞这一原始细胞的体外培养是研究细胞分化的理想材料。第36页,共40页，星期六，2024年，5月易错警示胚胎干细胞体外培养过程中的增殖、不分化与定向分化【例题】下列关于胚胎干细胞的特点的叙述中不正确的是

(

)A．当受精卵发育到囊胚时，所有的细胞都是胚胎干细胞第37页,共40页，星期六，2024年，5月B．胚胎干细胞是一种未分化的细胞，具有发