2017-2018學(xué)年生物選修3課件第三章胚胎工程第12課時

第三章胚胎工程第12課時

胚胎干細(xì)胞的研究

及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解干細(xì)胞的概念與分類。2.掌握胚胎干細(xì)胞的來源、特點(diǎn)及分離途徑與方法。3.舉例說明胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。4.了解胚胎干細(xì)胞的研究進(jìn)展及其所面臨的各種挑戰(zhàn)。基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測欄目索引基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)答案一、胚胎干細(xì)胞及其研究進(jìn)展1.什么是干細(xì)胞？答案動物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞。2.按照分化潛能的大小，干細(xì)胞基本上可分為

干細(xì)胞、

干細(xì)胞、

_____干細(xì)胞。3.上皮組織基底層中的干細(xì)胞屬于什么干細(xì)胞？這類干細(xì)胞有何特點(diǎn)？答案專能干細(xì)胞。只能分化成一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞。專能多能全能4.造血干細(xì)胞屬于什么干細(xì)胞？這類干細(xì)胞有何特點(diǎn)？答案多能干細(xì)胞。具有分化成多種細(xì)胞或組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個體的能力。5.胚胎干細(xì)胞屬于什么干細(xì)胞？這類干細(xì)胞有何特點(diǎn)？答案全能干細(xì)胞?？梢苑只癁槿?00多種細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織、器官。6.如何獲得胚胎干細(xì)胞？答案

(1)從早期的胚胎中未分化的細(xì)胞中獲得。(2)從胎兒的原始性腺中分離出來。答案7.囊胚包括內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層兩部分。它們有何功能？是否是全能細(xì)胞？答案內(nèi)細(xì)胞團(tuán)在囊胚階段才出現(xiàn)，它將來發(fā)育成胎兒的各種組織，屬于胚胎干細(xì)胞，具有全能性。滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胚胎的支持組織，如胎盤等，不是全能細(xì)胞。8.胚胎干細(xì)胞有何特點(diǎn)？答案

(1)具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等形態(tài)特征，具有發(fā)育的全能性。(2)具有增殖能力并保持未分化狀態(tài)，在一定條件下可分化為各種組織和器官。(3)易于進(jìn)行基因改造操作。答案二、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用及面臨的難題1.胚胎干細(xì)胞是研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的重要材料，為什么？答案胚胎干細(xì)胞在功能上類似于早期的胚胎細(xì)胞，有可能被用于揭示那些會干擾胎兒發(fā)育和引起出生缺陷的藥物的致病機(jī)理。將胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)在加入牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等分化誘導(dǎo)因子的培養(yǎng)液中時，它們會分化成不同的組織細(xì)胞。答案2.總結(jié)胚胎干細(xì)胞的主要用途。答案胚胎干細(xì)胞的主要用途是：(1)對人胚胎干細(xì)胞的研究，可以幫助人們理解復(fù)雜的人體發(fā)育過程，并促進(jìn)對人胚胎發(fā)育細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)研究，從而揭示人與動物的發(fā)育機(jī)制及影響其發(fā)育的因素。(2)在研究新藥對各種細(xì)胞的藥理和毒理實(shí)驗中，胚胎干細(xì)胞為其在細(xì)胞水平上的研究提供了材料，大大減少了新藥研究所需動物的數(shù)量，從而降低了研究成本。(3)胚胎干細(xì)胞的研究為細(xì)胞或組織移植提供無免疫原性的材料，用于疾病治療。答案3.為什么捐出一部分骨髓救治他人，不會給捐獻(xiàn)者的身體健康造成損傷？答案

(1)所謂捐獻(xiàn)骨髓，實(shí)際上醫(yī)生只是從捐獻(xiàn)者的骨髓中分離出一部分造血干細(xì)胞供移植。(2)干細(xì)胞的一個重要特點(diǎn)是自我更新能力很強(qiáng)，被分離走的那部分造血干細(xì)胞，很快就會被“補(bǔ)齊”。因此捐獻(xiàn)骨髓不會影響捐獻(xiàn)者的身體健康。(3)醫(yī)生只是在醫(yī)學(xué)公認(rèn)的安全條件下，分離出捐獻(xiàn)者有限數(shù)量的造血干細(xì)胞，而且整個抽取、分離過程，都是在設(shè)備良好的大醫(yī)院中進(jìn)行的，一般不會對捐獻(xiàn)者造成意外傷害。答案答案返回4.簡述胚胎干細(xì)胞的研究目前面臨哪些挑戰(zhàn)。答案

(1)自從胚胎干細(xì)胞被分離出來后，各國政府和科學(xué)家就胚胎干細(xì)胞的研究和應(yīng)用展開了一場激烈的爭論，它給法律、倫理、國家和社會安定等方面帶來的沖擊是空前的。(2)因為器官移植是一個非常復(fù)雜的過程，所以胚胎干細(xì)胞真正用于器官克隆和移植還需要技術(shù)上的突破。(3)胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用給倫理、法律、宗教等帶來了新的研究課題。重點(diǎn)難點(diǎn)探究答案一、有關(guān)干細(xì)胞的理解1.干細(xì)胞的特點(diǎn)具有

復(fù)制和

分化潛能。在體外培養(yǎng)時，只增殖不分化。多向自我答案2.各類干細(xì)胞的比較名稱全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞特點(diǎn)可以分化為全身200多種細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織、器官具有分化成

或

______的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體只能分化成某

種類型或功能密切相關(guān)的

種類型的細(xì)胞舉例受精卵、胚胎干細(xì)胞造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞應(yīng)用用于病人的

等

移植是治療血液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液病等的有效手段通過

移植治療腦癱、頭顱外傷等病癥多種細(xì)胞組織一器官移植造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞兩答案3.獲得干細(xì)胞的主要途徑(1)從體外培養(yǎng)的

中獲得。(2)從早期流產(chǎn)的胎兒中獲得。(3)從克隆的胚胎中獲得。(4)從成體中獲得。(5)從

中分離。胚胎原始性腺答案4.干細(xì)胞與癌細(xì)胞的比較名稱遺傳物質(zhì)增殖分化來源干細(xì)胞_____

增殖，

正常分化______________________癌細(xì)胞____

增殖，

分化________不變改變能能能不能早期胚胎或原始性腺細(xì)胞基因突變二、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用美、日兩國曾在《科學(xué)》和《細(xì)胞》兩份頂級學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究成果：將人體皮膚細(xì)胞改造成可以分化為多種細(xì)胞的“萬能細(xì)胞”。如圖是“萬能細(xì)胞”的誕生過程，圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細(xì)胞中能高度表達(dá)并決定其“全能性”的四個基因，將改造后的“萬能細(xì)胞”植入小鼠身體上，植入的細(xì)胞長成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現(xiàn)了神經(jīng)、骨髓、肌肉等各種類型的細(xì)胞。請據(jù)圖回答下列問題：(1)胚胎干細(xì)胞又稱ES細(xì)胞，是由___________________中分離出來的一類細(xì)胞，如果胚胎發(fā)育到囊胚期，這時的__________細(xì)胞就是ES細(xì)胞。解析結(jié)合動物的個體發(fā)育過程可得出胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)還沒有高度分化。(2)胚胎干細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的__________。解析胚胎干細(xì)胞能發(fā)育成個體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。早期胚胎或原始性腺內(nèi)細(xì)胞團(tuán)全能性解析答案(3)圖中逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是___________________，過程③利用了逆轉(zhuǎn)錄病毒的______________特性。解析能攜帶“目的基因”的逆轉(zhuǎn)錄病毒在基因工程中是作為載體的，利用其感染宿主細(xì)胞的能力把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。作為基因工程的載體感染(宿主細(xì)胞)解析答案(4)萬能干細(xì)胞經(jīng)體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細(xì)胞或器官移回病人體內(nèi)與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是______________________。解析器官移植最大的問題是發(fā)生異體免疫排斥反應(yīng)，如果是自身細(xì)胞發(fā)育來的器官就不會發(fā)生這種情況。不會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)返回解析答案1.下列對于干細(xì)胞具有的能力的描述，正確的是(

)①具有自我更新能力②能進(jìn)行新陳代謝③具有分化發(fā)育潛能④能進(jìn)行細(xì)胞呼吸A.①②③

B.②③④C.①③④

D.①②③④解析干細(xì)胞是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞。隨堂達(dá)標(biāo)檢測1234D解析答案52.正常人體內(nèi)的造血干細(xì)胞能分裂產(chǎn)生各種血細(xì)胞，在體外，在某些因素的誘導(dǎo)下，卻可以分化為神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。其根本原因是這些造血干細(xì)胞(

)A.有旺盛的分裂能力B.還沒有分化C.能合成神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞需要的蛋白質(zhì)D.具有與受精卵相同的全套遺傳基因解析造血干細(xì)胞來自受精卵的有絲分裂，含有與受精卵相同的基因。它是一種分化程度較低的細(xì)胞，因而在一定的條件下，可以增殖分化成不同種類的細(xì)胞。解析答案1234D53.某人因大面積燒傷需要皮膚移植，下列哪種來源的皮膚最容易移植成功(

)A.將父母的胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成的皮膚B.將兄弟或姐妹的胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成的皮膚C.將子女的胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成的皮膚D.自己的皮膚細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培育成的皮膚解析進(jìn)行器官移植時，需慎重選擇供體器官，以免出現(xiàn)免疫排斥現(xiàn)象。用自體細(xì)胞培養(yǎng)形成的器官進(jìn)行移植，可以解決這個問題。D解析答案123454.下列對“人類胚胎干細(xì)胞”這一概念的理解，正確的是(

)A.人類胚胎干細(xì)胞是人類胚胎發(fā)育早期囊胚外表的扁平細(xì)胞和囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞B.人類胚胎干細(xì)胞就是人類胚胎發(fā)育早期囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞C.人類胚胎干細(xì)胞是人類囊胚中可發(fā)育成胎盤、肝、肺、骨骼、皮膚等的全能性細(xì)胞D.人類胚胎干細(xì)胞體積較小、細(xì)胞核小、核仁明顯12345解析答案解析人類胚胎干細(xì)胞是人類胚胎發(fā)育早期，囊胚中尚未分化的細(xì)胞。囊胚外表是一層扁平細(xì)胞，可發(fā)育成胚胎的支持組織如胎盤等；中心的腔稱為囊胚腔，腔內(nèi)側(cè)有內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)在形成內(nèi)、中、外三胚層時開始分化，內(nèi)胚層分化形成肝、肺、腸等，中胚層分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚層分化形成皮膚、眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)等。由于內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞能發(fā)育成完整的個體，因而這些細(xì)胞被認(rèn)為具有全能性。人類胚胎干細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。答案

B123455.下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是(

)A.卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加B.胚胎分割時