2017年高中生物 第3章 基因工程 第2节 基因工程的应用（第2课时）学案 苏教版选修3

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1、第2课时　胚胎干细胞的研究及其应用1．理解干细胞的概念、分类、来源、特点及分离途径与方法。(重、难点)2．举例说明胚胎干细胞的应用并了解胚胎干细胞的研究进展及其所面临的各种挑战。干细胞及其分类1．干细胞(1)含义：动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。(2)作用：是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。(3)分类：专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。①专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞。②多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，如

2、造血干细胞。③全能干细胞：可以分化为全身200多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。(4)研究进展①干细胞研究开始于胚胎干细胞。②在干细胞研究中，成果比较显著的是美国和日本两个国家。2．胚胎干细胞(1)含义：指在早期的胚胎中未分化的细胞或从原始性腺中分离出来的一类细胞。(2)特点：具有增殖能力并保持未分化状态，在一定条件下可分化为各种组织和器官。a．形态上：体积小、核大、核仁明显。b．功能上：具有发育的全能性。当前的生物和医学领域正在研究“干细胞治疗”，所谓“干细胞治疗”是把健康的干细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正

3、常的细胞和组织的目的。干细胞疗法就像给机体注入新的活力，是从根本上治疗许多疾病的有效方法。探讨：干细胞的增殖方式和分化的实质分别是什么？提示：干细胞的增殖方式为有丝分裂，分化实质是细胞内基因的选择性表达。探讨：试分析干细胞与癌细胞主要有什么区别？提示：(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。1．干细胞作用具有重建、修复病损或衰老组织、器官的功能。2．干细胞分类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

4、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3.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。4．胚胎发育过程中干细胞的发育分化过程受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。1.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞

5、，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是(　　)A．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程表现了细胞的全能性【解析】　肝脏干细胞分化成肝脏细胞的原理是细胞增殖和细胞分化，没有得到完整的动物个体，故不能体现细胞的全能性。【答案】　D2．如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至__________期的内细胞团中分离得到的一类细胞。(2)图中分

6、化程度最低的干细胞是____________。在体外培养条件下，培养液中加入______________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因______________的结果。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植的实质是将上图的______细胞移植到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体细胞的是成熟的______，其原因是__________________________________

7、_____________。【解析】　(1)胚胎干细胞是由早期胚胎中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。(2)题图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中需加入分化诱导因子。(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓移植的实质是将图中的造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。【答案】　(1)囊胚(2)胚胎干细胞　分化诱导　(3)

8、选择性表达(4)造血干　(5)红细胞　细胞中无细胞核　胚胎干细胞的应用及面临挑战1．胚胎干细胞