2017_2018学年高中生物 胚胎工程第12课时胚胎干细胞的研究及其应用学案苏教版

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1、第12课时胚胎干细胞的研究及其应用[学习目标]　1.理解干细胞的概念与分类。2.掌握胚胎干细胞的来源、特点及分离途径与方法。3.举例说明胚胎干细胞的应用。4.了解胚胎干细胞的研究进展及其所面临的各种挑战。一、胚胎干细胞及其研究进展1．什么是干细胞？答案　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．按照分化潜能的大小，干细胞基本上可分为专能干细胞、多能干细胞、全能干细胞。3．上皮组织基底层中的干细胞属于什么干细胞？这类干细胞有何特点？答案　专能干细胞。只能分化成一种类型或功能

2、密切相关的两种类型的细胞。4．造血干细胞属于什么干细胞？这类干细胞有何特点？答案　多能干细胞。具有分化成多种细胞或组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力。5．胚胎干细胞属于什么干细胞？这类干细胞有何特点？答案　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。6．如何获得胚胎干细胞？答案　(1)从早期的胚胎中未分化的细胞中获得。(2)从胎儿的原始性腺中分离出来。7．囊胚包括内细胞团和滋养层两部分。它们有何功能？是否是全能细胞？答案　内细胞团在囊胚阶段才出现，它将来发育成胎

3、儿的各种组织，属于胚胎干细胞，具有全能性。滋养层细胞将来发育成胚胎的支持组织，如胎盘等，不是全能细胞。8．胚胎干细胞有何特点？答案　(1)具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，具有发育的全能性。(2)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。(3)易于进行基因改造操作。二、胚胎干细胞的应用及面临的难题1．胚胎干细胞是研究细胞分化和细胞凋亡的重要材料，为什么？答案　胚胎干细胞在功能上类似于早期的胚胎细胞，有可能被用于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。将胚胎

4、干细胞培养在加入牛黄酸、丁酰环腺苷酸等分化诱导因子的培养液中时，它们会分化成不同的组织细胞。2．总结胚胎干细胞的主要用途。答案　胚胎干细胞的主要用途是：(1)对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，并促进对人胚胎发育细节的基础研究，从而揭示人与动物的发育机制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实验中，胚胎干细胞为其在细胞水平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，从而降低了研究成本。(3)胚胎干细胞的研究为细胞或组织移植提供无免疫原性的材料，用于疾

5、病治疗。3．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？答案　(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。(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。4．简述胚胎干细胞的研究目前面临哪些挑战。答案　(1)自

6、从胚胎干细胞被分离出来后，各国政府和科学家就胚胎干细胞的研究和应用展开了一场激烈的争论，它给法律、伦理、国家和社会安定等方面带来的冲击是空前的。(2)因为器官移植是一个非常复杂的过程，所以胚胎干细胞真正用于器官克隆和移植还需要技术上的突破。(3)胚胎干细胞的应用给伦理、法律、宗教等带来了新的研究课题。一、有关干细胞的理解1．干细胞的特点具有自我复制和多向分化潜能。在体外培养时，只增殖不分化。2．各类干细胞的比较名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点可以分化为全身200多种细胞，并进一步形成机体的所有组

7、织、器官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。(5)从原始性腺中分离。4．干细胞与癌细胞的比较名称遗传物质增殖分化来源干细胞不变能增殖，能正常分

8、化早期胚胎或原始性腺细胞癌细胞改变能增殖，不能分化基因突变二、胚胎干细胞的应用美、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、肌肉等各种类型的细胞。请据图回答下列问