2016-2017学年高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第2章 第4节 干细胞工程教案 中图版选修3

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1、第四节　干细胞工程1．描述干细胞分类。(重点)2．举例说出胚胎干细胞的移植。(难点)干细胞的概念及其分类1．干细胞具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。2．干细胞分类(依据分化潜能的大小)(1)全能干细胞：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，如受精卵。(2)多能干细胞：具有分化成多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如骨髓造血干细胞。(3)专能干细胞：只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞。探讨：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞全能性的大小顺序为？提示：全能干细胞＞多能干细胞＞专能干细胞。探讨：各类干细胞都能形成一个完整个体吗？提示：各类

2、功能干细胞都具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，但只有全能干细胞才具有发育成完整个体的潜能。探讨：胚胎发育过程中不同干细胞之间存在怎样的关系？提示：受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。1．对干细胞的理解(1)干细胞是机体内未分化或未完全分化的细胞，它们的增殖和分化，可以实现机体组织细胞的更新，也可以发育成某一组织、器官。(2)机体内的一般体细胞已经发生了分化，而这种分化一般是不可逆的，所以分化了的体细胞一般失去了分裂增殖能力，即细胞的自我更新能力。2．干细胞类型比较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

3、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举例受精卵、胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞13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1．下列关于胚胎干细胞的叙述，哪项是不正确的(　　)A．动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞B．胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能C．胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同D．胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型【解析】　胚胎干细胞主要来源于囊胚期的

4、内细胞团；由于其分化的全能性，也可在体外培养时诱导为不同的机体组织；细胞分化是基因选择性表达的过程，细胞中的遗传物质并不发生改变。【答案】　A2．脐血是新生婴儿脐带在被结扎后由胎盘脐带流出的血。(1)留下脐血，主要是脐血中含有大量________的造血干细胞。从免疫学角度分析，脐血自身移植的优点是____________。(2)干细胞是一类具有分裂能力的细胞，可以分为____________、____________、____________。(3)观察下图，分析干细胞与各种细胞之间的关系，用一句话概括说明。_________________________

5、_________________________________________。【解析】　干细胞是指具有分化能力的细胞，具有再生各种组织器官和完整个体的能力，在生命成长和发育中起主干作用，医学界将其称为“万能细胞”，它可以分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。脐血中含有大量未成熟的造血干细胞，进行移植属自体移植，排斥反应很小。【答案】　(1)未成熟　排斥反应小(2)全能干细胞　多能干细胞　专能干细胞(3)血液和淋巴中的各种细胞都是从造血干细胞中分化而来的。干细胞工程与干细胞移植131．干细胞工程指在体外对干细胞进行操作，包括体外增殖、定向诱导、分化、基

6、因修饰和组织形成等，最终将干细胞培养成人们所需要的各种细胞、组织甚至器官。2．造血干细胞移植(1)造血干细胞的基本特征：自我维持和自我更新。(2)分化过程①正常情况下——自我维持造血干细胞祖细胞成熟的血细胞。②在损伤、修复等情况下——自我更新造血干细胞通过对称性有丝分裂，迅速实现自我更新，即造血干细胞―→造血干细胞。(3)来源主要来自骨髓、动员后的外周血和脐带血。(4)意义成为临床治疗某些血液系统疾病、遗传性血液病、顽固性自身免疫性疾病、严重免疫缺陷疾病以及癌症化学治疗与放射性治疗后免疫力低下等的有效手段。3．胚胎干细胞移植(1)胚胎干细胞的定向诱导分化根据

7、不同的移植对象和要求，将胚胎干细胞定向诱导分化为各种功能性细胞或相应的干细胞。(2)操作过程分离培养的胚胎干细胞　　　　　遗传操作胚胎干细胞库　　　　　定向诱导分化各种功能性细胞或相应的干细胞　　　　　移植输入患者体内探讨：目前限制胚胎干细胞移植技术的关键是什么？提示：胚胎干细胞定向诱导分化条件不能确定，从而限制了此技术的临床应用。探讨：干细胞可通过哪些途径获得？提示：①从体外培养的早期胚胎获得。②从早期流产的胎儿获得。13③从克隆的胚胎获得。④从成体获得。探讨：某人患有严重的肝衰竭，如果你是医生，那么该患者能利用胚胎干细胞培养治疗吗？提示：能。因为利用ES

8、细胞能诱导分化形成新的组织细胞，移植ES细胞可使坏死