高中生物第一单元第二章第四节干细胞工程学案中图版选修32.pdf

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1、第四节干细胞工程1．描述干细胞分类。2．举例说出胚胎干细胞的移植。一、干细胞具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞称为干细胞。二、干细胞分类1．全能干细胞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、胚胎干细胞。2．多能干细胞多能干细胞具有分化成多种组织的潜能，但不能发育成完整个体。如骨髓造血干细胞可以分化出至少12种血细胞。3．专能干细胞专能干细胞只能分化成某一类型的细胞。如神经干细胞只可分化成各种神经细胞。三、干细胞工程1．干细胞工程干细胞工程是指在体外对干细胞进行操作，包括体外增殖、定向诱导、

2、分化、基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）造血干细胞的来源：骨髓、动员后的外周血和脐带血。（2）造血干细胞移植的作用：治疗血液系统疾病、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。3．胚胎干细胞移植（1）操作过程：将分离培养的胚胎干细胞进行遗传操作（如基因修饰等），建立可供移植的胚胎干细胞库→根据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，或定向诱导分化为相应的干细胞→最终移植输入到患者体

3、内。（2）作用：为部分细胞坏死的病人进行细胞移植，使病人恢复丧失的功能。1．胚胎干细胞的应用胚胎干细胞的分离和培养成功在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。（1）胚胎干细胞可以用于治疗人类的某些顽症。人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合征、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用胚胎干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用胚胎干细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心

4、衰竭和成骨不良等疑难病症。也许在不久的将来，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，就可以通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补。（2）随着组织工程技术的发展，通过胚胎干细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。（3）胚胎干细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。胚胎干细胞在饲养层细胞（一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞）上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。在培养液中加入分化诱导因子，就可以第1页共3页诱导

5、细胞干细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。2．造血干细胞的基本特征造血干细胞的基本特征是自我维护和自我更新。（1）正常情况下，造血干细胞主要进行不对称性的有丝分裂，在不断产生大量祖细胞的同时，造血干细胞自身不增殖也不分化，而造血祖细胞进一步分化为成熟的血细胞，释放进入血液，从而维持各种血细胞数量的稳定和循环系统的生理功能。（2）在损伤、修复过程中，或在某些因素的剌激作用下，造血干细胞则通过对称性的有丝分裂，迅速实现自我更新。3．造血干细胞移植的类型（1）按照造血干细胞的来源部位，

6、可将造血干细胞移植分为骨髓移植、外周血干细胞移植和脐带血干细胞移植。（2）按照造血干细胞来自患者自身与否，可将造血干细胞移植分为自体移植和异体移植。题型一胚胎干细胞的增殖、分化【例1】动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是（）A．a过程表示干细胞能自我更新B．b、c过程表示干细胞具有分化能力C．a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用解析：干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机

7、制和微环境因素的影响。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。答案：D反思领悟：具有自我更新能力和分化发育潜能的原始细胞称为干细胞。题型二胚胎干细胞的功能【例2】胚胎干细胞可以治疗肝衰竭，实现此过程最重要的原因是（）A．细胞分裂B．细胞特化C．细胞分化D．细胞增殖解析：胚胎干细胞具有发育的全能性，可以被诱导分化形成新的组织细胞，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，因此治疗肝衰竭主要是利用这一特性实现的。答案：

8、C反思领悟：胚胎干细胞可以定向诱导分化为各种功能性细胞，是全能干细胞。1胚胎干细胞的功能不包括（）A．具有发育的全能性第2页共3页B．体外培养可以分化成各种组织、器官C．对分离培养的胚胎干细胞可以进行遗传操作D．可以进行增殖答案：B2胚胎干细胞的应用价值不包括（）A．可用于治疗人类的帕金森病B．可诱导分