《2017-2018年高中生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第二章 細胞工程 第4節(jié) 干細胞工程學案 中圖版選修3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018年高中生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第二章 細胞工程 第4節(jié) 干細胞工程學案 中圖版選修3（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第四節(jié)干細胞工程1描述干細胞分類。(重點)2舉例說出胚胎干細胞的移植。(難點)干 細 胞 的 概 念 及 其 分 類1干細胞具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細胞。2干細胞分類(依據(jù)分化潛能的大小)(1)全能干細胞：具有形成機體的任何組織或器官直至形成完整個體的潛能，如受精卵。(2)多能干細胞：具有分化成多種組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體，如骨髓造血干細胞。(3)專能干細胞：只能分化成某一類型的細胞，如神經(jīng)干細胞。探討：全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞全能性的大小順序為？提示：全能干細胞多能干細胞專能干細胞。探討：各類干細胞都能形成一個完整個體嗎？提示：各類功能干細胞都具有發(fā)育的全能性，即
2、可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞，但只有全能干細胞才具有發(fā)育成完整個體的潛能。探討：胚胎發(fā)育過程中不同干細胞之間存在怎樣的關(guān)系？提示：受精卵全能干細胞多能干細胞專能干細胞。1對干細胞的理解(1)干細胞是機體內(nèi)未分化或未完全分化的細胞，它們的增殖和分化，可以實現(xiàn)機體組織細胞的更新，也可以發(fā)育成某一組織、器官。(2)機體內(nèi)的一般體細胞已經(jīng)發(fā)生了分化，而這種分化一般是不可逆的，所以分化了的體細胞一般失去了分裂增殖能力，即細胞的自我更新能力。2干細胞類型比較名稱全能干細胞多能干細胞專能干細胞特點具有形成機體的任何組織或器官直至形成完整個體的潛能具有分化成多種細胞或組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個
3、體只能分化成某一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細胞舉例受精卵、胚胎干細胞造血干細胞神經(jīng)干細胞應用用于病人的器官移植等造血干細胞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神經(jīng)干細胞移植治療腦癱、頭顱外傷等病癥1下列關(guān)于胚胎干細胞的敘述，哪項是不正確的()A動物胚胎的每一個細胞都是胚胎干細胞B胚胎干細胞具有分化為動物各種組織的潛能C胚胎干細胞的遺傳物質(zhì)在質(zhì)和量上與受精卵相同D胚胎干細胞在體外可被誘導分化為不同的組織類型【解析】胚胎干細胞主要來源于囊胚期的內(nèi)細胞團；由于其分化的全能性，也可在體外培養(yǎng)時誘導為不同的機體組織；細胞分化是基因選擇性表達的過程，細胞中的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變?！敬?/p>
4、案】A2臍血是新生嬰兒臍帶在被結(jié)扎后由胎盤臍帶流出的血。(1)留下臍血，主要是臍血中含有大量_的造血干細胞。從免疫學角度分析，臍血自身移植的優(yōu)點是_。(2)干細胞是一類具有分裂能力的細胞，可以分為_、_、_。(3)觀察下圖，分析干細胞與各種細胞之間的關(guān)系，用一句話概括說明。_?！窘馕觥扛杉毎侵妇哂蟹只芰Φ募毎?，具有再生各種組織器官和完整個體的能力，在生命成長和發(fā)育中起主干作用，醫(yī)學界將其稱為“萬能細胞”，它可以分為全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。臍血中含有大量未成熟的造血干細胞，進行移植屬自體移植，排斥反應很小?！敬鸢浮?1)未成熟排斥反應小(2)全能干細胞多能干細胞專能干細胞(3)血
5、液和淋巴中的各種細胞都是從造血干細胞中分化而來的。干 細 胞 工 程 與 干 細 胞 移 植1干細胞工程指在體外對干細胞進行操作，包括體外增殖、定向誘導、分化、基因修飾和組織形成等，最終將干細胞培養(yǎng)成人們所需要的各種細胞、組織甚至器官。2造血干細胞移植(1)造血干細胞的基本特征：自我維持和自我更新。(2)分化過程正常情況下自我維持造血干細胞祖細胞成熟的血細胞。在損傷、修復等情況下自我更新造血干細胞通過對稱性有絲分裂，迅速實現(xiàn)自我更新，即造血干細胞造血干細胞。(3)來源主要來自骨髓、動員后的外周血和臍帶血。(4)意義成為臨床治療某些血液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液病、頑固性自身免疫性疾病、嚴重免疫缺陷疾
6、病以及癌癥化學治療與放射性治療后免疫力低下等的有效手段。3胚胎干細胞移植(1)胚胎干細胞的定向誘導分化根據(jù)不同的移植對象和要求，將胚胎干細胞定向誘導分化為各種功能性細胞或相應的干細胞。(2)操作過程分離培養(yǎng)的胚胎干細胞遺傳操作胚胎干細胞庫定向誘導分化各種功能性細胞或相應的干細胞移植輸入患者體內(nèi)探討：目前限制胚胎干細胞移植技術(shù)的關(guān)鍵是什么？提示：胚胎干細胞定向誘導分化條件不能確定，從而限制了此技術(shù)的臨床應用。探討：干細胞可通過哪些途徑獲得？提示：從體外培養(yǎng)的早期胚胎獲得。從早期流產(chǎn)的胎兒獲得。從克隆的胚胎獲得。從成體獲得。探討：某人患有嚴重的肝衰竭，如果你是醫(yī)生，那么該患者能利用胚胎干細胞培養(yǎng)治
7、療嗎？提示：能。因為利用ES細胞能誘導分化形成新的組織細胞，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。1造血干細胞移植類型(1)按照造血干細胞的來源部位，可將造血干細胞移植分為骨髓移植、外周血干細胞移植和臍帶血干細胞移植。(2)按照造血干細胞來自患者自身與否，可將造血干細胞移植分為自體移植和異體移植。2胚胎干細胞移植利用胚胎干細胞可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植胚胎干細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。目前，在動物實驗方面，用胚胎干細胞誘導分化出的某些組織細胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。也許在不久的將來，當我們身體的某一類細胞功能
8、出現(xiàn)異?；蛲嘶瘯r，就可以通過誘導胚胎干細胞定向分化來及時修補。1通過特定方法，科學家將小鼠和人已分化的體細胞成功地轉(zhuǎn)變成了類胚胎干細胞。有關(guān)分化的體細胞和類胚胎干細胞的描述，正確的是()A類胚胎干細胞能夠分化成多種細胞B分化的體細胞丟失了某些基因C二者功能有差異，但形態(tài)沒有差異D二者基因組相同，且表達的基因相同【解析】類胚胎干細胞具有胚胎干細胞的特點。細胞內(nèi)基因的選擇性表達形成了功能不同的體細胞，但仍含有本物種的全部基因?！敬鸢浮緼2閱讀如下材料：資料甲：傳統(tǒng)哺乳動物的胚胎干細胞是在經(jīng)核移植構(gòu)建成重組胚胎的過程中獲得的。資料乙：現(xiàn)代在哺乳動物的體細胞中導入4個多能性相關(guān)的基因、2種特殊組蛋白的
9、基因，在添加特殊化合物的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，能快速獲得誘導性多能干細胞(iPS)。但是，這種方法誘導的多能干細胞必須應用逆轉(zhuǎn)錄病毒才能進行基因組整合。資料丙：應用iPS已經(jīng)成功培養(yǎng)和分化出心肌、神經(jīng)、胰腺、骨等多種體細胞和不同的組織，多能干細胞的研究在器官再生、修復和疾病治療方面極具應用價值?；卮鹣铝袉栴}：(1)iPS建立的過程需將病毒介導后的細胞接種于飼養(yǎng)層細胞上，并于ES細胞專用培養(yǎng)體系中培養(yǎng)，以維持不分化狀態(tài)；所用逆轉(zhuǎn)錄病毒相當于基因工程中的_，且病毒應對生物體_。(2)在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入_因子，可誘導iPS向不同類型的組織細胞分化，分化的實質(zhì)是細胞中基因_的結(jié)果。(3)對上述兩種
10、方法獲得的由自體干細胞誘導分化形成的相應組織、器官進行移植，與傳統(tǒng)器官移植相比，其優(yōu)點是可避免發(fā)生_反應。【答案】(1)(運)載體無害(2)分化誘導選擇性表達(3)免疫排斥1動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對右圖的相關(guān)敘述中，錯誤的是() 【導學號：99310036】Aa過程表示干細胞能自我更新Bb、c過程表示干細胞具有分化能力Ca、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同Db過程形成的細胞直接組成器官，可供器官移植使用【解析】干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。它包括胚胎干細胞和成體干細胞。干細胞的發(fā)育受多種內(nèi)在機制和微環(huán)境因素的影響。胚胎干細胞是全能的，具有分化為幾乎全
11、部組織和器官的能力。b過程形成的細胞可直接組成組織，但不能直接組成器官?！敬鸢浮緿2現(xiàn)有一個嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長發(fā)育過程中如果出現(xiàn)了某種難以治療的疾病，就可以通過血液中的干細胞來為其治病。下列關(guān)于這個實例的說法，正確的是()A用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細胞的所有全能性B用臍帶血中的干細胞能治療這個孩子所有的疾病C如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技術(shù)D如果要移植用他的干細胞培育出的器官，應該長期給他使用免疫抑制物【解析】用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不需要激發(fā)細胞的所有全能性。用臍帶血中的干細胞只能培育出人體的許多
12、器官用來移植，但不是所有疾病都能治療，如流行性疾病。如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技術(shù)，使干細胞發(fā)育成器官。由于用他的干細胞培育出的器官是由自身的細胞培育成的，不發(fā)生免疫排斥反應，所以不用長期給他使用免疫抑制物?！敬鸢浮緾3臍帶血是新生嬰兒臍帶被結(jié)扎后由胎盤臍帶流出的血。臍帶血中含有大量未成熟的造血干細胞，將臍血干細胞進行移植，對白血病、再生障礙性貧血等惡性血液病具有療效。與骨髓干細胞移植相比，臍血干細胞移植屬自體移植，不會因?qū)ふ疫m合骨髓的等待而延誤治療時機，且排斥反應很小，醫(yī)療費用也較低。此外，臍血干細胞移植作為惡性腫瘤治療的輔助療法，能明顯減輕化療所引發(fā)的不良反應。造
13、血干細胞的分化如下：(1)臨床上使用的造血干細胞，除材料中提到的來源外，還來自_和_。(2)干細胞是一類具有分裂能力的細胞，由上圖可知，造血干細胞經(jīng)分裂、分化可形成不同功能的細胞，這是造血干細胞中_的結(jié)果。(3)圖中T淋巴細胞是在人體的_(器官)中成熟的。當受到外來抗原的刺激后將產(chǎn)生效應T淋巴細胞，進行_免疫。(4)上圖給出的細胞中能產(chǎn)生抗體的是_。(5)科學家們試圖利用干細胞來進行動物克隆或人體器官的克隆，以解決醫(yī)療難題。請問，以干細胞為克隆材料優(yōu)于一般體細胞的理由是：干細胞具有較高的_?！窘馕觥颗R床上使用的造血干細胞主要來源于骨髓、動員后的外周血和臍帶血。造血干細胞是未成熟的多能干細胞，具
14、有很強的分裂能力和較高的全能性，能分化形成各種造血祖細胞，再經(jīng)定向誘導形成各種功能性血細胞，這是基因選擇性表達的結(jié)果。其中，B淋巴細胞和T淋巴細胞就是由造血干細胞形成的淋巴祖細胞分化而來的。B淋巴細胞在骨髓中成熟，再分化成效應B淋巴細胞，分泌抗體，參與體液免疫。T淋巴細胞在胸腺中成熟，再分化形成效應T淋巴細胞，參與細胞免疫。【答案】(1)骨髓動員后的外周血(2)基因選擇性表達(3)胸腺細胞(4)效應B淋巴細胞(5)全能性4胚胎干細胞(ES細胞)在基礎生物學、畜牧學和醫(yī)學上具有十分重要的價值，其應用前景吸引眾多科學家投入到這一研究領域中。根據(jù)相關(guān)知識，回答下列問題：(1)哺乳動物的胚胎干細胞(E
15、S細胞)是由_或原始性腺中分離出來的一種細胞，在功能上具有_，即可以分化出成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。(2)ES細胞也是研究體外細胞分化的理想材料，ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上能維持不分化的狀態(tài)。在培養(yǎng)基中加入_可誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。(3)ES細胞的另一個應用前景為體外誘導分化，從而培育出人造組織器官，進而解決臨床上存在的供體器官不足和_問題。此外，科學家還試圖用基因工程方法對動物器官進行改造：向器官_(填“供體”或“受體”)基因組中導入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制_(填“抗原”或“抗體”)決定基因的表達，或設法除去該基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因動物器官?！窘馕觥?/p>
16、(1)胚胎干細胞(ES細胞)是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，在功能上具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。(2)ES細胞也是研究體外細胞分化的理想材料，ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上能維持不分化的狀態(tài)，在培養(yǎng)液中加入(分化)誘導因子可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。(3)ES細胞的另一個重要的應用前景為體外誘導分化，從而培育出人造組織器官，進而解決臨床上存在的供體器官不足和免疫排斥問題。此外科學家還試圖用基因工程方法對動物器官進行改造：向器官供體基因組中導入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去該基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因動物器官?！敬鸢浮?1)早期胚胎發(fā)育的全能性(2)(分化)誘導因子(3)免疫排斥供體抗原課堂小結(jié)：網(wǎng)絡構(gòu)建核心回扣1.干細胞是指具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細胞。2.干細胞可分為三種類型：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。3.干細胞工程是指在體外對干細胞進行操作，包括體外增殖、定向誘導、分化、基因修飾和組織形成等，最終將干細胞培養(yǎng)成人們所需的各種細胞、組織甚至器官。4.造血干細胞的基本特征是自我維持和自我更新。8
2017-2018年高中生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第二章 細胞工程 第4節(jié) 干細胞工程學案 中圖版選修3
