高中生物同步胚胎干細(xì)胞的研究及其應(yīng)用蘇教版選修

關(guān)于高中生物同步胚胎干細(xì)胞的研究及其應(yīng)用蘇教版選修第1頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.簡(jiǎn)述胚胎干細(xì)胞及其研究進(jìn)展。（重點(diǎn)）2.胚胎干細(xì)胞的研究及其應(yīng)用。（重難點(diǎn)）第2頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月新知初探思維啟動(dòng)一、胚胎干細(xì)胞及其研究進(jìn)展1.干細(xì)胞(1)概念：是動(dòng)物胚胎及某些器官中具有__________和_________潛能的原始細(xì)胞，是重建、修復(fù)病損或衰老組織、器官功能的種子細(xì)胞。自我復(fù)制多向分化第3頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)分類：按照分化潛能的大小，干細(xì)胞基本上可以分為_(kāi)_____________________________________三類。2.成體干細(xì)胞：存在于胎兒、兒童和成人組織中的__________的統(tǒng)稱。在特定的條件下,成體干細(xì)胞能產(chǎn)生____________,或者按照一定的程序分化而形成新的功能細(xì)胞,從而使組織和器官保持生長(zhǎng)和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。專能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞新的干細(xì)胞第4頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.胚胎干細(xì)胞：是在人胚胎發(fā)育早期的____中未分化的細(xì)胞，具有______能力并保持未分化狀態(tài)。判一判(1)所有干細(xì)胞都具有全能性(×)(2)造血干細(xì)胞屬于專能干細(xì)胞(×)(3)囊胚的胚胎干細(xì)胞屬于內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞(√)囊胚增殖第5頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用1.對(duì)人胚胎干細(xì)胞的研究，可以幫助人們理解復(fù)雜的___________過(guò)程，從而揭示人與動(dòng)物的___________及影響其發(fā)育的因素。2.在研究新藥對(duì)各種細(xì)胞的藥理和毒理試驗(yàn)中，胚胎干細(xì)胞為其在_________上的研究提供了材料，大大減少了新藥研究所需動(dòng)物的數(shù)量，從而降低了成本。人體發(fā)育發(fā)育機(jī)制細(xì)胞水平第6頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.胚胎干細(xì)胞研究最誘人的前景和用途是生產(chǎn)___________，為細(xì)胞或組織移植提供無(wú)免疫原性的材料，用于疾病治療。4.胚胎干細(xì)胞在功能上類似于___________細(xì)胞，用來(lái)揭示那些會(huì)干擾胎兒發(fā)育和引起出生缺陷的藥物的致病機(jī)理。5.通過(guò)胚胎干細(xì)胞，結(jié)合基因工程等還可以在試管中改良并創(chuàng)造動(dòng)物新品種，培育出_______、_________、高產(chǎn)的家畜品種等。細(xì)胞或組織早期的胚胎生長(zhǎng)快抗病力強(qiáng)第7頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、胚胎干細(xì)胞研究面臨的挑戰(zhàn)1.自從胚胎干細(xì)胞在1997年被分離出來(lái)后，各國(guó)政府和科學(xué)家就胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用展開(kāi)了一場(chǎng)激烈的爭(zhēng)論，它給法律、______、國(guó)家和社會(huì)安全等方面帶來(lái)的沖擊是空前的。2._______________

是一個(gè)瓶頸問(wèn)題，如何獲得組織工程所需__________的數(shù)量，很值得研究。倫理分化細(xì)胞的增殖種子細(xì)胞第8頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.對(duì)胚胎干細(xì)胞向不同組織細(xì)胞“______分化”的條件還不清楚，從而限制了胚胎干細(xì)胞的臨床應(yīng)用。定向第9頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月想一想為什么捐出一部分骨髓救治他人，不會(huì)給捐獻(xiàn)者的身體健康造成損傷？提示：(1)所謂捐獻(xiàn)骨髓，實(shí)際上醫(yī)生只是從捐獻(xiàn)者的骨髓中分離出一部分造血干細(xì)胞供移植。(2)干細(xì)胞的一個(gè)重要特點(diǎn)是自我更新能力很強(qiáng),被分離走的那部分造血干細(xì)胞,很快就會(huì)被“補(bǔ)齊”。因此捐獻(xiàn)骨髓不會(huì)影響捐獻(xiàn)者的身體健康。第10頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)醫(yī)生只是在醫(yī)學(xué)公認(rèn)的安全條件下，分離出捐獻(xiàn)者有限數(shù)量的造血干細(xì)胞，而且整個(gè)抽取、分離過(guò)程，都是在設(shè)備良好的大醫(yī)院中進(jìn)行的，一般不會(huì)對(duì)捐獻(xiàn)者造成意外傷害。第11頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)突破要點(diǎn)一有關(guān)干細(xì)胞的理解第12頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.干細(xì)胞的特點(diǎn)自我復(fù)制和多向分化。在體外培養(yǎng)時(shí)，只增殖不分化。2.干細(xì)胞的作用具有重建、修復(fù)病損或衰老組織、器官的功能。第13頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月名稱全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞特點(diǎn)具有形成機(jī)體的任何組織或器官直至形成完整個(gè)體的潛能具有分化成多種細(xì)胞或組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個(gè)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(xì)胞第14頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月名稱全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞舉例受精卵、胚胎干細(xì)胞造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞應(yīng)用用于病人的器官移植等造血干細(xì)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(guò)神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱、頭顱外傷等病癥第15頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.獲得干細(xì)胞的主要途徑(1)從體外培養(yǎng)的胚胎中獲得。(2)從早期流產(chǎn)的胎兒中獲得。(3)從克隆的胚胎中獲得。(4)從成體中獲得。第16頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特別提醒(1)干細(xì)胞與癌細(xì)胞不同，干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生基因突變。(2)干細(xì)胞不僅能增殖,而且增殖的細(xì)胞還能正常分化。而癌細(xì)胞只能增殖,不能分化。(3)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于早期胚胎或原始性腺細(xì)胞。第17頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2012·揚(yáng)州一中高二月考)干細(xì)胞是一種尚未充分分化的未成熟細(xì)胞，它具有再生組織、器官的潛能，醫(yī)學(xué)家們正嘗試?yán)酶杉?xì)胞治療一些頑疾，用骨髓移植法能有效治療白血病便是成功的例證。下列說(shuō)法中正確的是(

)A．造血干細(xì)胞和白細(xì)胞的細(xì)胞核中基因的種類數(shù)量有差異例1第18頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B．造血干細(xì)胞和白細(xì)胞的細(xì)胞中RNA種類相同，數(shù)量也相同C．若編碼血紅蛋白基因的一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變,則血紅蛋白中氨基酸序列一定發(fā)生改變D．造血干細(xì)胞分化成紅細(xì)胞的過(guò)程是在細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程【思路點(diǎn)撥】

干細(xì)胞的類型和分化、細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)、基因突變對(duì)性狀表達(dá)的影響。第19頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

白細(xì)胞是由造血干細(xì)胞經(jīng)過(guò)有絲分裂產(chǎn)生的，因此細(xì)胞核中基因的種類沒(méi)有差別。白細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生分化，因此白細(xì)胞中的RNA種類與造血干細(xì)胞不相同。由于密碼子的簡(jiǎn)并性，所以編碼血紅蛋白基因的一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變，血紅蛋白中氨基酸序列不一定發(fā)生改變?！敬鸢浮?/p>

D第20頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變式訓(xùn)練1.美國(guó)華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組首次提取了人類肝臟干細(xì)胞。這種干細(xì)胞表現(xiàn)出分化多能性，并在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中成功地修復(fù)了實(shí)驗(yàn)鼠的部分肝臟組織?？茖W(xué)家認(rèn)為，它擁有治療多種肝病的潛力。下列說(shuō)法正確的是(

)第21頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A．肝臟干細(xì)胞可分化出人體所有細(xì)胞B．肝臟干細(xì)胞的細(xì)胞核具有發(fā)育成個(gè)體的潛能性C．肝臟干細(xì)胞能夠分泌膽汁D．肝臟干細(xì)胞可治療肝炎第22頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解析：選B.肝臟干細(xì)胞能夠發(fā)育成肝細(xì)胞，屬于專能干細(xì)胞，不具有分化出人體所有細(xì)胞的功能。動(dòng)物的細(xì)胞核具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。肝細(xì)胞具有分泌膽汁的功能屬于細(xì)胞分化產(chǎn)生的特殊功能，而肝臟干細(xì)胞不具有分泌膽汁的功能。肝臟干細(xì)胞能夠治療一些因遺傳或者免疫出現(xiàn)的問(wèn)題，不能用于治療肝炎。第23頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.原理細(xì)胞的全能性。2.胚胎干細(xì)胞研究面臨的挑戰(zhàn)(1)挑戰(zhàn)①安全性問(wèn)題。要點(diǎn)二胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用及面臨的挑戰(zhàn)第24頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②倫理問(wèn)題。禁止生殖性克隆，不反對(duì)治療性克隆。③對(duì)培養(yǎng)條件的優(yōu)化仍需要進(jìn)一步研究。④對(duì)胚胎干細(xì)胞向不同的組織細(xì)胞“定向分化”的條件還不清楚。⑤創(chuàng)造一種“萬(wàn)能供者”細(xì)胞，需要破壞或改變細(xì)胞中的許多基因,其可行性仍不清楚。第25頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)干細(xì)胞研究的主要領(lǐng)域①建立并完善維持胚胎干細(xì)胞體外增殖與定向誘導(dǎo)分化的體系；②研究轉(zhuǎn)基因或轉(zhuǎn)核胚胎干細(xì)胞的增殖與分化及其調(diào)控機(jī)制；③誘導(dǎo)分化細(xì)胞性能分析與鑒定；④體外重構(gòu)重要的組織與器官，探索克服移植排異等的技術(shù)與方法。第26頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特別提醒成體干細(xì)胞是指存在于胎兒、兒童和成人組織中的多能干細(xì)胞,因?yàn)樗苄迯?fù)和再生成年動(dòng)物的許多組織和器官如表皮和造血系統(tǒng)，并不是只存在于成體中才命名成體干細(xì)胞。第27頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2012·信陽(yáng)高二期中)美、日兩國(guó)曾在《科學(xué)》和《細(xì)胞》兩份頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究成果：將人體皮膚細(xì)胞改造成可以分化為多種細(xì)胞的“萬(wàn)能細(xì)胞”。如圖是“萬(wàn)能細(xì)胞”的誕生過(guò)程,圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細(xì)胞中能例2第28頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高度表達(dá)并決定其“全能性”的四個(gè)基因，將改造后的“萬(wàn)能細(xì)胞”植入小鼠身體上，植入的細(xì)胞長(zhǎng)成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現(xiàn)了神經(jīng)、骨髓、肌肉等多種類型的細(xì)胞。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：第29頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)胚胎干細(xì)胞又稱ES細(xì)胞，是由________中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，如果胚胎發(fā)育到了囊胚期,這時(shí)的________細(xì)胞就是ES細(xì)胞。(2)胚胎干細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的________。(3)圖中逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是________，過(guò)程③利用了逆轉(zhuǎn)錄病毒的________特性。第31頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)萬(wàn)能干細(xì)胞經(jīng)體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細(xì)胞或器官移回病人體內(nèi)與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是________。第32頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

(1)結(jié)合動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程可得出胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)還沒(méi)有高度分化。(2)胚胎干細(xì)胞能發(fā)育成個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。(3)能攜帶“目的基因”的逆轉(zhuǎn)錄病毒在基因工程中是作為載體的，利用其感染宿主細(xì)胞的能力把目的基因帶入受體細(xì)胞。第33頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)器官移植最大的問(wèn)題是發(fā)生異體免疫排斥反應(yīng)，如果是自身細(xì)胞發(fā)育來(lái)的器官就不會(huì)發(fā)生這種情況。【答案】(1)早期胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(2)全能性(3)作為基因工程的載體感染(宿主細(xì)胞)(4)不會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)第34頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變式訓(xùn)練2.胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞，可定向誘導(dǎo)分化為各種細(xì)胞、組織、器官甚至于個(gè)體。胚胎干細(xì)胞研究的目的不包括(

)A．為燒傷病人植皮B．為腎病患者進(jìn)行腎移植C．為不孕者培育嬰兒

D．研究細(xì)胞分化機(jī)制第35頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解析：選C。胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)，可以定向分化為各種專能干細(xì)胞或組織細(xì)胞，也可以發(fā)育成生物器官甚至于完整的個(gè)體。但人們研究胚胎干細(xì)胞不是用于人類的生殖，而是用于病人的細(xì)胞移植或器官移植。細(xì)胞分化的機(jī)制目前還不十分明了，胚胎干細(xì)胞這一原始細(xì)胞的體外培養(yǎng)是研究細(xì)胞分化的理想材料。第36頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月易錯(cuò)警示胚胎干細(xì)胞體外培養(yǎng)過(guò)程中的增殖、不分化與定向分化【例題】下列關(guān)于胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)的敘述中不正確的是

(

)A．當(dāng)受精卵發(fā)育到囊胚時(shí)，所有的細(xì)胞都是胚胎干細(xì)胞第37頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B．胚胎干細(xì)胞是