生物中圖版學(xué)案：第一單元第二章第四節(jié)干細(xì)胞工程

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四節(jié)干細(xì)胞工程1．描述干細(xì)胞分類。2．舉例說出胚胎干細(xì)胞的移植.一、干細(xì)胞具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細(xì)胞稱為干細(xì)胞。二、干細(xì)胞分類1．全能干細(xì)胞全能干細(xì)胞具有形成機(jī)體的任何組織或器官直至形成完整個(gè)體的潛能。如受精卵、胚胎干細(xì)胞。2．多能干細(xì)胞多能干細(xì)胞具有分化成多種組織的潛能，但不能發(fā)育成完整個(gè)體。如骨髓造血干細(xì)胞可以分化出至少12種血細(xì)胞。3．專能干細(xì)胞專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞。如神經(jīng)干細(xì)胞只可分化成各種神經(jīng)細(xì)胞。三、干細(xì)胞工程1．干細(xì)胞工程干細(xì)胞工程是指在體外對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行操作，包括體外增殖、定向誘導(dǎo)、分化、基因修飾和組織形成等,最終將干細(xì)胞培養(yǎng)成人們所需要的各種細(xì)胞、組織甚至器官。2．造血干細(xì)胞移植（1）造血干細(xì)胞的來源：骨髓、動(dòng)員后的外周血和臍帶血。（2）造血干細(xì)胞移植的作用:治療血液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液病、頑固性自身免疫性疾病、嚴(yán)重免疫缺陷疾病以及癌癥化學(xué)治療與放射性治療后免疫力低下等。3．胚胎干細(xì)胞移植（1）操作過程：將分離培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳操作（如基因修飾等),建立可供移植的胚胎干細(xì)胞庫→根據(jù)不同的移植對(duì)象和要求，將胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化為各種功能性細(xì)胞，或定向誘導(dǎo)分化為相應(yīng)的干細(xì)胞→最終移植輸入到患者體內(nèi)。（2）作用:為部分細(xì)胞壞死的病人進(jìn)行細(xì)胞移植，使病人恢復(fù)喪失的功能。1．胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用胚胎干細(xì)胞的分離和培養(yǎng)成功在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。(1）胚胎干細(xì)胞可以用于治療人類的某些頑癥。人類由于細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，如帕金森綜合征、少年糖尿病和老年癡呆癥等，已成為醫(yī)學(xué)上尚未攻克的頑癥.利用胚胎干細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植胚胎干細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。目前，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，用胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)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(dāng)我們身體的某一類細(xì)胞功能出現(xiàn)異?；蛲嘶瘯r(shí),就可以通過誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞定向分化來及時(shí)修補(bǔ)。(2）隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。（3）胚胎干細(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞(一般為輸卵管上皮細(xì)胞，在干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，可作為提供干細(xì)胞分裂、增殖的營養(yǎng)細(xì)胞）上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài).在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,就可以誘導(dǎo)細(xì)胞干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段。2．造血干細(xì)胞的基本特征造血干細(xì)胞的基本特征是自我維護(hù)和自我更新。（1)正常情況下，造血干細(xì)胞主要進(jìn)行不對(duì)稱性的有絲分裂，在不斷產(chǎn)生大量祖細(xì)胞的同時(shí)，造血干細(xì)胞自身不增殖也不分化，而造血祖細(xì)胞進(jìn)一步分化為成熟的血細(xì)胞,釋放進(jìn)入血液,從而維持各種血細(xì)胞數(shù)量的穩(wěn)定和循環(huán)系統(tǒng)的生理功能.(2）在損傷、修復(fù)過程中，或在某些因素的剌激作用下,造血干細(xì)胞則通過對(duì)稱性的有絲分裂,迅速實(shí)現(xiàn)自我更新。3．造血干細(xì)胞移植的類型（1）按照造血干細(xì)胞的來源部位，可將造血干細(xì)胞移植分為骨髓移植、外周血干細(xì)胞移植和臍帶血干細(xì)胞移植。（2)按照造血干細(xì)胞來自患者自身與否，可將造血干細(xì)胞移植分為自體移植和異體移植.題型一胚胎干細(xì)胞的增殖、分化【例1】動(dòng)物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞。對(duì)下圖的相關(guān)敘述中,錯(cuò)誤的是(）A．a(chǎn)過程表示干細(xì)胞能自我更新B．b、c過程表示干細(xì)胞具有分化能力C．a(chǎn)、b、c過程中細(xì)胞的遺傳信息表達(dá)情況不同D．b過程形成的細(xì)胞直接組成器官，可供器官移植使用解析：干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。它包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。干細(xì)胞的發(fā)育受多種內(nèi)在機(jī)制和微環(huán)境因素的影響.胚胎干細(xì)胞是全能的,具有分化為幾乎全部組織和器官的能力.而成年組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞一般認(rèn)為具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織。答案：D反思領(lǐng)悟：具有自我更新能力和分化發(fā)育潛能的原始細(xì)胞稱為干細(xì)胞。題型二胚胎干細(xì)胞的功能【例2】胚胎干細(xì)胞可以治療肝衰竭,實(shí)現(xiàn)此過程最重要的原因是(）A．細(xì)胞分裂B．細(xì)胞特化C．細(xì)胞分化D．細(xì)胞增殖解析：胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞，移植胚胎干細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能，因此治療肝衰竭主要是利用這一特性實(shí)現(xiàn)的.答案：C反思領(lǐng)悟：胚胎干細(xì)胞可以定向誘導(dǎo)分化為各種功能性細(xì)胞，是全能干細(xì)胞。1胚胎干細(xì)胞的功能不包括（）A．具有發(fā)育的全能性B．體外培養(yǎng)可以分化成各種組織、器官C．對(duì)分離培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞可以進(jìn)行遺傳操作D．可以進(jìn)行增殖答案：B2胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用價(jià)值不包括（）A．可用于治療人類的帕金森病B．可誘導(dǎo)分化出組織和器官C．可作為研究體外細(xì)胞分化的理想材料D．可以治療人類的闌尾炎、過敏性反應(yīng)等答案:D3細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是（）A．遺傳物質(zhì)的改變B．基因的選擇性表達(dá)C．原癌基因被激活D．細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的改變解析：同一個(gè)細(xì)胞的后代的遺傳物質(zhì)相同,但它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能具有穩(wěn)定性差異，這是由細(xì)胞分化造成的,其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。答案:B4在生物體內(nèi),細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性而是分化為不同的