高中生物同步：3.2 胚胎干细胞的研究及其应用(苏教版选修3)ppt课件

第二节胚胎干细胞的研究及其应用,第三章胚胎工程,学习导航1.简述胚胎干细胞及其研究进展。（重点）2.胚胎干细胞的研究及其应用。（重难点）,一、胚胎干细胞及其研究进展1.干细胞(1)概念：是动物胚胎及某些器官中具有_和_潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。,自我复制,多向分化,(2)分类：按照分化潜能的大小，干细胞基本上可以分为_三类。2.成体干细胞：存在于胎儿、儿童和成人组织中的_的统称。在特定的条件下,成体干细胞能产生_,或者按照一定的程序分化而形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。,专能干细胞、多能干细胞、,全能干细胞,多能干细胞,新的干细胞,3.胚胎干细胞：是在人胚胎发育早期的_中未分化的细胞，具有_能力并保持未分化状态。判一判(1)所有干细胞都具有全能性()(2)造血干细胞属于专能干细胞()(3)囊胚的胚胎干细胞属于内细胞团细胞(),囊胚,增殖,二、胚胎干细胞的应用1.对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的_过程，从而揭示人与动物的_及影响其发育的因素。2.在研究新药对各种细胞的药理和毒理试验中，胚胎干细胞为其在_上的研究提供了材料，大大减少了新药研究所需动物的数量，从而降低了成本。,人体发育,发育机制,细胞水平,3.胚胎干细胞研究最诱人的前景和用途是生产_，为细胞或组织移植提供无免疫原性的材料，用于疾病治疗。4.胚胎干细胞在功能上类似于_细胞，用来揭示那些会干扰胎儿发育和引起出生缺陷的药物的致病机理。5.通过胚胎干细胞，结合基因工程等还可以在试管中改良并创造动物新品种，培育出_、_、高产的家畜品种等。,细胞或组织,早期的胚胎,生长快,抗病力强,三、胚胎干细胞研究面临的挑战1.自从胚胎干细胞在1997年被分离出来后，各国政府和科学家就胚胎干细胞的应用展开了一场激烈的争论，它给法律、_、国家和社会安全等方面带来的冲击是空前的。2._是一个瓶颈问题，如何获得组织工程所需_的数量，很值得研究。,伦理,分化细胞的增殖,种子细胞,3.对胚胎干细胞向不同组织细胞“_分化”的条件还不清楚，从而限制了胚胎干细胞的临床应用。,定向,想一想为什么捐出一部分骨髓救治他人，不会给捐献者的身体健康造成损伤？提示：(1)所谓捐献骨髓，实际上医生只是从捐献者的骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植。(2)干细胞的一个重要特点是自我更新能力很强,被分离走的那部分造血干细胞,很快就会被“补齐”。因此捐献骨髓不会影响捐献者的身体健康。,(3)医生只是在医学公认的安全条件下，分离出捐献者有限数量的造血干细胞，而且整个抽取、分离过程，都是在设备良好的大医院中进行的，一般不会对捐献者造成意外伤害。,1.干细胞的特点自我复制和多向分化。在体外培养时，只增殖不分化。2.干细胞的作用具有重建、修复病损或衰老组织、器官的功能。,4.获得干细胞的主要途径(1)从体外培养的胚胎中获得。(2)从早期流产的胎儿中获得。(3)从克隆的胚胎中获得。(4)从成体中获得。,特别提醒(1)干细胞与癌细胞不同，干细胞的遗传物质没有发生基因突变。(2)干细胞不仅能增殖,而且增殖的细胞还能正常分化。而癌细胞只能增殖,不能分化。(3)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺细胞。,(2012扬州一中高二月考)干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法能有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中正确的是()A造血干细胞和白细胞的细胞核中基因的种类数量有差异,B造血干细胞和白细胞的细胞中RNA种类相同，数量也相同C若编码血红蛋白基因的一个碱基对发生改变,则血红蛋白中氨基酸序列一定发生改变D造血干细胞分化成红细胞的过程是在细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程【思路点拨】干细胞的类型和分化、细胞分化实质、基因突变对性状表达的影响。,【解析】白细胞是由造血干细胞经过有丝分裂产生的，因此细胞核中基因的种类没有差别。白细胞已经发生分化，因此白细胞中的RNA种类与造血干细胞不相同。由于密码子的简并性，所以编码血红蛋白基因的一个碱基对发生改变，血红蛋白中氨基酸序列不一定发生改变。【答案】D,变式训练1.美国华盛顿大学的一个研究小组首次提取了人类肝脏干细胞。这种干细胞表现出分化多能性，并在动物模型实验中成功地修复了实验鼠的部分肝脏组织。科学家认为，它拥有治疗多种肝病的潜力。下列说法正确的是(),A肝脏干细胞可分化出人体所有细胞B肝脏干细胞的细胞核具有发育成个体的潜能性C肝脏干细胞能够分泌胆汁D肝脏干细胞可治疗肝炎,解析：选B.肝脏干细胞能够发育成肝细胞，属于专能干细胞，不具有分化出人体所有细胞的功能。动物的细胞核具有发育成完整个体的潜能。肝细胞具有分泌胆汁的功能属于细胞分化产生的特殊功能，而肝脏干细胞不具有分泌胆汁的功能。肝脏干细胞能够治疗一些因遗传或者免疫出现的问题，不能用于治疗肝炎。,1.原理细胞的全能性。2.胚胎干细胞研究面临的挑战(1)挑战安全性问题。,伦理问题。禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。对培养条件的优化仍需要进一步研究。对胚胎干细胞向不同的组织细胞“定向分化”的条件还不清楚。创造一种“万能供者”细胞，需要破坏或改变细胞中的许多基因,其可行性仍不清楚。,(2)干细胞研究的主要领域建立并完善维持胚胎干细胞体外增殖与定向诱导分化的体系；研究转基因或转核胚胎干细胞的增殖与分化及其调控机制；诱导分化细胞性能分析与鉴定；体外重构重要的组织与器官，探索克服移植排异等的技术与方法。,特别提醒成体干细胞是指存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞,因为它能修复和再生成年动物的许多组织和器官如表皮和造血系统，并不是只存在于成体中才命名成体干细胞。,(2012信阳高二期中)美、日两国曾在科学和细胞两份顶级学术期刊上发表研究成果：将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”。如图是“万能细胞”的诞生过程,图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能,高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨髓、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：,(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是由_中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期,这时的_细胞就是ES细胞。(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的_。(3)图中逆转录病毒的作用是_，过程利用了逆转录病毒的_特性。,(4)万能干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是_。,【解析】(1)结合动物的个体发育过程可得出胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚期的内细胞团还没有高度分化。(2)胚胎干细胞能发育成个体，体现了细胞的全能性。(3)能携带“目的基因”的逆转录病毒在基因工程中是作为载体的，利用其感染宿主细胞的能力把目的基因带入受体细胞。,(4)器官移植最大的问题是发生异体免疫排斥反应，如果是自身细胞发育来的器官就不会发生这种情况。【答案】(1)早期胚胎内细胞团(2)全能性(3)作为基因工程的载体感染(宿主细胞)(4)不会产生免疫排斥反应,变式训练2.胚胎干细胞是全能干细胞，可定向诱导分化为各种细胞、组织、器官甚至于个体。胚胎干细胞研究的目的不包括()A为烧伤病人植皮B为肾病患者进行肾移植C为不孕者培育婴儿D研究细胞分化机制,解析：选C。胚胎干细胞在体外培养，可以定向分化为各种专能干细胞或组织细胞，也可以发育成生物器官甚至于完整的个体。但人们研究胚胎干细胞不是用于人类的生殖，而是用于病人的细胞移植或器官移植。细胞分化的机制目前还不十分明了，胚胎干细胞这一原始细胞的体外培养是研究细胞分化的理想材料。,胚胎干细胞体外培养过程中的增殖、不分化与定向分化【例题】下列关于胚胎干细胞的特点的叙述中不正确的是()A当受精卵发育到囊胚时，所有的细胞都是胚胎干细胞,B胚胎干细胞是一种未分化的细胞，具有发育全能性，在适当的条件下，胚胎干细胞可以分化为各种细胞和组织，培育出人造组织器官C培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系，必