第三章胚胎工程第12課時

胚胎干細胞的研究

及其應用學習目標1.理解干細胞的概念與分類。2.掌握胚胎干細胞的來源、特點及分離途徑與方法。3.舉例說明胚胎干細胞的應用。4.了解胚胎干細胞的研究進展及其所面臨的各種挑戰。基礎知識導學重點難點探究隨堂達標檢測欄目索引基礎知識導學答案一、胚胎干細胞及其研究進展1.什么是干細胞？答案動物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我復制和多向分化潛能的原始細胞。2.按照分化潛能的大小，干細胞基本上可分為

干細胞、

干細胞、

_____干細胞。3.上皮組織基底層中的干細胞屬于什么干細胞？這類干細胞有何特點？答案專能干細胞。只能分化成一種類型或功能密切相關的兩種類型的細胞。專能多能全能4.造血干細胞屬于什么干細胞？這類干細胞有何特點？答案多能干細胞。具有分化成多種細胞或組織的潛能，但卻失去了發育成完整個體的能力。5.胚胎干細胞屬于什么干細胞？這類干細胞有何特點？答案全能干細胞。可以分化為全身200多種細胞，并進一步形成機體的所有組織、器官。6.如何獲得胚胎干細胞？答案

(1)從早期的胚胎中未分化的細胞中獲得。(2)從胎兒的原始性腺中分離出來。答案7.囊胚包括內細胞團和滋養層兩部分。它們有何功能？是否是全能細胞？答案內細胞團在囊胚階段才出現，它將來發育成胎兒的各種組織，屬于胚胎干細胞，具有全能性。滋養層細胞將來發育成胚胎的支持組織，如胎盤等，不是全能細胞。8.胚胎干細胞有何特點？答案

(1)具有體積小、細胞核大、核仁明顯等形態特征，具有發育的全能性。(2)具有增殖能力并保持未分化狀態，在一定條件下可分化為各種組織和器官。(3)易于進行基因改造操作。答案二、胚胎干細胞的應用及面臨的難題1.胚胎干細胞是研究細胞分化和細胞凋亡的重要材料，為什么？答案胚胎干細胞在功能上類似于早期的胚胎細胞，有可能被用于揭示那些會干擾胎兒發育和引起出生缺陷的藥物的致病機理。將胚胎干細胞培養在加入牛黃酸、丁酰環腺苷酸等分化誘導因子的培養液中時，它們會分化成不同的組織細胞。答案2.總結胚胎干細胞的主要用途。答案胚胎干細胞的主要用途是：(1)對人胚胎干細胞的研究，可以幫助人們理解復雜的人體發育過程，并促進對人胚胎發育細節的基礎研究，從而揭示人與動物的發育機制及影響其發育的因素。(2)在研究新藥對各種細胞的藥理和毒理實驗中，胚胎干細胞為其在細胞水平上的研究提供了材料，大大減少了新藥研究所需動物的數量，從而降低了研究成本。(3)胚胎干細胞的研究為細胞或組織移植提供無免疫原性的材料，用于疾病治療。答案3.為什么捐出一部分骨髓救治他人，不會給捐獻者的身體健康造成損傷？答案

(1)所謂捐獻骨髓，實際上醫生只是從捐獻者的骨髓中分離出一部分造血干細胞供移植。(2)干細胞的一個重要特點是自我更新能力很強，被分離走的那部分造血干細胞，很快就會被“補齊”。因此捐獻骨髓不會影響捐獻者的身體健康。(3)醫生只是在醫學公認的安全條件下，分離出捐獻者有限數量的造血干細胞，而且整個抽取、分離過程，都是在設備良好的大醫院中進行的，一般不會對捐獻者造成意外傷害。答案答案返回4.簡述胚胎干細胞的研究目前面臨哪些挑戰。答案

(1)自從胚胎干細胞被分離出來后，各國政府和科學家就胚胎干細胞的研究和應用展開了一場激烈的爭論，它給法律、倫理、國家和社會安定等方面帶來的沖擊是空前的。(2)因為器官移植是一個非常復雜的過程，所以胚胎干細胞真正用于器官克隆和移植還需要技術上的突破。(3)胚胎干細胞的應用給倫理、法律、宗教等帶來了新的研究課題。重點難點探究答案一、有關干細胞的理解1.干細胞的特點具有

復制和

分化潛能。在體外培養時，只增殖不分化。多向自我答案2.各類干細胞的比較名稱全能干細胞多能干細胞專能干細胞特點可以分化為全身200多種細胞，并進一步形成機體的所有組織、器官具有分化成

或

______的潛能，但不能發育成完整的個體只能分化成某

種類型或功能密切相關的

種類型的細胞舉例受精卵、胚胎干細胞造血干細胞神經干細胞應用用于病人的

等

移植是治療血液系統疾病、遺傳性血液病等的有效手段通過

移植治療腦癱、頭顱外傷等病癥多種細胞組織一器官移植造血干細胞神經干細胞兩答案3.獲得干細胞的主要途徑(1)從體外培養的

中獲得。(2)從早期流產的胎兒中獲得。(3)從克隆的胚胎中獲得。(4)從成體中獲得。(5)從

中分離。胚胎原始性腺答案4.干細胞與癌細胞的比較名稱遺傳物質增殖分化來源干細胞_____

增殖，

正常分化______________________癌細胞____

增殖，

分化________不變改變能能能不能早期胚胎或原始性腺細胞基因突變二、胚胎干細胞的應用美、日兩國曾在《科學》和《細胞》兩份頂級學術期刊上發表研究成果：將人體皮膚細胞改造成可以分化為多種細胞的“萬能細胞”。如圖是“萬能細胞”的誕生過程，圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細胞中能高度表達并決定其“全能性”的四個基因，將改造后的“萬能細胞”植入小鼠身體上，植入的細胞長成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現了神經、骨髓、肌肉等各種類型的細胞。請據圖回答下列問題：(1)胚胎干細胞又稱ES細胞，是由___________________中分離出來的一類細胞，如果胚胎發育到囊胚期，這時的__________細胞就是ES細胞。解析結合動物的個體發育過程可得出胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，囊胚期的內細胞團還沒有高度分化。(2)胚胎干細胞在功能上具有發育的__________。解析胚胎干細胞能發育成個體，體現了細胞的全能性。早期胚胎或原始性腺內細胞團全能性解析答案(3)圖中逆轉錄病毒的作用是___________________，過程③利用了逆轉錄病毒的______________特性。解析能攜帶“目的基因”的逆轉錄病毒在基因工程中是作為載體的，利用其感染宿主細胞的能力把目的基因導入受體細胞。作為基因工程的載體感染(宿主細胞)解析答案(4)萬能干細胞經體外誘導分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細胞或器官移回病人體內與異體器官移植相比，最大的優點是______________________。解析器官移植最大的問題是發生異體免疫排斥反應，如果是自身細胞發育來的器官就不會發生這種情況。不會產生免疫排斥反應返回解析答案1.下列對于干細胞具有的能力的描述，正確的是(

)①具有自我更新能力②能進行新陳代謝③具有分化發育潛能④能進行細胞呼吸A.①②③

B.②③④C.①③④

D.①②③④解析干細胞是具有自我復制和多向分化潛能的原始細胞。隨堂達標檢測1234D解析答案52.正常人體內的造血干細胞能分裂產生各種血細胞，在體外，在某些因素的誘導下，卻可以分化為神經細胞和肝細胞。其根本原因是這些造血干細胞(

)A.有旺盛的分裂能力B.還沒有分化C.能合成神經細胞和肝細胞需要的蛋白質D.具有與受精卵相同的全套遺傳基因解析造血干細胞來自受精卵的有絲分裂，含有與受精卵相同的基因。它是一種分化程度較低的細胞，因而在一定的條件下，可以增殖分化成不同種類的細胞。解析答案1234D53.某人因大面積燒傷需要皮膚移植，下列哪種來源的皮膚最容易移植成功(

)A.將父母的胚胎干細胞定向誘導分化成的皮膚B.將兄弟或姐妹的胚胎干細胞定向誘導分化成的皮膚C.將子女的胚胎干細胞定向誘導分化成的皮膚D.自己的皮膚細胞經細胞培養技術培育成的皮膚解析進行器官移植時，需慎重選擇供體器官，以免出現免疫排斥現象。用自體細胞培養形成的器官進行移植，可以解決這個問題。D解析答案123454.下列對“人類胚胎干細胞”這一概念的理解，正確的是(

)A.人類胚胎干細胞是人類胚胎發育早期囊胚外表的扁平細胞和囊胚腔內側的內細胞團細胞B.人類胚胎干細胞就是人類胚胎發育早期囊胚腔內側的內細胞團細胞C.人類胚胎干細胞是人類囊胚中可發育成胎盤、肝、肺、骨骼、皮膚等的全能性細胞D.人類胚胎干細胞體積較小、細胞核小、核仁明顯12345解析答案解析人類胚胎干細胞是人類胚胎發育早期，囊胚中尚未分化的細胞。囊胚外表是一層扁平細胞，可發育成胚胎的支持組織如胎盤等；中心的腔稱為囊胚腔，腔內側有內細胞團。內細胞團在形成內、中、外三胚層時開始分化，內胚層分化形成肝、肺、腸等，中胚層分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚層分化形成皮膚、眼睛和神經系統等。由于內細胞團細胞能發育成完整的個體，因而這些細胞被認為具有全能性。人類胚胎干細胞體積小、細胞核大、核仁明顯。答案

B123455.下列關于哺乳動物胚胎發育和胚胎工程的敘述，正確的是(

)A.卵裂期胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加B.胚胎分割時