蘇教版-選修三-第三章 胚胎工程-第二節(jié) 胚胎干細胞的研究及其應用 全國優(yōu)質課一等獎

《胚胎干細胞的研究及其應用》教學設計一、教學目標1.理解干細胞的概念與分類。2.掌握胚胎干細胞來源、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(zhàn)。二、胚胎干細胞及其研究進展1．干細胞的概念：是動物(包括人)______及某些______中具有____________和__________潛能的原始細胞。2．干細胞作用：具有______、______病損或衰老組織、器官功能。3．干細胞分類(1)______干細胞：只能分化成______類型或功能密切相關的______類型的細胞，如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞。(2)______干細胞：具有分化成______細胞或組織的潛能，但卻失去了________________的能力，如造血干細胞等。(3)______干細胞：可以分化為全身的____________，并進一步形成機體的所有______、______。三、胚胎干細胞的應用1．如果科學家最終能夠成功誘導和調控胚胎干細胞的______與______，將會給胚胎干細胞的基礎研究和臨床應用帶來積極的影響。2．在研究新藥對各種細胞的____________試驗中，提供了材料，大大減少了____________所需動物的數(shù)量，從而降低了成本。3．胚胎干細胞研究為____________提供__________的材料，用于疾病治療等，給人類帶來全新的醫(yī)療手段。4．通過胚胎干細胞，結合基因工程等還可以在試管中改良并創(chuàng)造動物新品種，培育出____________、____________________、____________的家畜品種等。四、胚胎干細胞研究面臨的挑戰(zhàn)1．胚胎干細胞的應用給______、______、________________帶來的沖擊是空前的。2．胚胎干細胞在體內或者是體外都具有____________的潛能，極易______成其他細胞，對培養(yǎng)條件的____________仍需要進一步研究。3．對胚胎干細胞向不同組織細胞____________的條件還不清楚。4．創(chuàng)造一種“萬能供者”細胞，需要破壞或改變細胞中的許多基因，其可行性仍不清楚。五、基礎落實1．胚胎干細胞取自()A．受精卵 B．骨髓細胞C．早期胚胎 D．肌肉細胞2．利用胚胎干細胞治療肝衰竭，能實現(xiàn)此過程的最重要的原因是()A．細胞分裂 B．細胞特化C．細胞分化 D．細胞增殖3．下列有關胚胎干細胞的功能特性的敘述中，不正確的是()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．可以冷凍保存，也可以進行遺傳改造D．不可以進行增殖4．一般情況下，下列細胞中分化程度由高到低的順序依次是()①卵細胞②受精卵③胚胎干細胞④造血干細胞⑤神經細胞A．⑤①②③④ B．④③①②④C．⑤①④②③ D．⑤①④③②5．下列關于胚胎干細胞的應用中最具爭議的是()A．利用干細胞治療疾病B．加速改良和生產優(yōu)良動物品種C．骨髓移植D．人胚胎干細胞克隆六、能力提升6．下列選項中錯誤的是()A．胚胎干細胞具有分化成所有組織和器官的能力B．在適宜的條件下，干細胞能在體外長期的生長C．治療性克隆的目的就是為克隆人作準備的D．胚胎干細胞可以用于人類某些頑癥的治療7．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(fā)育早期囊胚外表的扁平細胞和囊胚腔內側的內細胞團B．人類胚胎干細胞就是人類胚胎發(fā)育早期囊胚腔內側的內細胞團C．人類胚胎干細胞是人類囊胚中可發(fā)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8．人類寄希望于利用干細胞(人體中具有分裂、分化能力的細胞)的分離和體外培養(yǎng)，在體外培育出組織器官，并最終通過組織或器官移植實現(xiàn)對臨床疾病的治療。能否用肌細胞代替干細胞()A．不能，因為肌細胞與干細胞含有的遺傳物質不同B．不能，因為肌細胞是高度分化的細胞，一般沒有分裂能力C．能，因為肌細胞雖然是分化的細胞，但在一定條件下也可脫分化，實現(xiàn)細胞全能性D．能，因為肌細胞與干細胞具有完全相同的遺傳物質9.《長江日報》北京消息我國首家“生命銀行”——協(xié)和臍血干細胞自體儲存庫11日正式向市民開放。家長可把孩子出生時的臍血放在零下196℃的液氮深低溫罐中保存，當孩子日后萬一患血液疾病或惡性腫瘤時，便可取出臍血為他移植治療。專家說，從理論上講，可以終生保存和受益。(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)按照分化潛能的大小，干細胞基本上可分為____________、____________和____________三類。(3)觀察上圖，分析干細胞與各種細胞之間的關系，用一句話概括說明_____________________。七、綜合拓展10．2007年11月20日，美、日兩國在《科學》和《細胞》兩份頂級學術期刊上發(fā)表了研究成果：將人體皮膚細胞改造成可以分化為多種細胞的“萬能細胞”。下圖是“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”植入小鼠身體內，植入的細胞長成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現(xiàn)了神經、骨骼、肌肉等多種類型的細胞。請據圖回答下列問題。(1)胚胎干細胞又稱ES細胞，是在________中分離出來的一類細胞，如果胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時的______細胞就是ES細胞。(2)胚胎干細胞在在功能上具有發(fā)育的________。(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。(4)萬能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(yōu)點是______________。(5)你支持“應立法保護利用胚胎干細胞進行‘治療性克隆’嗎”？請陳述理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。八、答案一、1.胚胎器官自我復制多向分化2.重建修復3.(1)專能一種兩種(2)多能多種發(fā)育成完整個體(3)全能多種細胞組織器官二、1.分化增殖2.藥理和毒理新藥研究3.細胞或組織移植無免疫原性4.生長快抗病力強高產三、1.法律倫理國家和社會安全2.自我分化分化優(yōu)化3.定向分化課時訓練1．C[胚胎干細胞是指來自人或動物的早期胚胎的具有自我更新和多向分化潛能的原始細胞。它來源于早期胚胎細胞。]2．C[ES細胞具有發(fā)育的全能性，可以被誘導分化形成新的組織細胞，移植ES細胞可使壞死或退化部位的細胞得以修復并恢復正常功能，因此治療肝衰竭主要是利用細胞分化這一特性而實現(xiàn)的。]3．D[胚胎干細胞功能特性主要有：具有發(fā)育的全能性，可分化出成年動物體內任何一種組織細胞。在體外培養(yǎng)的條件下，胚胎干細胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。]4．D[受精卵分化程度最低，神經細胞分化程度最高。]5．D[人早期胚胎的研究和克隆，可能導致克隆人的出現(xiàn)，因而人胚胎干細胞克隆最具爭議。]6．C[治療性克隆的目的是將干細胞在體外進行誘導分化培育出遺傳特征與病人完全吻合的細胞、組織或器官，再移植到病人體內，從而達到治病的目的。]7．B[人類胚胎干細胞是人類胚胎發(fā)育早期——囊胚中未分化的細胞。囊胚外表是一層扁平細胞，可發(fā)育成胚胎的支持組織如胎盤等；中心的腔稱囊胚腔，腔內側有內細胞團。內細胞團在形成內、中、外三個胚層時開始分化，內胚層分化形成肝、肺和腸等，中胚層分化形成骨髓、血液和肌肉等，外胚層分化形成皮膚、眼睛和神經系統(tǒng)等。由于內細胞團能發(fā)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。]8．B[干細胞具有分裂和分化能力，全能性較高；肌細胞雖然具有與受精卵相同的遺傳物質，但其全能性受到抑制，一般不具備分裂和分化能力。]9．(1)未成熟無免疫排斥反應(2)全能干細胞多能干細胞專能干細胞(3)血液和淋巴細胞中的各種細胞都是從造血干細胞分化而來的解析干細胞是指具有分化能力的細胞，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”，它可以分化為全能干細胞、多能干細胞和專