3.2胚胎干细胞的研究及其应用教案(苏教版选修3)

第二节胚胎干细胞的研究及其应用

1?时教法分析"标空空^ ?兰三u営?课标要求

举例说出胚胎干细胞的移植。

?课标解读

1?简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。

2?举例说明胚胎干细胞的应用及应用前景。

?教学地位

胚胎干细胞的研究是当前生物学领域的热点问题，教材介绍了胚胎干细胞及其研究进

展、胚胎干细胞的应用和胚胎干细胞研究面临的难题与挑战等胚胎干细胞研究中的一些问

题。由于胚胎干细胞是生物学领域的热点问题，因此在高考中常常考到，选择题和非选择题

的形式都出现过。

?教法指导

1 ?学生对胚胎干细胞缺乏感性认识，可结合教材P74页插图进行教学。对专能干细胞、

多能干细胞和全能干细胞的区分要结合具体实例。

2.对胚胎干细胞的应用可结合当前生物和医学领域的研究实例来教学。对胚胎干细胞

研究面临的难题与挑战，可让学生讨论干细胞研究对法律、伦理、国家和社会带来的影响。

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\ >1 U 叫 *?新课导入建议

当前的生物和医学领域正在研究“干细胞治疗”，所谓“干细胞治疗”是把健康的干

细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。干细胞疗

法就像给机体注入新的活力，是从根本上治疗许多疾病的有效方法。什么是干细胞？干细胞

为什么如此神奇？

?教学流程设计

课前自主探究：阅读教材P73?79相关内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、

2、3。?步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】创设情景，导出本课课题。？步骤2 :

抢答【课前自主导学】的【正误判断】并进行校正。？步骤3：结合教材P74插图或多媒体课件介绍胚胎干细胞及作用，通过【课堂互动探究】的探究归纳，学生分析回答例题。

步骤6:构建本课时知识网络，默读【结论语句】，阅读

P80 “拓展视野”。？步骤5: 采取板演形式由两位同学完成【随堂双基练习】的1?5T并由其他学生进行点评。？步骤4:

通过多媒体课件展示胚胎干细胞的应用及面临的难题与挑战，让学生举出胚胎干细胞应用的

实例。

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1?干细胞

⑴含义：动物（包括人）胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。

（2）作用：是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。

⑶分类：专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。

①专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞, 如上皮组织基

底层的干细胞。

②多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织的潜能,但失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。它主要存在于骨髓、脐血、外周血中。存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞又统称为成体干细胞。

③全能干细胞：可以分化为全身200多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官,_

如胚胎干细胞。

(4)研究进展

①干细胞研究开始于胚胎干细胞。

②在干细胞研究中，成果比较显著的是美国和日本两个国家。

2 ?胚胎干细胞

(1)含义：指在人胚胎发育早期的囊胚中未分化的细胞。

(2)特点：具有增殖能力并保持未分化状态，在一定条件下可分化为各种组织和器官。

||思考交流||

1 ?干细胞的增殖方式和分化的实质分别是什么？

【提示】干细胞的增殖方式为有丝分裂，分化实质是细胞内基因的选择性表达。

胚胎干细胞的应用

1?如果科学家最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的分化与增殖，—将会给胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响。

2?对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，进而揭示人与动物的发育机制及影响其发育的因素。

3?为新药的药理、药效、毒理等细胞水平的研究提供了材料，大大减少了新药研究所

需动物的数量，降低了成本。

4 ?给人类带来全新的医疗手段。

5?在改良并创造动物新品种方面，结合基因工程等技术培育出生长快、鱼病力强、高产的家畜品种等。

1?用于治疗性克隆

治疗性克隆的过程：受精卵置于培养基中T受精卵分裂T形成胚胎T取出胚胎干细胞T

诱导生成各种细胞T用于治疗性克隆。

IIP思考交流||

2.脐血为什么能用来移植而治疗某些疾病？

【提示】因为脐血中含有大量的造血干细胞。

2 ?面临的挑战

⑴安全性问题。

（2）培养条件的优化。

（3）对胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的条件还不清楚。

（4）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。"正濮利断

1 ?干细胞分化为各种功能细胞的原因是细胞内基因发生了重组。（X ）

【提示】细胞分化的原因是基因的选择性表达。

2?各类干细胞都能分化成多种细胞、组织。（X ）

【提示】专能干细胞只能分化成特定的细胞和组织。

3?胚胎干细胞可从囊胚的内细胞团获取。（V）

4?胚胎干细胞是“万能供者”细胞，可分化成各种组织、器官供移植利用。（X ）

【提示】理论上讲，胚胎干细胞可以分化成各种组织细胞，可形成各种器官。但是，

目前对胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不是十分清楚，这限制了当

前胚胎干细胞的临床应用。

胚胎干细胞及其应用

【问题导思】

①干细胞主要有哪些种类？各有何特点?

②干细胞主要有哪些方面的应用？

1 ?干细胞的概念

干细胞是动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。

2.干细胞作用

具有重建、修复病损或衰老组织、器官的功能。

3?干细胞分类

名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞具有形成机体的任何组织具有分化成多种细胞或组只能分化成某一种类型或

特点或器官，直至形成完整个织的潜能，但不能发育成功能密切相关的两种类型体的潜能完整的个体的细胞

举例受精卵、胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞

应用用于病人的器官移植等造血干细胞移植是治疗血

液系统疾病、遗传性血液

病等的有效手段

通过神经干细胞移植治疗

脑瘫、头颅外伤等病症

名师点拨

造血干细胞可来源于骨髓、外周血、脐带和胎盘。

4?胚胎干细胞

(1)概念：在人胚胎发育早期的囊胚中未分化的，可进一步分裂、分化，形成组织和器官，再逐步发育成个体的具有全能性的细胞。

锯芝互动探究

⑵来源：早期囊胚的内细胞团细胞。

⑶特点：

①形态上：体积小，细胞核大，核仁明显。

②功能上：具有增殖能力并保持未分化状态、在一定的条件下可以向各种组织和器官分

化、易于进行基因改造操作。

5?获得干细胞的主要途径

(1)从体外培养的胚胎中获得。

⑵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。

6.胚胎发育过程中干细胞的发育分化过程

受精卵T全能干细胞T多能干细胞T专能干细胞。

名师点拨

1 ?干细胞与癌细胞不同。干细胞的遗传物质没有发生改变。

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。

7 ?胚胎干细胞研究的应用

(1)提供体外细胞分化的研究材料，从而揭示人和动物发育机制。

(2)开发新药物和医疗手段，治疗人类某些顽症。

(3)培育人造组织器官，用于器官移植。

(4)结合基因工程，利用胚胎干细胞改良并创造动物新品种。

如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。

(1) _______________________________________ 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的内细胞团中分离得到的一类细胞。

⑵图中分化程度最低的干细胞是 _____________________ 。在体外培养条件下，培养液中加入 _______________ 因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。

(3) 在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因 ________________________ 的结果。 (4) 某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植的实 质是将上图的 __________ 细胞移植到患者体内。

⑸若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选

用作为供体细胞的是成熟的 __________ ，其原因是 ________________________________________ 。

【审题导析】 解答本题应明确以下几点： (1) 胚胎干细胞的分类。 ⑵胚胎干细胞的特点及应用。

(3)细胞分化的实质为基因的选择性表达。

【精讲精析】(1)胚胎干细胞是由早期胚胎中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始

分化为内细胞团和滋养层细胞。

(2) 图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，该种 干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子。

(3) 细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。

(4) 骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓移植的实质是将图中的造血干细胞 移植到患者体内。

胚胎干细胞

皮肤干细胞 造血干细浪

神经干细胞 肝组织 干细胞

皮肤细胞

神经细胞

红细胞

白细胞淋巴细朋

肝细张