第2节胚胎干细胞的研究及其应用

第2节胚胎干细胞的研究及其应用编制：秦磊 审核：张统省 校对：王曼【学习目标】1．简述胚胎干细胞及其研究进展 2．举例说出胚胎干细胞的应用前景 【自学质疑】1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改3、胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题,或生产人体内具有特殊生理功能的稀有蛋白质。

⑥结合基因工程等技术，利用胚胎干细胞改良并创造动物新品种，培育出生长快、抗病力强、高产的家畜新品种【矫正反馈】1．下列细胞中与其体细胞染色体数目不相同的是 ( ) A．四分体时期的细胞 B．减数第一次分裂后期的细胞 C．减数第二次分裂后期的细胞 D．精细胞2.下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是 （ ）A.受精卵→卵裂→原肠胚→囊胚→组织器官的分化 B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化C.受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体 D.受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化3．关于胚胎发育的正确叙述是 ( ) A．胚胎发育早期随细胞不断分裂体积增大 B．在桑椹胚阶段，胚胎内部出现空腔 C．原肠胚阶段出现胚层分化 D．原肠胚阶段的每一细胞属于全能细胞4．下列各组物质组成不全部属于哺乳动物胚胎的培养液成分的是( ) A．氨基酸、核苷酸、无机盐、激素 B．血清、激素、维生素、有机盐 C．核苷酸、维生素、血清、无机盐 D．有机盐、维生素、氨基酸、生长素5．有关卵巢的叙述正确的是( ) A．所有细胞都进行减数分裂 B．所有细胞都可以见到染色体 C．有的细胞进行有丝分裂 D．所有细胞的遗传物质都相同6．下列最能表现细胞全能性的细胞是( ) A．桑椹胚期细胞 B．囊胚期细胞 C．外胚层细胞 D．滋养层细胞7．原始生殖细胞(精原细胞、卵原细胞)的产生依赖于( ) A．有丝分裂 B．无丝分裂 C．减数分裂 D．以上三种都有8．下列属于精子、卵子发生上的区别的是( ) A．细胞的分裂方式 B．细胞遗传物质的变化 C．成熟细胞的染色体数量 D．卵子在卵巢内的储备9．下列说法正确的是( ) A．成熟精子遇到卵子便可发生受精作用 B．排出成熟卵子细胞的过程即为排卵 C．卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D．卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的10．胚胎干细胞功能特性不包括( ) A、具有发育的全能性 B．体外培养可以分化成各种组织、器官 C．冷冻保存可以进行遗传改造 D．可以进行增殖11．胚胎干细胞的特点是( ) A．不受机体控制．连续进行分裂 B．活性降低，水分减少 C．体积小．细胞核大，核仁明显 D．细胞核体积增大，染色质固缩12．ES细胞的应用价值不包括( ) A．可用于治疗人类的肝衰竭、少年糖尿病等 B．可以培育出人造组织器官 C．可作为研究体外细胞分化的理想材料 D．可以治疗人类的阑尾炎、过敏性反应等13．英国科学家维尔莫特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊，取名为“多利”．这一方法被称之为“克隆”，以下四项中与此方法在本质上最相近的是( ) A．将兔的早期胚胎分割后，分别植入两只母兔子宫内，并最终发育成两只一样的小兔 B．将人的抗病毒基因嫁接到烟草的DNA分子上,培育出了具有抗病毒能力的烟草新品种 C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞 D．将人的精子与卵子在体外受精，待受精卵在试管内发育到囊胚期时，再植入女性子宫内发育成 “试管婴儿”14．下面三者可以说是现代生物科技的杰出成果，它们的诞生所依据的生物学原理最接近的是①试管婴儿 ②胚胎分割 ③克隆羊 ( ) A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 15．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( ) A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植 B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 c．超数排卵技术要使用一定的激素 D．试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成 16．体外受精过程不包括( ) A．卵母细胞的采集 B．精子获能 C．受精 D．胚胎分割17．与胚胎分割最为相似的是( ) A．试管婴儿 B．细胞融合 C．克隆 D．基因工程18．属于有性生殖的是( ) A．试管婴儿 B．胚胎分割 C．组织培养 D．胚胎干细胞培养19．关于ES细胞的叙述不正确的是( ) A．形态上．体积小、细胞核明显 B．体外培养可以增殖而不分化 C．ES细胞可以用来培育人造组织器官 D．ES细胞是指取自于原肠胚以后的细胞20．“多利”的产生与下列哪项有关( ) ①人工授精 ②胚胎移植 ③正常妊娠 ④体外培养⑤核移植 A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②⑧④ D．①②③⑤【迁移应用】23．某女性患有输卵管阻塞和色盲，借用别的女性的卵子，一次生殖过程中生出的两个男孩，如图3-7所示．请分析回答:(1)过程Y的细胞分裂方式是____________。

2)若这两个男孩分别在两个自然环境不同的地区长大，写出两者的一个相同性状____________；写出两者的一个不同性状____________3)若个体甲的基因型是AA，而个体乙的基因型是Aa，那么产生这一现象的最可能原因是 ________________4)过程X和过程Y所采用的生物学技术是______、____________；____________ (生物技术)是甲、乙产生的最后一道工序24．2002年初，美国33名诺贝尔奖获得者联名上书国会，要求政府支持对胚胎干细胞的研究胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，它可进一步分化成各种组织干细胞，进而分化成各种不同的组织细胞因此在临床上具有极大的应用价值图3—8是干细胞的培养过程：请分析回答：(1)图中哪一阶段的细胞是胚胎干细胞?(2)胚胎干细胞具有发育全能性的原因是什么? (3)请你举例说明胚胎干细胞研究在临床治疗上的应用25、《长江日报》北京消息我国首家“生命银行”——协和脐血干细胞自体储存库正式向市民开放，家庭长期可把孩子出生时的脐血放在这里保存，当孩子日后万一患血液疾病或恶性肿瘤等症时，便可取出脐血为他移植治疗。

脐血是新生婴儿脐带在被结扎后由胎盘脐带流出的血据干细胞库咨询医师郑卫伟介绍，目前比较成熟的研究成果表明，脐血中含有大量未成熟的造血干细胞，将脐血干细胞移植，对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病治疗具有疗效与骨髓干细胞移植相比，脐血移植属自体移植，不会因寻找适合骨髓的等待而延误治疗时机，且排斥反应很小，医疗费用也较低此外，脐血移植作为恶性肿瘤治疗的辅助疗法，能明显减轻化疗所引发的不良反应该库陆敏博士介绍说，医学界还实验性地将干细胞移植用心脏血管疾病、糖尿病、皮肤烧伤、神经功能性疾病等方面，而且都有成功的实验我国脐带血的研究是从20世纪90年代开始的天津一对夫妻将孩子的脐带血第一个放进了只备自己使用的脐血库中后来北京第一份自体储存的脐血也入库储存两份脐血正被保存在零下196℃的液氮深低温罐中专家说，从理论上讲，可以终生保存和受益仔细阅读上文，回答下列问题：⑴留下脐血，主要是脐血中含有大量的___ _______从免疫学角度分析，脐血自身移植的优点有________________________________________ ⑵干细胞是一类具有分裂能力的细胞，观察上图可知，造血干细胞经分裂、分化形成了不同功能的细胞，发生以上变化是由于造血干细胞中____________________ 。

⑶图中T细胞的形成是在人体的____________________（器官）中成熟的当受到外来抗原的刺激后将产生效应T细胞，进行____________________免疫⑷科学家们正试图利用干细胞来进行动物克隆或人体器官的克隆，以解决医疗难题请问：以干细胞为克隆材料优于一般体细胞的理由是，干细胞具有较高的____________________⑸上图所给出的细胞中能产生抗体的是____________________26．阅读下面材料．回答问题： 材料一：世界首匹克隆马诞生，母马生下“自己”：新华网报道．意大利克雷莫纳市繁殖技术与家畜饲养实验室证实，世界上第一匹克隆马“普罗梅泰亚”于2003年在意大利诞生，这也是世界上首例哺乳动物生下它自己的克隆体在这次研究中，科学家采用了母马的表皮细胞，将其细胞核注入除去细胞核的卵细胞内，检测表明，小马“普罗梅泰亚”的DNA与其生母几乎完全相同，也就是说，“普罗梅秦亚”相当于它生母的同卵双胞胎科研人员希望利用新技术克隆出的动物能够对疯牛病等具有免疫力，还希望这项研究能帮助人们克隆赛马和其他良种马 材料二：如图3—9所示．经过胚胎移植，荷斯坦小奶牛具有与供体母牛相似的特性。

因此．它对充分发挥优良母牛的繁殖潜力，推广利用优良雌性配子，加速畜群改良等，都有极其重要的实际生产价值，在动物遗传学和繁殖生理学的研究中也具有重要作用，(1)你认为“普罗梅泰亚”与荷斯坦小奶牛的生殖方式有何不同? ____________________2)“普罗梅泰亚”与荷斯坦小奶牛相比，从进化的角度看哪一个更适应环境?为什么?________________________________________________________________________3)试管婴儿的产生与上述哪一材料更为相似?___________________.(4)材料二中优秀种公牛精液，要经过____________ (生理过程)才具有受精能力，受精卵体外培养到____________阶段，才可进行移植，能否利用一个受精卵得到2个或多个荷斯坦小牛? ____________如果能，应采用的技术是____________这一技术是否导致荷斯坦小奶牛遗传物质改变? ____________ 红细胞造血干细胞单核细胞巨噬细胞嗜碱性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜中性粒细胞B淋巴细胞浆细胞T淋巴细胞效应T细胞巨核细胞血小板27.请根据给出的材料回答下列相关问题。

Ⅰ.据美联社2008年1月17日《干细胞》杂志报道，美国加州的科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子，以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞，成功克隆出了5个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的干细胞请回答：⑴上述过程中主要应用到的动物细胞工程有 ⑵在使用合成培养基进行胚胎干细胞培养时，通常需要加入 等天然成分在细胞培养时，要保证被培养的细胞处于一定的气体环境，所需要的气体主要有O2和 ，其作用是 如果将此细胞用于检测有毒物质是否引起了细胞基因突变，可用 技术 ⑶科学家欲进行胚胎分割移植，则应该选择发育良好、形态正常的 ，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针进行分割⑷胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状况有关大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能⑸我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究，而美国国会反对治疗性克隆。

请你谈谈反对克隆人的理由： （至少两点）Ⅱ.下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答⑹“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有___________相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因____________________的结果⑺科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞，而不直接用体细胞进行细胞培养？ ⑻按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是________________________ 第4页第3页。