2.2动物细胞工程 第4课时 干细胞培养和体细胞核移植技术课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 第4课时 干细胞培养和体细胞核移植技术 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。 1、干细胞的概念： 2、干细胞的来源： 3、干细胞的类型： 在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 存在于 、 和 等多种组织和器官中。 早期胚胎 骨髓 脐带血 包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 一、干细胞培养及其应用 4、胚胎干细胞 （简称ES细胞） ①分布： ②特点： ③应用实例： ④局限性： 存在于早期胚胎中 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 目前科学家已分离出了小鼠、兔、牛、猴和人等的ES细胞，在体外培养可分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等细胞。 必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 一、干细胞培养及其应用 5、成体干细胞 ①分布： ③特点： ②常见类型 存在于成体组织或器官内的干细胞 造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中） 神经干细胞（神经系统中） 精原干细胞（睾丸中） 发现最早 研究最多 应用最成熟 具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 一、干细胞培养及其应用 ④作用： 有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。 ⑤应用实例 治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等） 治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。 造血干细胞 神经干细胞 干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。 ⑥面临的问题： 用于临床治疗存在导致肿瘤发生的风险 ⑦应用展望： 5、成体干细胞 一、干细胞培养及其应用 6、诱导多能干细胞 （1）概念： 通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。 （2）诱导方法： ①借助载体将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞均可）； ②用小分子化合物诱导形成。 （3）优点： ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 iPS细胞 一、干细胞培养及其应用 移植 取成纤维细胞等 iPS细胞 转入相关因子 细胞发生转化 分化 胰岛细胞 神经元 血细胞 肠上皮细胞 心肌细胞 肝细胞 病人 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图 （4）应用： 可治疗镰状细胞贫血症，在治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。 一、干细胞培养及其应用 【问题探究】三种干细胞的比较 比较项目 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 来源     诱导高度分化的组织细胞形成 特点 具有分化成为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能 具有 ，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力 类似胚胎干细胞；诱导无须破坏胚胎，应用前景更广泛 早期胚胎 成体组织或器官中 组织特异性 一、干细胞培养及其应用 （1）干细胞都是来源于早期胚胎（ 　　） （2）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，可以避免免疫排斥反应（　 　） （3）不同类型的干细胞，它们的分化潜能完全相同（ 　　） （4）干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用（　　 ） 判断常考语句，澄清易混易错 课堂练习 体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及保护濒危物种等其他领域有着广泛的应用前景。 1、畜牧生产 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。 二、体细胞核移植技术的应用前景 2、在医药卫生领域： 通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白。 乳腺生物反应器 二、体细胞核移植技术的应用前景 ①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体； ②以患者作为供体培育的人的核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。 3、治疗人类疾病： 二、体细胞核移植技术的应用前景 4、在科研领域： ①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程； ②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因； ③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。 二、体细胞核移植技术的应用前景 5、在保护濒危物种方面： 有望增加濒危物种的存活数量 黑草黄弄蝶 白鳍豚 金丝猴 二、体细胞核移植技术