2.2.1 动物细胞培养——干细胞及其应用-2023-2024学年高二生物实践教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

2.2.1 动物细胞工程 ——干细胞及其应用 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 动物细胞工程 是最基础的技术 温故知新 动物细胞培养 动物细胞培养的概念和原理 动物细胞培养的条件 动物细胞培养的过程 原理：细胞的增殖 在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术 (1)营养条件 (2)无菌、无毒的环境 (3)温度、pH和渗透压 (4)气体环境 取动物组织 单个细胞 细胞悬液 原代培养 传代培养 温故知新 神奇的干细胞 从社会中来 白血病与造血干细胞 从社会中来 阅读教材46页“干细胞培养及其应用”的内容，思考、回答下列问题： 什么是干细胞？ 它有哪些类型？ 这些类型各有怎样的特点和哪些方面的应用？ 三、干细胞及其应用 （3）分布： （1）概念： 存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 （2）特点： 体积较小，细胞核大，核仁明显。 1.干细胞 电镜下的胚胎干细胞（照片经后期人工上色处理，放大约1500倍） 早期胚胎 骨髓 脐带血 三、干细胞及其应用 干细胞: 大多数生物学家和医学家认为干细胞是来自于胚胎、胎儿或成人体内具有在一定条件下无限制自我更新与增殖分化能力的一类细胞。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。 三、干细胞及其应用 干细胞的种类 胚胎干细胞 成体干细胞 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。 是成体组织或器官内的干细胞，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。 （四）干细胞的类型 三、干细胞及其应用 ①胚胎干细胞 简称ES细胞 电镜下的胚胎干细胞(照片经后期人工上色处理，放大1500倍) ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。 三、干细胞及其应用 成体干细胞 造血干细胞 血细胞 神经系统中 神经干细胞 精原干细胞 神经细胞 精原细胞 骨髓、外周血和脐带血中 睾丸中 分化 分化 分化 ②成体干细胞 三、干细胞及其应用 依据分化潜能分类： 全能干细胞：胚胎干细胞 多能干细胞：脐带干细胞、胎盘干细胞 专能干细胞：神经干细胞、肌肉干细胞、造血干细胞、脂肪干细胞 三、干细胞及其应用 干细胞有着自我更新能力及分化的潜能，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关，因而在医学上有着广泛的应用。 正常 干细胞 患者体内 受损的器官或组织 治愈疾病 修复或替换 移植 2.干细胞的应用： 三、干细胞及其应用 2.干细胞的应用： 通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病（如地中海贫血、血液再生障碍性贫血、镰刀状细胞贫血）等疾病。 白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。克隆性白血病细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，并浸润其他非造血组织和器官，同时抑制正常造血功能。临床可见不同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。 三、干细胞及其应用 自体移植 科学家正在研究用胚胎干细胞治疗神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）、糖尿病、心肌坏死等疾病。 三、干细胞及其应用 【资料】 2006年，科学家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，将它称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞），并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。 3.诱导多能干细胞（iPS细胞） 三、干细胞及其应用 诱导多能干细胞（iPS细胞）—— 类似于胚胎干细胞的一种细胞。 iPS细胞 多种体细胞 定向诱导分化 体外诱导人的成纤维细胞 白血病、帕金森病、阿而茨海默病等 治疗 定向诱导分化 三、干细胞及其应用 病人 各种类型的细胞 导入特定基因 导入特定蛋白 小分子化合物 成纤维细胞 T细胞 B细胞 iPS细胞 定向分化 取出 移植 iPS细胞应用的优点： （1）诱导过程无需破坏胚胎。 （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，理论上可以避免免疫排斥。 所以，科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 iPS细胞的诱导及其流程： 2.诱导多能干细胞（iPS细胞） 三、干细胞及其应用 来源或存在 功能、特点 局限性 胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞 诱导多能干细胞(iPS细胞) ES细胞、成体干细胞、iPS细胞的比较 早期胚胎 能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体 成体组织或器官。如造血干细胞、神经干细胞、 精原干细胞等 体外诱导 体细胞产生 能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏