2.2 动物细胞工程（第二课时干细胞培养及其应用）-2023-2024学年高二生物同步教学讲解课件(人教版2019选择性必修3）

2.2动物细胞工程——（一）动物细胞培养 干细胞培养及其应用 什么是干细胞？ 为什么研究干细胞？ 干细胞如何获取？ 温故知新 新鲜取材的动物组织块 分散成 单个细胞 细胞 悬液 原代培养 传代培养 动物细胞培养过程 无菌、无毒的环境 适宜温度、pH和渗透压 适宜的环境环境 营养条件 其他条件 糖类 氨基酸 无机盐 维生素 … … 一、干细胞培养及其应用 1.干细胞的定义 一类具有______和_______能力的细胞。在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。 分裂 分化 a：分裂，干细胞自我更新 b和c：分化，形成其他类型的细胞 干细胞(stem cell)的培养成功是动物细胞培养领域重大成就之一。 2. 干细胞的分布 早期胚胎 骨髓 脐带血 3.干细胞的种类 干细胞 胚胎干细胞 成体干细胞 胚胎干细胞（ES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。 成体干细胞： 位于成体组织或器官内的干细胞。如造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞等。 红细胞 血小板 各类白细胞 造血干细胞 成体干细胞具有组织特异性，只能在特定的组织中分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 为什么要研究干细胞？ 4.干细胞的应用 干细胞与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。 移植 修复或替换 正常 干细胞 患者 体内 受损的器官或组织 治愈疾病 正常的造血干细胞 移植 患者体内 修复或替换 受损的血细胞 治疗 白血病 造血系统、免疫系统功能障碍疾病 移植 修复或替换 正常 干细胞 患者 体内 受损的器官或组织 治愈疾病 正常的神经干细胞 移植 患者体内 修复或替换 受的神经组织 治疗 神经组织损伤和神经退行性疾病 (帕金森病 阿尔茨海默病) 如何获取干细胞 5.诱导多能干细胞 胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用，如何解决这一问题？ 提出问题 做出假设 已分化的体细胞 类似胚胎干细胞的一种细胞 体外诱导 分化 各种类型细胞 移植 病人体内 2006年，科学家山中伸弥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，将它成为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，之后用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。2007年，科学家通过类似的方法成功诱导出人类的iPS细胞。 实验 体细胞 永生化 iPS细胞 细胞衰老 肿瘤细胞 c-Myc Klf4 Oct3/4 Sox2 Klf4 科学家利用逆转录病毒将4种基因转入小鼠或人的体细胞中表达，体细胞可诱导转变为类胚胎干细胞。(如右图所示) ①iPS细胞的诱导及其流程 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 分化 取出 移植 ②iPS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。 取成纤维细胞等 转入相关因子 细胞发生转化 iPS细胞 分化 移植 iPS细胞存在导致肿瘤发生的风险，导致iPS细胞无法在短期内进入临床应用。 体细胞 永生化 iPS细胞 细胞衰老 肿瘤细胞 c-Myc Klf4 Oct3/4 Sox2 c-Myc作为原癌基因， 一方面促进细胞的自我更新，另一方面也增加了细胞的成瘤性。 Klf4 ③iPS细胞应用的缺点 【讨论】 你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？ 干细胞的研究正在如火如荼地开展。虽然干细胞用于临床治疗还面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险，但是我们相信，随之理论和技术的不断完善，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。 本节小结 15 1.(2022年汕头一模)2017年，我国科学家利用化学小分子组合，建立了具有高发育潜能的干细胞：CiPS细胞，与胚胎干细胞相似，单个细胞就可以分化形成胚胎。首先将Oct4基因导入小鼠成纤维细胞中，在化学小分子组合的作用下，最终获得CiPS细胞。根据所学知识和以上信息推测可知（ ） A.小鼠成纤维细胞诱导形成CiPS细胞过程中，细胞的全能性逐渐下降 B. 小鼠成纤维细胞诱导形成CiPS细胞过程中，细胞的分裂能力逐渐下降 C. 这项技术有望用于器官移植，可以解决器官移植中的免疫排斥问题 D. Oct4基因可能是一种抑癌基因，将其导入成纤维细胞中的目的是防止细胞癌变 C 当堂检测 当堂检测 2．人脐带间充质干细胞在特定诱导条件下，可分化为脂肪、肝、神经等多种组织细胞。下图表示培养人脐带间充质干细胞的大致过程。下列有关叙述错误的是 (