胚胎干细胞是从动物胚胎发育至

第四节干细胞工程1．描述干细胞分类。

(重点)2．举例说出胚胎干细胞的移植。

(难点)干细胞的概念及其分类1．干细胞具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。

2．干细胞分类(依据分化潜能的大小)(1)全能干细胞：具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能，如受精卵。

(2)多能干细胞：具有分化成多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如骨髓造血干细胞。

(3)专能干细胞：只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞。

[合作探讨]探讨1：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞全能性的大小顺序为？提示：全能干细胞＞多能干细胞＞专能干细胞。

探讨2：各类干细胞都能形成一个完整个体吗？提示：各类功能干细胞都具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，但只有全能干细胞才具有发育成完整个体的潜能。

探讨3：胚胎发育过程中不同干细胞之间存在怎样的关系？提示：受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。

[思维升华]1．对干细胞的理解(1)干细胞是机体内未分化或未完全分化的细胞，它们的增殖和分化，可以实现机体组织细胞的更新，也可以发育成某一组织、器官。

(2)机体内的一般体细胞已经发生了分化，而这种分化一般是不可逆的，所以分化了的体细胞一般失去了分裂增殖能力，即细胞的自我更新能力。

2．干细胞类型比较名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞举例受精卵、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1．下列关于胚胎干细胞的叙述，哪项是不正确的( )A．动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞B．胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能C．胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同D．胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型【解析】胚胎干细胞主要来源于囊胚期的内细胞团；由于其分化的全能性，也可在体外培养时诱导为不同的机体组织；细胞分化是基因选择性表达的过程，细胞中的遗传物质并不发生改变。

干细胞的建系干细胞(stem cells, SC）是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。

可分为胚胎干细胞（embryonic stem cell, ES细胞）和成体干细胞（somatic stem cell)。

干细胞系的建立，对讨论基因在分化发育过程中的表达与调控，建立转基因动物、基因敲除动物和基因打靶动物，以及制备人类疾病动物模型等讨论具有重大意义。

目前，小鼠胚胎干细胞体外培养技术最为成熟。

一、干细胞分别材料的猎取与处理按照干细胞所处的发育阶段可分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。

①胚胎干细胞(ES细胞）是一种高度未分化细胞。

它具有发育的全能性，能分化出成体的全部组织和器官。

可由哺乳动物的囊胚内细胞群或者床后胚胎组织生殖嵴的原始生殖细胞（primordial germ cells, PGCs）中分别获得。

②成体干细胞是指存在于组织的特定区域内的未分化细胞，数量极少，在数年内都保持不分裂的状态，惟独当组织受到损伤时才被激活，开头分裂。

成体干细胞主要存在于脑、骨髓、外周血液、血管、骨骼肌、皮肤和肝脏，成体干细胞在培养时光上有限制，并且只能分化为限定类型的几种细胞。

成体干细胞表面有许多特别标志，利用这些标志，采纳荧光细胞分别器从细胞悬液中的分别纯化出成体干细胞。

二、干细胞的分化抑制培养胚胎干细胞是从动物胚胎内细胞团或原始生殖细胞分别的具有全能性的细胞，在遗传学、发育生物学和细胞工程领域具有广大的应用前景。

抑制胚胎干细胞分化和促进胚胎干细胞增殖是克隆胚胎干细胞的关键，添加白血病抑制因子（LIF）能有效提高胚胎干细胞克隆率、抑制干细胞的分化。

三、干细胞的生物学性状与鉴定干细胞具有自我更新复制的能力，能够产生高度分化的功能细胞。

胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。

干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。

课下30分钟检测（十五）——胚胎工程与生态工程一、选择题1．下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，错误的是()A．移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体的影响B．胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁明显等特点C．体外受精时采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态D．胚胎分割是将早期胚胎切割成几等份，最终产生同卵多仔后代的技术2．因盲目引入水葫芦，导致太湖中水葫芦泛滥，水面被单一的水葫芦覆盖。

针对上述实例的分析，不．正确的是()A．该实例说明引入水葫芦时没有遵循物种多样性原理B．该实例说明引入水葫芦时没有遵循协调与平衡原理C．太湖中水葫芦的数量超过了环境承载力的限度D．从最终结果来看，水葫芦的引入并没有增加物种的多样性3．下图为哺乳动物胚胎发育过程中的几个阶段，则下列说法中正确的是()A．图中胚胎发育过程的顺序是甲→乙→丙B．甲胚胎中的细胞尚未出现细胞分化C．进行胚胎分割时，需要将2均等分割D．2是由1表层的细胞形成的4．请根据不同方法培育优良种牛的过程图解(其中①～⑥表示操作过程)判断，下列相关叙述错误的是()A．图中①过程涉及的精子需进行获能处理B．图中②过程常用的方法是显微注射法C．图中④过程所用的技术有胚胎分割和胚胎移植D．图中a、b、c分别代表囊胚的内细胞团、囊胚腔、滋养层5．桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程(如下图)。

下列有关“桑基鱼塘”的说法正确的是()A．该生态系统在一定程度上实现了对能量的多级利用B．该生态系统提高了营养级间的能量传递效率C．该生态系统物种多样性得到了较好的保护D．该生态系统稳定性的维持不需要人的干预二、非选择题6．(2013·青岛二模)下面为牛胚胎移植过程示意图，据图回答下列问题：(1)①阶段常用________激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。

(2)冲卵的生理基础是____________________________________________________。

第3节人体的器官移植[课程目标]·导航1.概述器官移植的科学研究和临床实践的历史。

2.评述器官移植在一些重大疾病救治中的突出贡献。

3.关注供体器官短缺问题，认同解决这个问题的个人社会责任，以及制定相关法律规范的必要性。

4.描述组织工程技术在解决供体器官短缺问题方面的前景。

知识点1器官移植的历史档案[知识梳理]1.幻想阶段相传公元前200年左右，名医扁鹊曾给两个病人进行了心脏移植。

2.实验研究阶段移植后的器官需要有血液供应才能成活，因此血管吻合技术是器官移植首先需要跨越的障碍；如何克服免疫排斥反应，是器官移植需要跨越的巨大障碍。

3.进入临床阶段避免或减弱免疫排斥反应是移植成功的关键；进行器官移植后使用全身免疫抑制剂抑制排斥反应，可以延长移植器官的存活期。

4.临床发展阶段1978年新一代强有力的免疫抑制剂环孢素A问世，使器官移植成功率迅速提高。

思考：器官移植的最大障碍是免疫排斥反应，为克服免疫排斥反应，最好的器官移植供体是什么？提示：同卵双胞胎。

[活学活用]下列器官移植经历的阶段正确的是()A.幻想阶段、动物实验阶段、进入临床阶段、分子研究阶段B.幻想阶段、实验研究阶段、进入临床阶段、临床发展阶段C.理论阶段、实验研究阶段、进入临床阶段、现代发展阶段D.理论阶段、动物实验阶段、进入临床阶段、临床发展阶段解析器官移植共经历了四个阶段，即幻想阶段、实验研究阶段、进入临床阶段、临床发展阶段。

答案 B[归纳总结]器官移植的三大障碍首先是可供移植的人类器官越来越不能满足人类自身的需要。

其次是经费的短缺，严重妨碍着器官移植的发展。

以我国的肝脏移植为例，移植第一年就需要医疗费用30万～40万元，以后服用免疫抑制剂每年需要10万元左右的费用，这无疑会将经济不宽裕的患者拒之门外。

再次，有很多患者因为排斥反应而存活时间不长。

同时，接受移植的患者长期使用免疫抑制剂会导致患恶性肿瘤的几率增加，使生活质量下降。

针对上述问题，现在主要的解决之道有两条：一是研发更加有效、经济的抗排斥反应药，目前已取得了一些进展。

《发育生物学》课程期中测试题一、判断题（对的打“√”，错的打“× ”；每小题2分，共60分）1. 发育生物学是应用现代生物技术和方法，从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵子的发生、发育、生长直至衰老死亡的过程。

（× ）受精2. 正向遗传学研究策略是指从生物表型入手，寻找哪个基因控制这个性状。

（√）3. 生物发育的核心问题是研究细胞分化。

（√）4. 在多数动物中，动物极一般向上，为细胞核所在，原生质比较集中，卵裂进行比较迅速。

（√）5. 胚胎干细胞是指从囊胚期内细胞团分离得到的干细胞，可以分化为体内任何一种类型的细胞。

（√）6. 组织特异性基因是指生物体各类细胞中都表达，对维持细胞存活和生长所必需的蛋白质编码的基因。

（×）管家基因7.获能是指精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程。

（√）8.胚胎由囊胚继续发育，由原始的单胚层细胞发展成具有双层或三层胚层结构的胚胎，称为原肠胚。

（√）9.精子发生是指原生殖细胞进入精小管成为精原细胞，经过初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞，最终形成精子。

（√）10.原条是鱼类、两栖类、节肢动物等胚胎原肠作用时，胚胎后区加厚，并向头区延伸所形成的细胞条。

（×）鸟类和哺乳类11.形态发生决定子的实质是mRNA 和活性蛋白质。

（√）12.卵裂方式完全是由卵黄的含量决定的。

（×）卵黄的分布13.爬行类的原肠作用方式与鸟类基本相似。

（√）14.动物个体发育是由其自身的遗传信息决定，与环境因素无关。

（×）与环境有关15.动物胚胎卵裂方式大体可分为均裂和盘裂。

（×）完全卵裂和不完全卵裂16.原肠作用是胚胎细胞通过剧烈而有序的运动，使细胞重新组合，形成外、中、内胚层构成的胚胎结构的过程。

（√）17.海胆的胚胎发育属于典型的镶嵌型发育模式。

（×）调整型发育模式18.在哺乳动物的性别决定中，X染色体和Y染色体所起作用是不等的。

第一章测试1.干细胞可以分为多潜能干细胞和组织干细胞两种类型，组织干细胞根据来源又可以分为胚胎组织干细胞和成体组织干细胞。

（）A:对B:错答案:A2.多潜能干细胞可以根据其分化潜能分为Naïve态和Primed态，也就是原始态多能性和激发态多能性。

最初建立的小鼠胚胎干细胞和人胚胎干细胞都是处于Primed状态的。

（）A:对B:错答案:B3.胚胎的发育起始于精卵结合后形成的具有全能性的受精卵，全能性胚胎经历6-7次细胞分裂后会形成着床前的囊胚，此时胚胎由滋养层细胞和内细胞团细胞组成，胚胎干细胞就是从具有多潜能性的滋养层细胞建系获得的。

（）A:错B:对答案:A4.体细胞核移植和诱导多能干细胞技术是现在最可靠的将体细胞重编程为全能性胚胎或多能性干细胞的两种方法。

（）A:对B:错答案:A5.全能性是指细胞具有发育为整个个体和支持个体发育的胚外组织的能力，只有受精卵和早期胚胎的卵裂球具备全能性；多能性是指细胞具有发育为整个个体所有细胞类型的能力。

（）A:错B:对答案:B6.最早的体细胞核移植实验是在哺乳动物中完成的。

（）A:错B:对答案:A7.通过显微操作构建的只两个雄原核的孤雄胚胎会在发育至一定阶段死亡，但含有两个雌原核的孤雌胚胎不会。

（）A:错B:对答案:A8.印记基因是指仅一方亲本来源的同源基因表达,而来自另一亲本的不表达。

（）A:对B:错答案:A9.显微操作仪的构成比较简单，主要由一台倒置显微镜和左右两个显微操作臂组成。

（）A:对B:错答案:A10.体细胞核移植的具体操作由去核和注核两步组成，一般受体是受精卵。

（）A:错B:对答案:A第二章测试1.人的胚胎干细胞形态与小鼠不同，相比而言人胚胎干细胞的克隆形态更加饱满致密。

（）A:错B:对答案:A2.虽然同样来源于植入前囊胚内细胞团，但人类和小鼠胚胎干细胞在形态、培养条件和信号通路上均有很大的差异。

（）A:错B:对答案:B3.胚胎干细胞可分为原态（naïve state）和始发态（primed state）两种类型，原态干细胞的经典代表是灵长类胚胎干细胞，而始发态干细胞的经典代表是啮齿类胚胎干细胞。

高考生物一轮复习 第十单元 第35讲胚胎工程学案浙科版[考纲要求]1.动物胚胎发育的基本过程(Ⅰ)。

2.胚胎工程及其应用(Ⅰ)。

考点一 分析胚胎发育的基本过程胚胎发育过程受精卵↓卵裂 卵裂球：每一个细胞都有全能性。

细胞进行有丝分裂，细胞数目不断增加，细胞体积逐渐变小 ↓囊胚⎩⎪⎨⎪⎧ 内细胞团：细胞为胚胎干细胞，具有全能性，将来 发育成完整的胚胎滋养层细胞：将来发育成胚胎的附属结构或胚外 结构↓原肠胚：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔易错警示 从受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞通过呼吸作用消耗有机物，而且不能从外界吸收有机物，因此胚胎中有机物总量减少，但有机物的种类增加。

1．下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，下列相关描述正确的是 ( )A ．图中3是透明带，7是原肠腔B ．发育的先后顺序是甲→丙→乙C ．1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织D ．甲、乙、丙时期的细胞都具有发育的全能性答案 A解析图中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原肠胚。

图中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔，5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。

内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。

2．高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。

经32细胞期、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体。

如图是胚胎发育过程中某阶段示意图，有关叙述不正确的是( )A．①②依次为滋养层、内细胞团B．高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→卵裂期→32细胞期→囊胚期→原肠胚期→幼体，其中最关键的时期是原肠胚期C．高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束D．进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行答案 D解析图示为囊胚期结构，图中①②依次为滋养层、内细胞团；高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→卵裂期→32细胞期→囊胚期→原肠胚期→幼体，其中原肠胚分化形成三胚层，将来分化成不同的器官，是最关键的时期。