【正文】 胞至今沒有在成體中找到。例如，肺上皮細(xì)胞缺陷會造成囊性纖維化，而成體中還沒有發(fā)現(xiàn)可以產(chǎn)生這種細(xì)胞的干細(xì)胞。利用干細(xì)胞進(jìn)行各種疾病治療的關(guān)鍵在于能否成功分離胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞，并將它們在體外擴(kuò)增后用于替代受損的組織。一般認(rèn)為每種成體干細(xì)胞只能分化產(chǎn)生幾種相關(guān)的成熟細(xì)胞類型，但最近有研究表明，在某些環(huán)境中，一種干細(xì)胞類型可以轉(zhuǎn)化成其他類型的細(xì)胞，例如，造血干細(xì)胞可以分化形成神經(jīng)細(xì)胞。因?yàn)榇蠖鄶?shù)疾病只是由于一類細(xì)胞損壞造成的，所以針對特定細(xì)胞類型的干細(xì)胞治療要比原來整個器官的移植更具優(yōu)勢。例如，帕金森氏綜合癥、多發(fā)性硬化和糖尿病等慢性疾病非常適合利用干細(xì)胞治療。但是，在一些患有慢性疾病或多組織急性衰竭患者的受損組織中，通常很難再找到合適的干細(xì)胞。即使能夠分離到相應(yīng)的干細(xì)胞，也不一定能保證通過體外培養(yǎng)獲得治療所需的數(shù)量。最具潛力的干細(xì)胞是從胚泡中分離的胚胎干細(xì)胞。發(fā)育5天的人類胚泡最多有100個細(xì)胞，其中包括兩種類型：將來發(fā)育成胎盤的外層細(xì)胞和發(fā)育成胚胎的內(nèi)層細(xì)胞，即內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（ICM）。通常，移除外層細(xì)胞將導(dǎo)致ICM無法發(fā)育形成胚胎，但是，ICM可以在培養(yǎng)皿中快速分裂產(chǎn)生胚胎干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞有很多顯著的特征。例如，雖然它們在染色體組型等方面和正常的細(xì)胞沒有差別，但卻可以在體外無限增殖。另外，胚胎干細(xì)胞在體外可以分化形成很多類型的細(xì)胞，這些細(xì)胞再移植回動物體內(nèi)，可以在一定程度上改善一些模型動物的病情。如果有辦法攻克免疫排斥的難題，胚胎干細(xì)胞移植有可能成為治療多種疾病的有效途徑。細(xì)胞核移植──治療性克隆最理想的干細(xì)胞治療是使用來自患者自身的胚胎干細(xì)胞。然而，除了早期胚胎以外，我們無法從其他渠道獲得胚胎干細(xì)胞。那么，在成體中逆轉(zhuǎn)細(xì)胞正常分化的方向，從而得到適合的干細(xì)胞成了另一條可能的途徑。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本想法是用某種物質(zhì)將成體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)成胚性細(xì)胞。這些物質(zhì)可以來自早期胚胎本身，也可以來自卵細(xì)胞，因?yàn)槁鸭?xì)胞豐富的細(xì)胞質(zhì)中含有早期胚胎發(fā)育所必須的因子。這些因子也同樣可以使體細(xì)胞核進(jìn)入早期胚胎發(fā)育的狀態(tài)，所以，除去卵細(xì)胞的核并植入來自成人細(xì)胞的核，就可能得到一個胚胎?，F(xiàn)在人們關(guān)注的焦點(diǎn)是能否利用核移植技術(shù)制造人類胚胎干細(xì)胞用以治療疾病，并且，能否利用患者自身的細(xì)胞來滿足特異性要求，解決免疫抑制的問題，確切地說，科學(xué)家還沒有找到最終答案。目前，核移植技術(shù)在很多物種中取得了成功，但在某些物種中卻失敗了，如果將這一技術(shù)用于人類，結(jié)果將會如何，目前還沒有清晰的答案?；颊咛禺愋愿杉?xì)胞治療適合干細(xì)胞治療的方法主要有兩種。一種是利用患者的活組織提取細(xì)胞核，轉(zhuǎn)入捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞，重建早期胚胎并在體外培養(yǎng)至胚泡階段，分離ICM得到胚胎干細(xì)胞。它們與患者有共同的遺傳組成，所以可被視為患者的擴(kuò)展部分。然后，利用研究小鼠模型所積累的經(jīng)驗(yàn)，將胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)成與疾病相關(guān)的細(xì)胞類型，用于治療帕金森氏綜合癥、心臟病或脊髓損傷等。最近的研究表明，還可以使人類胚胎干細(xì)胞沿著特定的軌跡分化。不過，目前還不知道哪種活組織是最好的細(xì)胞核供體。另一種方法是將某種成體干細(xì)胞誘導(dǎo)成另一種適合治療疾病的類型，其優(yōu)勢是顯而易見的。不過，成體干細(xì)胞非常稀少并且很難獲取，例如，造血干細(xì)胞僅占血細(xì)胞總量的1/107；雖然它在骨髓中的含量相對多些，但仍然稀少。盡管造血干細(xì)胞還可以取自新生兒的臍帶血，但是臍帶血需預(yù)先儲備并且無法重復(fù)利用。目前還沒有關(guān)于純化臍帶血造血干細(xì)胞方法的報(bào)道，并且它們可否產(chǎn)生造血系統(tǒng)以外的其他細(xì)胞類型尚不清楚。另外，有研究人員認(rèn)為，胰管中存在可以產(chǎn)生胰島細(xì)胞的干細(xì)胞，但是還沒有分離它們的辦法。目前，大多數(shù)使用胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)都是在小鼠中進(jìn)行的。其中，胚胎干細(xì)胞的研究結(jié)果尤其令人振奮，它們在移植后通常有較高的存活率并且能長時(shí)間地執(zhí)行功能。很多實(shí)驗(yàn)表明它們至少可以部分地緩解病情。雖然成體干細(xì)胞能有效地補(bǔ)充原有細(xì)胞類型，但是目前極少有證據(jù)顯示它們能夠轉(zhuǎn)變類型，因此現(xiàn)在很難斷定這是一條有效的治療途徑?；蛟S這只是意味著我們需要做更多的研究，尤其是針對成體干細(xì)胞。第3節(jié) 細(xì)胞的衰老和凋亡（一）問題探討：人體的衰老特征：白發(fā)，皺紋，老年斑，耳聾，眼花，行動遲緩，記憶力減退等。，如精原細(xì)胞仍能增殖產(chǎn)生精子，造血干細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞；年輕人體內(nèi)也有衰老的細(xì)胞，如皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞，最后細(xì)胞凋亡、脫落。人體內(nèi)的細(xì)胞總是在不斷更新著，總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。但從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。（二）旁欄思考題老年斑是由于細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細(xì)胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的堆積。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物，是一種不溶性顆粒物。不同的細(xì)胞在衰老過程中脂褐素顆粒的大小也有一定的差異。皮膚細(xì)胞的脂褐素顆粒大，就出現(xiàn)了老年斑。（三）技能訓(xùn)練 。壽命短的細(xì)胞不一定能分裂，如白細(xì)胞。：學(xué)生可作出各種推測。皮膚表皮細(xì)胞的壽命約為10 d，生發(fā)層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)。（四）練習(xí) 基礎(chǔ)題1.（1）；（2）√；（3）。拓展題 提示：細(xì)胞凋亡的速率與它們的功能有關(guān)系。因?yàn)榘准?xì)胞的功能是吞噬病菌等，所以白細(xì)胞凋亡的速率很快。細(xì)胞凋亡不僅保證了多細(xì)胞生物個體發(fā)育的正常進(jìn)行，而且在維持生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，抵御外界各種因素的干擾方面也都起著非常關(guān)鍵的作用。細(xì)胞衰老的特征（1）形態(tài)變化細(xì)胞核：增大，染色深，核內(nèi)有包含物，核膜內(nèi)陷。染色質(zhì)：凝聚，固縮，碎裂，溶解。細(xì)胞膜：黏度增加，流動性降低。細(xì)胞質(zhì)：色素積聚，空泡形成。線粒體：數(shù)目減少，體積增大。高爾基體：碎裂。包含物：糖原減少，脂肪積聚。（2）分子水平的變化DNA：在總體上，DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞衰老時(shí)均受抑制，但個別基因可能會異常激活；端粒DNA縮短，線粒體DNA特異缺失；DNA氧化、斷裂、缺失和交聯(lián)，甲基化程度降低。RNA：mRNA和tRNA含量降低。蛋白質(zhì)：合成減弱；細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生糖基化、氨甲酰化、脫氨基等修飾反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、抗原性、可降解性下降；自由基使蛋白質(zhì)肽鏈斷裂、交聯(lián)而變性；氨基酸由左旋變?yōu)橛倚?。酶分子：活性中心被氧化；金屬離子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丟失；酶分子的二級結(jié)構(gòu)、溶解度、等電點(diǎn)發(fā)生改變；酶部分或完全失活。脂質(zhì)：不飽和脂肪酸被氧化，引起膜脂之間或與脂蛋白之間交聯(lián)，膜的流動性降低。第4節(jié) 細(xì)胞的癌變（一）問題探討：日光浴使皮膚生發(fā)層細(xì)胞中的膽固醇在紫外線照射下轉(zhuǎn)化成維生素D，可以預(yù)防佝僂病、骨質(zhì)疏松癥；同時(shí)在紫外線的照射下，表皮細(xì)胞可以產(chǎn)生黑色素，保護(hù)內(nèi)部組織和器官。：（1）盡量不在紫外線強(qiáng)烈輻射的時(shí)間和地點(diǎn)長時(shí)間進(jìn)行日光浴。不同的地區(qū)由于經(jīng)緯度不同，因而日照強(qiáng)度過強(qiáng)的時(shí)間長短不同。可以引導(dǎo)學(xué)生調(diào)查當(dāng)?shù)氐淖贤饩€輻射的情況。（2）涂上防曬霜，可以在一定程度上減弱紫外線輻射對皮膚的傷害。（3）使用防紫外線遮陽傘，可以適當(dāng)減少紫外線輻射。：臭氧層可以部分吸收紫外線。當(dāng)臭氧層被破壞時(shí)，過多的紫外線輻射有可能傷及表皮細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致皮膚癌。（二）資料分析1.“病從口入”也適用于癌癥。發(fā)霉的、熏制的、燒烤的以及高脂肪的食品中含有較多的致癌物質(zhì)，如黃曲霉素、亞硝酸鹽、苯并〔α〕芘等。，化學(xué)的，生物的。（三）練習(xí) 基礎(chǔ)題1.（1）√；(2)√。：細(xì)胞增殖失控，能夠無限增殖；細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化；容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。：不都是。如果早發(fā)現(xiàn)，有些癌癥完全可以通過手術(shù)切除、化療或放療治愈，如乳腺癌、胃癌、腸癌等。：（1）被動吸煙也可能導(dǎo)致肺癌。（2）其他因素可能導(dǎo)致肺癌。癌癥的治療目前，常用的治療方法仍然是手術(shù)切除。這就需要盡可能在早期發(fā)現(xiàn)癌組織，用外科手術(shù)完全清除。然而，這種方法對癌病灶已有多處轉(zhuǎn)移的患者顯然很難實(shí)施。遇到這種情形，必須采取“化學(xué)療法”和“放射線療法”輔助治療。首先使用抗癌藥物和放射線照射縮小轉(zhuǎn)移的癌病灶，再對原發(fā)病灶的癌組織進(jìn)行切除。放射線療法是使用高能X射線或γ射線集中照射患病部位，殺死癌細(xì)胞。這里利用的是射線對細(xì)胞DNA的損傷作用。放射線療法不適于病灶范圍已經(jīng)擴(kuò)大的患者?；瘜W(xué)療法主要利用抗癌劑殺死癌細(xì)胞。常用的抗癌劑包括細(xì)胞分裂抑制劑、細(xì)胞增殖蛋白合成的抑制劑等。多種抗癌劑混合使用往往可以獲得較好的療效，并且副作用小。免疫療法主要通過提高機(jī)體免疫能力，特別是通過增殖和活化T淋巴細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)抵抗癌組織的能力。自我檢測的答案和提示 一、概念檢測 判斷題1.。 2.√。 。 。 。 。 。二、：（1）2～；（2）～。： h；間期： h；分裂期：2 h。三、思維拓展 提示：用哺乳動物小鼠進(jìn)行胚細(xì)胞培養(yǎng)和成體細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下，從而證明動物細(xì)胞分化程度越高，它的全能性越受到限制，但細(xì)胞核仍具有全能性。步驟1：分離小鼠8細(xì)胞胚胎的一個細(xì)胞，培養(yǎng)到胚泡時(shí)期，移植到代孕母體子宮中，結(jié)果發(fā)育成小鼠；步驟2：分離囊胚期細(xì)胞，移植到代孕母體子宮中，結(jié)果不能發(fā)育成小鼠；步驟3：分離囊胚期細(xì)胞，將其核移植到去核的卵細(xì)胞中，可發(fā)育成小鼠；步驟4：分離小鼠腸上皮細(xì)胞，將其核移植到去核的卵細(xì)胞中，可發(fā)育成小鼠?！镀胀ǜ咧姓n程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 生物2 必修 遺傳與進(jìn)化》第一章　遺傳因子的發(fā)現(xiàn)教材分析第1節(jié)　孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）（一）問題探討。因?yàn)榘凑杖诤线z傳的觀點(diǎn)，雙親遺傳物質(zhì)在子代體內(nèi)混合，子代呈現(xiàn)雙親的中介性狀，即紅色和白色的混合色──粉色。：此問題是開放性問題，目的是引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析身邊的生物遺傳現(xiàn)象，學(xué)生通過對遺傳實(shí)例的分析，辨析融合遺傳觀點(diǎn)是否正確。有些學(xué)生可能舉出的實(shí)例是多個遺傳因子控制生物性狀的現(xiàn)象（如人體的高度等），從而產(chǎn)生諸多疑惑，教師對此可以不做過多的解釋。只要引導(dǎo)學(xué)生能認(rèn)真思索，積極探討，投入學(xué)習(xí)狀態(tài)即可。（二）實(shí)驗(yàn)，全班實(shí)驗(yàn)的總結(jié)果更接近預(yù)期的結(jié)果，即彩球組合類型數(shù)量比DD∶Dd∶dd=1∶2∶1，彩球代表的顯性與隱性類型的數(shù)值比為3∶1。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)個體數(shù)量越大，越接近統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如果孟德爾當(dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果，則很難正確地解釋性狀分離現(xiàn)象，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)目足夠多，是孟德爾能夠正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提條件之一。當(dāng)對10株豌豆的個體做統(tǒng)計(jì)時(shí)，會出現(xiàn)較大的誤差。因?yàn)榧?、乙小桶?nèi)的彩球代表孟德爾實(shí)驗(yàn)中的雌、雄配子，從兩個桶內(nèi)分別隨機(jī)抓取一個彩球進(jìn)行組合，實(shí)際上模擬雌、雄配子的隨機(jī)組合，統(tǒng)計(jì)的數(shù)量也足夠大，出現(xiàn)了3∶1的結(jié)果。但證明某一假說還需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（三）技能訓(xùn)練 提示：將獲得的紫色花連續(xù)幾代自交，即將每次自交后代的紫色花選育再進(jìn)行自交，直至自交后代不再出現(xiàn)白色花為止。（四）旁欄思考題 不會。因?yàn)闈M足孟德爾實(shí)驗(yàn)條件之一是雌、雄配子結(jié)合機(jī)會相等，即任何一個雄配子（或雌配子）與任何一個雌配子（或雄配子）的結(jié)合機(jī)會相等，這樣才能出現(xiàn)3∶1的性狀分離比。（五）練習(xí) 。3.（1）在F1水稻細(xì)胞中含有一個控制合成支鏈淀粉的遺傳因子和一個控制合成直鏈淀粉的遺傳因子。在F1形成配子時(shí)，兩個遺傳因子分離，分別進(jìn)入不同配子中，含支鏈淀粉遺傳因子的配子合成支鏈淀粉，遇碘變橙紅色；含直鏈淀粉遺傳因子的配子合成直鏈淀粉，遇碘變藍(lán)黑色，其比例為1∶1。（2）孟德爾的分離定律。即在F1形成配子時(shí)，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中。（3）2。4.（1）白色；黑色。（2）性狀分離；白毛羊?yàn)殡s合子，雜合子在自交時(shí)會產(chǎn)生性狀分離現(xiàn)象。拓展題1.（1）將被鑒定的栗色公馬與多匹白色母馬配種，這樣可在一個季節(jié)里產(chǎn)生多匹雜交后代。（2）雜交后代可能有兩種結(jié)果：一是雜交后代全部為栗色馬，此結(jié)果說明被鑒定的栗色公馬很可能是純合子；二是雜交后代中既有白色馬，又有栗色馬，此結(jié)果說明被鑒定的栗色公馬為雜合子。：選擇適宜的實(shí)驗(yàn)材料是確保實(shí)驗(yàn)成功的條件之一。孟德爾在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中，曾使用多種植物如豌豆、玉米、山柳菊做雜交實(shí)驗(yàn)，其中豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)最為成功，因此發(fā)現(xiàn)了遺傳的基本規(guī)律。這是因?yàn)橥愣咕哂羞m于研究雜交實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，例如，豌豆嚴(yán)格自花受粉，在自然狀態(tài)下是純種，這樣確保了通過雜交實(shí)驗(yàn)可以獲得真正的雜種；豌豆花大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)；豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀，易于區(qū)分、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。：凱庫勒提出苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)、原子核中含有中子和質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)過程等，都是通過假說—演繹法得出結(jié)論的。19世紀(jì)以前科學(xué)家對遺傳學(xué)的研究，多采用從實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)提出某種理論或?qū)W說。而假說—演繹法，是從客觀現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果出發(fā)，提出問題，作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說的研究方法，這種方法的運(yùn)用促進(jìn)了生物科學(xué)的研究，使遺傳學(xué)由描述性研究進(jìn)入理性推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究階段。第2節(jié)　孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）（一）問題探討提示：問題探討的目的是活躍學(xué)生的思維，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入新的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師可以通過水稻雜交育種等實(shí)例，使學(xué)生自然地認(rèn)識到任何生物都不止表現(xiàn)一種性狀，后代表現(xiàn)的特征可以是兩個親本性狀組合的結(jié)果。進(jìn)一步地思考討論，雙親的性狀是遵循什么規(guī)律進(jìn)行組合、傳遞給后代的？在育種實(shí)踐中人類如何獲得所需的性狀組合？為導(dǎo)入新課做好準(zhǔn)備。（二）思考與討論：豌豆適于作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有：（1）具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀，如高莖和矮莖，～ m， m左右，易于觀察和區(qū)分；（2）豌豆嚴(yán)格自花受粉，在自然狀態(tài)下可以獲得純種，純種雜交獲得雜合子；（3）花比較大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾正是因?yàn)檫x用了豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律，才能對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，所以科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。：如果孟德爾只是研究多對相對性狀的遺傳，很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，因?yàn)槿绻芯縩對相對性狀，將會有2n個性狀組合，這是很難統(tǒng)計(jì)的，也很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題，揭示生物的遺傳規(guī)律。這也是前人在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中留下的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，孟德爾恰恰借鑒了前人的遺傳研究經(jīng)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)方法，從簡單到復(fù)雜地進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而發(fā)