第10章 细胞分化
《细胞分化、干细胞》PPT课件
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三、 成体干细胞
• 造血干细胞 • 间充质干细胞 • 神经干细胞 • 皮肤干细胞 • 肠干细胞 • 肝干细胞
DNA的缺失、重排、甲基化修饰 组蛋白的乙酰化、甲基化、磷酸化 分化主导基因表达控制
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人类主要组织相容性复合体（MHC）基因
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TCR β链基 因重
排
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三、细胞分化的影响因素
• 细胞间相互作用 • 激素内分泌系统 • 环境因素
• 细胞分化与肿瘤 • 细胞分化与再生
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一、 细胞分化与肿瘤
• 肿瘤细胞表现为低分化、高增殖特性 • 肿瘤细胞是异常分化细胞，表现为高度异质性
（基因突变、染色体畸变） • 丧失接触抑制 • 诱导分化可抑制肿瘤生长：反式维甲酸 治疗 急性
早幼粒细胞白血病(APL)
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二、细胞分化与再生
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（一）细胞间相互作用
• 胚胎诱导：胚胎发育过程中，细胞间相互作 用改变细胞分化方向
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胚胎诱导的分子基础是旁分泌 此外，相互之间的连接及基质，甚至挤压也 会影响胚胎发育
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第二节 细胞分化与疾病
➢ 胚胎癌细胞（ embryonic carcinoma cell,ECc）：畸胎 瘤细胞
标志： ➢ 阶段特异性胚胎抗原（SSEA） ➢ 碱性磷酸酶
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2024细胞的分化说课稿范文
2024细胞的分化说课稿范文今天我说课的内容是《2024细胞的分化》，下面我将就这个内容从以下几个方面进行阐述。
一、说教材1、《2024细胞的分化》是生物课本中的一节课程。
它是在学生已经学习了细胞结构和细胞分裂的基础上进行教学的，是生物学领域中的重要知识点，而细胞的分化在生物的发育过程中起着关键作用。
2、教学目标根据新课程标准的要求以及教材的特点，结合学生现有的认知结构，我制定了以下三点教学目标：①认知目标：理解细胞的分化过程，掌握细胞分化的原理和意义。
②能力目标：能够描述细胞分化的过程，并辨别不同类型的分化细胞。
③情感目标：培养学生对细胞分化的兴趣和探索精神。
3、教学重难点在深入研究教材的基础上，我确定了本节课的重点是：理解细胞的分化过程，能够描述细胞分化的原理和意义。
难点是：辨别不同类型的分化细胞，理解细胞分化在生物发育中的作用。
二、说教法学法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我将采用以问题为导向的教学方法。
通过提问、引导探究和合作交流等方式，让学生参与到课堂教学中，积极探索和构建知识体系。
三、说教学准备在教学过程中，我将准备适当的教具和实验设备，以帮助学生直观地理解和感知细胞分化的过程。
同时，我也会制作课件和图表，以直观呈现教学素材，提高学生的学习效果。
四、说教学过程新课标指出：“教学活动是师生积极参与、交往互动、共同发展的过程”本着这个教学理念，我设计了如下教学环节。
环节一、谈话引入，导入新课。
课堂伊始，我将以一个有趣的问题引入课程：“为什么同一起源的细胞可以分化为不同的类型？”让学生思考并讨论这个问题。
通过学生的回答，我将引导他们进一步探究细胞分化的原因和意义。
设计意图：通过问题引入，激发学生的思考和好奇心，引导学生主动探索和发现知识。
环节二、讲解细胞分化的过程和原理。
在学生已掌握细胞结构和细胞分裂的基础上，我将向他们详细讲解细胞分化的过程和原理。
通过图表和实验展示，让学生直观地了解细胞分化是如何发生的，并明白不同类型的细胞是如何形成的。
细胞分化(共71张PPT)
genes)：
是指所有细胞中
① 生长因子，如sis，② 生长因子受体，如fms、erbB，③ 蛋白激酶及其它信号转导组分，如src、ras、raf，④ 细胞周期蛋白，如bcl-1，⑤ 调控
因子，如bcl-2，⑥ 转录因子，如均my要c、fo表s、ju达n。的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命
体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细
胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。
●不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。
二、 影响细胞分化的因素
●细胞的全能性(totipotency) ●影响细胞分化的因素
单细胞有机体的细胞分化
●与多细胞有机体细胞分化的不同之处： 前者多为适应不同的生活环境，而后者则通过细 胞分化构建执行不同功能的组织与器官。
细胞总 DNA
细胞总 RNA
输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞 输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞
卵清蛋白 基因
β-珠蛋白 基因 胰岛素 基因
实验方法
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Southern 杂交
+
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Northern 杂交
组织特异性基因与当家基因
◆当家基因(house-keeping 随着染色体丢失 则可能恢复致癌（Rb）.
●转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的过程。
第一节 细胞分化(Cell differentiation) 由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态
医学免疫学-第十章 T淋巴细胞
– 植物血凝素（PHA）和刀豆蛋白（ConA） ---T细胞
– 美洲商陆（PWM）---T细胞和B细胞
第三节 T细胞的分类和功能
• 根据所处的活化阶段分类
– 初始T细胞；效应T细胞；记忆T细胞
• 根据TCR类型分类
– T细胞；T细胞
B7-H2
三、共刺激分子
4. PD-1（programmed death 1）
– 表达于活化的T细胞，配体为PD-L1和PD-L2。 – 可抑制T细胞的增殖以及IL-2和IFN-等细胞因子的
产生，并抑制B细胞的增殖、分化以及Ig的分泌。 – 参与外周免疫耐受的形成。
三、共刺激分子
5. CD2（LFA-2）
• TCR T细胞
– 占脾脏、淋巴结和循环T细胞的95%以上。
• TCR T细胞
– 分布于皮肤和黏膜组织处，识别抗原无MHC限制性； – 识别由CD1分子提呈的糖脂、糖蛋白、HSP等； – 抗感染和抗肿瘤； – 活化后，通过分泌多种细胞因子发挥免疫调节作用，介
导炎症反应。
T细胞和T细胞的比较
第一节 T细胞的分化发育
• T细胞在胸腺内的发育
功能性TCR的表达、自身MHC限制性和自身耐受的形成
• T细胞在外周淋巴器官中的增殖分化
• 成熟的淋巴细胞接受抗原刺激后活化、增殖，并分化为 效应细胞，产生效应分子，识别清除相应抗原。
一、T细胞在胸腺中的发育
一、T细胞在胸腺中的发育
• 胸腺：
– 胸腺基质细胞、细胞外基质、细胞因子。
• DP细胞分化为SP 细胞。
（四）T细胞发育过程中的阴性选择
• 阴性选择（negtive selection）：
高一上册生物学科第六章知识点：细胞的分化
高一上册生物学科第六章知识点：细胞的分化(实用版)编制人：______审核人：______审批人：______编制单位：______编制时间：__年__月__日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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(人卫5版医学免疫学)第十章 T淋巴细胞
三、协同刺激分子
• • • • • • • CD28 CTLA-4（CD152) ICOS PD-1 CD2 CD40L（CD154） LFA-1和ICAM-1
CD28
• 表达：两条相同肽链组成的同 源二聚体，表达于90%CD4+T 细胞和50%CD8+T细胞。 • 功能：与B7（B7.1 、 B7.2/CD80、CD86）结合， 在T细胞活化中发挥重要作用。
第十章
T淋巴细胞
第一节 T淋巴细胞的分化发育
•T细胞在胸腺中的发育 •T细胞在外周淋巴器官中的分化发育
一、T细胞在胸腺中的发育
T细胞在胸腺发育过程中获得功能性TCR的 表达、自身MHC限制以及自身免疫耐受。
依据CD3以及辅助受体CD4和CD8的表达
双阴性阶段：TN细胞（triple negative cell， CD3-CD4-CD8-） DN细胞（double negative cell，
二、CD4分子和CD8分子
• 成熟的T细胞只表达CD4或CD8分子。
• 主要功能是辅助TCR识别抗原和参与T细胞 活化信号的传导，又称为T细胞的辅助受体。
CD4分子
• 单链跨膜蛋白； • 表达：60％-65％αβT细胞及部 分NKT细胞； • 功能：可与MHCⅡ类分子β2结 构域结合，增强T细胞与APC之 间的相互作用并辅助TCR识别抗 原，参与TCR识别抗原所产生的 活化信号传导过程。 • 是HIVgp120的受体。
• 所有T细胞表面的特征性标志。
• 结构：TCR是由两条不同肽链构成的异二聚
体，分别为、链（ 95%-99% ）或、链
（1%-5%），含V区和C区。
• 功能：识别抗原肽-MHC分子复合物。 具有双重特异性
植物生理学第十章生长生理
⑴ 可研究外植体在不受植物体其它部分干扰下的生长和 分化规律。
⑵可用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论 上和生产上的问题。
2.特点
⑴取材少，培养材料经济。 ⑵人为控制培养条件，不受自然条件影响。 ⑶生长周期短，繁殖率高。 ⑷管理方便，利于自动化控制。
► 3. 培养条件：
（1）完全无菌：材料、培养基 （2）培养基成分：
丁香髓愈伤组织中加入适量生长素和细胞分裂素， 可以诱导分化出木质部。
低浓度2,4-D可促进胚胎原始细胞形成，抑制胚状 体进一步发育。
四、组织培养(tissue culture) 是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养
离体植物组织（器官或细胞）的技术。 组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性。
A、无机营养物：无机盐类 B、碳源：以蔗糖为主，带用浓度2-4% C、维生素：不同材料对vit种类、数量要求不同。硫胺素
是必需的，其他如烟酸、维生素B6和肌醇等。 D、生长调节剂：必须是人工合成、稳定、耐热物质。如
2,4-D和NAA等。 E、有机附加物：非必需物质，如氨基酸、椰子乳汁等。 （3）温度：25-27℃ （4）光：依不同培养而定。
经济树种（茶、桑）、大豆、棉花等则要去尖、 打顶，以促进分支，增加产量；
白菜移栽需抑制根的顶端优势，便于水分、矿 质吸收；
萝卜不能移栽，目的是维持根的顶端优势。
应用：
果树整形修剪、棉花整枝、植物生 长调节剂（如TIBA)消除大豆顶端优势 增加分枝，提高结荚率。
三、营养生长和生殖生长的相关性
1、统一方面 营养生长是生殖生长的物质基础。只有根深叶茂，
极性导致的不均等分裂是发育分化得以实现的重要途径
A
B
植物生理学-第十章 植物的生长生理
细胞分化的理论基础是：细胞全能性
（一）细胞分化的内部调控机理 1、通过极性控制分化 极性是分化产生的第一步，极性的存
在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。 极性产生的原因： 受精卵的第一次不均等分裂 IAA在茎中的极性传导
2、通过激素控制分化 IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促 进分化出芽。 3、通过基因调控分化 如开花基因活化，可导致成花。 （二）外界条件对细胞分化的调节 1、糖浓度
4、种子寿命
种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子
正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生
种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
二、影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步：
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
鉴定种子生活力的方法：
（1）利用组织还原能力（TTC染色法）
TTC
2H 脱氢E
氧化态 无色
三苯甲瓒
还原态 红色2、利用原生质来自着色能力 —（染料染 色法）活种子的原生质膜有选择透性，不选 择吸收染料，原生质（胚）不着色。
细胞分化形成组织-讲话稿
回顾：在第三章中我们学习了，细胞分裂。
同学们，还记得细胞分裂的过程吗？现在我们来一起回顾一下，细胞分裂的过程，同学们看PPT。
1、细胞分裂的过程是（细胞核）先分成两个，随后（细胞质）分成两份，每份各含一个（细胞核），在原来的细胞中央形成新的（细胞膜）。
这是动物细胞的分裂过程。
那植物细胞与动物细胞在结构上有什么不同呢？它比动物细胞多了什么呢？（它有细胞壁）2、所以植物细胞在形成细胞膜后，植物细胞最后还会有新的（细胞壁）形成。
3、这样一个细胞就分裂形成两个新的细胞。
过渡：这是我们第三章学习的细胞分裂的过程。
那同学们再看这张图，细胞分裂的结果是怎样？（形成两个新细胞）那形成两个怎样的新细胞？（两个形态相似的新细胞）那再问同学们一个问题，我们人体所有的细胞都一样吗？（不一样）同学们，看PPT。
一个新生儿的身体大约有10¹²个细胞，细胞种类有两百多种。
它们都来自于受精卵。
如果一个受精卵一直分裂下去，一个分成两个，两个分成四个，持续分裂，只能分裂出许多相似的细胞，只能使细胞数量增多，而不能使细胞种类发生改变。
那细胞种类是如何增多并进一步构成生物体的呢？这就是我们这节课要学习的：细胞分化形成组织。
现在给大家三分钟时间，阅读课本P56—59的内容。
大家可以将重点和不懂的地方圈出来。
大家都看完了吧！我们在第三章中有说到生物体生长发育的基础是细胞分裂，那如果只有细胞分裂，是不能形成生物体的。
还需要进一步的分化，才能形成生物体。
（板书课题）主题：一、概念（一）细胞分化那什么是细胞分化？同学们，看P56绿色标题下的那一段，第二句话。
同学们将这句话齐读一遍，并将这句话画下来。
（转身板书——一、概念 1、细胞分化）（在生物体生长发育过程中，其中大多数细胞发生了变化，形成了多种多样的细胞，这一过程就是细胞分化。
）细胞分化这个概念比较抽象。
我给大家举个例子。
就像我们同学，现在大家的身份都是学生，等到大学毕业，进入社会，大家从事各种不同的行业，如：医生、警察或是像老师一样成为一名教师。
细胞分化说课稿范文
细胞分化说课稿范文今天我说课的内容是《细胞分化》，下面我将就这个内容从以下几个方面进行阐述。
一、说教材1、《细胞分化》是高中生物课程中的重要内容，属于细胞生物学的范畴。
它是在学生已经学习了细胞结构和细胞功能的基础上进行教学的，是了解细胞多样性和细胞组织形成的关键知识点。
2、教学目标根据新课程标准的要求以及教材的特点，结合学生现有的认知结构，我制定了以下三点教学目标：①认知目标：理解细胞分化的概念，了解细胞分化的原因和过程②能力目标：通过实例分析和实验设计，培养学生观察、思考和解决问题的能力③情感目标：培养学生对细胞分化及其在生物学中的应用的兴趣和探索精神二、说教法学法本节课的教学法选取了启发式教学法和探究式学习法，通过提出问题和引导讨论的方式，激发学生的思考和主动探索的兴趣。
学法方面，既有个人自主学习的部分，也有小组合作学习的部分，让学生在合作中共同构建知识。
三、说教学准备在教学过程中，我准备了多媒体课件和实验材料，以图文并茂的形式呈现教学内容，增加学生的视觉和听觉体验。
同时，我准备了相关实验设备，让学生亲自进行细胞分化实验，加深对知识点的理解。
四、说教学过程新课程标准强调学生的主体地位，教学活动要求师生的积极参与和互动。
在本节课中，我设计了如下教学环节。
环节一、导入新课我将通过展示一张动物组织细胞图和植物组织细胞图，让学生观察并提出问题。
引导学生思考，为什么同样是细胞，形状和功能却不同呢？这样可以引发学生的兴趣和疑惑，为接下来的学习做好铺垫。
环节二、概念讲解和实例分析我将通过讲解细胞分化的概念和原因，展示一些实际生活中的例子来帮助学生理解。
同时，我将进行互动式的授课，鼓励学生提问和讨论，加深对知识点的理解。
环节三、实验设计和实施为了让学生更直观地感受到细胞分化的过程，我将设计一个简单的实验。
学生将在小组合作的形式下进行实验，观察细胞在不同环境条件下的分化情况，并记录实验结果。
在实验过程中，我将及时给予指导和解答疑惑，并引导学生从实验结果中得出结论，进一步加深对细胞分化的理解。
细胞分化形成组织-冀少儿版七年级生物上册教案
细胞分化形成组织-冀少儿版七年级生物上册教案一、教学目标1.了解细胞分化和组织形成的基本概念；2.理解不同器官组织的特点；3.掌握常见的细胞类型和器官组织的分布。
二、教学重点1.细胞分化和组织形成的基本概念；2.不同器官组织的特点。
三、教学难点1.如何理解细胞分化和组织形成；2.掌握器官组织的分类方式和特点。
四、教学内容1. 细胞分化和组织形成的基本概念教师通过图片和文字说明，让学生了解细胞分化和组织形成的基本概念，包括：1.细胞分化：一种细胞逐渐发育成长到一定的状态时，其形态、生理特性和功能等明显地变化，形成了一个新的细胞类型的过程。
2.组织形成：细胞在分化的基础上，通过相互间的结合构成具有一定结构和功能的组织。
2. 不同器官组织的特点根据教材上的分类方式，教师将不同的器官组织进行分类介绍，包括：1.上皮组织：上皮组织是一种贴着形态各异的面皮最外层的组织，它能够起到保护和分泌的作用。
2.结缔组织：结缔组织是一种把其他的组织紧紧连接起来的组织，它不仅起到支撑、保护作用，还能够在身体抵御外来致病物质方面发挥重要作用。
3.肌肉组织：由肌纤维通过特定方式排列形成的肌肉组织，是人体内具有收缩和舒展能力的组织，具有最高的能量耗费和物质代谢。
4.神经组织：神经组织主要是由神经元和其它小胶质细胞构成，它的作用是传递信号和控制身体的功能。
3. 常见的细胞类型和器官组织的分布教师通过图片和文字的形式，让学生了解常见的细胞类型和器官组织的分布，包括：1.血液细胞：血液细胞是血液的主要成分，包括红细胞、白细胞和血小板，它们分别在血液中起到载氧、免疫和凝血作用。
2.骨骼肌细胞：骨骼肌细胞是一种肌肉组织，主要分布在人体的肌肉骨架系统中，起到支撑和运动作用。
3.神经元：神经元是神经组织中最基本的单元，负责传递神经信号并控制身体的功能。
4.软骨细胞：软骨细胞是结缔组织中的一种，在机体内有广泛分布，起着支撑、保护、缓冲和弹性作用。
《癌生物学》第十章（2）端粒和端粒酶
《癌生物学》第十章（2）端粒和端粒酶前言：上一期我们已经介绍了肿瘤细胞无限增殖面临的两个障碍。
今天我们主要是学习“端粒”和“端粒酶”的相关内容。
相信通过本期的学习，我们对端粒和端粒酶的理解会更上一层楼~端粒的结构在哺乳动物细胞（以及许多其他后生动物细胞）中，端粒由重复的六核苷酸序列组成，其中一条链(富含G)上为5'-TTAGGG-3', 互补链上(富含C)为5'-CCCTAA-3'。
在正常人体细胞中，端粒DNA由数千个重复的六核苷酸序列组成，在染色体末端形成5-10kb 长的序列重复片段。
端粒DNA通常为5-10kb长。
在功能性端粒DNA(中间)与非端粒染色体DNA(最左侧）之间还存在着亚端粒DNA区域。
亚端粒DNA 区域里含有TTAGGG类似片段，但并没有染色体末端保护功能。
然而，由于亚端粒DNA含有端粒类似序列，它通常也是端粒限制性片段(TRF)的组成部分。
但是只有单纯的端粒重复片段能够保护染色体DNA末端：当单纯串联重复片段的重复次数减少到12次以下时就会丧失末端保护功能。
因此，即使仍然有数kb长度的TRF存在，但端粒已经丧失了阻止染色体DNA末端融合的能力。
图1：端粒DNA的结构特殊的是，富G链多出一百至数百个核苷酸，导致该链3'单链端外悬。
这种凸出的链会形成一种最不寻常的分子构型——t环。
当时通过电子显微镜分析端粒DNA时发现了一种环形结构，实质上是套索结构。
这种构型的形成依赖于三链DNA复合体的形成。
有可能所有端粒DNA的末端均含有 t 环，但是由于在电子显微镜下保存和观察此结构的技术上的限制，只有一部分端粒在电子显微镜下可以观察到t 环。
t 环有助于保护线性DNA分子未端，因为单链末端的外悬区被巧妙地塞进双链区域，以保护其免受损伤。
下图为t 环的示意图，显示了3'端凸出的富G链(粉色)与富C链(蓝色)的小段区域退火形成詈换(D环)(粉色链)。
植物生理学010生长生理
1三基点 2 温周期现象：植物生长需要一定昼夜温度变化 称作温周期现象。
（三）水分 （四）矿质营养 N ：叶肥、徒长；C：积累糖；
（五）植物激素 GA：茎生长；CCC：抑制
第四节 植物各部分生长的相关性
（一）定义
植株不同部分的生长既相互制约，又 相互依赖、相 互促进这种现象称作生长的相关性。
分裂间期：G1、S、G2；分裂期：M期 前中后末
细胞周期控制：关键酶是依赖细胞周期蛋白的蛋
白激酶（CDK)。
细胞周期蛋白（cyclin)：活化CDK；CG1 CM CDK 活性调节：(周期控制图)
1 、细胞周期蛋白的合成与破坏；
2 、CDK分子内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化。
（二）生化变化 1 DNA 2 RNA 和蛋白质 G1期上升，S期急剧上升，G2期
5 植株再生：从愈伤组织重新分化出完整植株的过
程称为植株再生。
胚状体途径：是指外植体按胚胎发生方式形成再生
植株的过程。 胚状体：在组织培养中，外植体细胞经过类似有性生 殖中胚胎发生 (图9) 的过程而形成的能独立发育成完 整植株的类似于胚的结构，将这种结构称为胚状体。
器官发生途径：先从外植体诱导出器官而后再诱导
提取物、椰乳等。
（三）培养方式 固体培养 液体悬浮培养
悬滴培养 浅层培养细胞固定化培养
（四）培养条件 温度：23－28℃，昼夜温差；
光照；氧气
（五）操作过程
1 配制培养基并灭菌 2 选取外植体并灭菌 3 接种 4 培养 5 继代 6 分化 7 移栽
（六）应用
1 理论研究 2 基因工程 3 育种 4 繁殖 5 脱毒 6 种质保存 7 代谢物生产
白激酶
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10细胞分化
二、细胞外因素
（三）细胞间的相互作用
1、 诱导 胚胎诱导（embryonic induction）：在胚
胎发育过程中，一部分细胞对邻近细胞产生影响， 并决定其分化方向的作用，称为胚胎诱导。
① 胚胎诱导可发生在不同胚层之间，也可以发生在同 一胚层不同区域之间。 ② 中胚层首先开始独立分化，再促进内胚层、外胚层 向着各自相应的组织器官分化。
基本活动所必需的基因。
管家蛋白：由持家基因（housekeeping gene） 表达，存在于所有分化类型的细胞中，维持细胞 生存所必需的基本蛋白，如细胞骨架蛋白、膜蛋 白、染色质的组蛋白、核糖体蛋白等。
奢侈基因（luxury gene）：
奢侈基因 （luxury gene）：编码组织细胞特异 性蛋白的基因，其产物对细胞的生存无直接影响， 但对细胞的分化、决定细胞的特异性方面起重要 作用。
二、细胞决定的特征
1、细胞决定的稳定性 2、细胞决定的可遗传性
细胞决定的实质：细胞在接受某种指令或信号分子后， 特定基因激活或抑制，表现出稳定的印记存储于基因组中。
关系：细胞决定先于细胞分化，并制约着细胞分化的方 向。
第三节 基因与细胞分化
管家基因（housekeeping gene）： 管家基因（housekeeping gene）：维持细胞
小结
掌握：细胞分化的基本概念、一般规律和 潜能；细胞决定的基本概念和特征；管家 基因/奢侈基因的概念。
证明：不同动物的同源蛋白，特别是同源调节蛋白，在 结构、功能及生化反应上具有一定的相似性。
二、细胞分化的一般规律
（一）细胞分化的稳定性 （二）细胞分化的可逆性 （三）细胞分化基因调节的保守性 （四）细胞分化的时空性
细胞分化的空间性：指同一种细胞的后代，由于各种细胞所 处的空间位置不同，其环境也不一样，可以有不同的形态结构 和功能。
细胞生物学10细胞分化的概念
Caspase家族与凋亡
caspases是一组存在于胞质溶胶中的结构上相 关的半胱氨酸蛋白酶，共同点是特异地断开天 冬氨酸残基后的肽键。 caspase能够高度选择性地切割某些蛋白质，这 种切割只发生在少数(通常只有1个)位点上，主 要是在结构域间的位点上 caspase切割的结果或是活化某种蛋白，或是使 某种蛋白失活，但从不完全降解一种蛋白质。
细胞凋亡的过程
①凋亡的起始 ②凋亡小体的形成 ③凋亡小体被吞噬并消化
①凋亡的起始
细胞膜依然完整 细胞间接触消失 细胞表面特化结构消失 核糖体逐渐从内质网上脱离 内质网囊腔膨胀并逐渐与质膜融合 染色质固缩形成新月形帽状结构沿着核膜分布。
②凋亡小体的形成
核染色质断裂为片段，与细胞器一起聚集，为 反折的细胞膜所包围。 细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐分 隔形成单个的凋亡小体。
Fas或TNF受体蛋白通过直接与连接器蛋白FADD 作用而使caspase 2，8及10的酶原聚集其附近的细 胞质表面。 当caspase 2，8及10酶原达到一定浓度时，它们就 进行同性活化，在大小亚基之间进行切割，产生 具有活性的酶。 Caspase 2，8和10活化以后，就通过异性活化， 使下游的 caspase包括caspase 3和7活化，使其成 为凋亡的执行者。
细胞分化的实质
细胞分化的关键在于特异性蛋白质的合成 特异性蛋白质合成关键在于基因选择性表达 细胞分化的实质是组织特异性基因在时间与 空间上的差异表达(differential express)。 组织特异性基因的表达受控于组合调控。
转分化
一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分 化细胞的现象称转分化(transdifferentiation) 转分化的过程 ✓ 去分化(dedifferentiation) ✓ 再分化(redifferentiation) 。
高中生物细胞分化教案
高中生物细胞分化教案年级：高中学科：生物教学目标：1. 了解细胞分化的概念；2. 理解细胞分化在生物体中的重要性；3. 掌握细胞分化的过程和原理。
教学内容：1. 什么是细胞分化：细胞分化是指细胞在分化过程中，逐渐从原始干细胞发展成各种不同形态和功能的细胞的过程。
2. 细胞分化的意义：细胞分化是生物体内部细胞多样性的基础，也是细胞在生命活动中发挥不同功能的基础。
3. 细胞分化的过程和原理：从未分化的干细胞逐渐分化成不同类型的细胞，由于细胞分化不可逆，一旦细胞分化成某种类型的细胞，就无法再回到原始状态。
教学重点：1. 细胞分化的概念和意义；2. 细胞分化的过程和原理。
教学步骤：1. 导入：通过提问或展示图像等方式引出课题，让学生了解细胞分化的重要性。
2. 授课：介绍细胞分化的概念、意义、过程和原理。
3. 案例分析：通过案例分析让学生深入理解细胞分化的具体过程和应用。
4. 练习：分发练习题目，让学生巩固所学知识。
5. 总结：总结本节课的重点内容，概括细胞分化的要点。
教学资源：1. 教科书及相关资料；2. 图像资料或视频资料。
教学评估：1. 口头提问：通过提问考察学生对细胞分化的理解；2. 练习题：通过练习题考察学生的掌握程度。
3. 课堂表现：通过观察学生的课堂表现评价学生的学习情况。
教学延伸：1. 鼓励学生主动了解更多关于细胞分化的知识；2. 深入研究细胞分化在生物体中的应用。
教学反思：1. 教学内容是否符合学生的接受程度；2. 教学方法是否能有效激发学生的学习兴趣；3. 学生的学习反馈及建议。
《细胞的分化》高中生物评课稿高中生物细胞分化
《细胞的分化》高中生物评课稿高中生物细胞分化《细胞的分化》高中生物评课稿教学设计思路：本节课是高中生物新课改生物必修1《分子与细胞》第四章第二节的教学内容，本节课的教学内容是在学习了细胞的增殖和细胞的结构、种类的基础上进行的，所以学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识，又能为学生学习动植物的个体发育作好铺垫，它在教材中起着承上启下的桥梁作用。
因此本节课在教学中起着十分重要的作用在教学时，应注意联系学生已有的知识基础，引导学生在已有知识背景下主动建构新知识。
在整个教学过程中，针对学科特点，坚持以启发探究性原则为主，综合运用讲授、谈话、讨论、观察直观教具、电化教学等多种方法，调动学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用，并根据学生的年龄特点和学生对知识的掌握程度，力求作到因材施教。
评课意见1．能以问题引入，问题的设计能结合学生的认知结构和生活背景，能从学科知识结构的角度把前面所学内容与本节课所学内容联系起来。
2．在课堂教学中，为避免直接讲授学习，体现探究性学习，教师能够通过各种教学手段引入、制造与教学目标、教学内容相适应的形式生动的教学情境。
给学生提供相关的资料，给学生身临其境的感觉，它能够激发和推动学习者的认知活动、实践活动和情感活动，从而更容易理解这部分知识，能加深对新知识的掌握。
在生动、多样的教学环境中，学生可交流的话题增多，情感体验丰富，思路打得开，彼此间容易发生相互影响，往往会产生触类旁通&”之感3．设计生活化、社会化、活动化的教学情境，丰富互动内容。
创设生活化情境，生物学与生活联系紧密，生物课程标准注重使学生在现实生活的背景中学习生物学。
从生物学和实际生活的联系入手来创设学习情景，既可以让学生体会到学习生物学的重要性，又有助于学生利用所学的生物学知识解决实际问题。
例如，在学习《如何预防癌症》时，提出了以下的生活问题：预防癌症，一要尽量避免接触各种致癌因子，二要注意增强体质，保持心态健康，三要养成良好的生活习惯，那么哪些不良的生活习惯容易引发癌症呢？哪些食物具有抗癌作用？创设社会化情境，如在《癌细胞》的教学中，通过介绍癌症的种类和发病情况，再提问：癌细胞是怎样产生的？致癌因子有哪些？怎样预防癌症？使学生在现实生活的背景中学习生物学。
发育生物学第十章 果蝇的胚轴形成
一、果蝇卵和胚胎的极性
果蝇的卵、胚胎、幼虫和成体都具有明确 的前-后轴和背-腹轴。果蝇形体模式的形成 是沿前-后轴和背-腹轴进行的。
果蝇胚胎和幼虫沿前-后轴可分为头节、3个 胸节和8个腹节，两末端又分化出前面的原 头（acron）和尾端的尾节（telson）；沿背 腹轴分化为羊浆膜、背部外胚层、腹侧外 胚层和中胚层。
这些母体效应基因的蛋白质产物又称为形 态发生素（morphogen）。
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滋养细胞合成mRNA, rRNA，甚至是完整的核糖体，
并通过细胞间桥的胼合体，单向转运到卵母细胞里。
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二、果蝇前 – 后轴的形成
1. 果蝇前后极性的产生
果蝇的胚胎，幼虫、成体的前后极性均来 源于卵子的极性。
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bcd 基因编码的BCD蛋白是一种转录调节因 子。另一母体效应基因hunchback（hb）是 其靶基因之一, 控制胚胎胸部及头部部分结 构的发育。
hb在合胞体胚盘阶段开始翻译，表达区域 主要位于胚胎前部，HB蛋白从前向后也形 成一种浓度梯度。hb基因的表达受BCD蛋 白浓度梯度的控制，只有BCD蛋白的浓度 达到一定临界值才能启动hb基因的表达。
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TOR与配体结合后，引起自身磷酸化，经一系 列信号传递，最终激活合子靶基因的表达。在 卵子发生过程中，tsl在卵子前极的边缘细胞和 卵室后端的极性滤泡细胞中表达。TSL蛋白被 释放到卵子两极处的卵周隙中，由于TOR蛋白 过量，TSL不会扩散末端区以外，从而保证tor 基因只在末端区被活化。
果蝇卵前、后极少量细胞质的流失，会分 别造成胚胎缺失头胸部和腹部结构，其他 部位细胞质的少量流失都不会影响形体模 式形成。这说明果蝇卵子前后极的细胞质 中含有与果蝇图式形成有关的信息。
细胞的分化市公开课一等奖课件名师大赛获奖课件
长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）
丹顶鹤
三、干细胞
概念：
动物和人体内仍保存着少数 含有分裂和分化能力的细胞。 分类：
按发育时期 分为胚胎干细胞和体干细胞
按全能性大小
（1）全能干细胞：
是从哺乳动物的早期胚胎中分离 出来的，可分化成人体的多个细胞， 最后发育成一种完整的个体。
（2）多能干细胞：
胚胎干细胞进一步分化而成，含 有形成一种器官的多个组织的潜能，
融合
新的细胞
体外培养 一段时间
代孕母羊
白面羊的克隆羊
非洲爪蟾和“多利”的诞生证明: 已分化的动物体细胞的细胞核含有全能性。
为什么细胞核含有发育成完整个体的潜能？ 细胞核中有遗传物质。
阐明：但是现在为止,人们还没有成功地将单个已分化 的动物体细胞培养成新的个体。
动物细胞核全能性的应用：
用克隆技术拯救濒危动物
讨论：1 为什么健康人的血细胞数量不会随着血细
胞的死亡而减少？
健康人会不停产生新的血细胞，补充到血液中去。
2 骨髓与血细胞的形成有什么关系？ 骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不停产生 不同种类的血细胞。
新华社北京9月4日电
篮球巨星姚明在中国人民大学现场 采集血样，加入中华骨髓库捐献造血 干细胞的志愿者行列，并承诺，一旦 配型成功，将为患者捐献造血干细胞。 与他一同行动的尚有中国大学生男子
相似
差别
相
同
遗传信息都不变
点
联 系
共同完一生物个体发育过程
思考：
既然细胞分化含有稳定性、持久性、 不可逆性，那么已经发生高度分化的 细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再 分化成其它细胞吗?
1958年，美国科 学家斯图尔德用胡 萝卜韧皮部细胞成 功地哺育出了一棵 完整的植株。
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VgI mRNA的定位
4. 细胞间的相互作用与位置效应 • 从单个受精卵开始，细胞一方面以 时间为主轴有序地进行分化，形成 不同类型的细胞，另一方面又严格 按照预定的整体构造蓝图进行增殖、 迁移、排列以及和其他类型细胞组 合，生成各种组织和器官。
4. 细胞间的相互作用与位置效应
• 细胞所处的位置对细胞的分化命运 存在明显影响。改变细胞所处的位 置可以导致细胞分化方向的改变， 这种现象称为位置效应（position effect）。
2. 果蝇体节发育过程 • 通过相似的机制及其他Hox基因的参 与，最终在胚胎中形成14个蛋白区 带。 • 14个蛋白区带间形成蛋白复合物， 对应形成果蝇的体节。
Nobel 1995
二、细胞分化和癌细胞
• 动物体内细胞分裂调节失控而无限 增殖的细胞称为肿瘤细胞（tumor cell），具有转移能力的肿瘤 称为恶 性肿瘤(malignancy)，上皮组织的恶 性肿瘤称为癌。癌细胞已作为恶性 肿瘤细胞的代名词。
眼发育过程
1.胞外信号分子对细胞分化的影响
• 远端组织相互作用主要通过激素来 调节。
2. 细胞记忆与决定 • 信号分子的有效作用时间是短暂的， 然而细胞可以将这种短暂的作用储 存起来并形成长时间的记忆，逐渐 向特定方向分化。
Diplaced claws
2. 细胞记忆与决定
• 研究证实决定早于分化。细胞决定 (Determination)是指一个细胞接受 了某种指令，在发育中这一细胞及 其子代细胞将区别于其他细胞而分 化成某种特定的细胞类型，或者说 在形态、结构与功能等分化特征尚 未显现之前就已确定了细胞的分化 命运。
（二）原癌基因与抑癌基因 • 抑癌基因 (tumor-suppressor gene )， 是细胞增殖的负性调节因子，能够 抑制癌细胞的恶性增殖，突变后有 可能使细胞发生癌变。
癌基因基本类型
细胞增殖调控中癌基因与原癌 基因
（三）肿瘤发生是基因突变逐渐 积累的结果
（四）肿瘤细胞可以转变成正常细胞
(一) 癌细胞的基本特性
(一) 癌细胞的基本特性
(一) 癌细胞的基本特性
(一) 癌细胞的基本特性
(一) 癌细胞的基本特性
(一) 癌细胞的基本特性
（二）原癌基因与抑癌基因 • 癌基因(oncogene)，在病毒基因组中 存在的能促使细胞无限增殖进而癌 变的DNA序列。 • 原癌基因(proto-oncogne)，正常细胞 基因组中存在的，与癌基因相似的 基因，通常控制细胞的生长和分裂， 突变后会使细胞发生癌变。
4. 转分化与再生 • 生物界普遍存在再生现象，广义的 再生可包括分子水平、细胞水平、 组织与器官水平及整体水平的再生。 一般再生是指生物体缺失一部分后 发生重建的过程。
4. 转分化与再生 • 不同的多细胞有机体其再生能力有 明显差异。 • 再生现象从另一方面反映了细胞的 全能性。
(二) 细胞的全能性
1. 胞外信号分子对细胞分化的影响 • 对细胞分化发生影响的胞外信号分 子通过近端组织相互作用或远端组 织相互作用两种方式对细胞分化发 生影响。
1.胞外信号分子对细胞分化的影响
• 在胚胎发育过程中，一部分细胞会 影响其周围细胞使它们向一定方向 分化，这种作用称为胚胎诱导或近 端组织相互作用。 • 胚胎诱导通过细胞旁分泌产生的信 号分子如bFGF，TGF及hedgehog家族、 Wnt家族、Juxtacrine家族等五大家 族因子实现。
1.同源框基因
• Hox 基因在染色体上排列的次序不 仅与这些基因在胚胎发育过程中的 活化的时间顺序一致，而且与它们 沿躯体纵轴的空间表达时相也基本 相符。
Hox in Fly
1.同源框基因
• Hox 基因存在于多中无脊椎动物和 高等脊椎动物中，不同种动物的同 源同源异型结构域氨基酸序列的同 源性在60％~80%。 • 所有这些基因在细胞分化与发育中 均有类似的生物学功能。
• 细胞的全能性(totipotency)是指细 胞经分裂和分化后仍然具有产生完 整有机体的潜能或特性。 • 在整个发育过程中细胞分化的潜能 逐渐受到限制，经历由全能 (TOTIPOTENT)到多能(PLURIPOTENT) 到决定(DETERMINED)的过程。
细胞分化全景
内中外胚层
(二) 细胞的全能性
4. 细胞间的相互作用与位置效应
• 位置信息是产生位置效应的主要原 因。位置信息对细胞分化的作用应 包括多个层次：细胞核内DNA提供的 位置信息；细胞胞质成分提供的位 置信息；细胞所处空间提供的位置 信息；细胞能感知的外部来源的位 置信息等。
(四) 细胞分化的基因表达调控 • 胚胎细胞的分化与分化细胞的基因 特异性表达主要通过两个水平的调 节实现：转录与转录后水平的调节， 翻译与翻译后水平的调节。每个水 平有不同的调节途径。
细胞分化
细胞分化 • 多细胞有机体是由各种不同类型的 细胞组成，而这些 细胞又都是由一 个受精卵细胞经增殖分裂和细胞分 化衍生而来。
细胞分化
• 在个体发育过程中，由一种相同的 细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、 结构和功能上形成稳定性差异，产 生不同的细胞类群的过程称为细胞 分化（Cell Differentiation）
1. 转录与转录后水平的调控
⑴DNA甲基化 • DNA序列的甲基化状态被视为基因组 特征，这一特征在DNA复制中被保留。 • 在DNA甲基化酶催化下，DNA的CG两 个核苷酸的胞嘧啶可以发生甲基化。 DNA甲基化位点阻碍转录因子结合， 甲基化程度越高，DNA转录活性越低。
⑴DNA甲基化
• 特异DNA序列的甲基化与基因活性调 节相关。持续失活的基因甲基化程 度一般较高，持续表达的管家基因 常低甲基化，具有组织特异性表达 的基因，常在基因5’上游区呈低甲基 化状态。DNA甲基化状态与染色质结 构相关。
Hox in Fly and Mouse Embryo
不同生物同源框编码的氨基酸 序列比较
2. 果蝇体节发育过程 • 通过一系列转录调控作用果蝇早期 胚胎形成前后两极。Hox基因作为转 录调控因子起作用。
2. 果蝇体节发育过程 • 最先被激活的Hox基因是bicoid。 biciod 基因位于胚胎前部，表达后 其产物bicoid蛋白沿胚胎轴浓度逐 渐降低，产生位置效应。在高浓度 处激活hunchback基因。
2. 果蝇体节发育过程 • hunchback蛋白同样会产生位置效应。 在高浓度处抑制kupple基因转录， 在次高浓度处激活kupple基因转录， 在低浓度处不激活kupple基因。这 样kupple蛋白在胚胎中形成区带。
2. 果蝇体节发育过程
• Biocoid、Hunchback、kupple共同 作用，通过相似的机制诱导Even Skipped蛋白形成区带。 • Even Skipped蛋白诱导Fushi Tarazu蛋白形成区带。 • Fushi Tarazu蛋白和Even Skipped 蛋白共同作用诱导Para蛋白形成区 带。
(五) 细胞分化与胚胎发育
1.同源框基因 • 细胞分化是胚胎发育的基础。 • 通过对大量果蝇突变株的研究，发 现一套在果蝇体节发育中起关键作 用的基因群，称同源框基因(Hox)。
1.同源框基因
• 同源框基因或同源异型基因或 homeotic selector gene都含有一段由 180bp高度保守的序列，称同源框。 同源框编码的60个氨基酸又称同源 异型结构域。可形成α螺旋-转角- α 螺旋(HTH)结构可与特异DNA片段 中的大沟相互作用启动基因的表达。
Dolly,6 years old
Dolly with Wilmut
(二) 细胞的全能性 • 已分化细胞的细胞核仍然具有全能 性。 • 细胞分化并非由于它们丢失了基因 或所含基因不同。基因的“开关” 是可以“打开”和“关闭”的，分 化的细 胞各自选择性地“打开”并表达了 不同的基因。
(三)影响细胞分化的因素
• 卵细胞质中存在隐蔽mRNA。这些 mRNA不均匀分布。随着卵裂的进 行被不均匀地分配到子细胞中去， 从而产生了细胞不同的分化命运。
Asymmetric division
• Asymmetric division segregating P granules into the founder cell of the C.elegans germ line.
• 细胞分化的实质是奢侈基因在时间 与空间上的差异表达。这种差异表 达不仅涉及到基因转录水平和转录 加工水平上的精确调控，而且还涉 及染色体和DNA水平，翻译和翻译 后加工与修饰水平上复杂而严格的 调控过程。
3. 组合调控引发组织特异性基 因的表达 • 通过组合调控的方式，有限的少量 调控蛋白启动为数众多的特异细胞 类型的分化。 • 组合调控(combinational control)，每 种细胞类型的分化是由多种调控蛋 白共同调控完成。
⑵ 转录后调控 • 选择性将mRNA移出细胞核。 • 通过外显子的不同剪接或使用不同 的多聚腺苷酸位点，从初级转录本 产生两种以上mRNA，由此在不同 的细胞类型或同一细胞的不同时间 产生不同的蛋白。
2. 翻译和翻译后水平的调控 • mRNA翻译成多肽 • 翻译后多肽的加工及在细胞内的定 位与运输
胚胎移植
2. 细胞记忆与决定
• 细胞的决定与细胞的记忆有关。细 胞的记忆可以通过两种途径实现： 一是正反馈途径，即细胞接受刺激 后，活化转录因子，该因子不仅诱 导自身基因的表达，还诱导其他组 织特异性基因的表达；二是染色体 结构变化(DNA与蛋白质相互作用)的 信息传递子代细胞。
3. 受精卵细胞质的不均匀性
2. 管家基因和奢侈基因 house-keeping genes & luxury genes • 管家基因是指所有细胞中均要表达 的一类基因，其产物是维持细胞基 本生命活动所必需的。如微管蛋白 基因和糖酵解酶系基因与核糖体蛋 白基因等。