细胞分化和细胞的全能性PPT课件
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细胞分化(共71张PPT)
◆细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞。
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
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Southern 杂交
+
-
-
-
+
-
-
-
+
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
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
细胞的分化ppt课件
含有植物激素，无机盐，糖类等营养物质的培养液；
适宜的环境
二、细胞的全能性
细胞全能性高低的比较 （1）不同生物 植物体细胞 ＞ 动物体细胞 （2）同一生物 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
细胞分化程度越高，细胞的全能性 越低。 细胞分裂能力越强，细胞的全能性 越高 。
成熟动物和人体内还有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？
干细胞
1.概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
2.种类（按分化潜能的大小）
按来源分
胚胎干细胞
（发育时 期）
成体干细胞 全能干细胞（如受精卵）
按分化潜能分 多能干细胞（如造血干细胞、胚胎干细胞）
专能干细胞（如神经干细胞 ）
干细胞
红细胞
血小板
造血干细胞 白细胞
细胞全能性的应用
1.植物组织培养——快速繁殖花卉、蔬菜
二、细胞的全能性
资料一：1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧 皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。 从资料一中可以得到什么结论？
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能。
二、细胞ห้องสมุดไป่ตู้全能性
资料二：科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上 皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。
课堂练习
2.骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的
造血干细胞可在患者体内（ B ）
A. 正常生长 B. 增殖并分化成多种细胞 C. 分泌抗体 D. 杀死各种病原菌
D 3.下列对细胞分化的叙述正确的是 （ ）
A. 细胞分化是遗传物质改变的结果 B. 细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程 C. 细胞分化也可实现细胞数量的增加 D. 细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的
适宜的环境
二、细胞的全能性
细胞全能性高低的比较 （1）不同生物 植物体细胞 ＞ 动物体细胞 （2）同一生物 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
细胞分化程度越高，细胞的全能性 越低。 细胞分裂能力越强，细胞的全能性 越高 。
成熟动物和人体内还有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？
干细胞
1.概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
2.种类（按分化潜能的大小）
按来源分
胚胎干细胞
（发育时 期）
成体干细胞 全能干细胞（如受精卵）
按分化潜能分 多能干细胞（如造血干细胞、胚胎干细胞）
专能干细胞（如神经干细胞 ）
干细胞
红细胞
血小板
造血干细胞 白细胞
细胞全能性的应用
1.植物组织培养——快速繁殖花卉、蔬菜
二、细胞的全能性
资料一：1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧 皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。 从资料一中可以得到什么结论？
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能。
二、细胞ห้องสมุดไป่ตู้全能性
资料二：科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上 皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。
课堂练习
2.骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的
造血干细胞可在患者体内（ B ）
A. 正常生长 B. 增殖并分化成多种细胞 C. 分泌抗体 D. 杀死各种病原菌
D 3.下列对细胞分化的叙述正确的是 （ ）
A. 细胞分化是遗传物质改变的结果 B. 细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程 C. 细胞分化也可实现细胞数量的增加 D. 细胞分化是由细胞内的遗传物质调控的
《细胞全能性》课件
有丝分裂
有丝分裂是细胞分裂的一种方式，能够保证遗传信息的稳定传递。在有丝分裂 过程中，遗传物质被平均分配到两个子细胞中，从而保持细胞的全能性。
减数分裂
减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂方式，能够保证遗传信 息的重组和遗传多样性的产生。在减数分裂过程中，细胞的全能性得到保持和 传递。
细胞分化与细胞全能性的关系
细胞分化对于个体的发育和器官的形成至关重要。通过分化，不同的细胞能够承担特定的 生理功能，共同构建和维持生物体的正常生命活动。同时，细胞分化也是生物多样性的基 础之一，使得生物界具有丰富的物种和个体差异。
03
细胞全能性的应用
细胞全能性在医学上的应用
01
02
03
细胞治疗
利用细胞全能性的原理， 通过细胞移植、基因编辑 等技术，治疗各种疾病， 如癌症、遗传性疾病等。
这些基因在细胞分裂和分化过 程中保持沉默，但在一定条件 下可以被激活，使细胞展现出 全能性。
细胞全能性的表现
在实验室条件下，高度分化的细 胞可以通过一定的技术手段实现 逆分化，重新获得类似胚胎细胞
的发育潜能。
这些细胞可以进一步发育成一个 完整的个体，展示了细胞的全能
性。
目前，科学家已经成功地将某些 类型的细胞诱导为多能干细胞， 如诱导多能干细胞（iPSCs）。
基因编辑技术的优化
随着基因编辑技术的不断进步，未来有望实现对细胞全能性的更精 确调控，以实现更有效的疾病治疗和组织修复。
细胞免疫与移植
随着免疫学和干细胞技术的不断发展，未来将进一步探索细胞免疫 和移植治疗在细胞全能性研究中的应用。
细胞全能性研究的重要性和意义
1 2
疾病治疗与药物研发
细胞全能性研究为疾病治疗和药物研发提供了新 的思路和方法，有望为人类健康事业做出重要贡 献。
有丝分裂是细胞分裂的一种方式，能够保证遗传信息的稳定传递。在有丝分裂 过程中，遗传物质被平均分配到两个子细胞中，从而保持细胞的全能性。
减数分裂
减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂方式，能够保证遗传信 息的重组和遗传多样性的产生。在减数分裂过程中，细胞的全能性得到保持和 传递。
细胞分化与细胞全能性的关系
细胞分化对于个体的发育和器官的形成至关重要。通过分化，不同的细胞能够承担特定的 生理功能，共同构建和维持生物体的正常生命活动。同时，细胞分化也是生物多样性的基 础之一，使得生物界具有丰富的物种和个体差异。
03
细胞全能性的应用
细胞全能性在医学上的应用
01
02
03
细胞治疗
利用细胞全能性的原理， 通过细胞移植、基因编辑 等技术，治疗各种疾病， 如癌症、遗传性疾病等。
这些基因在细胞分裂和分化过 程中保持沉默，但在一定条件 下可以被激活，使细胞展现出 全能性。
细胞全能性的表现
在实验室条件下，高度分化的细 胞可以通过一定的技术手段实现 逆分化，重新获得类似胚胎细胞
的发育潜能。
这些细胞可以进一步发育成一个 完整的个体，展示了细胞的全能
性。
目前，科学家已经成功地将某些 类型的细胞诱导为多能干细胞， 如诱导多能干细胞（iPSCs）。
基因编辑技术的优化
随着基因编辑技术的不断进步，未来有望实现对细胞全能性的更精 确调控，以实现更有效的疾病治疗和组织修复。
细胞免疫与移植
随着免疫学和干细胞技术的不断发展，未来将进一步探索细胞免疫 和移植治疗在细胞全能性研究中的应用。
细胞全能性研究的重要性和意义
1 2
疾病治疗与药物研发
细胞全能性研究为疾病治疗和药物研发提供了新 的思路和方法，有望为人类健康事业做出重要贡 献。
细胞分化和植物细胞全能性
2
在细胞分化的过程中，细胞的形态、结构和功能 逐渐发生变化，这些变化是基因选择性表达的结 果。
3
表观遗传修饰在细胞分化过程中也起着重要的作 用，它可以调控基因的表达，影响细胞的分化方 向。
细胞分化的特点
持久性
细胞分化一旦发生，分化后的细胞将保 持其特有的形态、结构和功能，直到生
命结束。
不可逆性
一般情况下，已经分化的细胞只能沿 着某一特定方向发展，而不能逆转回
05 结论与展望
研究结论
细胞分化是植物生长和发育过程中的重要过程，通过 细胞分化，植物能够形成具有特定功能的组织和器官。
输标02入题
植物细胞全能性是指一个植物细胞具有发育成完整个 体的潜在能力，这一特性为植物的再生和繁殖提供了 基础。
01
03
植物激素和环境因素对细胞分化和植物细胞全能性具 有重要影响，它们能够调控细胞的生长和发育过程。
04
细胞分化与植物细胞全能性之间存在密切关系，细胞 分化程度越高，其全能性越受到限制；反之，未分化 的细胞具有更高的全能性。
研究展望
探索细胞分化与植物细胞全能性之间的相互作 用关系，以及如何通过调控细胞分化来提高植
物的抗逆性和适应性。
加强植物细胞工程和基因工程的应用研究，利用植物 细胞的全能性，实现植物的快速繁殖、基因改良和生
原始状态。
稳定性
细胞分化具有高度的稳定性，即使在 某些条件下，已经分化的细胞也不会 重新回到未分化的状态。
遗传性
细胞分化是基因选择性表达的结果， 因此具有遗传性，可以遗传给后代。
03 植物细胞全能性基础
植物细胞全能性的定义
植物细胞全能性的表现
在适宜的条件下，植物细胞可以脱分化形成愈伤组织，进而再分化形成完整的 植株。
细胞分化和细胞的全能性
在医学上，细胞核移植技术可以用于 生产与患者完全匹配的干细胞和组织 ，用于移植治疗。通过将患者的体细 胞的核转移到卵细胞中，可以产生与 患者完全匹配的干细胞和组织，避免 了免疫排斥反应和伦理问题。
THANK YOU
感谢聆听
通常情况下，已经分化 的细胞无法回到未分化
状态。
多样性
细胞分化产生不同类型 的细胞，形成生物体的
多样性。
遗传稳定性
分化细胞的基因表达模 式是相对稳定的，能够 保持遗传信息的稳定传
递。
03
细胞分化的类型
胚胎细胞分化
胚胎细胞分化是指在胚胎发育过程中，细胞根据特 定的遗传和环境信号，逐渐特化形成不同类型的细 胞。
02
细胞分化过程中，基因选择性表达使得细胞获得特定的功能和形态，同时保留 了全能性，即细胞仍保持着发育成完整个体的能力。
03
细胞的全能性在某些条件下可以诱导和激发，例如通过组织培养、基因编辑等 技术手段，使已分化的细胞重新获得或部分恢复全能性。
细胞分化和全能性的区别
细胞分化是指细胞在发育过程中逐渐获得特定功能和形态的过程，而细胞 的全能性是指细胞具有发育成完整个体的潜能。
分化的细胞只能发育成与原组织相似的部分，而具有全能性的细胞则可以 发育成完整的个体。
分化的细胞在形态、功能和基因表达等方面均有所改变，而具有全能性的 细胞则保持了发育成完整个体的所有必要条件。
细胞分化和全能性的影响因素
遗传因素
基因组结构和表达模式决定了细胞的分化方向和全能性程度。基因突变、染色体异常等遗传因素可以影响细胞的分化 与全能性。
胚胎干细胞治疗
胚胎干细胞治疗可用于治疗一些难以治愈的疾病，如 糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病等。通过将胚胎干 细胞分化成特定的细胞类型，可以替换病变或受损的 细胞，恢复细胞功能，从而达到治疗疾病的目的。
《细胞全能性》幻灯片PPT
第三章 细胞全能性 与形态发生
主要内容
▪ 细胞的全能性及其实现途径 ▪ 脱分化与再分化 ▪ 形态发生途径 器官发生途径
体细胞胚途径
一、细胞的全能性
▪ 全能性：一个细胞所具有的产生完整生物个体的 固有能力称之为细胞的全能性。
▪ 细胞学说：细胞是生物体构造和功能的根本单位 ▪ 遗传学理论：细胞具有生物体全部的遗传物质
二、再分化
▪ 极性 ▪ 管状分子细胞的分化〔微管组织形成〕 ▪ 细胞再分化途径
二、再分化
▪ 再分化〔redifferentiation〕：在离体条件下， 当细胞脱分化以后，无序生长的细胞及其愈伤组 织要重新进入有序生长进而才能再生个体，通常 把离体培养下的这一过程称为再分化。
▪ 细胞要进展再分化，首先必须建立极性。
▪ 其中，液泡消失和叶绿体的转变是脱分化的重要特征。
〔二〕、脱分化的过程
▪ 启动阶段：现为细胞质增生，并开场向细胞中央 伸出细胞质丝，液泡蛋白体出现；
▪ 演变阶段：此时细胞核开场向中央移动，质体演 变成原质体；
▪ 终结阶段：细胞回复到分生细胞状态，细胞其始 分裂和进展分化。
〔三〕、脱分化的机理
细胞周期对脱分化的调控
〔四〕、脱分化的结果
▪ 细胞脱分化是细胞状态的改变，成功的脱分化绝大多数情 况下导致细胞的分裂，通过分裂形成愈伤组织。
▪ 细胞初期分裂方式与外植体细胞类型有关。为正常二倍体 细胞，第一次分裂通常是有丝分裂；含有高倍化细胞，第 一次分裂可能是有丝分裂，也可能是无丝分裂。
▪ 有些外植体的细胞脱分化以后直接形成胚性细胞进而形成 体细胞胚。
〔二〕、管状分子细胞的分化
▪ 管状分子细胞的形成非常重要，它在维管的形成 中具有中心作用，是维管发生的一个标志。
主要内容
▪ 细胞的全能性及其实现途径 ▪ 脱分化与再分化 ▪ 形态发生途径 器官发生途径
体细胞胚途径
一、细胞的全能性
▪ 全能性：一个细胞所具有的产生完整生物个体的 固有能力称之为细胞的全能性。
▪ 细胞学说：细胞是生物体构造和功能的根本单位 ▪ 遗传学理论：细胞具有生物体全部的遗传物质
二、再分化
▪ 极性 ▪ 管状分子细胞的分化〔微管组织形成〕 ▪ 细胞再分化途径
二、再分化
▪ 再分化〔redifferentiation〕：在离体条件下， 当细胞脱分化以后，无序生长的细胞及其愈伤组 织要重新进入有序生长进而才能再生个体，通常 把离体培养下的这一过程称为再分化。
▪ 细胞要进展再分化，首先必须建立极性。
▪ 其中，液泡消失和叶绿体的转变是脱分化的重要特征。
〔二〕、脱分化的过程
▪ 启动阶段：现为细胞质增生，并开场向细胞中央 伸出细胞质丝，液泡蛋白体出现；
▪ 演变阶段：此时细胞核开场向中央移动，质体演 变成原质体；
▪ 终结阶段：细胞回复到分生细胞状态，细胞其始 分裂和进展分化。
〔三〕、脱分化的机理
细胞周期对脱分化的调控
〔四〕、脱分化的结果
▪ 细胞脱分化是细胞状态的改变，成功的脱分化绝大多数情 况下导致细胞的分裂，通过分裂形成愈伤组织。
▪ 细胞初期分裂方式与外植体细胞类型有关。为正常二倍体 细胞，第一次分裂通常是有丝分裂；含有高倍化细胞，第 一次分裂可能是有丝分裂，也可能是无丝分裂。
▪ 有些外植体的细胞脱分化以后直接形成胚性细胞进而形成 体细胞胚。
〔二〕、管状分子细胞的分化
▪ 管状分子细胞的形成非常重要，它在维管的形成 中具有中心作用，是维管发生的一个标志。
细胞的分化ppt课件
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种组织和器官,最终发育成完 整个体.例如:胚胎干细胞
多能干细胞 可以发育成一种器官的多种组
织,但是不能发育成完整个体. 例如:造血干细胞
专能干细胞 可分化成某一类型的细胞.例
如:神经干细胞
正常人的红细胞的寿命为120d，白细胞 的寿命为5－7d，这些血细胞都是失去 分裂能力的细胞。 白血病患者的血液中出现大量的异常白 细胞，而正常的血细胞明显减少。通过 骨髓移植可以有效的治疗白血病。
细胞的全能性
1.概念：已经分化的细胞仍然具备发育 成完整个体的潜能。
2.原因： 已分化的细胞具有与受精卵相 同的全部遗传物质
3. 全能性的体现
(1)植物细胞全能性的体现-----植物组织培 养技术
植物组织培养
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化（又叫去分化）
愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡
化的呈无定形状态的薄壁细胞）
2.一个个体中所有细胞的遗传信息既 然相同,为什么各种细胞还会在形态、 结构、功能上出现差异?
表达 血红蛋白 分化成
关闭
红细胞
A
关闭
分化成
B
表达 肌动蛋白
肌肉细胞
实质: 基因选择性表达的结果 (遗传信息的执行情况不同)
细胞内结构蛋白质、酶等化学物出现不同
细胞分化的特点：
（1）稳定性差异：一般说来，分化了的细胞将一 直保持分化后的状态，直到死亡。
细胞的分化
细胞分化 细胞的全能性 干细胞研究
一、 细胞的分化及其意义
多细胞发育的起点__受_精__卵_____
叶肉细胞
表皮细胞
贮藏细胞
来自一群彼此相似的早期胚细胞
第二章植物组织培养的基本原理ppt课件
第二章 植物组织培养的基本原理
第一节 细胞全能性与细胞分化 一、细胞全能性理论的提出与发展：
植物细胞全能性理论是植物组织培养的核心理论。
1839年, Schwann提出有机体的每一个生活细胞在适宜的外 部
环境条件下都有独立发育的潜能。
1901年, Morgan首次提出一个细胞应具有发育出一个完整 植
小孢子分裂的末期产生的成膜 体，形成一个细胞板，随后，变 为分隔营养细胞和生殖细胞的壁。 由于胞质分裂高度的不均等性， 形成大小悬殊的营养细胞和生殖 细胞。
茎切段有极性。
2、作用： 使细胞内生活物质的定向和定位，表现两极分化，导致
两极不对称性。
3、决定因素： 微管结构决定细胞分裂的取向，决定着细胞最终的形态。 质膜作为接受外界刺激的最初反应部位，其局部变化及
其与微丝的结合可能是极性形成并稳定的基础。
微管的结构
➢微 管 (microtubule) 是 存在于细胞质中的由微 管 蛋 白 (tubulin) 组 装 成 的中空管状结构。
➢微管的主要结构成分是由α-微管蛋白 与β-微管蛋白构成的异二聚体，这些微 管蛋白组成念珠状的原纤丝，由13条原 纤丝按行定向平行排列则组成微管。
株的能力。
1902年，Haberlandt 首次提出细胞培养的概念。
1934年, White用离体的番茄根建立了第一个活跃生长的 无
性系，使根的离体培养实验首次获得了真正的成 功。提出B族维生素的重要性。
1944年，Skoog报道DNA的降解产物腺嘌呤, 可以促 进愈伤组织的生长，解除生长素对芽形成的抑 制作用，诱导芽的形成。
”。即在没有生长素的培养基上也能生长一段时间。
3）质地： 愈伤组织的质地分为：松散、致密两类。在适宜
第一节 细胞全能性与细胞分化 一、细胞全能性理论的提出与发展：
植物细胞全能性理论是植物组织培养的核心理论。
1839年, Schwann提出有机体的每一个生活细胞在适宜的外 部
环境条件下都有独立发育的潜能。
1901年, Morgan首次提出一个细胞应具有发育出一个完整 植
小孢子分裂的末期产生的成膜 体，形成一个细胞板，随后，变 为分隔营养细胞和生殖细胞的壁。 由于胞质分裂高度的不均等性， 形成大小悬殊的营养细胞和生殖 细胞。
茎切段有极性。
2、作用： 使细胞内生活物质的定向和定位，表现两极分化，导致
两极不对称性。
3、决定因素： 微管结构决定细胞分裂的取向，决定着细胞最终的形态。 质膜作为接受外界刺激的最初反应部位，其局部变化及
其与微丝的结合可能是极性形成并稳定的基础。
微管的结构
➢微 管 (microtubule) 是 存在于细胞质中的由微 管 蛋 白 (tubulin) 组 装 成 的中空管状结构。
➢微管的主要结构成分是由α-微管蛋白 与β-微管蛋白构成的异二聚体，这些微 管蛋白组成念珠状的原纤丝，由13条原 纤丝按行定向平行排列则组成微管。
株的能力。
1902年，Haberlandt 首次提出细胞培养的概念。
1934年, White用离体的番茄根建立了第一个活跃生长的 无
性系，使根的离体培养实验首次获得了真正的成 功。提出B族维生素的重要性。
1944年，Skoog报道DNA的降解产物腺嘌呤, 可以促 进愈伤组织的生长，解除生长素对芽形成的抑 制作用，诱导芽的形成。
”。即在没有生长素的培养基上也能生长一段时间。
3）质地： 愈伤组织的质地分为：松散、致密两类。在适宜
《细胞的分化》ppt课件完整版
《细胞的分化》ppt 课件完整版目录•细胞分化概述•细胞分化的分子基础•细胞分化的调控机制•细胞分化与胚胎发育•细胞分化与组织器官形成•细胞分化与疾病治疗01细胞分化概述细胞分化的定义与意义定义细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
意义细胞分化是生物体发育的基础，它使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化的类型组织特异性分化细胞在发育过程中，逐渐特化形成具有特定形态和功能的组织或器官。
例如，神经细胞、肌肉细胞和上皮细胞等。
功能特异性分化细胞在特定生理或病理条件下，发生特定功能的改变。
例如，免疫细胞在受到抗原刺激后，会分化为具有特定免疫功能的细胞。
时空特异性分化细胞在发育过程中的时间和空间上发生特定的变化。
例如，胚胎发育过程中，细胞按照特定的时间和空间顺序进行分化和排列，形成不同的组织和器官。
细胞分化的研究历程早期研究0119世纪末至20世纪初，科学家们开始研究细胞分化的现象和规律，提出了细胞全能性和细胞分化的概念。
中期研究0220世纪中期，随着分子生物学和遗传学的发展，科学家们开始从分子水平研究细胞分化的机制，揭示了基因选择性表达和表观遗传学在细胞分化中的重要作用。
近期研究03近年来，随着高通量测序技术和单细胞测序技术的发展，科学家们能够更深入地研究细胞分化的分子机制和调控网络，为理解生物体发育和疾病发生发展提供了重要依据。
02细胞分化的分子基础基因的选择性表达是指在细胞分化过程中，不同基因在特定时间和空间上的表达差异。
这种表达差异导致了不同细胞类型的形成，是细胞分化的分子基础。
基因的选择性表达受到多种因素的调控，包括转录因子、表观遗传学修饰等。
基因的选择性表达在细胞分化过程中，转录因子通过识别并结合到特定基因的启动子区域，调控基因的转录和表达。
不同的转录因子在细胞分化过程中发挥着不同的作用，形成了复杂的基因表达调控网络。
细胞的分化说课稿PPT课件
06
课程评估和反馈
学生表现评估
01
02
03ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂参与度
观察学生在课堂上的表现， 是否积极参与讨论，是否 能提出有意义的问题。
作业完成情况
检查学生的作业完成情况， 包括作业的准确性和完整 性，以及是否按时提交。
测试和考试成绩
通过测试和考试评估学生 对课程内容的掌握程度， 包括知识的理解和应用能 力。
干细胞治疗可用于治疗多种疾病，如糖尿病、帕金 森病、脊髓损伤等。
干细胞治疗具有广阔的应用前景，但仍需要进一步 的研究和临床试验来验证其安全性和有效性。
再生医学
02
01
03
再生医学是一种利用细胞分化的能力来修复或替换受 损组织的治疗方法。
通过诱导干细胞分化为特定细胞类型，再生医学可用 于治疗多种疾病，如心脏病、糖尿病等。
通过间隙连接、突触等方式， 细胞间可传递信号分子，影响 彼此的分化状态。
细胞黏附
细胞间的黏附作用可形成特定 的组织结构，维持细胞的分化 状态。
细胞凋亡与坏死
细胞凋亡与坏死可影响细胞群 体的动态平衡，对细胞分化产 生影响。
04
细胞分化的应用
干细胞治疗
干细胞治疗是一种利用干细胞分化为特定细胞类型 的能力，以替代或修复受损组织的治疗方法。
详细描述
细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性的特点。持久性是指分化后的细胞会保持其特 性和功能，直到受到新的刺激或损伤。稳定性是指分化后的细胞不会轻易改变其特性和 功能。不可逆性是指已经分化的细胞不会重新回到全能性状态，除非经过基因重组或诱
导。这些特点使得细胞分化成为生物个体发育和组织形成的必要过程。
学生反馈收集
调查问卷
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1.细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变？ 提示：分化的细胞是通过有丝分裂产生的，其核内遗传物质 完全相同，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，遗传 物质并没有发生改变。
2.人体血液中每时每刻都有血细胞在死亡，但是血液中各种 血细胞的数量却基本保持不变，为什么? 提示：骨髓造血干细胞不断增殖产生新细胞，并分化成相应 的血细胞，维持了血细胞总量基本不变。
4.干细胞具有一定的分裂和分化能力，随着医学技术的发展， 人们有望通过诱导干细胞发育成特定的组织或器官，此技术 将会给需要器官移植的患者带来福音。根据以上材料，思考 下列问题： （1）诱导干细胞发育成特定的组织或器官是否体现了细胞 的全能性？ 提示：不能体现出全能性。因为只是发育形成组织或器官， 而没有发育成完整个体。
5．细胞分化与细胞分裂有何联系？ 提示：（1）细胞的分裂与分化往往是相伴相随的，常常表 现出边分裂边分化的现象； （2）随着细胞分化程度的增进，细胞的分裂能力逐渐下降， 最后高度分化的细胞同时失去了分裂能力，这种现象从另一 个侧面也反映出两者之间的伴随关系； （3）细胞的分化并不是单个细胞或少数细胞的孤立变化， 而必须以细胞增殖生成的一定数量的细胞作基础。
典例 将分离得到的成熟的 胡萝卜根的韧皮部细胞进行 培养，由单个细胞发育成完 整的新植株，如图所示。请 分析： (1)所用的生物技术称为_______技术。 (2)分离出来的胡萝卜根的韧皮部细胞成为愈伤组织是通过 _______分裂方式来完成的。
(3)愈伤组织中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中， 形态结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象称为 ____________。 (4)该实验说明_________________。 (5)该试管苗的形成经历了____________等几个过程。
（2）总结判断体现细胞全能性的条件。 提示：判断体现全能性需满足以下两个条件 : ①发育的起点是高度分化的组织或细胞。 ②发育的终点是完整的生物个体。
1.细胞在生物体内没有表现全能性的原因 在生物体内细胞不表现全能性，而是分化为不同的组织、器 官，其原因在于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。 2.实现植物细胞全能性的条件 离体（必要条件）、一定的营养物质（水、无机盐、维生素、 氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素）、适宜的条件 （适宜的温度、pH）。
【特别提醒】①细胞全能性是植物组织培养的理论基础，早 期胚胎细胞和干细胞都具有明显的全能性。②在同一生物体 内，不同部位的细胞核的遗传物质都是一样的，但是在个体 发育的不同时期，细胞内表达的基因是不相同的，合成的蛋 白质分子也不一样，从而形成了不同的组织器官。
【拓展链接】 愈伤组织与胚状体 愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式两 种。 （1）不定芽方式是在某些条件下，愈伤组织中的分生细胞 发生分化，形成不同的器官原基，再逐渐形成芽和根。 （2）胚状体方式是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、 胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。这种由愈伤组 织中的薄壁细胞不经过有性生殖过程，直接产生类似于胚的 结构，叫做胚状体。
分化能力与分化程度的关系 两者成反比关系： （1）分化程度越高，分化能力越低； （2）分化能力越高，证明分化程度越低。
典例 细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢 侈基因的是 A．血红蛋白基因 B．ATP合成酶基因 C．呼吸酶基因 D．核糖体蛋白基因
（1）细胞分化是基因选择性表达的结果； （2）血红蛋白基因只在红细胞中才进行表达。
解答本题时注意以下三点： （1）植物组织培养的原理是细胞的全能性； （2）植物组织培养通过脱分化形成愈伤组织，再分化形成 胚状体，然后发育成幼苗； （3）植物组织培养需要离体细胞及适宜的营养物质和外界 条件。
【规范解答】(1)由离体的器官、组织或细胞，利用植物细 胞的全能性发展起来的快速繁殖植物的新技术称为植物组织 培养技术。(2)分离出的单个细胞首先通过脱分化和分裂形 成愈伤组织，再经过再分化形成胚状体。 (3)同一种类型的 细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定 性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 (4) 植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。 (5)该试管 苗的形成需先经细胞分裂形成愈伤组织，再经细胞分化形成 各种组织、器官。
细胞分化与细胞内遗传物质变化 (1)从最终来源看，生物体不同细胞均来自受精卵的有丝分 裂，由于有丝分裂中遗传物质几乎不发生变化，因而，同一 生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传物质。 (2)在个体发育过程中，由于各种因素的影响，在基因调控 下，不同部位的不同细胞在不同时期选择表达不同的基因， 合成不同的蛋白质，使细胞表现不同的形态及生理特性。
【规范解答】选A。奢侈基因既然是选择性表达，说明它只 在特定细胞内表达。血红蛋白基因只在红细胞内表达，因此 血红蛋白基因是奢侈基因。而ATP合成酶、呼吸酶、核糖体 蛋白广泛存在于多种细胞中，其基因的表达不具有选择性， 因此这些基因不是奢侈基因。
1．细胞的全能性指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个 体的潜能，这里为什么强调“潜能”二字？ 提示：分化后的细胞尽管在形态、结构、功能上发生了变化， 但仍保留着保持本物பைடு நூலகம்遗传特性的全套基因，基因并未因分 化而丢失或改变，所以高度分化的细胞仍然具有发育成完整 个体的能力，要真正实现全能性的表达，往往需要给予一定 的条件，这种潜在的能力才可以实现表达。
3.由同一受精卵发育来的叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞为 什么形态、结构、功能各不相同?上述细胞的DNA数目、结构 有何关系? 提示：(1)是细胞分化的结果，由于基因的选择性表达，导 致细胞在形态、结构、功能上出现差异。 (2)上述细胞由同一受精卵发育而来，因此细胞的 DNA数目、 结构相同。
4．细胞分化发生在生物体的什么时期？ 提示：生物体的整个生命进程中。
2.结合教材P88图5-7思考：该实验能证明植物细胞具有生长 发育的全能性吗？为什么？ 提示：能。植物体中单个已经分化的细胞具有发育成完整个 体的全部遗传物质，在适宜条件下，具有发育成完整新植株 的潜能。 3.为什么已分化的细胞仍具有全能性？ 提示：已分化的细胞都由受精卵经有丝分裂而来，都具有和 受精卵相同的全套遗传物质。
2.人体血液中每时每刻都有血细胞在死亡，但是血液中各种 血细胞的数量却基本保持不变，为什么? 提示：骨髓造血干细胞不断增殖产生新细胞，并分化成相应 的血细胞，维持了血细胞总量基本不变。
4.干细胞具有一定的分裂和分化能力，随着医学技术的发展， 人们有望通过诱导干细胞发育成特定的组织或器官，此技术 将会给需要器官移植的患者带来福音。根据以上材料，思考 下列问题： （1）诱导干细胞发育成特定的组织或器官是否体现了细胞 的全能性？ 提示：不能体现出全能性。因为只是发育形成组织或器官， 而没有发育成完整个体。
5．细胞分化与细胞分裂有何联系？ 提示：（1）细胞的分裂与分化往往是相伴相随的，常常表 现出边分裂边分化的现象； （2）随着细胞分化程度的增进，细胞的分裂能力逐渐下降， 最后高度分化的细胞同时失去了分裂能力，这种现象从另一 个侧面也反映出两者之间的伴随关系； （3）细胞的分化并不是单个细胞或少数细胞的孤立变化， 而必须以细胞增殖生成的一定数量的细胞作基础。
典例 将分离得到的成熟的 胡萝卜根的韧皮部细胞进行 培养，由单个细胞发育成完 整的新植株，如图所示。请 分析： (1)所用的生物技术称为_______技术。 (2)分离出来的胡萝卜根的韧皮部细胞成为愈伤组织是通过 _______分裂方式来完成的。
(3)愈伤组织中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中， 形态结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象称为 ____________。 (4)该实验说明_________________。 (5)该试管苗的形成经历了____________等几个过程。
（2）总结判断体现细胞全能性的条件。 提示：判断体现全能性需满足以下两个条件 : ①发育的起点是高度分化的组织或细胞。 ②发育的终点是完整的生物个体。
1.细胞在生物体内没有表现全能性的原因 在生物体内细胞不表现全能性，而是分化为不同的组织、器 官，其原因在于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。 2.实现植物细胞全能性的条件 离体（必要条件）、一定的营养物质（水、无机盐、维生素、 氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素）、适宜的条件 （适宜的温度、pH）。
【特别提醒】①细胞全能性是植物组织培养的理论基础，早 期胚胎细胞和干细胞都具有明显的全能性。②在同一生物体 内，不同部位的细胞核的遗传物质都是一样的，但是在个体 发育的不同时期，细胞内表达的基因是不相同的，合成的蛋 白质分子也不一样，从而形成了不同的组织器官。
【拓展链接】 愈伤组织与胚状体 愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式两 种。 （1）不定芽方式是在某些条件下，愈伤组织中的分生细胞 发生分化，形成不同的器官原基，再逐渐形成芽和根。 （2）胚状体方式是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、 胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。这种由愈伤组 织中的薄壁细胞不经过有性生殖过程，直接产生类似于胚的 结构，叫做胚状体。
分化能力与分化程度的关系 两者成反比关系： （1）分化程度越高，分化能力越低； （2）分化能力越高，证明分化程度越低。
典例 细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢 侈基因的是 A．血红蛋白基因 B．ATP合成酶基因 C．呼吸酶基因 D．核糖体蛋白基因
（1）细胞分化是基因选择性表达的结果； （2）血红蛋白基因只在红细胞中才进行表达。
解答本题时注意以下三点： （1）植物组织培养的原理是细胞的全能性； （2）植物组织培养通过脱分化形成愈伤组织，再分化形成 胚状体，然后发育成幼苗； （3）植物组织培养需要离体细胞及适宜的营养物质和外界 条件。
【规范解答】(1)由离体的器官、组织或细胞，利用植物细 胞的全能性发展起来的快速繁殖植物的新技术称为植物组织 培养技术。(2)分离出的单个细胞首先通过脱分化和分裂形 成愈伤组织，再经过再分化形成胚状体。 (3)同一种类型的 细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定 性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 (4) 植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。 (5)该试管 苗的形成需先经细胞分裂形成愈伤组织，再经细胞分化形成 各种组织、器官。
细胞分化与细胞内遗传物质变化 (1)从最终来源看，生物体不同细胞均来自受精卵的有丝分 裂，由于有丝分裂中遗传物质几乎不发生变化，因而，同一 生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传物质。 (2)在个体发育过程中，由于各种因素的影响，在基因调控 下，不同部位的不同细胞在不同时期选择表达不同的基因， 合成不同的蛋白质，使细胞表现不同的形态及生理特性。
【规范解答】选A。奢侈基因既然是选择性表达，说明它只 在特定细胞内表达。血红蛋白基因只在红细胞内表达，因此 血红蛋白基因是奢侈基因。而ATP合成酶、呼吸酶、核糖体 蛋白广泛存在于多种细胞中，其基因的表达不具有选择性， 因此这些基因不是奢侈基因。
1．细胞的全能性指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个 体的潜能，这里为什么强调“潜能”二字？ 提示：分化后的细胞尽管在形态、结构、功能上发生了变化， 但仍保留着保持本物பைடு நூலகம்遗传特性的全套基因，基因并未因分 化而丢失或改变，所以高度分化的细胞仍然具有发育成完整 个体的能力，要真正实现全能性的表达，往往需要给予一定 的条件，这种潜在的能力才可以实现表达。
3.由同一受精卵发育来的叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞为 什么形态、结构、功能各不相同?上述细胞的DNA数目、结构 有何关系? 提示：(1)是细胞分化的结果，由于基因的选择性表达，导 致细胞在形态、结构、功能上出现差异。 (2)上述细胞由同一受精卵发育而来，因此细胞的 DNA数目、 结构相同。
4．细胞分化发生在生物体的什么时期？ 提示：生物体的整个生命进程中。
2.结合教材P88图5-7思考：该实验能证明植物细胞具有生长 发育的全能性吗？为什么？ 提示：能。植物体中单个已经分化的细胞具有发育成完整个 体的全部遗传物质，在适宜条件下，具有发育成完整新植株 的潜能。 3.为什么已分化的细胞仍具有全能性？ 提示：已分化的细胞都由受精卵经有丝分裂而来，都具有和 受精卵相同的全套遗传物质。