细胞分化凋亡课件
合集下载
(细胞生物学基础)第十章细胞分化、衰老与凋亡
酶的激活
Caspase酶是细胞凋亡的主要执行者，当它们被激活后，会像“切割器”一样将细胞内的 蛋白质降解，导致细胞死亡。
细胞凋亡的生物学意义
维持内环源自文库稳定
细胞凋亡有助于清除不再需要 的或异常的细胞，维持机体内 环境的稳定。
促进组织发育
在胚胎发育和组织形成过程中 ，细胞凋亡有助于清除多余的 或不必要的细胞，促进正常组 织的形成。
细胞凋亡
细胞凋亡是指细胞在某些内外因素作用下，经过 一系列的生化反应，最终导致细胞死亡的过程。
相互影响
细胞分化的过程可能会影响细胞的衰老和凋亡， 而细胞的衰老和凋亡也可能影响细胞的分化。例 如，在某些情况下，细胞分化可能会导致细胞衰 老和凋亡的加速，而细胞的衰老和凋亡也可能影 响细胞的分化方向和进程。
80%
细胞骨架和细胞膜蛋白
细胞骨架和细胞膜蛋白也可以影 响细胞的分化，通过改变细胞的 形态和功能。
细胞分化的信号转导途径
1 2
MAPK信号转导途径
MAPK信号转导途径在细胞分化过程中发挥重要 作用，它可以传递生长因子和激素的信号。
PI3K信号转导途径
PI3K信号转导途径也可以影响细胞的分化，它可 以通过影响细胞的代谢和生长来调控细胞的命运。
细胞分化是生物个体发育的基础，通过细胞分化， 可以形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官 。
细胞分化是基因选择性表达的结果，在分化过程中 ，基因会根据需要表达特定的蛋白质，从而形成不 同的细胞类型。
Caspase酶是细胞凋亡的主要执行者，当它们被激活后，会像“切割器”一样将细胞内的 蛋白质降解，导致细胞死亡。
细胞凋亡的生物学意义
维持内环源自文库稳定
细胞凋亡有助于清除不再需要 的或异常的细胞，维持机体内 环境的稳定。
促进组织发育
在胚胎发育和组织形成过程中 ，细胞凋亡有助于清除多余的 或不必要的细胞，促进正常组 织的形成。
细胞凋亡
细胞凋亡是指细胞在某些内外因素作用下，经过 一系列的生化反应，最终导致细胞死亡的过程。
相互影响
细胞分化的过程可能会影响细胞的衰老和凋亡， 而细胞的衰老和凋亡也可能影响细胞的分化。例 如，在某些情况下，细胞分化可能会导致细胞衰 老和凋亡的加速，而细胞的衰老和凋亡也可能影 响细胞的分化方向和进程。
80%
细胞骨架和细胞膜蛋白
细胞骨架和细胞膜蛋白也可以影 响细胞的分化，通过改变细胞的 形态和功能。
细胞分化的信号转导途径
1 2
MAPK信号转导途径
MAPK信号转导途径在细胞分化过程中发挥重要 作用，它可以传递生长因子和激素的信号。
PI3K信号转导途径
PI3K信号转导途径也可以影响细胞的分化，它可 以通过影响细胞的代谢和生长来调控细胞的命运。
细胞分化是生物个体发育的基础，通过细胞分化， 可以形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官 。
细胞分化是基因选择性表达的结果，在分化过程中 ，基因会根据需要表达特定的蛋白质，从而形成不 同的细胞类型。
细胞的分化(公开课)ppt课件
代孕母羊
白面羊的克隆羊 可编辑课件PPT
20
3、全能性高低的比较：
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞 分化程度越高，全能性越__低__；分化程度越低， 全能性越_高__。
1、植物体细胞 > 动物体细胞
2、受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
3、能够增殖的细胞 > 停止增殖的细胞
可编辑课件PPT
细胞分化
小肠上 皮细胞 血红 细胞
神经 细胞
可编辑课件PPT
10
增加
不变
相同
差异
遗传信息都不变
共同完成生物个体发育过程
可编辑课件PPT
11
练一练
1.下列对细胞分化的叙述正确的是 （ D ）
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
－普遍性
可编辑课件PPT
7
分化是以分裂为基础的。就一个个 体来说，各种细胞具有完全相同的遗 传信息。只是在不同细胞中遗传信息 的执行情况不同。
胚 胎
红细胞
血红蛋白基因开启 肌动蛋白基因关闭
大量合成血红蛋白
细 胞
心肌细胞
肌动蛋白基因开启 血红蛋白基因关闭
大量合成肌动蛋白
细胞分化的根本原因：不同细胞中遗传信息的
白面羊的克隆羊 可编辑课件PPT
20
3、全能性高低的比较：
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞 分化程度越高，全能性越__低__；分化程度越低， 全能性越_高__。
1、植物体细胞 > 动物体细胞
2、受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
3、能够增殖的细胞 > 停止增殖的细胞
可编辑课件PPT
细胞分化
小肠上 皮细胞 血红 细胞
神经 细胞
可编辑课件PPT
10
增加
不变
相同
差异
遗传信息都不变
共同完成生物个体发育过程
可编辑课件PPT
11
练一练
1.下列对细胞分化的叙述正确的是 （ D ）
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
－普遍性
可编辑课件PPT
7
分化是以分裂为基础的。就一个个 体来说，各种细胞具有完全相同的遗 传信息。只是在不同细胞中遗传信息 的执行情况不同。
胚 胎
红细胞
血红蛋白基因开启 肌动蛋白基因关闭
大量合成血红蛋白
细 胞
心肌细胞
肌动蛋白基因开启 血红蛋白基因关闭
大量合成肌动蛋白
细胞分化的根本原因：不同细胞中遗传信息的
第2讲 细胞的分化、衰老、
1.细胞衰老的特征
(1)一大:细胞核变大,染色质收缩,染色加深。
(2)一小:细胞内水分减少,细胞萎缩变小,代谢速率减慢。 (3)一多:细胞内色素逐渐积累、增多。 (4)两低:膜的运输功能降低,多种酶的活性降低。
2.细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
项目 与基因 的关系 细胞膜 的变化 内陷 破裂 糖蛋白等减少, 黏着性降低 细胞凋亡 受基因控制 细胞坏死 不受基因控制 细胞癌变 基因突变的结果
熟的细胞,不再进行分裂,故没有细胞周期。
即时训练2构成人体的细胞有230多种,其中胰
岛B细胞合成胰岛素,甲状腺细胞合成甲状腺激素。植物的叶肉细胞 中含有叶绿素,根尖成熟区表皮细胞形成根毛。正常情况下,分化的 细胞还具有一定的寿命。例如,红细胞分化成熟后的寿命约是120 d,
白细胞的寿命约是12 d。下列说法不正确的是(
3.癌变的原因
物理致癌因子 : 主要是辐射致癌 外因 : 致癌因子 化学致癌因子 : 如砷、苯、煤焦油等 病毒致癌因子 :已发现有150多种 内因 : 原癌基因和抑癌基因发生突变
4.预防方法 在个人生活中注意远离致癌因子;增强体质,保持良好的生活习惯;癌 心理 症的发生与_______状态也有一定的关系。
第2讲 细胞的分化、衰老、 凋亡和癌变
一、细胞的分化及全能性 1.细胞的分化 (1)正常分化。
(2)异常分化。
人教版高中生物必修1第6章 细胞的生命历程《细胞的分化、衰老、凋亡和癌变》参考课件(共24张PPT)
然保持着分裂能力以外，大部分细胞失去了 分裂能力。在生长过程中，这些细胞向不 同方面发生了变化，具有了不同的功能， 它百度文库在形态、结构上也逐渐发生了变化， 结果就逐渐形成了不同的组织。
研讨一、细胞分化与细胞分裂关系
从图示 中你能 理解细 胞分裂 和分化 的区别 和联系
吗？
细 胞 分 裂 和 分 化 的 图 示
细胞癌变原因
致癌因子
发 生
五
～
原癌基因
抑制状态转变为激活状态
六 个
基
因
染
抑制状态
突 变
色 体 上 存 在
，
癌才
正常 情况
基因突变
细 胞
形 成 癌
细
胞
活跃状态
， 这
是
抑癌基因
抑癌基因失活或丢失
一 种
累
积
效
应
癌症的防治
• 避免接触各种致癌因子 • 增强体质 • 保持健康的心态和良好的习惯。
细胞的凋亡、坏死和癌变的比较
有害
细胞分裂、分化和癌变的关系
受精卵 细胞分裂
细胞分化
（单个细胞）
多个细胞
组织器官
生 物
（正常体细胞） 体
畸形分化
癌细胞
再分化 愈伤组织
根、芽 植物体 （胚状体）
植物细胞全能性的表现所需条件 1、离体 2、一定的营养物质和激素 3、适宜的外界条件
研讨一、细胞分化与细胞分裂关系
从图示 中你能 理解细 胞分裂 和分化 的区别 和联系
吗？
细 胞 分 裂 和 分 化 的 图 示
细胞癌变原因
致癌因子
发 生
五
～
原癌基因
抑制状态转变为激活状态
六 个
基
因
染
抑制状态
突 变
色 体 上 存 在
，
癌才
正常 情况
基因突变
细 胞
形 成 癌
细
胞
活跃状态
， 这
是
抑癌基因
抑癌基因失活或丢失
一 种
累
积
效
应
癌症的防治
• 避免接触各种致癌因子 • 增强体质 • 保持健康的心态和良好的习惯。
细胞的凋亡、坏死和癌变的比较
有害
细胞分裂、分化和癌变的关系
受精卵 细胞分裂
细胞分化
（单个细胞）
多个细胞
组织器官
生 物
（正常体细胞） 体
畸形分化
癌细胞
再分化 愈伤组织
根、芽 植物体 （胚状体）
植物细胞全能性的表现所需条件 1、离体 2、一定的营养物质和激素 3、适宜的外界条件
细胞的分化、衰老和凋亡、
基因组不稳定
基因组的不稳定和突变积累会导致细胞衰老。
营养物质和生长因子的缺乏
缺乏必要的营养物质和生长因子会导致细胞 衰老。
03
细胞的凋亡
细胞凋亡的定义
细胞凋亡
细胞凋亡是指细胞在特定条件下，按照自身的程序，自动结束生 命的过程。它是机体清除不需要的或异常的细胞的一种方式，对 于维持内环境稳定和组织器官的正常发育具有重要意义。
基因表达
基因表达的差异是细胞分化的基础，不同的基因表 达模式决定了细胞的类型和功能。
细胞间的相互作用
细胞间的相互作用可以影响细胞的分化方向，例如 某些细胞因子可以诱导细胞向特定方向分化。
细胞的微环境
细胞的微环境包括周围的细胞、基质以及各种生长 因子等，这些因素可以影响细胞的分化。
02
细胞的衰老
细胞衰老的定义
细胞的分化、衰老和凋亡
目
CONTENCT
录
• 细胞的分化 • 细胞的衰老 • 细胞的凋亡 • 细胞分化、衰老和凋亡的相互关系
01
细胞的分化
细胞分化的定义
细胞分化是指在个体发育过程中，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。
细胞分化是生物个体发育的基础，通过细胞分化，可以形成具有 特定形态、结构和功能的组织和器官。
细胞收缩和膜泡化
细胞开始收缩，细胞膜出现泡状突起，形成所谓 的“膜泡”。
第十一章 细胞分化与细胞凋亡
组织特异性基因与当家基因
当家基因(house (housegenes)： ◆ 当家基因 (house-keeping genes) ： 是指所有细胞中 均要表达的一类基因， 均要表达的一类基因 ， 其产物是对维持细胞基本生命 活动所必需的 组织特异性基因(tissue (tissuegenes)， ◆组织特异性基因(tissue-specific genes)，或称奢 侈基因(luxury genes)： 侈基因(luxury genes)：是指不同的细胞类型进 行特异性表达的基因， 行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细 胞特异的形态结构特征与特异的功能 调节基因产物用于调节组织特异性基因的表达， ◆调节基因产物用于调节组织特异性基因的表达， 起激活或者起阻遏作用。 起激活或者起阻遏作用。
组合调控：少数 组合调控： 调控蛋白Biblioteka Baidu成众 多细胞类型的分 化
ey 基因
早期细胞（发育成腿） 早期细胞（发育成腿）
腿中眼细胞分化
眼形成
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： ●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， 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。 细胞分化构建执行不同功能的组织与器官。 ●多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显得 更为复杂。 更为复杂。
细胞的生命历程-生长、分化、衰老、凋亡、癌变
即细胞的生长。
分化过程中细胞的生长
02
在细胞分化的过程中，不同种类的细胞会表现出不同的生长特
点，以满足其特定的功能需求。
生长与分化相互影响
03
细胞的生长和分化是相互影响、相互制约的过程，细胞的生长
状态会直接影响其分化方向和分化程度。
02 细胞分化
分化的定义
1
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。
缺乏必要的营养物质会导致细 胞能量不足，引发细胞衰老。
04 细胞凋亡
凋亡的定义
凋亡
细胞凋亡是指细胞在特定条件下， 通过一系列基因调控和信号转导 过程，主动地启动自身内部的死 亡程序，最终导致细胞自我消亡 的过程。
凋亡与坏死
凋亡是一种程序性死亡，与细胞 坏死不同。坏死是细胞受到物理 或化学损伤后发生的被动死亡过 程。
细胞膜的破裂
随着凋亡的进行，细胞膜 逐渐破裂，细胞内容物释 放到周围环境中，最终形 成所谓的“细胞碎片”。
凋亡的调控机制
Bcl-2蛋白家族
Bcl-2蛋白家族是一类重要的凋亡调控蛋白，包括促进凋亡的 蛋白（如Bax、Bak等）和抑制凋亡的蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL
等）。
Caspase酶家族
Caspase酶家族是一组蛋白酶，在凋亡过程中发挥关键作用。 它们可以被激活并切割许多蛋白质，导致细胞死亡。
第三讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
Βιβλιοθήκη Baidu回
3．热图导析：下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的 活动状态，请据图分析：
(1)上述基因属于管家基因的是a，属于奢侈基因的是 b、c、d。 (2)这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，所以这三种细胞不
包括红细胞；A 细胞可产生“胰岛素”，应为胰岛 B 细胞；B 细胞可产生“生长激素”，应为垂体细胞。
遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的
恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
(2)癌细胞的特征
①无限增殖。
②形态结构发生显著变化，如癌变的成纤维细胞由扁平梭形
变成球形。
③细胞膜表面发生变化
a．糖蛋白减少→黏着性降低→易于扩散和转移。
b．甲胎蛋白、癌胚抗原等增多。
④细胞的接触抑制丧失。
返回
(2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛
素而不能产生抗体
(×)
(3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同 (×)
(4)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化
(√)
(5) 同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强
(√)
(6)用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全
胰岛素说明其已经高度分化，A正确；几乎所有细胞都能转
录、翻译形成蛋白质，因此都能进行mRNA的合成，B错误；
细胞分化和凋亡详解演示文稿
第五页，共54页。
二、细胞分化的机理
细胞分化的机理及其复杂，概括而言细胞的分化命运
取决于两个方面：一是细胞的内部特性，二是细胞的
外部环境，前者与细胞的不对称分裂（asymmetric division）以及随机状态有关，尤其是不对称分裂使细 胞内部得到不同的基因调控成分，表现出一种不同于其 它细胞的核质关系和应答信号的能力；后者表现为细胞 应答不同的环境信号，启动特殊的基因表达，产生不同 的细胞的行为，如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等， 这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。
第六页，共54页。
（一）细胞分裂的不对称性
卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。
北极或动物极：极体释放的部位； 南极或植物极：相对北极而言，母体物质主要储存在于植物极。
第七页，共54页。
动物卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布；
用转录抑制剂放线菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育仍能进行至 囊胚期
3、细胞数量效应
小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时，可发育成具有功能的胰腺组织，
但如果把胰原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰腺组织，如果再把
分开的小块合起来，又可形成胰腺组织。
第十页，共54页。
4、细胞外基质的影响
干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞； 在I型胶原和纤粘连蛋白上形成纤维细胞； 在II型胶原及软骨粘连蛋白上发育为软骨细胞。
二、细胞分化的机理
细胞分化的机理及其复杂，概括而言细胞的分化命运
取决于两个方面：一是细胞的内部特性，二是细胞的
外部环境，前者与细胞的不对称分裂（asymmetric division）以及随机状态有关，尤其是不对称分裂使细 胞内部得到不同的基因调控成分，表现出一种不同于其 它细胞的核质关系和应答信号的能力；后者表现为细胞 应答不同的环境信号，启动特殊的基因表达，产生不同 的细胞的行为，如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等， 这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。
第六页，共54页。
（一）细胞分裂的不对称性
卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。
北极或动物极：极体释放的部位； 南极或植物极：相对北极而言，母体物质主要储存在于植物极。
第七页，共54页。
动物卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布；
用转录抑制剂放线菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育仍能进行至 囊胚期
3、细胞数量效应
小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时，可发育成具有功能的胰腺组织，
但如果把胰原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰腺组织，如果再把
分开的小块合起来，又可形成胰腺组织。
第十页，共54页。
4、细胞外基质的影响
干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞； 在I型胶原和纤粘连蛋白上形成纤维细胞； 在II型胶原及软骨粘连蛋白上发育为软骨细胞。
苏教版高中生物必修一课件第五章第二节细胞分化、衰老和凋亡30张PPT
凋亡过程中细胞形态的变化
凋亡细胞的表面
细胞凋亡和细胞坏死的区别
细胞坏死是极端的物理、化学因素或严 重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡
———————————————————
坏死 凋亡 1.性质 病理性，非特异性 生理性或病理性，特异性 2.诱导因素 强烈刺激，随机发生 较弱刺激，非随机发生 3.生化特点 被动过程，无新蛋 主动过程，有新蛋白合 白合成，不耗能 成，耗能 4.形态变化 细胞结构全面溶解、 胞膜及细胞器相对完整细 破坏、细胞肿胀 胞皱缩，核固缩 溶酶体相对完整，局 5.炎症反应 溶酶体破裂，局 部无炎症反应 部炎症反应 6.凋亡小体 无 有 7.基因调控 无 有
遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来 源于受精卵，经有丝分裂产生。
2.同样来自一个受精卵,且每个细胞都 携带有相同的遗传信息,为什么还会出 现差异?
比较人体细胞内几种基因及有关蛋白质的种类
细胞总 DNA 输卵管细胞 卵清蛋白基因 成红细胞 胰岛细胞 输卵管细胞 细胞总 RNA 成红细胞 胰岛细胞
+ + +
+ + +
+ + +
+ -
+ Northern 杂交
+
β -珠蛋白基因
胰岛素基因 实验方法
Southern 杂交 细胞分化是基因选择性表达的结果
生物：5.2《细胞分化、衰老和凋亡》课件(苏教版必修1)
但是目前为止,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.
植物组织培养
1.从某植物去下离体的细胞
2.离体的细胞经过脱分化和增殖形成愈伤组织
3.愈伤组织在培养基上生长增殖,愈伤组织分化发育成胚 状体 4.胚状体发育成试管苗 5.最终形成新的植株
植物细胞全能性的应用：
植物组织培养
发生在我们身边 的细胞凋亡有哪 些？
蝌蚪在变态发育过程中的尾消失 女性月经期子宫内膜脱落 ……
小组讨论：细胞凋亡 与细胞坏死的区别？
细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞水分减少， 萎缩，与周围细 胞脱离；染色质 固缩，聚集在核 膜边缘
细胞核裂解， 细胞膜内陷， 形成凋亡小体
邻近的细胞或专 门的巨噬细胞将 凋亡小体吞噬
苏教版必修
第五章 细胞增殖 分化 衰老和凋亡 第二节 细胞分化 衰老和凋亡
由一个受精卵发育而来的多细胞有机体,是由不同类型的 细胞组成的.在个体发育过程中,一方面,通过细胞分裂,细胞 数量越来越多; 另一方面,细胞在形态,结构和功能上发生特异性的变化. 这样我们必须要接触到一个细胞分化的概念
红细胞
引起炎症
染色质不规则地 浓缩，线粒体、 细胞核、内质网 肿胀 细胞膜破裂， 胞浆外溢
细胞核的体积 增大，核膜内 折，染色质收 缩、颜色加深
细胞内水分减 少，使细胞萎 缩，体积变小， 新陈代谢减慢 细胞内的色素 逐渐积累 细胞的衰老 特征 细胞内呼吸速 率减慢 细胞膜通透性 改变，使物质 运输功能降低
植物组织培养
1.从某植物去下离体的细胞
2.离体的细胞经过脱分化和增殖形成愈伤组织
3.愈伤组织在培养基上生长增殖,愈伤组织分化发育成胚 状体 4.胚状体发育成试管苗 5.最终形成新的植株
植物细胞全能性的应用：
植物组织培养
发生在我们身边 的细胞凋亡有哪 些？
蝌蚪在变态发育过程中的尾消失 女性月经期子宫内膜脱落 ……
小组讨论：细胞凋亡 与细胞坏死的区别？
细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞水分减少， 萎缩，与周围细 胞脱离；染色质 固缩，聚集在核 膜边缘
细胞核裂解， 细胞膜内陷， 形成凋亡小体
邻近的细胞或专 门的巨噬细胞将 凋亡小体吞噬
苏教版必修
第五章 细胞增殖 分化 衰老和凋亡 第二节 细胞分化 衰老和凋亡
由一个受精卵发育而来的多细胞有机体,是由不同类型的 细胞组成的.在个体发育过程中,一方面,通过细胞分裂,细胞 数量越来越多; 另一方面,细胞在形态,结构和功能上发生特异性的变化. 这样我们必须要接触到一个细胞分化的概念
红细胞
引起炎症
染色质不规则地 浓缩，线粒体、 细胞核、内质网 肿胀 细胞膜破裂， 胞浆外溢
细胞核的体积 增大，核膜内 折，染色质收 缩、颜色加深
细胞内水分减 少，使细胞萎 缩，体积变小， 新陈代谢减慢 细胞内的色素 逐渐积累 细胞的衰老 特征 细胞内呼吸速 率减慢 细胞膜通透性 改变，使物质 运输功能降低
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent.
Nobel Lecture：
The Egg and the Nucleus: A Battle for Supremacy
Sir John B. Gurdon Gurdon Institute, Cambridge, United Kingdom
tadpole (3) The modified egg developed into a normal tadpole. (4) Subsequent nuclear transfer experiments have generated cloned
mammals .
体细胞克隆 多利羊(1997年以后）
细胞分化
第一节 细胞分化能力 第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
第三节 干细胞和祖细胞的特征 第四节 细胞分化的调节 第五节 细胞分化与疾病
第一节 细胞的分化能力
一、细胞分化的潜能随分化进程逐渐受限
概念和名词：
分化潜能 全能性、多能性和单能性 胚胎干细胞和组织干细胞 去分化和转分化
终末分化细胞的单能性与其核的全能性
转分化（ transdifferentiation ）一种 分化类型的细胞可以转变成另一种类 型的分化细胞的现象。
成纤维细胞转分化为其他类型的细胞
1958年Steward用胡萝卜根培养出完整的新植株， 提示单个已分化的植物细胞具有分化的全能性。
细胞分化状态能够改变的 根本原因是什么？
虽然细胞分化的潜能随分化进程越变越小， 但细胞核可始终保持分化的全能性。
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
二、成体干细胞的分化是组织更新的基础
细胞分化与组织更新
成体产生新 的分化细胞
已存在的细胞通过增殖形成 相同类型的子细胞，如肝细胞
成体干细胞产生新的分化， 如表皮和血液组织
成体干细胞分化， 产生新的细胞类型
肠上皮细胞的更新（动画）
成体干细胞
保持亲代干细胞的特性 终末分化细胞 死亡
一个受精卵如何变成一个孩子？
？
人体细胞 总数：1014 类型：200多种
细胞可以通过增殖 (proliferation)来 增加数目，
那么细胞通过什么方法来增加细胞 种类，即改变其形态结构和功能呢？
细胞分化 （Cell Differentiation)
由同源细胞逐渐变为在形态结构、生 理功能和生化特征等方面具有稳定差异的 另一类型细胞的过程。
第一节 细胞的分化能力
二、成体中已分化细胞的分化状态仍可以改变
一个细胞一旦分化为一个稳定的类型后，一般 不能逆转到未分化状态，但在特定条件下已分 化的细胞也能重新成为未分化细胞。
？
!
去分化（ dedifferentiation ）已分化 的细胞可失去已获得的特有的结构和 功能，重新获得未分化细胞的特征的 过程。
成体干细胞用于诱导分化、细胞疗法
骨髓基质干细胞 体外诱导分化 (特异性生长因子、维甲酸等小分子物质、血清撤除等)
移植
机体内什么情形下发生细胞分化？
个体发育 组织更新 创伤修复
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
一、胚胎发育是受精卵连续分化的结果
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞分化与胚胎发育
受精卵和胚胎干细胞分化， 产生新的细胞类型
1998年以后的大型哺乳动物的体细胞核移植克隆技 术，进一步证明已分化细胞的核具有全能性。
胚 胎 干 细 胞 用于 治 疗 性 克 隆 面临难题：
技术
伦理
在特定条件下已分化的细胞也能重新成为
未分化细胞。
？Yamanaka factors
!
山中因子
(本质？)
组织干细胞=成体干细胞 adult stem cell： 成体组织中具有多向或单向分化潜能的细胞。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
John B. Gurdon
(1) eliminated the nucleus of a frog egg cell and (2) replaced it with the nucleus from a specialised cell taken from a
胚胎干细胞 embryonic stem cells， ES cells 多能细胞
多能细胞 (pluripotent cells)：
只具有演变为多种细胞类型的能力。
单能细胞 (unipotent cells)：
仅具有分化形成某一种类型细胞的能力。
干细胞(stem cell)是存在
于人和动物发育各阶段 （包括早期胚胎和成熟组 织）的一类原始状态的未 分化细胞，它一方面自我 更新，另一方面进入分化 程序，可以产生一种、多 种、甚至全部的机体细胞 类型。
胚胎干细胞 Embryonic stem cells， ES cells
多能细胞
鸡胚：
移植前，肢芽
肢芽
（长出大腿）和
翼芽（长出翅膀）
两处细胞形态相
同，均未分化。
翼芽
肢芽组织块移植
至翼芽部位，
长出翅膀
结果
翼尖为脚趾。
细胞决定：
细胞在发生可识别的形态变化之前，就已经受到约束而向特定方 向分化，这时细胞内部已经发生变化，确定了未来的发育命运。
已分化细胞：全能性细胞核 该细胞核与卵细胞的胞质相遇，启动重编程， 可回到未分化状态，再分化成为各种细胞乃 至完整个体。
细 胞 核 的 全 能 性
2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine jointly to B. Gurdon and Shinya Yamanaka
全能细胞
多能细胞
受精卵的全能性
发育过程中细胞分化经历一个分化能力 逐渐受限制的过程
分化过程：全能 多能 单能
细胞的全能性（totipotency） ： 生物体中的一个体细胞或一个性细胞在一定 条件下，有能力重新形成完整的个体，或者 分化形成该个体任何种类的细胞。此特性称 为“细胞全能性”。 受精卵 、8细胞期前的胚胎细胞是全能细胞。
增殖 分化
成体干细胞
单能干细胞：如表皮的基底细胞 多能干细胞：如造血干细胞
表皮干细胞的分化
分 化 程 度 高
低
造 血 干 细 胞 的 分 化
Nobel Lecture：
The Egg and the Nucleus: A Battle for Supremacy
Sir John B. Gurdon Gurdon Institute, Cambridge, United Kingdom
tadpole (3) The modified egg developed into a normal tadpole. (4) Subsequent nuclear transfer experiments have generated cloned
mammals .
体细胞克隆 多利羊(1997年以后）
细胞分化
第一节 细胞分化能力 第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
第三节 干细胞和祖细胞的特征 第四节 细胞分化的调节 第五节 细胞分化与疾病
第一节 细胞的分化能力
一、细胞分化的潜能随分化进程逐渐受限
概念和名词：
分化潜能 全能性、多能性和单能性 胚胎干细胞和组织干细胞 去分化和转分化
终末分化细胞的单能性与其核的全能性
转分化（ transdifferentiation ）一种 分化类型的细胞可以转变成另一种类 型的分化细胞的现象。
成纤维细胞转分化为其他类型的细胞
1958年Steward用胡萝卜根培养出完整的新植株， 提示单个已分化的植物细胞具有分化的全能性。
细胞分化状态能够改变的 根本原因是什么？
虽然细胞分化的潜能随分化进程越变越小， 但细胞核可始终保持分化的全能性。
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
二、成体干细胞的分化是组织更新的基础
细胞分化与组织更新
成体产生新 的分化细胞
已存在的细胞通过增殖形成 相同类型的子细胞，如肝细胞
成体干细胞产生新的分化， 如表皮和血液组织
成体干细胞分化， 产生新的细胞类型
肠上皮细胞的更新（动画）
成体干细胞
保持亲代干细胞的特性 终末分化细胞 死亡
一个受精卵如何变成一个孩子？
？
人体细胞 总数：1014 类型：200多种
细胞可以通过增殖 (proliferation)来 增加数目，
那么细胞通过什么方法来增加细胞 种类，即改变其形态结构和功能呢？
细胞分化 （Cell Differentiation)
由同源细胞逐渐变为在形态结构、生 理功能和生化特征等方面具有稳定差异的 另一类型细胞的过程。
第一节 细胞的分化能力
二、成体中已分化细胞的分化状态仍可以改变
一个细胞一旦分化为一个稳定的类型后，一般 不能逆转到未分化状态，但在特定条件下已分 化的细胞也能重新成为未分化细胞。
？
!
去分化（ dedifferentiation ）已分化 的细胞可失去已获得的特有的结构和 功能，重新获得未分化细胞的特征的 过程。
成体干细胞用于诱导分化、细胞疗法
骨髓基质干细胞 体外诱导分化 (特异性生长因子、维甲酸等小分子物质、血清撤除等)
移植
机体内什么情形下发生细胞分化？
个体发育 组织更新 创伤修复
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
一、胚胎发育是受精卵连续分化的结果
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞分化与胚胎发育
受精卵和胚胎干细胞分化， 产生新的细胞类型
1998年以后的大型哺乳动物的体细胞核移植克隆技 术，进一步证明已分化细胞的核具有全能性。
胚 胎 干 细 胞 用于 治 疗 性 克 隆 面临难题：
技术
伦理
在特定条件下已分化的细胞也能重新成为
未分化细胞。
？Yamanaka factors
!
山中因子
(本质？)
组织干细胞=成体干细胞 adult stem cell： 成体组织中具有多向或单向分化潜能的细胞。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
John B. Gurdon
(1) eliminated the nucleus of a frog egg cell and (2) replaced it with the nucleus from a specialised cell taken from a
胚胎干细胞 embryonic stem cells， ES cells 多能细胞
多能细胞 (pluripotent cells)：
只具有演变为多种细胞类型的能力。
单能细胞 (unipotent cells)：
仅具有分化形成某一种类型细胞的能力。
干细胞(stem cell)是存在
于人和动物发育各阶段 （包括早期胚胎和成熟组 织）的一类原始状态的未 分化细胞，它一方面自我 更新，另一方面进入分化 程序，可以产生一种、多 种、甚至全部的机体细胞 类型。
胚胎干细胞 Embryonic stem cells， ES cells
多能细胞
鸡胚：
移植前，肢芽
肢芽
（长出大腿）和
翼芽（长出翅膀）
两处细胞形态相
同，均未分化。
翼芽
肢芽组织块移植
至翼芽部位，
长出翅膀
结果
翼尖为脚趾。
细胞决定：
细胞在发生可识别的形态变化之前，就已经受到约束而向特定方 向分化，这时细胞内部已经发生变化，确定了未来的发育命运。
已分化细胞：全能性细胞核 该细胞核与卵细胞的胞质相遇，启动重编程， 可回到未分化状态，再分化成为各种细胞乃 至完整个体。
细 胞 核 的 全 能 性
2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine jointly to B. Gurdon and Shinya Yamanaka
全能细胞
多能细胞
受精卵的全能性
发育过程中细胞分化经历一个分化能力 逐渐受限制的过程
分化过程：全能 多能 单能
细胞的全能性（totipotency） ： 生物体中的一个体细胞或一个性细胞在一定 条件下，有能力重新形成完整的个体，或者 分化形成该个体任何种类的细胞。此特性称 为“细胞全能性”。 受精卵 、8细胞期前的胚胎细胞是全能细胞。
增殖 分化
成体干细胞
单能干细胞：如表皮的基底细胞 多能干细胞：如造血干细胞
表皮干细胞的分化
分 化 程 度 高
低
造 血 干 细 胞 的 分 化