细胞分化
高考生物必备知识点：细胞的分化
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高考生物必备知识点：细胞的分化细胞的分化1. 概念：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，叫做细胞分化。
2. 过程：受精卵→增殖为多细胞→分化为组织、器官、系统→发育为生物体3. 特点：持久性、稳定不可逆转性、普遍性4. 意义：①细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
②细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致（基因的选择性表达）习题解析【习题一】下列关于细胞分化的描述，正确的是（）A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息B．可以通过检测细胞中呼吸酶基因是否表达，来确定细胞是否分化C．一个人肝细胞和肌细胞结构和功能不同的根本原因是mRNA 不同D．神经细胞特有的基因决定了神经递质的精准释放位置【分析】关于“细胞分化”，考生可以从以下几方面把握：（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。
（2）细胞分化的特点：普遍性、稳定性、不可逆性。
（3）细胞分化的实质：基因的选择性表达。
（4）细胞分化的结果：使细胞的种类增多，功能趋于专门化。
【解答】A、细胞分化过程中遗传物质并没有改变，A错误；B、呼吸酶基因在所有细胞中均发生表达，因此不能用来确定细胞是否分化，B错误；C、一个人肝细胞和肌细胞结构和功能不同的根本原因是mRNA 不同，C正确；D、突触前膜的特定蛋白决定了神经递质的释放位置，神经细胞中没有特有的基因，D错误。
故选：C。
【习题二】下列关于细胞分化的叙述，不正确的是（）A．细胞分化可使细胞内合成特异性蛋白质B．细胞分化使细胞的全能性逐渐增加C．细胞分化是细胞固有基因的正常表达过程D．细胞分化使细胞的形态和功能向专一性状态转变【分析】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．细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，是一种持久性变化，分化导致的稳定性差异一般是不可逆转的．其实质是基因选择性表达．【解答】A、细胞分化的实质是基因选择性表达，所以细胞分化可使细胞内合成特异性蛋白质，A正确；B、细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，细胞分化使细胞的全能性逐渐降低，B错误；C、细胞分化是细胞固有基因的正常表达过程，而且是选择性表达，C正确；D、细胞分化是细胞由非专一性的状态向形态和功能的专一性状态转变的过程，D正确。
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
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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
细胞的分化
干细胞（stem cell)：通常把机体中具 有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。 根据机体发育时期的不同，将机体干细胞分 为胚胎干细胞、成体干细胞。
根据分化能力的大小，可将机体干细胞分为： 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞
一、胚胎干细胞的分化
胚胎干细胞：胚胎干细胞(embryonic stem cell，简称ES细胞) 是指存在于 早期胚胎中，具有多分化潜能的细胞。
二、细胞分化的特点：
稳定性
可逆性 稳定性：即在正常生理条件下，细胞的分化状 态一旦确定，将终生不变，既不能逆转也不能 互变。例如：肌细胞终生为肌细胞，神经细胞 终生为神经细胞，红细胞终生为红细胞…...
可逆性：在一定条件下，高度分化的细胞可以重 新分裂而回得到胚性细胞状态，这种现象叫做去 分化 (dedifferentiation) 或称脱分化，也称 细胞分化的可逆性。 例如：
一方面细胞核中的基因对细胞质的代谢起调节作
用；
另一方面细胞质对核内基因的活性有控制作用；
因此，核质的作用是相互的，紧密联系着的， 共同影响着细胞分化。
二、影响细胞分化的外在因素 1、外环境影响细胞决定 2、细胞相互作用诱导细胞分化 3、激素对细胞分化的作用
3、激素对细胞分化的作用
前述的卵细胞质、外环境和胚胎诱导对细胞分化的作用 是： 在胚胎发育的早期。 近距离的作用。 激素对细胞分化的作用则是： • 在胚胎发育晚期或胚后发育中。 • 远距离细胞之间也有相互作用。 如甲状腺素可引起蝌蚪变态；性激素刺激第二性征的出现。 激素分肽类：与膜受体结合 第二信使调节基因活动 甾类：与胞内受体结合 调节基因活动
一.细胞分化的概念
细胞分化： 是指一种类型的细胞在形态、结构、生理功能和生物化学特征 方面稳定转变成另一类型细胞的过程。
细胞分化 从单细胞到多细胞
细胞分化从单细胞到多细胞细胞分化：从单细胞到多细胞细胞分化是一种生物学过程，指的是干细胞经过一系列分化和特化的过程，最终形成不同功能的细胞类型。
这个过程可以解释为，从一个单细胞的受精卵开始，逐渐分化为多种细胞类型，最终形成复杂的多细胞体。
1. 细胞分化的起源细胞分化的起源可以追溯到受精卵的形成。
受精卵是由两个亲本细胞融合而成，形成一个全新的细胞。
这个受精卵经过一段时间的分裂，生成多个细胞，这些细胞都具有相同的基因组。
然而，随着时间的推移，这些细胞会发生分化，不再是相同的细胞。
2. 细胞特化的过程细胞分化的过程涉及到基因的表达。
在细胞分化的过程中，某些基因被激活或静默，从而导致细胞的特定功能和特征的出现。
这种基因的激活和静默是由特定的信号通路和调控因子控制的。
通过这种机制，不同的细胞类型就可以在多细胞体中发挥特定的功能。
3. 多细胞体的有序组织细胞分化的结果是多细胞体的形成。
在多细胞体中，各种不同的细胞类型会组织成不同的结构和器官。
这些细胞类型在形态和功能上有所差异，但通过协作和相互作用，来维持生命体的正常运作。
多细胞体的形成需要依赖于细胞间的细胞黏附和细胞间的信号通讯。
4. 细胞分化的调控修饰细胞分化的过程是非常复杂的，需要多种机制来精确调控。
在细胞分化的过程中，细胞表观遗传修饰起着重要的作用。
表观遗传修饰可以改变某些基因的表达模式，从而影响细胞的分化状态。
这些修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰等。
5. 细胞分化的应用研究对于细胞分化的研究有助于理解生物体的发育和组织结构，也为疾病的治疗和组织工程提供了理论基础。
通过控制细胞的分化和特化，可以实现疾病治疗上的革命，例如干细胞治疗和再生医学的发展。
细胞分化是生物学中一个重要的概念，它解释了多细胞体形成的基本原理。
通过细胞分化的研究，我们可以更好地了解生命的起源和多样性，也为生物医学和生物技术的发展提供了新的思路和机会。
细胞分化的一般规律
细胞分化的一般规律
细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程。
细胞分化是一种持久性的变化，细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充衰老和死亡的细胞。
以下是细胞分化的一般规律：
1. 时间和空间上的分化：细胞分化通常在胚胎发育的早期开始，并在生物体的整个生命过程中持续进行。
不同类型的细胞在特定的时间和空间位置上分化形成，以构建和维持生物体的组织和器官。
2. 基因选择性表达：细胞分化是由基因的选择性表达所驱动的。
在细胞分化过程中，特定的基因被激活或抑制，导致细胞产生不同的蛋白质和功能。
这种基因表达的差异是细胞分化的基础。
3. 稳定性和不可逆性：一旦细胞分化为特定的类型，它们通常会保持其分化状态的稳定性。
分化后的细胞在形态、结构和功能上相对稳定，并通常不能返回到未分化的状态。
4. 不同层次的分化：细胞分化可以发生在不同的层次上。
从全能性干细胞到多能干细胞，再到特定功能的成熟细胞，细胞逐渐失去全能性，变得越来越特化。
5. 细胞间的相互作用：细胞间的信号传递和相互作用在细胞分化过程中起着重要作用。
细胞通过分泌信号分子和接收其他细胞的信号来调节其分化命运。
6. 环境影响：细胞所处的环境因素，如细胞外基质、激素和生长因子等，也可以影响细胞的分化。
这些环境因素可以提供诱导或抑制信号，引导细胞向特定方向分化。
总之，细胞分化是一个复杂而精细的过程，涉及基因表达的调控、细胞间的相互作用和环境因素的影响。
通过细胞分化，生物体能够形成各种特化的细胞类型，从而实现组织和器官的发育和功能。
细胞的分化(公开课)PPT课件
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03
细胞分化的类型与特点
胚胎细胞分化
胚胎细胞分化是指在胚胎发育过程中，细胞根据一定的遗传 和环境信号，逐渐形成具有特定形态、结构和功能的细胞类 型的过程。
胚胎细胞分化的特点包括：高度特化、不可逆性、有序性和 时空性。这些特点有助于胚胎发育过程中形成复杂的组织和 器官。
组织特异性分化
组织特异性分化是指细胞在特定的组织环境中，通过一系 列基因表达的调控，逐渐获得该组织特有的形态、结构和 功能的细胞类型的过程。
再生医学的主要优势在于其安全性和有效性，可以避免免疫排斥反应和伦理问题， 同时可以提供与机体相容性更好的替代品。
药物筛选与开发
药物筛选与开发是指利用细胞分化的原 理，通过体外培养和筛选特定的细胞系，
来发现和验证新的药物候选物。
药物筛选与开发是药物研发过程中不可 药物筛选与开发的主要优势在于其快速、
04
细胞分化的应用与前景
干细胞治疗
干细胞治疗是指利用干细胞的分化潜能，将其定向诱导为特定类型的细 胞，用于替代或修复受损的组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
干细胞治疗在许多疾病领域都有广泛的应用，如心血管疾病、糖尿病、 神经退行性疾病等。目前，许多临床试验已经证明干细胞治疗在某些疾
病中的有效性。
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目
CONTENCT
录
• 细胞分化的定义与重要性 • 细胞分化的机制 • 细胞分化的类型与特点 • 细胞分化的应用与前景 • 细胞分化的挑战与展望
01
细胞分化的定义与重要性
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。
细胞的分化
发生于整个生长发育过程中，但在胚胎时期达 到最大程度。
一、细胞分化
3．细胞分化的结果及意义：
结果：形成不同组织和器官
意义：生物个体发育的基础，使细胞功能趋向专
门化，有利于提高各种生理功能的效率
4．细胞分化的特征：
具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性
5．细胞分化的原因：
不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因 的选择性表达
体外培养一段时间
为什么细胞核具有 发育成完整个体的 潜能？
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。
代孕母羊 白面羊的克隆羊
二、细胞的全能性 2．动植物细胞的全能性 高度分化 的植物细 动、植物细胞的区别： ________ 胞仍然具有发育成完整植株的能力，说明植物 细胞具有全能性；实验表明已分化的动物体细 胞的________ 细胞核 具有全能性。
心脏移植
肾脏移植
二、细胞的全能性 5.干细胞
1.概念：动物和人体内仍保留着的少数具有 _____________的细胞。 分裂和分化能力
2.分类： ①根据所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。 ②根据干细胞的发育潜能分为全能干细胞、多能干细胞和专
能干细胞。
胚胎干细胞发育等级较高，是全能干细胞；成体干细胞发育 等级较低，是多能干细胞( 如造血干细胞 ) 、专能干细胞( 如神经干
另外，植物细胞全能性高于 ____动物细胞！
二、细胞的全能性 4.动、植物细胞全能性的应用
(1)快速繁殖花卉、蔬菜
蝴蝶兰的大规模生产
二、细胞的全能性 4.动、植物细胞全能性的应用
(2) 拯救珍稀、濒危动植物
长江女神 白鳍豚
高中生物必备知识点：细胞的分化
▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌细胞的分化知识点细胞的分化名词：1、细胞的分化：在个体发育过程中，相同细胞（细胞分化的起点）的后代，在细胞的形态、结构和生理功能上发生的稳定性差异的过程。
2、细胞全能性：一个细胞能够生长发育成整个生物的特性。
3、细胞的癌变：在生物体的发育中，有些细胞受到各种致癌因子的作用，不能正常的完成细胞分化，变成了不受机体控制的、能够连续不断的分裂的恶性增殖细胞。
4、细胞的衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程，最终反应在细胞的形态、结构和生理功能上。
语句：1、细胞的分化：a、发生时期：是一种持久性变化，它发生在生物体的整个生命活动进程中，胚胎时期达到最大限度。
b、细胞分化的特性：稳定性、持久性、不可逆性、全能性。
c、意义：经过细胞分化，在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞和组织；多细胞生物体是由一个受精卵通过细胞增殖和分化发育而成，如果仅有细胞增殖，没有细胞分化，生物体是不能正常生长发育的。
2、细胞的癌变a、癌细胞的特征：能够无限增殖；形态结构发生了变化；癌细胞表面发生了变化。
b、致癌因子：物理致癌因子：主要是辐射致癌；化学致癌因子：如苯、坤、煤焦油等；病毒致癌因子：能使细胞癌变的病毒叫肿瘤病毒或致癌病毒。
c、机理是癌细胞是由于原癌基因激活，细胞发生转化引起的。
d、预防：避免接触致癌因子；增强体质，保持心态健康，养成良好习惯，从多方面积极采取预防措施。
3、细胞衰老的主要特征：a．水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢；b、有些酶活性降低（细胞中酪氨酸酶活性降低会导致头发变白）；c．色素积累（如：老年斑）；d．呼吸减慢，细胞核增大，染色质固缩，染色加深；e．细胞膜通透功能改变，物质运输能力降低。
4、从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
在生物体内，细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的细胞、器官，这是基因在特定的时间、空间条件下选择性表达的结果，当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界的作用条件下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
细胞的分化
一细胞的分化
1 概念
2 细胞分化程度
特点：细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低，高度分化的细胞往往不能再发生分裂增殖。
比较：细胞分化程度：体细胞＞干细胞＞受精卵，所以细胞分裂能力大小是。
体细胞＜干细胞＜受精卵。
3 特点：持久性，不可逆性，稳定性
4 细胞分化的结果和意义：形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。
生物个体发育的基础；细胞分化是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。
5 原因：细胞分化是基因选择性表达的结果
二细胞的全能性
1 概念、实例
2 细胞具有全能性的原因：已分化的细胞含有本物种的全套遗传物质。
3 细胞全能性的表达：植物细胞(离体培养、营养物质、激素、适宜条件)，动物细胞(细胞核)
4 应用：作物快繁，拯救珍稀濒危物种，培育作物新类型。
5 细胞全能性的比较：受精卵＞生殖细胞＞体细胞，植物＞动物
三干细胞
1 概念:在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞。
2 分类、作用:大体上可分为成体干细胞(造血干细胞、神经干细胞等）、胚胎干细胞
3 应用(意义)：干细胞的研究为替换病变的组织和器官，某些癌症和遗传病的治疗带来新的希望。
细胞分化-细胞生物学
细胞分化潜能 的改变
全能性 （totipotent）
多能性 （pluripotency)
单能性 （monopotency) 终末分化 （terminal differentiation)
1．全能性细胞 仅在低等动物中存在或高等 动物在胚胎发育的早期。
2．全能性细胞核 现在的技术手段还不能使 已分化的高等动物细胞直接再生成完整个体， 但许多研究证明已分化的细胞核仍保持着全套 基因组并在一定条件下可具有全能性。
（四）翻译（转译）水平的调节
细胞质中进行的转译水平的调控包括:mRNA稳定 性的控制、翻译起始的控制、翻译效率、差别 翻译等。
对于翻译水平的调节目前有的实验表明分化细 胞内并无专门调节mRNA翻译的机制，而有些实 验则揭示存在翻译水平的调节。
1 ． Gurdon （ 1971 ） 把 兔、小鼠、鸭等的血红 蛋白mRNA及牛晶体蛋白 mRNA分别注入非洲爪蟾 的卵母细胞中，结果这 些异体mRNA都很稳定并 翻译成相应的Pr，说明 非洲爪蟾卵母细胞的转 译机构无特异性。
（2）转决定（transdetermination） 即决定的细胞改变了原来的预定发育方向，使 细胞分化的结果偏离决定方向，也就是从一种 遗传状态转变成另一种遗传状态称为转决定 转决定的发生是遗传性突变的结果，它是一群 细胞而不是单一细胞发生变化。 转决定的细胞：其它类型（同源异形）或原初 状态的结构。
Gurdon（62，74， 75）用非洲爪蟾为材 料进行核移植，证明 了已分化细胞核仍保 持着全套的基因组。 童第周1978曾报导将 黑斑蛙的红细胞核移 入去核的黑斑蛙的卵， 核即分裂，卵发育成 正常蝌蚪，血细胞核 变成各种有功能的细
胞核。
1997 年 克 隆 羊 的 诞 生 （Wilmut）说明高度分 化的细胞核仍具有全能 性
细胞分化的意义及作用
细胞分化的意义及作用细胞分化是指多能干细胞经过一系列的基因调控和分子信号调控作用，逐渐演变为特定功能的细胞类型。
这个过程对于多细胞生物的发育和组织结构维持至关重要。
本文将探讨细胞分化的意义及其作用。
一、细胞分化的意义细胞分化代表了细胞在形态和功能上的多样性。
同一个多能干细胞可以分化为多种细胞类型，如肌肉细胞、神经细胞和皮肤细胞等。
细胞分化使得多细胞生物能够适应不同的环境和执行不同的功能。
以下是细胞分化的几个重要意义。
1.组织建构和器官形成：细胞分化是形成复杂组织和器官的基础。
通过不同细胞类型的有序分化，多细胞生物实现了从单细胞到多细胞的过渡，从而形成了各种组织和器官。
2.功能分工和协同作用：细胞分化使得不同细胞类型可以在机体内完成各自特定的功能。
例如，心脏细胞通过特定的离子通道调节心脏的跳动，神经细胞传导神经信号，肌肉细胞实现肌肉的收缩与运动等。
各种细胞类型的协同作用构成了人体复杂而高效的生理功能。
3.生物发育和再生修复：细胞分化在生物发育和再生修复中起着关键作用。
胚胎发育过程中，细胞分化使得胚胎从无序到有序地构建不同器官和组织。
而在成体的修复过程中，干细胞通过分化为特殊细胞类型，实现受损组织的再生修复。
二、细胞分化的作用1.基因表达调控：细胞分化是通过基因表达调控实现的。
在多能干细胞分化的过程中，特定的基因被激活或关闭，从而导致细胞形态和功能的差异。
例如，表达肌肉特异基因的细胞会分化为肌肉细胞，而表达神经元特异基因的细胞会分化为神经细胞。
2.细胞特异功能的形成：细胞分化使得细胞能够拥有特异的功能。
在分化的过程中，细胞内部的结构和代谢也会相应地发生改变，以适应细胞特异的功能要求。
3.细胞间的相互信号和调控：细胞分化促使细胞之间建立联系和相互交流，以实现协同作用。
细胞相互之间通过分泌信号分子进行信息传递和调控，从而协同完成组织和器官的构建和功能维持。
4.维持机体稳态：细胞分化对维持机体稳态和健康至关重要。
《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。
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调查问卷
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(1)受精卵卵裂时核物质均等分配，子细 胞是等能的。 (2)受精卵细胞质物质分布不均一，卵裂 时分配不均等，对细胞分化有重要影响。 (3)受精卵细胞质中影响分化的物质称决 定子，其在受精卵中的特殊定位以及卵 裂时的不均等分配，称为细胞质定域。
①细胞质定域决定胚胎的发育 例如，蛙受精卵的灰新月物质决定脊索中胚层和 神经板的分化。 (图，两栖类卵)
增强子：无位置和方向性，能有效增强启动子
的功能的DNA序列，提高转录速度。 沉默子：无位置和方向性，减弱基因转录的 DNA序列，参与基因的负调控。
2．反式作用因子
(1)反式作用因子：是DNA结合蛋白，可特
异性地与基因相邻的DNA序列(顺式作用元 件)结合，促进或抑制该基因转录。这类蛋 白也称基因调节蛋白。
细胞对分化基因表达从三个水平调节：
转录水平：最重要
翻译水平(不讲) 蛋白质活化水平(不讲)
转录水平的调控有三种不同的方式：
①顺式作用因子与反式作用元件：调节
基因表达(转录)的起始及转录速度。
②同源框基因：调节胚胎发育。
③DNA甲基化：使暂不表达的基因关闭。
（一）
顺式作用元件与反式作用因子
1．顺式作用元件Байду номын сангаас
触角足复合物(antennapedia complex,Antp-c) 胸腹复合物(bithorax complex,Bx-c)
③同源异形基因：同源基因中某一基因
突变，将导致不同体节的相互转化。如 Antp基因突变，会使头部触角转变成腿， 故称这套基因为同源异形基因。
④同源框：80年代在用触角足复合物Antp 基因的cDNA探针进行分子杂交，发现其 可与许多同源异形基因杂交，说明它们有 共同的DNA片段，称为同源框(同源盒)。
①如基因甲基化与鸡卵清蛋白的表达：
对鸡不同组织中卵清蛋白、伴清蛋白、
卵类粘蛋白基因的表达与甲基化之间的
关系研究表明，生蛋母鸡的输卵管细胞
上述基因甲基化程度低，其他组织上述
基因甲基化程度高，因为他们不表达。
三、基因选择性表达的例子
以血红蛋白基因在胚胎发育不 同时期的表达为例
(一)血红蛋白的结构
1. 血红蛋白(hemoglobin,Hb)：是一种含有色素 辅基的结合蛋白质。
将幼虫的成虫盘一部分进行移植实验 ：
移植到另一幼虫体内→按决定方向发育分化。
移植到成虫体内→保持不分化状态 数次重复后
再移植到幼虫体内→按原决定分化(图，11-2)
③细胞质定域的分配不随机性 如软体动物卵有明显的细胞质定域，最初几次 卵裂细胞会将含中胚层分化所需要的物质出芽 形成一个“极叶”，分裂完成后极叶缩回，重 复进行，使细胞质保持不均等分配。 若切除极叶，胚胎畸形发育成无中胚层的结构。 说明细胞质物质不均等分配是不随机的。
(2)反式作用因子的种类
①通用转录因子：与TATA框结合，起始
转录。如转录因子TFⅡA,TFⅡB,TFⅡD等。
(图，11-4)
②基因调节蛋白：与顺式作用元件中
DNA调节序列结合的特定转录因子。
(3)反式作用因子的作用特点： ①能识别顺式作用元件中的特异靶序列； ②对基因表达有正、负调控作用，即可 激活或抑制基因表达；
2．细胞决定发生的时期：
胚胎发育：
受精卵→卵裂期→囊胚期(桑椹胚)→原
肠胚(三胚层形成)→器官形成→成体
细胞决定发生在三胚层形成期。
以两栖类做实验，正常情况下：
腹部外胚层(预定表皮) 原肠胚
发育 发育
腹部皮肤表皮
前顶端外胚层(预定脑)
脑
显微手术：异位交换移植。 移植 预定腹部表皮的细胞 另一胚胎预定脑的 移植 部位；将预定脑的细胞 另一胚胎预定腹
2. 细胞分化的标志 (1)合成特异性蛋白质
如：红细胞→血红蛋白;上皮细胞→角蛋白
(2) 细胞内出现新组装的亚细胞结构
如：肌细胞→肌节和肌浆网; 上皮细胞→细胞 骨架；神经细胞→离子通道
(3) 细胞形态结构变化 如：神经细胞→突触; 红细胞→核丢失 各特征的出现是相统一的。 3．分化的不可逆性 (1)细胞分化是细胞原有的全能性分化潜 能逐渐减少和消失的过程。
2．同源框基因与胚胎发育 ①同源框基因产物的功能是参与个体发 育过程，调节与机体正常发育或细胞正 常分化有关的基因表达。 ②同源基因在染色体上严格按一定顺序 排列、分布，与其在体内表达顺序或排 列严格对应。(图,11-5)
如，XIH box 1蛋白通常在蝌蚪早期发育
的外胚层和中胚层之间的隔离带表达，其
1. 细胞全能性(totipotency)：单个细胞在一
定条件下可分化发育为完整个体的分化潜
能称为全能性。
2. 全能性细胞：全能性细胞可表达基因组
中任何基因，分化为个体的任一种细胞。
如受精卵。
3．细胞的多能性(pluripotency)： 在发育过程中，细胞分化潜能出现局限， 失去了发育成完整个体的能力，只具有
③结构上有3个功能域
DNA识别结构域 转录活性域 与其它蛋白结合域
（二）同源框基因
1．同源基因： ①同源：一词源自果蝇的同源位点，该 位点的一类基因控制成体果蝇的体节形 态特征的发育。 ②同源基因：控制成体体节发育的基因 即同源基因，基因的排列顺序与它们沿 体轴前后的表达顺序相一致。
按前后体轴顺序，同源基因分为两种基 因群，分别为：
人类同源框基因统称Hox基因(hox complex,
Hox-c)，命名为HoxA、HoxB、HoxC和HoxD。
小鼠的同源框基因命名为Hox a、Hox b、Hox c 和Hox d。分别位于不同的染色体上，每一类 都包括若干基因，这些基因在染色体上的前后 排列顺序相应于早期胚胎体轴的头尾顺序，与 果蝇HOM基因相似。(图,MMB,26-3,p.667)
4．分化的可逆性 一般细胞分化不可逆，在特殊情况下有 一定可逆性。 去分化：分化细胞失去分化特性，可逆 地变为具有未分化细胞特性的过程。 转分化(再分化)：细胞从一种分化状态经 去分化变为另一种分化状态。
如： (图，蝾螈肢再生) 植物营养器官→去分化→再分化→完整植株。 蝾螈的断肢：已分化的肌细胞 去分化 丢失肌 再分化 重新进入分裂→形成完整新肢。 原纤维 肿瘤细胞→转化→不再进行终末分化→恶性增
位置恰好在后脑之后。若将抗XIH box 1
蛋白抗体注射进胚胎干细胞，则正常表达
XIH box 1蛋白的前脊髓区域就不发生，
而使后脑向脊髓异常延伸(图，26-4)。
3．人类同源基因
同源基因在哺乳动物广泛存在且更复杂。
果蝇有8个同源基因，分2簇分布于同一 染色体上。 人和小鼠已确定的同源基因至少有38个， 分4簇排列于4条染色体上。
如多利羊的产生，是由分化成熟的乳腺
细胞核与去核卵融合发育来的，含有乳
腺细胞的遗传物质(图，11-1多利羊)。
（二）细胞决定
1．细胞决定(cell determination)：
细胞决定是指细胞从分化方向确定开始 到出现特异形态特征之前的过程，简称决 定。 细胞在决定的状态下，无形态及生化的 特异性，但细胞沿着特定类型分化的能力 已稳定下来。
细胞分化
细胞分化的基本概念 细胞分化的分子基础 影响细胞分化的因素 细胞分化和癌细胞
第一节
细胞分化的基本概念
一、细胞分化的概念
1. 细胞分化(cell differentiation)：
指个体发育过程中，细胞后代之间在形
态结构、生化组成和功能上向专一性和
特异性方向发展，逐渐产生稳定性差异 的过程。
（三）DNA甲基化
1．DNA甲基化： DNA甲基化指在DNA复制后，由甲基化 酶将腺苷甲硫氨酸的甲基转移到胞嘧啶 的5位上的碱基修饰(图，汪P599) 。 甲基化位点：发生在二核苷酸序列5’CG-3’中的C上，成5’-mCG-3’ 。
2．DNA甲基化的意义 (1)甲基化使基因表达失活，在甲基化位 置上可阻止转录因子的结合，故DNA甲 基化与基因转录的抑制有密切联系。基 因越活跃，甲基化程度越低。 (2)在发育过程中， DNA的甲基化可使完 成一定作用的基因关闭。
殖细胞。
三、
细胞分化标志物和常用研究方法
1．特异性蛋白质的鉴定 检测不同分化阶段的细胞中mRNA或特异蛋白 质的种类，了解分化进程。 2．组织学技术 体外培养胚胎干细胞并诱导其定向分化，分析 分化细胞内成分变化及其对分化的影响。 3．移植技术
将机体某部位的组织移植到另一部位，可观察 细胞决定及分化的时间及影响因素。
一般自然情况下，细胞一旦分化不可能 再逆转到未分化状态。
(2)特殊情况下的逆转： ①人为因素：体外培养外周血细胞 PHA 淋巴细胞
逆转
淋巴母细胞样细胞→恢复
分裂能力。 ②肿瘤细胞：已关闭的胚胎期基因重新 开启，表达胚胎期蛋白，如肝癌细胞、 胰腺癌细胞表达甲胎蛋白。
二、细胞的全能性和细胞决定
(一)细胞的全能性及全能性细胞
第二节 细胞分化的分子基础
一、细胞分化的实质 二、细胞分化基因表达的调节 三、基因选择性表达的例子
一、细胞分化的实质
1. 细胞分化的实质是基因选择性表达，即 奢侈基因的表达使细胞合成特异蛋白质。 2. 基因组基因分为两类:
持家基因(houskeeping gene)
奢侈基因(luxury gene)
(1)顺式作用元件：是DNA的特异序列，
可被反式作用因子(DNA调节蛋白)识别
并结合，从而对其邻近基因起调节作用。
(2)顺式作用元件不编码蛋白质，位于基
因旁侧或内含子中。
(3)顺式作用元件包括 启动子：决定基因转录起始，位于转录起始点 5’上游100~200bp范围内，含3个保守性很强的 DNA序列，如TATA框，CAAT框，GC框。
分化成多种组织细胞的潜能，称细胞的