05第五章细胞分化与克隆-医学文档
2022生物苏教版必修1文档：第五章 第23课时 细胞分化和全能性
第23课时细胞分化和全能性[目标导读] 1.结合实例概述细胞分化的概念、特点和实质。
2.结合植物的组织培育，阐述细胞全能性的概念。
[重难点击] 1.细胞分化的概念、特点和实质。
2.细胞全能性的概念。
一细胞分化1．细胞分化的概念(1)结合教材P100，归纳细胞分化的概念。
答案由一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代，在形态结构和生理功能上渐渐发生稳定性差异的过程。
(2)简洁生物体全部体细胞都是由一个受精卵发育而来的，那么经细胞分化形成的各种细胞的细胞核内的遗传物质有没有发生变化呢？答案没有。
2．细胞分化的意义(1)结合教材P101观看植物的不同组织和细胞：用天竺葵的叶制作临时装片进行观看，将观看到的细胞和其形态结构进行连线(2)由上可知，同一片叶片中的不同细胞的形态结构和生理功能不同，但它们的最初来源都相同。
(3)在个体发育中，细胞分化能够增加细胞的类型，不同的细胞构成了生物体的组织和器官，执行不同的功能，所以细胞分化是生物个体发育的基础。
3．细胞分化的特点(1)细胞分化发生在生物体的整个个体发育的进程中，说明细胞分化具有长期性。
(2)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，说明细胞分化具有普遍性。
(3)争辩表明：将蛙的原肠胚时期将来发育成后肢的部分细胞移植到将来发育成背部的细胞中，这部分细胞不会随着四周细胞发育成背部，而是连续沿着原有的分化方向发育成一条后肢。
这种现象说明细胞分化具有不行逆性。
4．细胞分化的实质阅读教材P102，列出下列鸡的细胞所含有的基因和mRNA的种类，“＋”代表“有”，“－”代表“没有”。
项目类型卵清蛋白基因β珠蛋白基因胰岛素基因卵清蛋白mRNAβ珠蛋白mRNA胰岛素mRNA 输卵管细胞＋＋＋＋－－成红细胞＋＋＋－＋－胰岛素细胞＋＋＋－－＋据此说明，细胞分化是基因选择性表达的结果。
归纳总结细胞分裂与细胞分化是两种完全不同的生理过程。
但又不是毫无关联、确定孤立的。
列表比较如下：比较项目细胞分裂细胞分化细胞变化细胞数目增多细胞种类增多发生时间从受精卵开头发生在整个生命进程中意义保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性是生物体个体发育的基础联系(1)细胞分裂是细胞分化的基础，细胞的分裂与分化往往是相伴相随的。
细胞的分化和重编程
细胞的分化和重编程细胞是生命的最基础单元，它们在组织和器官的形成、功能维持以及修复过程中起着至关重要的作用。
然而，一个成熟的多细胞生物由数百种不同类型的细胞组成，这些细胞的形态和功能各不相同，往往在分化过程中会出现细胞类型不明确的混合状态，而在某些情况下，如肿瘤发生等，细胞可以失去其特定的功能和身份。
因此，了解细胞分化和重编程的机制是生物学和医学领域所关注的热点问题。
一、细胞分化细胞分化是指通过不同的信号通路和基因调控机制，使得一种未成熟的、单能的原始细胞逐渐转变为特定细胞系的过程。
这在胚胎发育过程中最先发生，成为生命早期发育的关键过程。
它使原始单能细胞逐渐向着成熟、功能分化的细胞状态转变。
例如，胚胎期间体内的单能干细胞可以分化为神经元、心肌细胞、肝脏细胞、肺细胞等不同类型的细胞，以一种高度协调的方式来建立起复杂的生命组织。
在细胞分化中，大量的信号控制通路和基因表达调控机制参与其中，其中关键的基因调控因子包括转录因子、生长因子和细胞外基质成分等。
转录因子在细胞分化过程中起关键作用，它们可以通过一系列复杂的生物化学反应与染色体结合，正向或反向调控基因表达，从而控制细胞内多种生物过程，如蛋白质合成，细胞周期控制等。
研究显示，细胞上述信号通路和基因调控机制在不同的细胞类型中具有差别性。
例如，干细胞中表达量很高的Oct4、Sox2、Nanog等基因在已分化细胞中表达及其低或不表达。
因此，研究这些基因和信号通路的表达特征，可以帮助我们理解细胞分化的机制，进而对其进行控制和修复。
二、重编程的概念细胞重编程是指将已经分化的细胞再次转变为原始、单能的细胞状态。
自从2006年诺贝尔奖得主Shinya Yamanaka教授等发现大鼠成纤维细胞可以通过过量表达四个干细胞相关基因Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4，从而使细胞重回羊膜帆腔内细胞状态以后，科学家们重点研究了细胞重编程的原理、方法和应用等。
通过细胞重编程技术，可以制备出容易获取、保存和操纵的干细胞。
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探究点一
探究点二
2.克隆猴“中中”和“华华”是通过体细胞核移植技术获得的,请根 据非洲爪蟾的核移植示意图,归纳克隆猴的培育流程。
答案:体细胞+去核卵母细胞→重组细胞→早期胚胎→胚胎移植 →克隆猴
保证了生物体正常发育
特 性
周期性
持久性、不可逆性、普遍 性等
联 细胞分裂是细胞分化的基础,两者往往是相伴相随的,分化 系 程度越大,分裂能力越低
-15-
探究点一
探究点二
典例剖析 下列有关细胞分化的叙述,错误的是( ) A.细胞分化具有持久性、不可逆性和遗传物质多变性等特点 B.细胞分化增加了细胞的种类 C.细胞分化有利于提高机体生理功能的效率 D.细胞分化的原因是不同细胞中遗传信息的表达情况不同
2.下图所示的细胞类型转换过程为( )
A.细胞分裂 B.细胞生长 C.细胞分化 D.细胞融合 解析:题干图示细胞形态发生稳定性差异,为细胞分化。 答案:C
-5-
3.下列关于细胞分化的说法,正确的是( ) ①分化是稳定的,而且一般是不可逆的 ②细胞分化后,细胞中 的蛋白质不完全相同 ③会出现细胞核遗传物质的改变 ④细胞 分化的实质是基因的选择性表达 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 解析:细胞分化有不可逆性;因为基因的选择性表达,分化后的细 胞中的蛋白质不完全相同;细胞分化不会引起遗传物质的改变;细 胞分化的实质是基因的选择性表达。 答案:B
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探究点一
探究点二
活学活练 1.下列生物学过程不能体现全能性的是( ) A.玉米种子萌发长成新植株 B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C.克隆羊“多莉”的培育 D.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株
第五章 动植物细胞培养
◆ 动物克隆技术的建立
1962年，英国学者Grudon 把非洲爪蟾小肠上皮细胞的 核注入同种或异种非洲爪蟾 未受精卵中，约有1%的重组 卵发育成为成熟蛙。 1997年，哺乳动物克隆 羊多利的诞生。 动物器官克隆为生物医 药材料开辟新。
（三） 动物细胞培养的特性 ◆动物细胞无细胞壁，机械强度低，适应环境能差； ◆生长速度缓慢，易受微生物污染，培养时需要抗生
第二节 动植物细胞的培养
5.2.1 动物细胞的培养 （一） 培养方法
非贴壁依赖性细胞的培养：来源于血液、淋巴组 织的细胞，许多肿瘤细胞（包括杂交瘤细胞）和某些 转化细胞属于这一类型，其可采用类似微生物培养的 方法进行悬浮培养。 贴壁依赖性细胞的培养：大多数动物细胞，包括 非淋巴组织的细胞和许多异倍体体系的细胞属于这一 类型，它们需要附着于适量正电荷的固体或半固体的 表面上生长。
表51动植物微生物细胞的培养特征种类比较项目微生物动物细胞植物细胞大悬浮生长小营养要求生长速率代谢调节环境敏感细胞分化剪切应力敏感传统变异筛选技术细胞或产物浓度110m可以简单快倍增时055小时内部不敏感无低广泛使用较高10100m多数细胞需附着表面才能生长非常复杂慢倍增时间15100小时内部激素非常敏感有非常高不常使用低10100m可以但易结团无单个细胞较复杂慢倍增时间2474小时内部激素能忍受广泛范围有高有时使用低5
（二） ◇
培养方式
分批培养
分批式培养是指先将细胞和培养液一次性装入反应器内进行培养细胞不断 生长，同时产物也不断形成，经过一段时间的培养后，终止培养。分批 培养 过程特征如图5-1。
pH、温度、DO 废产物 条件
营养物 时间 图5-1 动物细胞分批式培养过程的特征
◇ 分批补料式培养
分批补料式培养是指先将一定量的培养液装入反应器，在适宜的条件 下接种细胞，进行培养，而在此过程中随着营养物质的不断消耗，不断地向 系统中补充新的营养成分，直到整个培养结束后取出产物。分批补料式培养 过程的特征如图5-2所示。
第5章 细胞融合-2012
5.3 细胞融合的建立和发展
植物方面： 1937年，Michel用硝酸钠处理原生质体使之融合，但那时还 未用酶法大量分离原生质体，因此，植物细胞融合的起步比动 物细胞融合要迟10年左右。 1960年，Cocking 成功地用酶法制备了大量的原生质体，大 大促进了植物原生质体的融合研究。 1972年，Carlson等首次将粉兰烟草和郎氏烟草两个异种的体 细胞融合成功。 1974年，高国楠发现聚乙二醇能促进植物原生质体融合。 20世纪80年代发展了电诱导原生质体融合技术。
PEG溶液加入，并孵育一段时间（24℃或37℃， 10 － 20 分钟）；缓缓加入高钙高 pH 溶液 15 分钟； 洗涤，收集细胞计算融合率。 • 融合促进剂 : 伴刀豆球蛋白 A ，二甲基亚砜
和链胃蛋白酶等，提高细胞的融合频率。
PEG诱导融合原理
• PEG含有醚键而具有负极性，与水、蛋白质和碳水化合物 等一些正极化基团形成氢键。当PEG分子足够长时，可作 为邻近原生质体表面之间的分子桥而使之粘连。
常用的杂种细胞筛选方法
• 遗传互补筛选法
利用每一亲本贡献一个功能正常等位基因，纠正另外一亲本的
缺陷，从而令杂种细胞表现正常功能的原理选择杂种细胞。
• 抗性互补筛选法
利用亲本原生质体对抗生素、除草剂及其他毒性物质抗性差异
来选择杂种细胞。
• 生长特性筛选法
利用原生质体对培养基成分要求与反应的差异选择杂种细胞。
程序：
紫外线将病毒灭活， 稀释到一定浓度，加入 到细胞悬液中，离心，
诱导细胞融合。
化学法
1. 离子诱导融合法：
•
常用的盐类离子有硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、 钠离子能中和原生质体表面的负电荷，使凝聚 （1970年，Power用硝酸钠使玉米和燕麦根尖细胞原生质体进行
细胞分化
胚状体发育
成熟胡萝卜 植株
试管苗
这一实验能证实植物细胞具有生长发 育的全能性吗?为什么?
实验证明：高度分化的植物细胞在适宜的条件 下仍具有发育成完整植株的潜在能力，这就是 植物细胞的全能性。
二、细胞的全能性
1.概念：已经分化的细胞仍然具备发育 具有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
离体的组织或细胞
在培养基上生长增殖
愈伤组织
胚状体
试管苗
离体的组织 细胞增殖 愈伤组织 分化发育 或细胞
新植株
胚状体 幼苗
新植株
发育
•(2)动物细胞全能性的体现---克隆技术
三、 干细胞研究
三.干细胞
1概念
在动物和人体内仍然保留着少数具有分 裂和分化能力的细胞
A. 神经细胞
C. 肌肉细胞
B. 人体表皮细胞
D. A、B、C三项都不是
5. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组 织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ A ）
A.具有全能性
C.畸形分化
B. 分化后恢复原状态
D. 具有再生能力
6. 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血 红蛋白， 据此推测胰岛细胞中 （C ） A. 只有胰岛素基因 B . 比人受精卵的基因要少
细胞分化对多细胞生物体有何意义？
继续分裂
许 多次 多 受精卵 有丝分裂 细 胞
细胞分 化 形成
增加体细胞数量 高 等 动 系 物 各 统 器 体 种 官 组 绿色开花 织 植物体
5. 意义 (1)是个体发育的基础； (2)使细胞趋向专门化，提高各生理功能的 效率
细胞分化PPT课件
06
未来展望与研究方向
细胞分化的深入研究
细胞分化机制
深入研究细胞分化的分子机制， 包括基因表达调控、信号转导等，
以揭示细胞分化的内在规律。
细胞类型多样性
探索不同细胞类型的分化过程和 特点，以理解不同细胞类型在功
能和形态上的差异。
细胞命运决定
研究细胞命运的决定因素，包括 转录因子、表观遗传修饰等，以
细胞分化的重要性
细胞分化是生物体正常发育的基础， 只有经过分化的细胞才能形成具有特 定形态、结构和功能的组织和器官。
细胞分化也是生物多样性的来源之一， 不同物种的细胞分化程度和方式不同， 从而形成了丰富多彩的生物世界。
细胞分化对于生物体的生存和繁衍具 有重要意义，只有经过分化的细胞才 能发挥正常的生理功能，维持生物体 的正常生命活动。
细胞分化ppt课件
目录
• 引言 • 细胞分化的过程 • 细胞分化的类型 • 细胞分化的调控因素 • 细胞分化的应用 • 未来展望与研究方向
01
引言
细胞分化的定义
01
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。
02
细胞分化是生物个体发育的基础 ，也是生物多样性的来源之一。
再生医学与细胞分化
再生医学是指利用生物学和工程学的原 理和技术，修复或替换受损的组织和器
官，实现人体功能的恢复和重建。
细胞分化是再生医学中的关键环节，通 目前再生医学的研究领域主要包括组织 过诱导干细胞定向分化为所需的细胞类 工程、细胞治疗和基因治疗等，其中组
型，可以用于组织修复和器官再生。 织工程和细胞治疗是应用最广泛的领域。
同类型的组织和器官。
细胞全能性和克隆
同试管动物 （还含有目的基因）
比较：试管动物、克隆动物与转基因动物
多利羊
分娩
分裂分化
融ห้องสมุดไป่ตู้细胞
C母绵羊子宫
妊娠
（P.100）
●谁是“多利” 的“母亲”？ ●“多利”性别？ ●实验结论？
实验二： “多利”的培育
克隆技术的知识梳理：
1.概念：
3.动物克隆技术过程
不用雌、雄两性生殖细胞，仅用一个个体的部分组织或一个体细胞，通过细胞分裂和分化而产生遗传组成上相同的新个体的过程。
3、植物细胞全能性的应用：植物组织培养
条件 ②过程： ③意义：
a.离体状态 b.无菌条件 c.适宜环境：控制温度、pH值、光照 糖类、无机盐、维生素、 植物激素等物质基础
思考：什么叫愈伤组织？脱分化？再分化？
植物 组织细胞
愈伤组织
理论依据
技术手段
生殖方式
性别
试管动物
受精卵的全能性
人工受精和胚胎移植
有性生殖
雌和雄； （胚胎分割移植产生的后代同性别）
克隆动物
细胞核的全能性
细胞核移植和胚胎移植
无性生殖
与供核亲体相同 (核基因型不变)
转基因 动物
不同DNA具有相同的结构特征，不同生物共用一套密码子。受精卵的全能性
转基因技术和胚胎移植
D
A
B
4.动物克隆技术应用【P.96】
01
04
02
03
克隆技术是园艺业和畜牧业中繁育遗传性状稳定的优质品种和良种家畜的理想手段。
挽救珍稀物种。
结合转基因技术和克隆技术，培育“转基因克隆生物”（杂合子），以保留优良性状，为人类提供大量的优质动物、器官和相关的药物等。 【若有性生殖，则部分后代丢失目的基因】
细胞的克隆技术和胚胎发育
细胞克隆技术基于细胞的全能性和增殖能力。在适宜的培养条件下， 单个细胞可以经过多次分裂，形成大量遗传物质相同的细胞群体。
发展历程及现状
发展历程
细胞克隆技术自20世纪初开始发展，经历了从简单的细胞培养到复杂的克隆动 物的过程。1997年，世界上第一只克隆羊“多莉”的诞生标志着细胞克隆技术 进入了新的时代。
04
细胞克隆技术与胚胎发育 的伦理道德问题
人类克隆技术争议
禁止克隆人
目前，全球范围内普遍禁止克隆人的研究和实践，因为这涉 及到人类生命的尊严、人权和社会伦理道德等重大问题。
治疗性克隆与生殖性克隆
治疗性克隆旨在利用克隆技术生产人体细胞和组织，用于治 疗疾病；而生殖性克隆则是为了复制一个完整的人类个体， 这是目前伦理道德争议最大的领域。
利用干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力，探索其在 治疗各种疾病中的应用。
临床试验与评估
对干细胞治疗方法进行严格的临床试验和评估，确保其安全性和有 效性。
推动相关法律法规完善
立法保障
制定和完善相关法律法规，明确 细胞克隆技术和胚胎发育的合法
地位和应用范围。
监管机制
建立有效的监管机制，对涉及细 胞克隆技术和胚胎发育的研究和 应用进行严格监管，确保其符合
02
加强对克隆胚胎和克隆动物的安全性评估，确保技术应用对人
类健康和生态环境无害。
伦理道德考量
03
在推进技术发展的同时，充分考虑伦理道德因素，确保技术应
用符合社会伦理道德规范。
探索新型干细胞来源及治疗方法
开发新型干细胞来源
研究不同组织类型的干细胞，寻找具有再生医学潜力的新型干细 胞来源。
干细胞治疗研究
01
02
人类胚胎的干细胞和克隆技术
人类胚胎的干细胞和克隆技术是近年来备受关注的热点话题。
这些技术的出现使得医学研究的范围更加扩大，也为一些疑难杂症和难治性疾病的治疗提供了新的希望。
干细胞是指具有自我更新和分化成多种细胞类型的能力的细胞。
人类干细胞分为两类：胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞来源于早期发育中的胚胎，这些细胞可以分化成任何人体内的细胞。
而成体干细胞则存在于人体各个器官中，只能分化成特定细胞类型。
胚胎干细胞的研究得到相关政策的限制，因为从胚胎中分离出干细胞会导致胚胎的损失。
但是，研究人员仍在进一步探索如何在损失胚胎的前提下分离出干细胞。
科学家们的研究表明，从早期发育中的胚胎中提取出的干细胞可以帮助人类解决一些疾病问题，包括癌症、帕金森病等。
一些研究人员也在探索通过成体干细胞的使用来治疗疾病。
与胚胎干细胞不同，成体干细胞来源于已经成熟的器官。
这具有更广泛的适用性。
这意味着，紫金健康人们可以用自己身体的细胞来治疗疾病，从而避免了排异反应。
现在，成体干细胞已成功用于治疗一些疾病，例如心脏病和重症烧伤等。
除了干细胞，克隆技术也是医学研究的重要领域。
大部分人对“克隆”一词都有一个印象，那就是Dolly，一只由爱丁堡大学的研究人员克隆的羊。
自那以后，克隆技术得到了极大的发展，人们开始尝试用克隆技术治疗一些疾病，例如肌萎缩性侧索硬化症。
人类的克隆技术被广泛讨论。
克隆技术的支持者认为它可以用于对抗一些细胞和器官的退化病症。
比如，肌萎缩性侧索硬化症是一种无法治愈的疾病，但是，克隆技术可以通过重新创建某些细胞类型来缓解这种疾病。
此外，克隆技术还可以帮助人类进行肿瘤治疗。
肿瘤治疗的过程中，医生通常采用的是放疗或者化疗的方法。
但是，这些方法往往对人体的伤害也很大。
克隆技术可以帮助人们制造出新的细胞，这些细胞可以代替放疗或化疗，达到更好的治疗效果。
以上只是对人类胚胎干细胞和克隆技术的简单介绍。
不管是干细胞还是克隆技术，它们可以为人类医学研究做出重要的贡献。
细胞分化概念
1.4单细胞有机体的细胞分化
? 单细胞生物体（甚至原核细胞）也存在细胞
分化的现象。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。
1.5转分化和再生
? 转分化（ transdifferentiatio）n：一种类型分化的细 胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化。
卵清蛋白基因
β-珠蛋白基因 胰岛素基因
实验方法
细胞总 DNA
输卵管细胞 成红细胞
+
+
+
+
+
+
Southern 杂交
细胞总 RNA
胰岛细胞 输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞
+
+
-
-
+
-
+
-
+
-
-
+
Northern 杂交
ห้องสมุดไป่ตู้.2 组织特异性基因与管家基因
? 管家基因(house-keeping genes) ： 是指所有细胞中
构特征与特异的功能；如卵清蛋白基因、胰岛素基因等
? 调节基因 (regulatory genes)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。
? 细胞分化的实质是组织特异性基因在时间和 空间上的差异表达（ differential express ） 所致。
1.3 组合调控引发组织特异性基因的表达
异常高的突变率
5.癌细胞接触抑制性的丧失
二、致癌因素（ Carcinogenic fact）ors
正
《细胞分化与克隆》课件
干细胞的研究进展
总结词
随着科学技术的不断进步，干细胞研究在理论和实验方面都取得了重要突破，为疾病治疗和再生医学 提供了新的思路和方法。
详细描述
近年来，干细胞研究领域在多个方面取得了重要进展。在理论研究方面，人们对干细胞的特性和分化 机制有了更深入的认识；在实验研究方面，成功实现了多种类型干细胞的体外培养和定向分化，为临 床应用奠定了基础。
干细胞的治疗前景
总结词
干细胞治疗作为一种新兴的治疗手段，具有广阔的应用前景，有望为许多难治性疾病提 供有效的治疗方案。
详细描述
干细胞治疗具有许多潜在的优势，如来源广泛、免疫原性低、可诱导分化为特定细胞等 。目前，干细胞治疗已在多种疾病中展现出显著的治疗效果，如糖尿病、帕金森病、脊 髓损伤等。未来，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，干细胞治疗有望成为一种重
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
干细胞研究
干细胞的定义与分类
总结词
干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞，根据其发育阶段和分化程度，可分为胚胎干细胞和成体干细 胞。
详细描述
干细胞具有自我复制的能力，即能在一定条件下分裂成与自身相同的细胞；同时，它们也具有多向分化的潜能， 能在特定条件下分化成不同类型的细胞。根据其来源和特性，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。
克隆技术对细胞分化的挑战
在克隆过程中，可能会遇到细胞分化异常的问题，这为科学家提供分化与克隆的未来发展
细胞分化与克隆技术的结合
随着科学技术的不断进步，细胞分化与克隆技术将更加紧密 地结合在一起，为人类带来更多的益处。
未来发展方向
未来研究将更加关注细胞分化的调控机制，以及如何利用克 隆技术来治疗疾病、保护生态环境等方面。
细胞生物学与克隆技术的关系和相互作用
细胞生物学与克隆技术的关系和相互作用细胞生物学和克隆技术是现代生物科学领域中两个重要的研究方向，它们之间存在着密切的关系和相互作用。
本文将探讨细胞生物学与克隆技术之间的关系，并分析克隆技术在细胞生物学研究中的应用。
一、细胞生物学对克隆技术的理论基础细胞生物学是一门研究细胞结构、功能及其相互关系的学科，对于克隆技术的理论基础提供了重要的支持。
细胞生物学的研究揭示了细胞的结构组成，包括细胞质、细胞核、细胞膜等，为后续的克隆技术研究提供了参考。
在细胞生物学的研究中，人们发现了细胞分裂的过程和细胞的遗传物质DNA。
细胞分裂是细胞生物学中的重要过程，不仅是细胞增殖的基础，也是克隆技术的前提。
对细胞分裂的深入研究，为克隆技术的发展奠定了基础。
二、克隆技术在细胞生物学研究中的应用1. 克隆动物模型克隆技术的研究和应用，使得科学家能够通过复制的方式获得相同基因型的动物模型，用于研究与人类相关的疾病和药物反应。
通过细胞核移植和体细胞核转移的技术，科学家可以从一个成熟的细胞中提取细胞核，并将其移植到一个空卵细胞中，经过激活和培养，最终形成一个与原个体基因相同的克隆动物。
2. 细胞重编程克隆技术对细胞生物学的研究还促进了细胞重编程的发展。
细胞重编程是指将一种已经分化的细胞通过基因转导或化学诱导重新回到类似于干细胞的状态。
通过细胞重编程，科学家可以重新定向细胞分化的发展方向，开启新的细胞发育和组织再生研究领域。
3. 基因编辑克隆技术的进步催生了基因编辑技术的发展，为细胞生物学研究提供了新的工具与方法。
基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统，使得研究人员能够针对特定基因进行剪接、插入或删除操作，从而探究基因在细胞功能调控中的作用。
基因编辑技术的应用不仅可以帮助科学家研究细胞发育和疾病的发生机制，还为个性化医疗和基因治疗提供了新的途径。
三、克隆技术对细胞生物学的推动克隆技术的发展极大地推动了细胞生物学的研究。
克隆技术可以在细胞水平进行特定的操控，使得研究人员能够突破传统细胞培养的限制，精确控制细胞的增殖和分化过程，进而深入研究细胞的机制和功能。
细胞分化与克隆1
J.Gurdon 1964
植物组织培养技术
克隆个体的产生
已经分化的细胞，仍然具有发育成 完整个体的潜能。 细胞全能性
思考
为什么已经分化的细胞具有全能性呢？
高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因
遗 传 信 息 来 自 哪 里？
多莉的出生与三只母羊有关，而多莉与提供细胞核的母羊最相似 。
Dolly的标本和伊恩博士
②动物体内
动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞 干细胞
资料：干细胞是还没有分化发育的细胞，
它能生成各种组织器官的起源细胞。科学 家把干细胞大致分为3种类型：全能干细 胞（胚胎干细胞），多能干细胞（组织干 细胞），和专能干细胞。全能干细胞的一 大特点是具有发育的全能性，可以参与整 个生物体的发育，构成人体的各种组织和 器官。受精卵便是一个最初始的全能干细 胞。多能干细胞具有分化出多种细胞组织 的潜能，但不能发育成完整的个体，如血 液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组 织干细胞等。多能干细胞进一步分化，可 形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成 某一类型的细胞，如神经组织干细胞可以 分化成各种类型的神经细胞，血液组织干 细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血 细胞。
Dolly：1996.7.5.世界上第一只克隆羊Dolly由英国爱丁 堡大学的伊恩博士研制成功，2003.2.14.由于肺结核而 被安乐死，它的标本于2003年4月9日陈列于苏格兰首都 爱丁堡国家博物馆。
除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？ ①植物体内 分生组织细胞（如根尖分生区细胞）
植物组织培养的过程
外植体
植物激素、无 机盐和糖类等
脱分化
愈伤 组织
再分化
胚状体
有根、茎、 叶的试管苗
细胞分化
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的差异的过程称为细胞分化（cellular differentiation）。
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．如：多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。
一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
[编辑本段]导言也可以说，细胞分化是同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。
其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。
细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。
从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了不同的专一蛋白质（如水晶体细胞合成晶体蛋白，红细胞合成血红蛋白，肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白等），而专一蛋白质的合成是通过细胞内一定基因在一定的时期的选择性表达实现的。
因此，基因调控是细胞分化的核心问题。
[编辑本段]特点主要可以概括成三点：①持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大程度②稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡③普遍性:生物界普遍存在,是生物个体发育的基础正常情况下，细胞分化是稳定、不可逆的。
一旦细胞受到某种刺激发生变化，开始向某一方向分化后，即使引起变化的刺激不再存在，分化仍能进行，并可通过细胞分裂不断继续下去。
但大量科学实验证明，高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力，即细胞的全能性。
胚胎细胞在显示特有的形态结构、生理功能和生化特征之前，需要经历一个称作决定的阶段。
在这一阶段中，细胞虽然还没有显示出特定的形态特征，但是内部已经发生了向这一方向分化的特定变化。
细胞在整个生命进程中,在胚胎期分化达到最大限度.细胞决定的早晚，因动物及组织的不同而有差异，但一般情况下都是渐进的过程。
例如，在两栖类，把神经胚早期的体节从正常部位移植到同一胚胎的腹部还可改变分化的方向，不形成肌肉而形成肾管及红细胞等。
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从一个受精卵最终发育成由多 细胞构成的人体。 a、细胞分裂：增加细胞的数 量； b、细胞生长：增加细胞的体 积和重量； c、细胞分化：增加细胞的种 类和功能。 （2）细胞分化：(从受精卵分 裂开始，通过胚胎发育演变出
（1）德国著名细胞学家魏斯曼 根据对马蛔虫研究结果提出 “体细胞分化是由于遗传物质 丢失造成的，每一种组织中只 保留了其专有的遗传物质的观 点” 马蛔虫的体细胞中确实存 在染色体削减现象，图5-2。小 麦瘿蚊体细胞也存在这种现象。 （2）植物细胞的全能性说明细 胞分化过程中并没有发生遗传
（1）克隆（clone）：希腊语， 原意是插枝入土，重新长成一株 大树。 （2）生物学上表示无性 繁殖系，即某个生物体的一部分 通过无性繁殖手段，可人工培育 出一批与原生物体基因型完全相 同的后代。 （3）现在已经有微生物克隆、 细胞克隆、分子克隆、胚胎克隆、 植物克隆、动物克隆、单克隆抗 体术语。图5-4。
三、细胞核移植实验与克隆动 物
• 1、细胞核移植技术 • （1）1952，美国学者将爪蟾蝌蚪的肠 上皮细胞的细胞核移入去核的卵细胞中， 获得少数几例胚胎发育出蝌蚪，最终发 育成可以生育的蛙。
核移入去核的未受精卵，也有 少数发育成蝌蚪；童弟周培育 的鲤鲫核质杂交鱼等。 （3）1981年，Hoppe等，首 先在哺乳动物—小鼠中成功进 行了核移植实验，将灰色小鼠 囊胚期细胞的核移入到黑色小 鼠的去核受精卵中，经过体外 培养，移核卵发育到囊胚期， 再将移植到白色雌鼠（假孕鼠） 子宫内，结果生产出3只仔鼠，
（1）细胞分化是单向演变，一 般不发生逆转（2）分化的方向 和程序都是预先确定； （3）细胞生理状态随着细胞分 化程度而改变 如神经细胞和肌肉细胞是高 度分化的细胞,在成体中一般是不 分裂的； 表皮生发层细胞和骨髓造血 干细胞是分化程度比较低的，可
出各种组织细胞的发育潜能，这 被称为—。 a、如植物中，高度分化的细胞 仍然具有胚性细胞的潜能, 发育 成完整的植株。图5-3。 b、在高等动物胚胎发育初期 （卵裂阶段）的分裂球细胞仍然 保持着全能性。 例如，2-4细胞期的每个细胞若 被分离开，都有可能发育成一个
（4）胚胎发育期：在上述过 程中，形体和生理变化最大的 时期是胚胎期亦被单独称为—。 （5）细胞分化是个体发育的 基础 a、细胞分化是胚胎发育的 基础 原肠胚→外胚层、中胚 层、内胚层，3个胚层奠定了 发育人体各种组织器官、系统
b、细胞分化是个体生长的基础： 如血液中各种细胞的形成， 就是由造血器官中（红骨髓）多 能造血干细胞进行血细胞分化的 结果。图5-1。
步发育，其细胞虽然还具有分 化成各种组织细胞的发育潜能， 但是已经失去了发育成完整个 体的能力，这时的发育潜能 叫—。 如多能造血干细胞→红细 胞、白细胞、血小板等多种细 胞，但是不能分化出血液系统 以外的其它细胞，发育潜能只 是多能性，而不是全能性。
• （3）单能性：(再进一步分化，)单能造 血干细胞只能分化形成专一的细胞，这时 的发育潜能被称为—。总之，随着细胞分 化程度的深入，其发育潜能逐渐变窄，变 得专一 • （4）终端分化细胞（特化细胞）：像成 熟红细胞这样高度分化的细胞实质上是发 育到尽头了,被称为—。
隆人已经不是科幻小说里的梦想，而是呼之欲出的现实。目前，已有三个国外 组织正式宣布他们将进行克隆人的实验，美国肯塔基大学的扎沃斯教授正在与一 位名叫安提诺利的意大利专家合作，计划在两年内克隆出一个人来。由于克隆人 可能带来复杂的后果，一些生物技术发达的国家，现在大都对此采取明令禁止或 者严加限制的态度。 模拟克隆人 古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故事，表达了人 类对复制自身的幻想。上世纪初，韦伯（H. J. Webber）创造了“克隆”这一词， 其含义指由单个祖先个体经过无性繁殖而产生的其他个体。１９３８年，德国科 学家首次提出了哺乳动物克隆的思想。1978年，美国科幻小说家罗维克 （D.Rorvick）写了一本名叫《克隆人》（The Cloning of a man，该书中文译名 为《复制人》）的书 。
• 维尔穆特及其同事： • 1000个卵—434个人造未融合的卵— 电击融合—277个人造受精卵—移植到 羊输卵管中 特殊培养存活247个—29个 发育到早期胚胎的高级阶段（桑葚 胚） —移植到13只代来自母亲的子宫 中 —只有多利出生了。
英国罗斯林研究所正式向外界宣布，克隆羊多莉已于1998年4月当上了妈妈。 该研究所发布的新闻公报说，多莉1998年4月13日当地时间凌晨自然分娩顺利产 下一 只母羊羔，这只取名为“邦尼’’的小羊体重2.7公斤。新闻公报称，目前多莉母女 俩 “状况良好”。 罗斯林研究所所长布尔菲尔德教授在一份书面声明中表示，他对 多莉的生产感到高 兴。尽管多莉身份非同寻常，但小羊羔的出世证明多莉完全能够 正常怀胎并生下健康的 后代。 罗斯林研究所指出，多莉的生育成功，对克隆技术的 商业化具有非常重要的意义。因 为，当利用细胞核移植技术培育出少量转基因动物 之后，不必再利用克隆的方法，完全可 以通过像多莉这样正常怀孕生子获得更多性 能改良的下一代。 邦尼的父亲戴维是一只普通威尔士公山羊，多莉怀孕的时间为 1997年年底。罗斯林 研究所说，在邦尼出生之后，研究人员对母女俩的情况进行了 一段时间观察，以确保它们安然无恙，另外也是为了让邦尼和多莉能有时间不受外界 干扰地在一起联络感情，因此他 们推迟了10天左右才正式发布多莉当妈妈的消息。
• ②技术线路仍是采用细胞核移植，与 “多莉”的区别是供体细胞(提供细胞 核的细胞)是人的胎儿细胞，即将人的 胎儿细胞核移植至到羊的卵细胞中 • ③克隆羊“多莉”是带有人类某些基 因的羊、其意义主要表现在经济价值 方面。 • （2）上海羊：是转基因山羊 • 4、扬州大学的克隆羊、西北农大的克 隆山羊（圆圆和羊羊）、克隆牛（中 科院动物所）、克隆猴问世。 • 5、克隆人?
童第周，字慰孙，我国著名生物学 家、教育家。生于1902年5月28日， 1979年3月去世。浙江鄞县人。
①罗斯林研究所1997年7月宣 布培育成功“多莉” 多莉出生于1996年7月5日 下午5时，苏格兰的罗斯林研究 所，6.6公斤。 供体：a 芬兰多赛特母羊-乳腺 细胞-培养5天-取核 b 苏格兰黑脸母羊-卵细 胞-去核 电击诱导融合-创造一个人