細(xì)胞分化多媒體演示文稿

細(xì)胞分化多媒體演示文稿目前一頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)（優(yōu)選）細(xì)胞分化多媒體目前二頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)

細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂

受精卵――――胎兒――――成人

細(xì)胞分化

細(xì)胞分化

細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)目增加細(xì)胞分化使細(xì)胞功能分工受精卵胎兒成人細(xì)胞分裂、生長細(xì)胞分化目前三頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)增殖增殖如果只有細(xì)胞增殖，沒有細(xì)胞分化，就只能形成一細(xì)胞團(tuán)，而不能形成人體。目前四頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)

分化與分工不同，分化是分工的過程，分工是分化的結(jié)果。如肌細(xì)胞有收縮作用是分化的結(jié)果，而由卵細(xì)胞到肌細(xì)胞的過程是分化。細(xì)胞分化(differentiation)：指受精卵產(chǎn)生的同源細(xì)胞，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面形成穩(wěn)定性差異的過程。（一）細(xì)胞分化和細(xì)胞決定目前五頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)通常，細(xì)胞分化是指細(xì)胞表型變化：如：

神經(jīng)細(xì)胞具有傳導(dǎo)神經(jīng)信息的功能（伸出長的突起）

肌細(xì)胞具有收縮功能（呈梭形或柱形）

紅細(xì)胞具有攜帶氧和二氧化碳的功能（呈圓盤狀）

表皮細(xì)胞具有保護(hù)功能（呈扁平形）

分化分化分化分化目前六頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)細(xì)胞決定的物質(zhì)：卵細(xì)胞質(zhì)（見后“影響細(xì)胞分化的因素”）細(xì)胞分化之前其命運(yùn)已決定，即細(xì)胞決定。細(xì)胞決定（Determination）是指細(xì)胞在發(fā)生可識別的表型變化之前，就已受到約束而向著特定方向分化，這時細(xì)胞內(nèi)部已發(fā)生變化，確定了未來的發(fā)育命運(yùn)，稱為細(xì)胞決定。目前七頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)細(xì)胞分化的表現(xiàn)是產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞，其實質(zhì)是由于特異功能蛋白質(zhì)的合成。如：神經(jīng)細(xì)胞傳導(dǎo)神經(jīng)信息

神經(jīng)遞質(zhì)；

肌細(xì)胞收縮作用

肌動蛋白和肌球蛋白；

成熟的紅細(xì)胞運(yùn)輸氧和二氧化碳血紅蛋白；

表皮細(xì)胞保護(hù)作用角蛋白。目前八頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)（二）奢侈蛋白和管家蛋白奢侈基因管家基因奢侈蛋白（luxuryprotein）對細(xì)胞自身生存無直接影響，是細(xì)胞向特殊類型分化的物質(zhì)基礎(chǔ)，這類蛋白質(zhì)稱為奢侈蛋白。如血紅蛋白、肌動蛋白、分泌蛋白等。管家蛋白(houseKeepingprotein)維持細(xì)胞生命活動所必需的、各類細(xì)胞共有的蛋白質(zhì)為管家蛋白。如膜蛋白、核糖體蛋白、線粒體蛋白等。目前九頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)衣

食

住奢侈品生存必需品鉆石電扇目前十頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)二、細(xì)胞分化的特點(diǎn)：

穩(wěn)定性

可逆性穩(wěn)定性：即在正常生理條件下，細(xì)胞的分化狀態(tài)一旦確定，將終生不變，既不能逆轉(zhuǎn)也不能互變。例如：肌細(xì)胞終生為肌細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞終生為神經(jīng)細(xì)胞，紅細(xì)胞終生為紅細(xì)胞…...目前十一頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)

可逆性：在一定條件下，高度分化的細(xì)胞可以重新分裂而回得到胚性細(xì)胞狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫做去分化(dedifferentiation)或稱脫分化，也稱細(xì)胞分化的可逆性。例如：

射線、藥物、毒物...正常分化的細(xì)胞癌細(xì)胞不正常條件目前十二頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)1958年有人用野生胡蘿卜游離的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)的實驗中，觀察到已經(jīng)高度分化的細(xì)胞可以重新分裂而回得到胚性細(xì)胞狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫做去分化或稱脫分化，然后通過再分化形成根莖，最終發(fā)育成完整的新植株。目前十三頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)

現(xiàn)已證明，在一定的條件下哺乳動物的細(xì)胞也可以去分化或轉(zhuǎn)化成另一種分化細(xì)胞。

如：人皮膚基底層細(xì)胞角化細(xì)胞粘膜上皮細(xì)胞或具有纖毛的上皮細(xì)胞。ok

培養(yǎng)基中缺乏維生素A培養(yǎng)基中富含維生素A目前十四頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)第二節(jié)細(xì)胞分化的潛能根據(jù)機(jī)體發(fā)育時期的不同，將機(jī)體干細(xì)胞分為胚胎干細(xì)胞、成體干細(xì)胞。干細(xì)胞（stemcell)：通常把機(jī)體中具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞。只有干細(xì)胞才有分化潛能根據(jù)分化能力的大小，可將機(jī)體干細(xì)胞分為：全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞單能干細(xì)胞目前十五頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)一、胚胎干細(xì)胞的分化

胚胎干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell，簡稱ES細(xì)胞)是指存在于早期胚胎中，具有多分化潛能的細(xì)胞。受精卵及卵裂早期（桑甚胚期以前）的每一個細(xì)胞都有發(fā)育成一個完整機(jī)體的潛能，這些細(xì)胞稱為全能干細(xì)胞，它們具有發(fā)育的全能性。目前十六頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)如：將小鼠胚胎發(fā)育２細(xì)胞期的一個細(xì)胞用針搗毀，另一個仍能發(fā)育為完全正常的小鼠。正常小鼠受精卵2細(xì)胞期目前十七頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)將兩只８細(xì)胞期的鼠胚合并，也能發(fā)育成一只正常的小鼠。表明哺乳類動物早期胚胎細(xì)胞發(fā)育到８細(xì)胞期仍是全能的。圖示目前十八頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)多能細(xì)胞全能細(xì)胞經(jīng)過器官發(fā)生，細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)最終決定，在形態(tài)上特化，在功能上專一化單能細(xì)胞目前十九頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)全能細(xì)胞：具有發(fā)育全能性的細(xì)胞為全能細(xì)胞，如受精卵卵裂早期的細(xì)胞。多能細(xì)胞：胚胎發(fā)育三胚層期的細(xì)胞等具有發(fā)育成多種組織的潛能，但失去了發(fā)育為完整機(jī)體的能力，這類細(xì)胞稱為多能細(xì)胞，即這一時期的細(xì)胞具有多能性。單能細(xì)胞：有些細(xì)胞只能分裂分化產(chǎn)生一種類型的細(xì)胞，如精源細(xì)胞只能分化為精子，這類細(xì)胞稱為單能細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞的多發(fā)育潛能目前二十頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)

胚胎發(fā)育過程中，這種逐漸由全能局限為多能，最后成為穩(wěn)定型單能(unipotency)的趨向，是細(xì)胞分化的普遍規(guī)律。受精卵由全能多能單能這一過程可稱為細(xì)胞的單能化。目前二十一頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)（1）建立ES細(xì)胞系為哺乳動物發(fā)育生物學(xué)研究提供材料或模型。如可利用ES細(xì)胞體外研究某些細(xì)胞因子等因素對細(xì)胞生長和分化的影響，減少內(nèi)源性因素干擾的復(fù)雜性；利用ES細(xì)胞的基因突變來研究細(xì)胞分化過程中某些基因的功能等。（2）利用ES細(xì)胞的發(fā)育多能性及環(huán)境因素對細(xì)胞發(fā)育的影響，定向誘導(dǎo)細(xì)胞分化為特定的細(xì)胞，如肌細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞等，為細(xì)胞移植提供新細(xì)胞來源。胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用目前二十二頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)二、成體干細(xì)胞的分化成體的許多組織中都保留一些具有增殖和分化能力的細(xì)胞，這類細(xì)胞稱為成體干細(xì)胞。成體干細(xì)胞的分化特點(diǎn)：其一是不對稱分裂，即一個干細(xì)胞分裂后所產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞中，一個仍為干細(xì)胞，另一個則分化為功能細(xì)胞；其二是它的分化方向已基本確定，只能分化為其相應(yīng)組織的細(xì)胞。目前二十三頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)成體干細(xì)胞的應(yīng)用一是期望利用成體組織干細(xì)胞的分離培養(yǎng)和植入體內(nèi)，更新或重建機(jī)體病變的組織器官，恢復(fù)其正常的功能。二是期望用作基因治療的靶細(xì)胞，通過改變成體組織干細(xì)胞的遺傳特性而達(dá)到改善組織功能的效果。三是研究體內(nèi)有效激活組織干細(xì)胞的方法，增強(qiáng)其功能，如毛囊干細(xì)胞的激活可促進(jìn)毛發(fā)的再生。目前二十四頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)第三節(jié)細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)

已分化的細(xì)胞仍具有全能性：

A.檢測不同類型的細(xì)胞中染色體數(shù)目和DNA含量,可以證明細(xì)胞的分化并未丟失基因(結(jié)構(gòu)上證明)。B.爪蟾卵核移植實驗(經(jīng)典的實驗)爪蟾受精卵去細(xì)胞核植入表皮細(xì)胞的核正常幼體即:上皮細(xì)胞核與卵細(xì)胞核一樣,有全套基因,在發(fā)育上是全能的目前二十五頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)C.克隆羊“多莉”實驗即:高度分化的細(xì)胞如乳腺細(xì)胞的核仍有全能性圖示目前二十六頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)D.植物細(xì)胞分化的全能性廣泛存在秋海棠葉落地生根;楊柳插枝;土豆等塊莖的種植;榕樹氣生根的落地生長;胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)出一個胡蘿卜等。上述事實證明已分化的細(xì)胞仍具有全能性，分化的細(xì)胞中并未丟失基因，只是基因進(jìn)行選擇性表達(dá)的結(jié)果。ok目前二十七頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)細(xì)胞分化的分子性質(zhì)細(xì)胞表型特化的分子基礎(chǔ)是特異蛋白的合成

細(xì)胞分化的結(jié)果是細(xì)胞表型的特化，即細(xì)胞具有明顯的結(jié)構(gòu)和功能上的差別,這種特化的基礎(chǔ)在于特異性蛋白質(zhì)的合成。分化程度取決于特異蛋白的合成等。人體內(nèi)一些高度分化的細(xì)胞都是功能上特化的細(xì)胞,如:神經(jīng)細(xì)胞------神經(jīng)遞質(zhì)-------傳導(dǎo)神經(jīng)信息；肌細(xì)胞------肌動蛋白和肌球蛋白-----收縮作用；成熟的紅細(xì)胞-----血紅蛋白----運(yùn)輸氧和二氧化碳；表皮細(xì)胞----角蛋白-----保護(hù)作用。目前二十八頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)為什么來自同一受精卵的細(xì)胞會產(chǎn)生各自特異性蛋白質(zhì)？是細(xì)胞發(fā)育過程中丟失了部分基因？或是基因進(jìn)行選擇性表達(dá)的結(jié)果？目前二十九頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)分子雜交實驗證明：細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果分子雜交：DNA-DNA或DNA-RNA單鏈之間的互補(bǔ)序列在一定條件下通過堿基互補(bǔ)配對原則形成雙鏈的現(xiàn)象。兩序列如果能雜交，則為相同或相似的序列，反之，則是不同的序列。目前三十頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)DNA-DNA雜交實驗：不同物種的DNA序列不能雜交，證明DNA有物種特異性；同一物種不同組織的DNA間能雜交，表明DNA無組織特異性。DNA-RNA雜交實驗：同一物種不同組織的DNA-RNA間的雜交不同，證明RNA有組織特異性。目前三十一頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)上述實驗證實一個動物體內(nèi)的不同類型細(xì)胞所含DNA相同，它們具有相同的基因。在發(fā)育的不同階段和不同類型的組織中發(fā)生差別基因表達(dá)，使RNA有所不同，由于編碼特異蛋白的結(jié)構(gòu)基因在不同細(xì)胞中被選擇性地激活，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生了不同的mRNA，從不同的mRNA轉(zhuǎn)譯產(chǎn)生的蛋白質(zhì)就是專一的特異性蛋白質(zhì)。特異蛋白質(zhì)在細(xì)胞中出現(xiàn)就是細(xì)胞表型分化的標(biāo)志。目前三十二頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)從分子水平看：基因選擇表達(dá)特異mRNA轉(zhuǎn)錄特異蛋白質(zhì)合成細(xì)胞分化目前三十三頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)基因選擇性表達(dá)的調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)對mRNA轉(zhuǎn)譯無選擇性將免、小鼠、鴨的編碼珠蛋白的mRNA注入爪蟾卵母細(xì)胞中，證明爪蟾的卵母細(xì)胞對外來的不同mRNA一律轉(zhuǎn)譯，沒有選擇性。目前三十四頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)兔鴨小鼠牛蜜蜂爪蟾mRNA爪蟾卵母細(xì)胞血紅蛋白（兔、鴨、小鼠）晶體蛋白蜜蜂的原蜂毒素爪蟾血紅蛋白注射血紅蛋白血紅蛋白血紅蛋白血紅蛋白晶體蛋白原蜂毒素目前三十五頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)基因選擇性表達(dá)主要在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行調(diào)節(jié)

理倫上分析：DNA無選擇性

mRNA翻譯為蛋白質(zhì)無選擇性

只有DNA轉(zhuǎn)錄形成mRNA有選擇性（有調(diào)節(jié)）

證據(jù)：脊椎動物血紅蛋白四聚體的各型珠蛋白鏈在發(fā)育過程中依次出現(xiàn)；

胚胎早期胚胎晚期出生后222222即、、鏈基因依次開放和關(guān)閉，順序表達(dá)。果蠅唾液腺多線染色體上膨松區(qū)（活化基因區(qū)）位置和數(shù)量的變化。目前三十六頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)果蠅唾液腺多線染色體膨松區(qū)的變化膨松區(qū)目前三十七頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)調(diào)節(jié)因素主要是非組蛋白

“染色質(zhì)重組實驗”表明非組蛋白參與細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)節(jié)。

“組蛋白轉(zhuǎn)位模型”表示其調(diào)節(jié)方式，如圖示：目前三十八頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)DNA、組蛋白和非組蛋白重組后合成的產(chǎn)物RNA的種類與非組蛋白的來源一致。即非組蛋白的特異性決定產(chǎn)物mRNA的特異性，參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。圖示目前三十九頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)非組蛋白有組織特異性且種類多，好象基因的“鑰匙”，不同的基因有不同的“鎖”，需不同的鑰匙（非組蛋白）才能打開。ok目前四十頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)第四節(jié)細(xì)胞分化的影響因素一、影響細(xì)胞分化的內(nèi)在因素卵細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核的作用核質(zhì)相互作用目前四十一頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)（一）卵細(xì)胞質(zhì)的作用卵細(xì)胞質(zhì)的作用：細(xì)胞決定，即決定細(xì)胞分化的方向。作用時間：胚胎發(fā)育早期（卵裂期）。目前四十二頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)315421神經(jīng)細(xì)胞質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞2脊索細(xì)胞質(zhì)脊髓細(xì)胞3外胚層細(xì)胞質(zhì)表皮4中胚層細(xì)胞質(zhì)肌肉骨5內(nèi)胚層細(xì)胞質(zhì)腺細(xì)胞及消化道上皮蛙卵蛙受精卵的細(xì)胞質(zhì)是不均質(zhì)的，這種不均質(zhì)性,對胚胎的早期發(fā)育具有很大影響，在一定程度上決定細(xì)胞的早期分化以蛙為例：目前四十三頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)例如，將蛙受精卵卵裂早期的分裂球分離培養(yǎng)，只是含有灰新月物質(zhì)的分裂球才能正常發(fā)育。圖示目前四十四頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)細(xì)胞核的作用在細(xì)胞分化中，細(xì)胞核起著重要或決定性的作用。第一、遣傳物質(zhì)決定性狀，而遺傳物質(zhì)位于細(xì)胞核內(nèi)。第二、從全能細(xì)胞多能細(xì)胞單能細(xì)胞，是細(xì)胞核內(nèi)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。

核分化（基因選擇表達(dá)）時間：晚原腸胚（如蛙）。核的作用：基因選擇性表達(dá)，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能分化。目前四十五頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)核質(zhì)相互作用

一方面細(xì)胞核中的基因?qū)?xì)胞質(zhì)的代謝起調(diào)節(jié)作用；另一方面細(xì)胞質(zhì)對核內(nèi)基因的活性有控制作用；因此，核質(zhì)的作用是相互的，緊密聯(lián)系著的，共同影響著細(xì)胞分化。目前四十六頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)1、外環(huán)境影響細(xì)胞決定2、細(xì)胞相互作用誘導(dǎo)細(xì)胞分化3、激素對細(xì)胞分化的作用（二）影響細(xì)胞分化的外在因素目前四十七頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)例一、嵌合體實驗

將兩８細(xì)胞期的小鼠胚胎合并，如果其中一個標(biāo)記胚胎植于另一個胚胎中間，則標(biāo)記胚胎形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，未標(biāo)記的胚胎形成滋養(yǎng)外胚層；反之則標(biāo)記胚胎形成滋養(yǎng)外胚層，未標(biāo)記的胚胎形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。表明哺乳動物早期胚胎細(xì)胞的決定，與細(xì)胞所在的環(huán)境有關(guān)。覆蓋在胚胎表面的細(xì)胞總是形成滋養(yǎng)外胚層，能分泌蛋白酶將母體子宮內(nèi)膜溶解，胚胎植入母體子宮壁獲取營養(yǎng)；內(nèi)部細(xì)胞則發(fā)育成為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來形成胚體。1、外環(huán)境影響細(xì)胞決定目前四十八頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)滋養(yǎng)外胚層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)目前四十九頁\總數(shù)五十五頁\編于十九點(diǎn)例二、畸胎瘤的形成

受精卵正常的發(fā)育環(huán)境是子宮，在任何其它環(huán)境將不能正常發(fā)育，畸胎瘤就是在異常環(huán)境下形成的一種畸胎，即動物的卵細(xì)胞偶爾可以未經(jīng)排卵就被激活，在卵巢中進(jìn)行異位發(fā)育，這時細(xì)胞的增殖和分化失控，已分化的毛發(fā)、牙、骨、腺上皮等和未分化的干細(xì)胞雜亂聚集成無