细胞生物学十四章细胞分化最后一节课件
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医学细胞生物学-14章 细胞分化(修改后)
受精卵发育成多细胞动物是 通过细胞增殖和分化而实现的。
细胞分化是多细胞生物胚胎发育过程中的核心事 件，它可使细胞由非特化性或特化性程度较低的 状态向特化性程度较高的状态转变，成为具有不 同表型和功能的细胞，进而组成结构和功能不同 的组织、器官及系统，使机体能执行各种各样的 生物学功能。
细胞分化存在于机体的整个生命过程中，它不
实例：基于细胞核移植技术进行的动物克隆实验。
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS细胞）的制备：如将四个转录因子（Oct3/4、 Sox2、C-Myc、Klf4）基因导入皮肤成纤维细胞中， 即可获得iPS细胞。
细胞分化的一般规律：在胚胎发育过程中，细胞逐渐 由“全能”到“多能”，最后向“单能”的趋向。
终末分化的体细胞含有全部的遗传信息，在一定条件 下仅表现出细胞核的全能性。
英国科学家利用体细胞克隆技术将取自羊乳腺细 胞的细胞核植入另一羊的去核的卵细胞中，培育 出了世界上第一只克隆动物──“多莉”羊
肠上皮细胞 皮肤上皮细胞
仅发生在胚胎发育的过程中，而且在机体的组织 修复及正常细胞的更新换代中也在不断进行。但
胚胎期是细胞分化最典型和最重要的时期。
细胞分化的标志：
合成新的特异性蛋白质 出现新组装的亚细胞结构 特定功能
血红蛋白 Hb 运输O2和CO2
肌动蛋白和肌球蛋白 肌肉收缩
细胞分化的关键在于细胞内特异性蛋白质的合成， 而特异性蛋白质合成的实质则在于基因的选择性表 达。
一般来说，细胞分裂旺盛时细胞分化变缓，分化程度 较高时分裂速度减慢。
细胞分化一般发生在细胞周期的G1期
四、细胞的分化潜能
（一）细胞的全能性
细胞的全能性为单个细胞在一定条件下所表现出的分 化为各种类型细胞或发育成为完整个体的能力，具有 这种能力的细胞称为全能性细胞(totipotency cell)。 在哺乳动物中，受精卵和卵裂早期的细胞属于全能性 细胞 。显微 注射蛙核移植实验AB
细胞分化是多细胞生物胚胎发育过程中的核心事 件，它可使细胞由非特化性或特化性程度较低的 状态向特化性程度较高的状态转变，成为具有不 同表型和功能的细胞，进而组成结构和功能不同 的组织、器官及系统，使机体能执行各种各样的 生物学功能。
细胞分化存在于机体的整个生命过程中，它不
实例：基于细胞核移植技术进行的动物克隆实验。
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS细胞）的制备：如将四个转录因子（Oct3/4、 Sox2、C-Myc、Klf4）基因导入皮肤成纤维细胞中， 即可获得iPS细胞。
细胞分化的一般规律：在胚胎发育过程中，细胞逐渐 由“全能”到“多能”，最后向“单能”的趋向。
终末分化的体细胞含有全部的遗传信息，在一定条件 下仅表现出细胞核的全能性。
英国科学家利用体细胞克隆技术将取自羊乳腺细 胞的细胞核植入另一羊的去核的卵细胞中，培育 出了世界上第一只克隆动物──“多莉”羊
肠上皮细胞 皮肤上皮细胞
仅发生在胚胎发育的过程中，而且在机体的组织 修复及正常细胞的更新换代中也在不断进行。但
胚胎期是细胞分化最典型和最重要的时期。
细胞分化的标志：
合成新的特异性蛋白质 出现新组装的亚细胞结构 特定功能
血红蛋白 Hb 运输O2和CO2
肌动蛋白和肌球蛋白 肌肉收缩
细胞分化的关键在于细胞内特异性蛋白质的合成， 而特异性蛋白质合成的实质则在于基因的选择性表 达。
一般来说，细胞分裂旺盛时细胞分化变缓，分化程度 较高时分裂速度减慢。
细胞分化一般发生在细胞周期的G1期
四、细胞的分化潜能
（一）细胞的全能性
细胞的全能性为单个细胞在一定条件下所表现出的分 化为各种类型细胞或发育成为完整个体的能力，具有 这种能力的细胞称为全能性细胞(totipotency cell)。 在哺乳动物中，受精卵和卵裂早期的细胞属于全能性 细胞 。显微 注射蛙核移植实验AB
细胞生物学(第五版)-第14章 细胞分化与干细胞
三、成体干细胞
生物成体中，多数细胞都是具有一定寿命，生物体需要产生足够的各种不同 类型的细胞，以维持机体的代谢平衡。这一工作主要由存在于各种组织和器 官中的成体干细胞完成，其基本功能是分化产生某些类型的终末分化细胞。
成体干细胞的特征
祖细胞可以快速分裂，形成各 种分化细胞。与干细胞不同， 祖细胞只有有限的分裂次数。
第二节 干细胞
一、干细胞的概念和分类
干细胞是机体中能进行自我更新（产生与自身相同的子代细胞）和多向分化 潜能（分化形成不同细胞类型）的一类细胞。因此，它们在细胞分化和个体 发育中起着关键和决定性的作用。
动物克隆技术的基本理论问题是体细胞 的重编程问题，即已分化的染色质如何 通过重新“编程”回到初始未分化的细胞 状态，然后才有可能沿正常的发育程序 分化成各种类型的细胞
近年来，通过对胚胎干细胞， 包括人胚胎干细胞在内的细 胞定向分化的研究显示：细 胞分化与3个胚层发生这一复 杂的过程，不仅依赖于各种 信号分子的组合和浓度，也 与细胞相互间的位置密切相 关，细胞所处的位置即细胞 的微环境对细胞状态的维持 及分化的命运起到关键作用。
细胞分化与3个胚层发生的分子机制的示意：基因丢失，基因扩增，基因重排，DNA甲 基化 基因重排：基因与基因间的位置或顺序发生重新排列组合。如B 淋巴细胞分化为浆细胞的过程中，它的DNA经过断裂重排的变化, 这有利于其利用有限的免疫球蛋白基因表达大量的抗体。 总之伴随染色质变化及基因重排，细胞分化也出现变化。
（三）细胞记忆与决定
信号分子的有效作用时间是短暂的，然而细胞可以将这种短暂的作用储存起 来并形成长时间的记忆，逐渐向特定方向分化。 果蝇幼虫的成虫盘（imaginal disc)是一些未分化的细胞群,在幼虫变态过程中， 不同的成虫盘发育为成虫不同的器官。
细胞生物学全套ppt课件(共277张PPT)
激光共聚焦显微镜
结合激光扫描和共聚焦技术，实现三 维重建和动态观察，用于研究细胞内 分子定位和相互作用。
电子显微镜
利用电子束代替光束，通过电磁透镜 成像，可观察细胞的超微结构，如透 射电子显微镜和扫描电子显微镜。
分子生物学技术在细胞生物学中应用
DNA重组技术
通过体外操作DNA片段，实现基因克隆、表达和调控研究，用于 解析基因功能和调控网络。
细胞周期调控异常可能导致细胞增殖失控和肿瘤发生。因此，深入研究 细胞周期调控因子和机制对于理解细胞增殖、分化和癌变等生物学过程 具有重要意义。
06
细胞分化、衰老与凋亡
细胞分化类型和影响因素
细胞分化类型 多能干细胞分化
专能干细胞分化
细胞分化类型和影响因素
01
终末分化细胞
02
影响因素
基因表达调控
03
系。
蛋白质组学技术
利用质谱技术、蛋白质芯片等方 法，研究细胞内蛋白质组成、相 互作用和修饰等，揭示蛋白质在
细胞生命活动中的作用。
生物信息学分析
运用生物信息学方法对基因组学 和蛋白质组学数据进行挖掘和分 析，发现新的基因、蛋白质和调 控网络及其与细胞生物学过程的
关系。
THANKS
胞内外环境的稳定。
物质跨膜运输方式及机制
被动运输
01
包括简单扩散和易化扩散两种方式，不需要消耗能量，物质顺
浓度梯度进行运输。
主动运输
02
包括原发性主动转运和继发性主动转运两种方式，需要消耗能
量，物质逆浓度梯度进行运输。
膜泡运输
03
包括出胞和入胞两种方式，通过膜泡的形成和移动来实现物质
的跨膜运输。
膜蛋白功能及其调控
高考生物一轮复习 第四单元 细胞的生命历程 第14讲 细胞分化、衰老、凋亡和癌变课件
3．下列关于细胞分化的叙述中，正确的是( ) A．在生物体内高度分化的细胞仍保留着分裂能力 B．在生物体内高度分化的细胞中遗传物质发生了变化 C．在生物体内高度分化的细胞可以发育成生物体 D．在生物体内高度分化的细胞合成的蛋白质与分化前有所 不同
答案：D 解析：未分化的细胞要不断地分裂，在间期细胞 内要合成构成细胞结构的各种蛋白质。而分化的细胞停止____________的效率。
2．细胞的全能性
□ (1)概念：已经分化的细胞仍然具有 8 ________的潜能。
□ (2)基础：细胞中有发育成生物体所需要的 9 _______。
□ (3)实例与对应的原理(连一连) 10
实例
依据原理或过程
①花粉培养成单倍体植株 a．动物细胞核具有全能性
②克隆羊“多利”的培养 b．细胞的分化
第四单元 细胞的生命历程
第14讲 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
考纲展示
考频
考纲解读
理解细胞分化的实质、特点及结 1.细胞的分化(Ⅱ) ☆☆☆
果
2.细胞的全能性 (Ⅱ)
理解动植物细胞全能性的原因， ☆☆
了解细胞全能性的应用
3.细胞的衰老和 凋亡以及与人体 健康的关系(Ⅱ)
4.癌细胞的主要 特征及防治(Ⅱ)
了解细胞衰老、凋亡的特征及与 ☆
人体健康的关系
了解细胞癌变的特征、诱导因素 ☆ 及防治措施，说出细胞癌变的机
理
1 主干回顾·夯基固源
稳固根基 厚积薄发
[知识梳理] 知识点一 细胞的分化和细胞的全能性 1．细胞分化
□ (1)概念：在个体发育中，由 1 ________________增殖
□ 产 生 的 后 代 ， 在 形 态 、 结 构 和 生 理 功 能 上 发 生 2
细胞生物学PPT课件 细胞分化 细胞增殖与分化
多能性干细胞(pluripotent stem cell)，能够分化形成多种不同细 胞类型的干细胞，显示出多系分化潜能。
只分化为可参与其相应组织器官组成的细胞，特定谱系的干细 胞，专（单）能性干细胞（unipotent stem cells），或称组织特 异性干细胞（tissue-specific stem cells）。
1 2
在胚胎发育和分化过程中相继出现各种不同的细胞类
型是由于有关的奢侈基因按一定的顺序相继活化的结 果，这种现象称基因的差次表达（基因的顺序表达）。
人 类
50
的 珠
40
蛋 白
30
肽 链
20
的 发
10
育 演 变
6 12 18 24 30 36 妊娠周数
6 12 18 24 30 36 42 48
（四）个体发育中细胞分化的潜能性 全能性（totipotency) ：细胞具有重复个体全部发育 阶段和产生所有细胞类型的能力。 具有这种潜能的细胞称为全能性细胞。
受精卵表现最高的全能性。
多能性细胞（pluripotent cell）：多能性指具有发育成多种组织 器官，但却失去了发育成完整个体的潜能性。
腺
肝
胰 甲状腺
甲状旁腺
细胞分化是个体发育的基础；胚胎发育中，通过细胞分化产生 不同的组织和器官，最终形成新个体；胚后发育中，通过细胞 分化产生各种特定类型的细胞，补充机体组织损失的细胞。
细胞分化（cell differentiation）：是指同一来源的细胞经 过分裂逐渐产生形态结构、生理功能和蛋白质合成等方面 都有稳定差异的过程。常将细胞的形态结构、生理功能和 生化特征作为识别细胞分化的3项指标。
日本京都大学教授山中伸弥， 英国的约翰-戈登在细胞核重新 编程研究领域贡献杰出。所谓 细胞核重编程即将成年体细胞 重新诱导回早期干细胞状态， 以用于形成各种类型的细胞， 应用于临床医学。
只分化为可参与其相应组织器官组成的细胞，特定谱系的干细 胞，专（单）能性干细胞（unipotent stem cells），或称组织特 异性干细胞（tissue-specific stem cells）。
1 2
在胚胎发育和分化过程中相继出现各种不同的细胞类
型是由于有关的奢侈基因按一定的顺序相继活化的结 果，这种现象称基因的差次表达（基因的顺序表达）。
人 类
50
的 珠
40
蛋 白
30
肽 链
20
的 发
10
育 演 变
6 12 18 24 30 36 妊娠周数
6 12 18 24 30 36 42 48
（四）个体发育中细胞分化的潜能性 全能性（totipotency) ：细胞具有重复个体全部发育 阶段和产生所有细胞类型的能力。 具有这种潜能的细胞称为全能性细胞。
受精卵表现最高的全能性。
多能性细胞（pluripotent cell）：多能性指具有发育成多种组织 器官，但却失去了发育成完整个体的潜能性。
腺
肝
胰 甲状腺
甲状旁腺
细胞分化是个体发育的基础；胚胎发育中，通过细胞分化产生 不同的组织和器官，最终形成新个体；胚后发育中，通过细胞 分化产生各种特定类型的细胞，补充机体组织损失的细胞。
细胞分化（cell differentiation）：是指同一来源的细胞经 过分裂逐渐产生形态结构、生理功能和蛋白质合成等方面 都有稳定差异的过程。常将细胞的形态结构、生理功能和 生化特征作为识别细胞分化的3项指标。
日本京都大学教授山中伸弥， 英国的约翰-戈登在细胞核重新 编程研究领域贡献杰出。所谓 细胞核重编程即将成年体细胞 重新诱导回早期干细胞状态， 以用于形成各种类型的细胞， 应用于临床医学。