05细胞分化与克隆讲解.pptxVIP

第五章 细胞分化 与“克隆”一、细胞分化的基本概念二、细胞分化中的发育潜能变化三、细胞核移植实验的重要启示—动 物特化细胞的细胞核仍保持全能性四、细胞分化与基因的时空表达五、细胞质在细胞分化中的重要作用六、内外环境 对细胞分化的影响七、“多莉”克隆羊研究的科学意义 一、细胞分化的基本概念 1、什么是细胞分化（1）细胞分裂、细胞生长、细胞分化三者共同作用实现人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各种类型的组织细胞。)是指细胞的结构、形态和功能发生了稳定差异的变化，这个差异形成过程就称为细胞分化。（3）个体发育阶段：把从受精卵到个体性成熟的发育过程称为—。（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、系统的基础，随后的发育都是在这3个胚层的各种细胞分化来实现的。 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。 2、细胞分化的特点： 3个基本特点：（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，可以终身保持分裂能力。二、细胞分化中的发育潜能变化 1、发育潜能的演变规律 （1）全能性：受精卵具有分化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完整的个体，此为畜牧业成功开展胚胎切割，实现牛、羊、兔一产多胎的繁殖技术奠定了理论基础。 （2）多能性：随着胚胎的进一步发育，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—。 2、发育潜能演进机制的探讨（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物质丢失的现象。3、克隆与发育潜能（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。（2）1978年，我国发育学家童第周先生将黑斑蛙的红细胞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，其毛色、核型、同工酶指标都与核供体灰色鼠相同。图5-5。 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。3、多莉羊、上海羊（1）克隆羊“多莉” 美国乡村音乐女歌手多利·帕顿（Dolly Parton） 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：芬兰多赛特母羊-乳腺细胞-培养5天-取核 苏格兰黑脸母羊-卵细胞-去核 电击诱导融合-创造一个人造受精卵-特殊培