第十三章胚胎发育与细胞分化.doc

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1、第十二章细胞分化与基因表达调控(Celldifferentiationandgeneexpressioncontrol)教学目的1、掌握细胞分化的本质及影响因素2、了解基因表达调控的种类及机理教学内容本章的主要内容包括以下四个方面：1．配子发生与受精作用2．胚胎形成与分化3．细胞分化的分子基础4．干细胞计划学时及安排本章计划4学时。教学重点和难点发育生物学是现代生物学的发展方向。本章主要介绍与发育有关的细胞生物学基础知识，包括受精、胚胎形成、分化。干细胞是发育生物学研究中最为热门，并在细胞工程和组织工程的研究中具有重要作用。1．动物和植物的雌配子通常称为卵，而将雄配子称为精子。配子形成的

2、过程称为配子发生。精子与卵子的融合，即为受精作用。受精发生之后，受精卵要进行一系列的分裂、分化和相互作用，最后发育成一个新的个体。本节的学习重点是配子发生的过程和机理、受精作用涉及的反应过程。2．细胞分化是在胚胎发育过程中，未定形的细胞在形态和生化组成上向专一性或特异性方向发展，或由原来较简单具有可塑性的状态向异样化稳定状态发展的过程。本节的重点是建立细胞分化是从化学分化到形态、功能分化这样一种基本观念，以及细胞分化过程中的核质关系。3．分化细胞间的主要差别是合成的蛋白质的种类不同，即表达的基因不同，细胞分化的分子基础在于基因表达的控制。如果蝇的发育就是在母体基因、合子基因等的调节控制下

3、进行的。本节的难点是如何正确理解果蝇发育过程中母体效应基因、合子基因在发育中的作用。4．干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。胚胎干细胞的分化和增殖构成动物发育的基础，成体干细胞的进一步分化则是成年动物体内组织和器官修复再生的基础。干细胞在细胞工程和组织工程中有许多重要的应用。本内容主要是对干细胞作一基本介绍。本章的重点是胚胎形成与细胞分化，为加深对本章知识的理解，可结合遗传学、胚胎学的相关知识的学习。教学方法讲授法教学过程◆细胞分化(celldifferentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能

4、上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。◆细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心；细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成；成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异性表达；差异性表达的机制是由于基因表达的组合调控。◆细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现第一节细胞分化(Celldifferentiation)一、细胞分化的基本概念(Basicconceptthatthecelldevison)概念：细胞分化(celldifferentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。⒈细胞分化

5、是基因选择性表达的结果⒉组织特异性基因与当家基因⑴看家基因(house-keepinggenes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；⑵组织特异性基因(tissue-specificgenes)，或称奢侈基因(luxurygenes)：是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能；⑶调节基因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；⒊组合调控引发组织特异性基因的表达⑴组合调控（combinationalcontrol）概念：有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化的调控机制。即

6、每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。⑵生物学作用：于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）。⑶分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动⒋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。多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显得更为复杂。⒌转分化与再生⑴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（transdiff

7、erentiation）。⑵转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的过程。⑶生物界普遍存在再生现象（regeneration），再生是指生物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。⑷不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。Transdifferentiation：一种类型的分化细胞转化为另一种分化类型的细胞的现象。Dedifferentiation：分化细胞