2019-2020年高中生物 第1课时 细胞分化备课资料 苏教版.doc

2019-2020年高中生物 第1课时 细胞分化备课资料 苏教版1.细胞的分化的“内涵”任何一个有性生殖的生物个体都是从受精卵开始的，从受精卵发育成完整成熟个体的过程，称为个体发育。观察一个受精鸡蛋在孵化过程中的变化，可以看到，随着细胞数目的增加，细胞的外形逐渐显示出不同变化，细胞向各处迁移运动，然后有的细胞停留在一定位置再进一步增殖分化，逐渐显示出可以分辨的组织器官，直至一只小鸡破壳而出。所以，细胞的形态变化、迁移、黏着和定位，在细胞分化中起着重要作用。深入的研究表明，分化方向的确定早于形态的发生。从近代生物学角度来看，细胞分化有以下内涵：(1)细胞分化始于基因表达的调控，一部分基因关闭，另一部分打开。它也包括基因表达强度的改变。 (2)分化细胞之间的差异归根到底在于不同蛋白质的表达。(3)分化过程通常是不可逆的。分化终端的细胞通常不再分裂，稳定地具有一定的特征，执行一定的生理功能，然后走向衰老和死亡。有时，个别分化终端的细胞逆向恢复生长分裂的能力，往往可能是细胞癌变的征兆。(4)一般认为到达成年阶段，个体发育完成，只有一部分细胞的分化持续于整个生物体的一生。例如哺乳类的骨髓中，终生都发生血细胞的分化成熟。2.影响细胞分化的因素(1)胞外信号分子对细胞分化的影响在研究早期胚胎发育过程中发现，一部分细胞会影响周围细胞使其向一定方向分化，这种作用称近端组织的相互作用，也称为胚胎诱导。近端组织的相互作用是通过细胞旁分泌产生的信号分子旁泌素（又称细胞生长分化因子）来实现的。另一种远距离细胞间相互作用对细胞分化的影响主要是通过激素来调节的。 (2)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。早期的研究提出“决定早于分化”这一概念，所谓决定是指一个细胞接受了某种指令，在发育中这一细胞及其子代细胞将区别于其他细胞而分化成某种特定的细胞类型，或者说在形态、结构与功能等分化特征尚未显现之前就已确定了细胞的分化命运。据研究细胞的决定与细胞的记忆有密切的关系。(3)受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响在卵母细胞的细胞质中除了储存有营养物质和多种蛋白外，还含有多种mRNA，其中多数mRNA与蛋白质结合处于非活性状态，成为隐蔽mRNA，不能被核糖体识别。然而它们在卵细胞质中呈不均匀地分布，特别是某些动物如柄海鞘、两栖动物等，在受精后卵细胞质重新定位，少数母体mRNA被激活，合成早期胚胎发育所需要的蛋白质。随着受精卵早期细胞分裂，隐蔽mRNA被不均一地分配到子细胞中。 ()细胞间的相互作用与位置效应在胚胎学研究中，人们已注意到细胞间的相互作用对细胞分化与器官构建的影响，并称这种作用为胚胎诱导。除胚胎诱导外，细胞所处的位置不同对细胞分化的命运也有明显的影响。实验证明，改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变，这种现象称位置效应。位置信息是产生效应的主要原因。(5)染色质变化与基因重排对细胞分化的影响100多年前人们就发现仅有1对或2对染色体的马蛔虫在卵裂过程中，染色体出现消减现象，追踪至32个细胞的分裂球阶段，发现除一个细胞保留正常的染色体外（将分化成生殖细胞），其余将分化到体细胞的细胞中，全部出现染色体丢失。原生动物纤毛虫类（如草履虫、四膜虫）的细胞内存在2个细胞核，小核称为生殖核，包含完整的基因组；大核称为营养核，丢失1090的，剩余的经重排与扩增后形成多倍体，其基因活跃地转录并决定一切表型特征。大核是在有性生殖过程中，由小核发育而来，细胞虽未分化但细胞核“分化”成两种不同的类型。基因重排是细胞分化的另一种特殊方式。抗体是由浆细胞分泌的，而浆细胞是由淋巴细胞分化而来。在这一过程中，淋巴细胞中的经过断裂丢失与重排的复杂变化从而利用有限的免疫球蛋白基因，在理论上可表达出数百亿种抗体。3.我国培植出人类胚胎干细胞 科学研究表明，将成人皮肤细胞的细胞核植入去核的兔卵母细胞中，成功将其发育为胚胎，并从融合胚胎的细胞团中提取出可用于进一步研究的人胚胎干细胞。该研究证明已分化的人体细胞核可重新编程恢复到原始细胞状态，为治疗性克隆提供了重要基础理论支持。