胚胎发育与细胞分化 (2)精选课件.ppt

《胚胎发育与细胞分化 (2)精选课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《胚胎发育与细胞分化 (2)精选课件.ppt（57页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于胚胎发育与细胞分化(2)第一页，本课件共有57页2胚胎发育与细胞分化胚胎发育与细胞分化n卵细胞在受精后进入反卵细胞在受精后进入反复的有丝分裂，这些后复的有丝分裂，这些后代细胞按照不同的发育代细胞按照不同的发育方向（分化），按照一方向（分化），按照一定规律变化，包括生长，定规律变化，包括生长，增值，凋亡等，最终组增值，凋亡等，最终组成各种组织和器官，形成各种组织和器官，形成一个活的有机体；成一个活的有机体；n本质上是基因选择性表本质上是基因选择性表达调控的结果达调控的结果第二页，本课件共有57页3配子配子发生发生n卵细胞卵细胞提供一套基因组和细胞质结构和细胞质提供一套基因组和细胞质结构和细胞

2、质DNA；n精细胞精细胞只提供一套只提供一套DNAn配子发生过程中，经过增殖期，生长期和减数分裂期配子发生过程中，经过增殖期，生长期和减数分裂期第三页，本课件共有57页4卵子发生卵子发生1n增殖期增殖期通过卵原细胞的有丝分裂增加数量，通过卵原细胞的有丝分裂增加数量，在胚胎发育结束后在胚胎发育结束后完成完成；人类女性成年后不会再分裂形成新的卵细胞人类女性成年后不会再分裂形成新的卵细胞；但其他一些两；但其他一些两栖类，鸟类成年后还可继续通过分裂产生新的卵原细胞栖类，鸟类成年后还可继续通过分裂产生新的卵原细胞n减数分裂减数分裂储存物质，体积增大；储存物质，体积增大；这些物质一部分来自自身（内质网，高

3、尔基体等），大多靠其这些物质一部分来自自身（内质网，高尔基体等），大多靠其他组织合成，如肝，滤泡细胞（卵母细胞周围的细胞），抚育他组织合成，如肝，滤泡细胞（卵母细胞周围的细胞），抚育细胞等细胞等第四页，本课件共有57页5卵子发生卵子发生2n不对称性不对称性动物极动物极n营养储备少，含细胞核，核糖体，内质网，线粒体营养储备少，含细胞核，核糖体，内质网，线粒体等等植物极植物极n大量卵黄小体和储存营养物质大量卵黄小体和储存营养物质微管控制一些微管控制一些mRNA定位于特定的区域；定位于特定的区域；肌动蛋白纤维维持卵母细胞的不对称性肌动蛋白纤维维持卵母细胞的不对称性第五页，本课件共有57页6卵子发生卵

4、子发生3n随着卵母细胞不断增大，细胞质成分也逐渐不对称化，随着卵母细胞不断增大，细胞质成分也逐渐不对称化，形成一些特化的结构；形成一些特化的结构；n卵母细胞停滞在前期卵母细胞停滞在前期I，直到有适当的激素刺激；，直到有适当的激素刺激；哺乳动物中，由固醇类激素刺激进一步分裂，激活哺乳动物中，由固醇类激素刺激进一步分裂，激活MPF，刺激其进入中期刺激其进入中期I；n卵母细胞的分裂不对称，形成一个成熟的卵细胞和卵母细胞的分裂不对称，形成一个成熟的卵细胞和3个极体个极体第六页，本课件共有57页7精子精子发生发生n支持细胞提供营养和保护；支持细胞提供营养和保护；n成年雄性精原细胞在生命过程中持续发生；成

5、年雄性精原细胞在生命过程中持续发生；n精子发生过程精子发生过程细胞质桥：不完全胞质分裂；细胞质桥：不完全胞质分裂；丢失大多数细胞质，分化成成熟精细胞；丢失大多数细胞质，分化成成熟精细胞；精细胞的精细胞的DNA是高度压缩并是惰性的；是高度压缩并是惰性的；顶体顶体：头的顶端，一种特化的溶酶体，含多种水解酶类，用来穿破卵子的外：头的顶端，一种特化的溶酶体，含多种水解酶类，用来穿破卵子的外壁壁精细胞的长尾精细胞的长尾：由中心粒控制下装配而成，：由中心粒控制下装配而成，9+2的微管排列的微管排列第七页，本课件共有57页8受精作用受精作用n受精作用的基本过程：受精作用的基本过程：精卵之间的接触精卵之间的接

6、触精子对卵被的穿透精子对卵被的穿透精子与卵子质膜的融合精子与卵子质膜的融合卵的激活卵的激活n涉及的反应包括：涉及的反应包括：顶体反应顶体反应皮层反应皮层反应原核融合原核融合第八页，本课件共有57页9顶体反应顶体反应n精卵的识别精卵的识别卵细胞通过硫酸多糖识别精子，卵细胞通过硫酸多糖识别精子，Ca离子进入，离子进入，H离子泵出，离子泵出，pH上升；上升；n信号激发了顶体反应信号激发了顶体反应信号激发精卵膜的融合，水解信号激发精卵膜的融合，水解n形成顶体突形成顶体突精细胞中的未聚合肌动蛋白装配形成精细胞中的未聚合肌动蛋白装配形成n膜融合，精细胞核进入膜融合，精细胞核进入顶体表面顶体表面bindin

7、蛋白识别透明带的特异受体蛋白识别透明带的特异受体n哺乳动物精子的哺乳动物精子的“获能获能”精子在雌性生殖道中被修饰，增强其代谢和运动能力精子在雌性生殖道中被修饰，增强其代谢和运动能力第九页，本课件共有57页10皮层反应皮层反应n保证只有一个精子进入卵细胞的机制保证只有一个精子进入卵细胞的机制精卵融合后卵细胞精卵融合后卵细胞 质膜的快速去极化，快速阻止其他精子细胞与卵细胞的融合；质膜的快速去极化，快速阻止其他精子细胞与卵细胞的融合；膜电位之后恢复正常，随后通过膜电位之后恢复正常，随后通过皮层反应皮层反应阻断阻断n精卵质膜融合通过精卵质膜融合通过第二信使第二信使（磷脂酰肌醇）调控（磷脂酰肌醇）调控

8、Ca2+浓度升高，激活卵细胞；浓度升高，激活卵细胞；n卵细胞中的某些皮质颗粒与膜融合，卵细胞中的某些皮质颗粒与膜融合，释放一些酶类释放一些酶类；n这些酶快速分布至细胞表面，改变膜表面结构（破坏卵细胞上与精细胞结合这些酶快速分布至细胞表面，改变膜表面结构（破坏卵细胞上与精细胞结合的受体），的受体），使其变的使其变的“坚硬坚硬”，以阻止其他精细胞与卵细胞的融合。以阻止其他精细胞与卵细胞的融合。第十页，本课件共有57页11原核融合原核融合n精卵细胞核的融合，与有丝分裂类似精卵细胞核的融合，与有丝分裂类似n各自的核膜解体，中心粒复制，进行第一次卵裂各自的核膜解体，中心粒复制，进行第一次卵裂第十一页，本

9、课件共有57页12受精激活与母受精激活与母体效应体效应n受精会导致蛋白质的合成和受精会导致蛋白质的合成和DNA的复制等活动；的复制等活动；n合成蛋白质的合成蛋白质的mRNA是由卵母细胞携带（无活性状态，是由卵母细胞携带（无活性状态，称为称为母体信息母体信息），在受精的情况下被激活；），在受精的情况下被激活；第十二页，本课件共有57页13海胆受精激活反应信号传导海胆受精激活反应信号传导蛋白激酶蛋白激酶C精卵质膜融精卵质膜融合合第十三页，本课件共有57页14胚胎的形成与分化胚胎的形成与分化n受精完成以后，胚胎进行一系列的分裂、分化受精完成以后，胚胎进行一系列的分裂、分化和相互作用，最后发育成一个新

10、的个体；和相互作用，最后发育成一个新的个体；n早期的胚胎发育包括早期的胚胎发育包括卵裂卵裂胚泡形成胚泡形成宫内植入宫内植入第十四页，本课件共有57页15卵裂卵裂n受精完成后，卵细胞受精完成后，卵细胞进入进入快速的有丝分裂快速的有丝分裂；n细胞不生长；细胞不生长；n卵裂后细胞越来越小，卵裂后细胞越来越小，小细胞组成的中空球小细胞组成的中空球体称为体称为囊胚囊胚；第十五页，本课件共有57页16卵裂的特点（与体细胞有丝分裂比卵裂的特点（与体细胞有丝分裂比较）：较）：n细胞不生长；细胞不生长；n核质比例越来越大；核质比例越来越大；n间期短，分裂快；间期短，分裂快；分裂快的原因是没有分裂快的原因是没有G

11、1期（主要用于细胞生长）；期（主要用于细胞生长）；随着卵裂的持续，逐渐出现随着卵裂的持续，逐渐出现G1期；期；n对于大多数动物的受精卵来说，卵裂所用的对于大多数动物的受精卵来说，卵裂所用的RNA主要来自于卵主要来自于卵细胞的储备；细胞的储备；nDNA合成与组蛋白合成旺盛，相关合成与组蛋白合成旺盛，相关RNA也来自于卵细胞的储也来自于卵细胞的储备备n由于卵细胞质的不对称性，卵裂中的小细胞获得的细胞质是由于卵细胞质的不对称性，卵裂中的小细胞获得的细胞质是不同的，这种不同指导了后续的分化。不同的，这种不同指导了后续的分化。细胞质的重新分配细胞质的重新分配第十六页，本课件共有57页17原肠胚的形成原肠

12、胚的形成n囊胚细胞经过一系列运动，导致空间相互关系的改变，最终形成囊胚细胞经过一系列运动，导致空间相互关系的改变，最终形成原肠胚原肠胚；n细胞通过胚孔移入囊胚的内层，形成细胞通过胚孔移入囊胚的内层，形成外胚层、中胚层、内胚外胚层、中胚层、内胚层层；每个胚层发育成机体的不同组织器官；每个胚层发育成机体的不同组织器官；n在原肠胚中形成了新的细胞关系，激发了在原肠胚中形成了新的细胞关系，激发了细胞细胞-细胞的相互作用细胞的相互作用、一系列变化，最终形成组织和器官。一系列变化，最终形成组织和器官。第十七页，本课件共有57页18细胞的分化、决定和形态发生细胞的分化、决定和形态发生n细胞分化细胞分化胚胎细

13、胞分裂后，未定型的细胞在形态和生化组成上向专一性胚胎细胞分裂后，未定型的细胞在形态和生化组成上向专一性或特异性方向发展的过程；或特异性方向发展的过程；n细胞决定细胞决定在细胞发生可识别的变化之前，细胞内部已发生了变化，决定在细胞发生可识别的变化之前，细胞内部已发生了变化，决定了未来细胞发育的命运；了未来细胞发育的命运；n受精卵具有受精卵具有全能性全能性n原肠胚排列成三胚层后出现局限性，发育方向被确原肠胚排列成三胚层后出现局限性，发育方向被确定定外：神经、表皮等外：神经、表皮等中：肌肉、骨骼等中：肌肉、骨骼等内：消化道及肺的上皮等内：消化道及肺的上皮等第十八页，本课件共有57页19细胞命运如何决

14、定？细胞命运如何决定？n细胞质细胞质对细胞分化的诱导对细胞分化的诱导n细胞的相互作用细胞的相互作用对细胞分化的诱导对细胞分化的诱导局部介质局部介质第十九页，本课件共有57页20细胞质对细胞分化的诱导细胞质对细胞分化的诱导n卵裂后，遗传物质平均分配；而卵裂后，遗传物质平均分配；而细胞质各子细胞质各子细胞的组分并不同细胞的组分并不同（细胞质决定子细胞质决定子）；）；软体动物的极页软体动物的极页n卵裂后，细胞质决定子的位置固定下来，分卵裂后，细胞质决定子的位置固定下来，分配到不同的细胞中，影响不同类型细胞的配到不同的细胞中，影响不同类型细胞的分化；分化；果蝇受精后的分裂果蝇受精后的分裂第二十页，本课

15、件共有57页21细胞的相互作用对细胞分化的诱导细胞的相互作用对细胞分化的诱导n胚胎诱导胚胎诱导（分化诱导）（分化诱导）一部分细胞影响相邻细胞使其向一定方向分化的作用，这部一部分细胞影响相邻细胞使其向一定方向分化的作用，这部分细胞叫分细胞叫诱导者诱导者（组织者）（组织者）n中胚层最先独立分化，对相邻的内外胚层的细胞进行中胚层最先独立分化，对相邻的内外胚层的细胞进行诱导；诱导；n这种诱导机制包括这种诱导机制包括细胞间的接触细胞间的接触细胞基质的接触细胞基质的接触信号分子扩散等信号分子扩散等初级诱导：诱导新胚胎的生成初级诱导：诱导新胚胎的生成第二十一页，本课件共有57页22形态的发生形态的发生n形态

16、发生形态发生将一些细胞组成、功能和形态不同的组织和器官，最后形成一个具有表将一些细胞组成、功能和形态不同的组织和器官，最后形成一个具有表型特征的个体型特征的个体n发育中位置信息的获取发育中位置信息的获取n形态发生素假说形态发生素假说：在胚胎特定的位置合成，扩散到周围组织，形成在胚胎特定的位置合成，扩散到周围组织，形成浓度递减的梯度浓度递减的梯度，细胞根，细胞根据这种梯度来感知自身部位的形态发生素的浓度据这种梯度来感知自身部位的形态发生素的浓度n位置信息在发育中的作用位置信息在发育中的作用鸡胚翅形成过程中的位置信息鸡胚翅形成过程中的位置信息第二十二页，本课件共有57页23影响分化和形态发生的其他

17、因素影响分化和形态发生的其他因素n细胞黏着分子细胞黏着分子胚胎发育胚胎发育神经诱导过程中起作用神经诱导过程中起作用n激素激素分化和形态发生分化和形态发生主要出现在发育的晚期主要出现在发育的晚期如：性分化，出现在胚胎的第九周，之前在形态上无如：性分化，出现在胚胎的第九周，之前在形态上无法区别法区别n分化抑制分化抑制分化完成的细胞产生抑素，可以抑制周围的细胞进行分化完成的细胞产生抑素，可以抑制周围的细胞进行同样的分化；同样的分化；负反馈负反馈第二十三页，本课件共有57页24细胞分化中的细胞分化中的核质关系核质关系n质对核质对核的影响的影响影响基因表达影响基因表达n鸡红细胞的染色质高度凝缩，不转录，

18、但是与鸡红细胞的染色质高度凝缩，不转录，但是与Hela细胞融合后，细胞融合后，出现出现RNA的转录的转录n核对质核对质的影响的影响伞藻的嫁接实验，核决定了帽的形状伞藻的嫁接实验，核决定了帽的形状第二十四页，本课件共有57页25转决定、脱分化和再生转决定、脱分化和再生n转决定转决定一些细胞不按已经决定的分化类型发育一些细胞不按已经决定的分化类型发育一群细胞发生变化一群细胞发生变化n脱分化脱分化分化细胞失去特有的结构和功能变为未分化细胞特性的过分化细胞失去特有的结构和功能变为未分化细胞特性的过程程植物中常见，愈伤组织植物中常见，愈伤组织动物，动物，ips技术技术n再生再生生物体的部分受到创伤而部分

19、丢失，在剩余部分的基础生物体的部分受到创伤而部分丢失，在剩余部分的基础上重新生长出与丢失部分相同的结构；上重新生长出与丢失部分相同的结构；再生的基础是脱分化；再生的基础是脱分化；第二十五页，本课件共有57页26细胞的全能性细胞的全能性n植物：较为常见与容易，尤其双子叶植物；植物：较为常见与容易，尤其双子叶植物；n动物：克隆羊，动物：克隆羊，ips技术的发展技术的发展第二十六页，本课件共有57页27细胞分化的分子基础细胞分化的分子基础n细胞分化的分子机制细胞分化的分子机制人基因组中有人基因组中有2-2.5万个基因，在发育过程中，万个基因，在发育过程中，这些基因如何表达？是否有差异？这些差异是这些

20、基因如何表达？是否有差异？这些差异是由什么调控的？由什么调控的？n细胞分化的基础在于细胞分化的基础在于基因的选择性表达与调基因的选择性表达与调控控第二十七页，本课件共有57页28管家基因与组织特异性基因管家基因与组织特异性基因n管家基因管家基因（house-keeping gene）维持细胞最低限度功能的基因，如组蛋白、线维持细胞最低限度功能的基因，如组蛋白、线粒体相关、核糖体相关基因粒体相关、核糖体相关基因n组织特异性基因组织特异性基因（tissue specific gene）在不同组织中选择性表达的基因，肌肉细胞的在不同组织中选择性表达的基因，肌肉细胞的肌动蛋白基因、红细胞的血红蛋白基因

21、肌动蛋白基因、红细胞的血红蛋白基因第二十八页，本课件共有57页29基因的差异表达及调节基因的差异表达及调节n细胞分化主要是组细胞分化主要是组织织特异性基因差异特异性基因差异表达表达的结果；的结果；n细胞分化的关键是细胞分化的关键是细胞按照一定的程细胞按照一定的程序和顺序发生差别序和顺序发生差别基因表达基因表达第二十九页，本课件共有57页30真核生物基因表达调控的层次真核生物基因表达调控的层次DNAAAAAAmRNAproteinDNA水平水平转录水平转录水平转录后加工转录后加工翻译水平翻译水平蛋白质加工蛋白质加工第三十页，本课件共有57页31基因组的调控基因组的调控n在在DNA水平上调节基因的

22、活性水平上调节基因的活性DNA的的甲基化甲基化DNA的的重排重排第三十一页，本课件共有57页32DNA甲基化甲基化DNA的甲基化的甲基化n通过甲基化酶的作用在通过甲基化酶的作用在CG上选择性的加上甲上选择性的加上甲基；基；n随随DNA的复制而遗传的复制而遗传n一般来说，甲基化会引一般来说，甲基化会引起基因的失活；起基因的失活；第三十二页，本课件共有57页33DNA重排重排n根据根据DNA片段在基因片段在基因组中的结构变化组中的结构变化酵母交配型的控制酵母交配型的控制n酿酒酵母发生交配时，酿酒酵母发生交配时，两个不同交配型的单倍两个不同交配型的单倍体细胞体细胞和和a融合成二倍融合成二倍体细胞；体

23、细胞；n酵母通过改变酵母通过改变MAT基基因座的等位基因决定酵因座的等位基因决定酵母的交配型；母的交配型；抗体的产生抗体的产生n抗体如何产生上亿的分抗体如何产生上亿的分子多样性子多样性第三十三页，本课件共有57页34转录水平的转录水平的调控调控n转录因子转录因子调控转录水平；调控转录水平；不同组织和器官中表达的转录因子水平和种类不同不同组织和器官中表达的转录因子水平和种类不同主要调节转录的起始主要调节转录的起始n果蝇的同源异型基因（果蝇的同源异型基因（Hox基因基因）控制动物的体态形成的基因控制动物的体态形成的基因如果发生突变，发生某些器官异位生长，如果发生突变，发生某些器官异位生长，Antp

24、基因基因（触角基因）（触角基因）第三十四页，本课件共有57页35Hox基因基因1n此类基因发生突变，就会出现某些器官的异位生长；此类基因发生突变，就会出现某些器官的异位生长；如果蝇的如果蝇的Antp基因突变，则使果蝇的一对触角被两条腿所取基因突变，则使果蝇的一对触角被两条腿所取代了；代了；“双胸双胸”突变体突变体nHox基因编码的是转录因子，调节基因转录；基因编码的是转录因子，调节基因转录；同源异形框：同源异形框：60个左右的保守氨基酸序列，在生物中及其保个左右的保守氨基酸序列，在生物中及其保守，编码守，编码DNA结合结构域结合结构域第三十五页，本课件共有57页36Hox基因基因2n不同物种的

25、不同不同物种的不同Hox基因同源性极高，进化上保守，一般为转基因同源性极高，进化上保守，一般为转录因子基因；录因子基因；Antp的的3端有端有180bp组成的序列，高度保守，称为同源异型框组成的序列，高度保守，称为同源异型框n在染色体上串联排列成簇，距离较近，通常为在染色体上串联排列成簇，距离较近，通常为4-5kb；n表达具有组织特异性，其表达量与发育的进程相关表达具有组织特异性，其表达量与发育的进程相关n同源异型突变，身体某一部位的特征在其他部位出现同源异型突变，身体某一部位的特征在其他部位出现第三十六页，本课件共有57页37花发育的花发育的ABC模型模型第三十七页，本课件共有57页38转转

26、录录后后加加工工n真核基因的转录产物要经过加工称为成熟的真核基因的转录产物要经过加工称为成熟的mRNA；nRNA的加工：的加工：切除内含子，保留外显子切除内含子，保留外显子RNA的可变剪接的可变剪接n大鼠的大鼠的原肌球蛋白原肌球蛋白内含子内含子DNA外显子外显子第三十八页，本课件共有57页39n翻译水平的调控翻译水平的调控蛋白质合成速度、蛋白质合成速度、mRNA的稳定性、翻译起始的稳定性、翻译起始的控制；的控制；n翻译后加工的控制翻译后加工的控制翻译成多肽后的切割与修饰，不同亚基的结合翻译成多肽后的切割与修饰，不同亚基的结合等等等等如很多激素的合成都是一个共同的前体，通过如很多激素的合成都是一

27、个共同的前体，通过不同的切割与组合形成不同的蛋白质，如不同的切割与组合形成不同的蛋白质，如HCG，TSH等等等等第三十九页，本课件共有57页40果蝇发育的调控果蝇发育的调控n模式生物模式生物酵母、线虫、果蝇、酵母、线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、拟斑马鱼、小鼠、拟南芥等南芥等n果蝇的生活史果蝇的生活史双翅目、身体分节双翅目、身体分节完全变态昆虫完全变态昆虫卵、幼虫、蛹、成卵、幼虫、蛹、成虫虫第四十页，本课件共有57页41果蝇成虫果蝇成虫盘的定位盘的定位n果蝇的卵中的细胞质具有明确的分布定位和果蝇的卵中的细胞质具有明确的分布定位和有秩序的卵质结构；有秩序的卵质结构；n成虫盘成虫盘：幼虫体内的尚未分化的

28、细胞团，但其细胞命运幼虫体内的尚未分化的细胞团，但其细胞命运已被决定已被决定第四十一页，本课件共有57页42果蝇的果蝇的早期发早期发育育n卵母细胞的成熟卵母细胞的成熟极性，具有前后轴，背腹轴极性，具有前后轴，背腹轴抚育细胞合成必需的抚育细胞合成必需的mRNA等等这些必需物质不均匀分布在卵母细胞中这些必需物质不均匀分布在卵母细胞中n果蝇的早期发育果蝇的早期发育细胞核分裂；细胞核分裂；细胞核往四周迁移，形成单层细胞层（囊胚层）；细胞核往四周迁移，形成单层细胞层（囊胚层）；此时，发育的命运由所分割的细胞中的细胞质所决定此时，发育的命运由所分割的细胞中的细胞质所决定第四十二页，本课件共有57页43母体

29、基因对果蝇早期发育的调控母体基因对果蝇早期发育的调控n母体基因母体基因在卵母细胞成熟过程中，抚育细胞合成的在卵母细胞成熟过程中，抚育细胞合成的mRNA，合成蛋白质后，合成蛋白质后在早期胚胎发育中调控了组织特异性基因的转录；在早期胚胎发育中调控了组织特异性基因的转录；通过转录激活、转录抑制、翻译抑制等方式调控基因表达通过转录激活、转录抑制、翻译抑制等方式调控基因表达母体基因通过母体基因通过建立不同的浓度梯度建立不同的浓度梯度，帮助卵细胞建立前后轴，帮助卵细胞建立前后轴和背腹轴和背腹轴n分为分为4类类前部基因群：头、胸前部基因群：头、胸端部基因群：腹节端部基因群：腹节背部基因群背部基因群第四十三页

30、，本课件共有57页44母体基因母体基因bicoidn负责前部的形态建成：负责前部的形态建成：bicoid（bcd基因）基因）抚育细胞合成定位与抚育细胞合成定位与卵细胞前端（与微管卵细胞前端（与微管结合，不翻译），受结合，不翻译），受精后翻译，形成精后翻译，形成BCD蛋白的头蛋白的头-尾轴浓度梯尾轴浓度梯度；度；bcd基因突变后形成基因突变后形成“双腹双腹”幼虫幼虫nBCD蛋白蛋白既是转录激活因子，又既是转录激活因子，又是翻译阻遏物是翻译阻遏物胚胎中的胚胎中的BCD浓度梯度，浓度梯度，调节了一些按照阈值表调节了一些按照阈值表达的基因活性达的基因活性BCDBCD浓度浓度浓度浓度梯度梯度梯度梯度第四

31、十四页，本课件共有57页45前后轴调控的前后轴调控的关键事件关键事件nBicoid和和nanos的梯度的梯度分布调控了其他基因分布调控了其他基因的差异分布的差异分布BCDNanosCaudalHunchbackPumilio第四十五页，本课件共有57页46合子基因对果蝇发育的调控作用合子基因对果蝇发育的调控作用n合子基因合子基因被母体基因所激活，是胚胎模被母体基因所激活，是胚胎模式形成的开端；式形成的开端；n缺口基因缺口基因发生突变时造成体节模式的缺发生突变时造成体节模式的缺失现象失现象n通过前后轴母体基因的作用以通过前后轴母体基因的作用以及下游的一系列缺口基因的作及下游的一系列缺口基因的作用

32、，果蝇胚胎被用，果蝇胚胎被不同组合的转不同组合的转录因子划分成具有不同表达特录因子划分成具有不同表达特性的区域性的区域缺口基因缺口基因缺口基因缺口基因第四十六页，本课件共有57页47干细胞干细胞n干细胞（干细胞（stem cell）具有自我更新能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以具有自我更新能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞；分化成多种功能细胞；果蝇的干细胞分裂产生果蝇的干细胞分裂产生2个干细胞，保留一个，另一个干细胞，保留一个，另一个分化个分化n根据根据发育阶段发育阶段胚胎干细胞：动物发育的基础胚胎干细胞：动物发育的基础成体干细胞：组织器官修复再生的基础成体干细胞：组

33、织器官修复再生的基础n根据根据潜能潜能全能干细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞n骨髓干细胞，可分化为骨髓干细胞，可分化为12种血细胞种血细胞单能干细胞单能干细胞第四十七页，本课件共有57页48干细胞的特点干细胞的特点n不是终端分化细胞不是终端分化细胞n无限分裂；无限分裂；n子细胞为两种，或者保持亲代特征，或者不子细胞为两种，或者保持亲代特征，或者不可逆的向末端分化；可逆的向末端分化；第四十八页，本课件共有57页49胚胎干细胞胚胎干细胞nES细胞：细胞：经人工操作能够发育成一个新的个体的全能性二经人工操作能够发育成一个新的个体的全能性二倍体细胞；倍体细胞；n来源：来源：早期胚胎内细胞团早期胚胎内

34、细胞团原始生殖细胞经体外分化原始生殖细胞经体外分化抑制培养抑制培养分离分离克隆克隆第四十九页，本课件共有57页50ES细胞的主要特性细胞的主要特性n饲养层细胞依赖，必需要有抑制因子存在才饲养层细胞依赖，必需要有抑制因子存在才能保持未分化的状态；能保持未分化的状态；n具有发育成多类型细胞的多潜能性，既可在具有发育成多类型细胞的多潜能性，既可在体内发育，又可在体外诱导体内发育，又可在体外诱导第五十页，本课件共有57页51ES细胞的细胞的应用应用n作为生产克隆动物的高效材料作为生产克隆动物的高效材料n生产转基因动物的高效载体生产转基因动物的高效载体n发育生物学研究的理想体外模型发育生物学研究的理想体

35、外模型n新型药物的发现筛选新型药物的发现筛选n组织工程组织工程第五十一页，本课件共有57页52成体干细胞成体干细胞n造血干细胞造血干细胞能发育成多种类型的血细胞能发育成多种类型的血细胞n神经干细胞神经干细胞近年的研究表明，成年动物的脑组织仍然可产生新神经元近年的研究表明，成年动物的脑组织仍然可产生新神经元可在体外培养可在体外培养n其他干细胞其他干细胞肌干细胞肌干细胞第五十二页，本课件共有57页53小小 结结n胚胎的不同器官组织的发育是基因选择性表胚胎的不同器官组织的发育是基因选择性表达的结果；达的结果；n受精卵最初的细胞质的不均等分配导致了发受精卵最初的细胞质的不均等分配导致了发育的极性。育的

36、极性。第五十三页，本课件共有57页54果蝇受精后的分裂果蝇受精后的分裂n2h内只进行核分裂，不内只进行核分裂，不进行质分裂进行质分裂;n卵边缘形成细胞胚层；卵边缘形成细胞胚层；n细胞的分化命运细胞的分化命运取决于核取决于核迁入不同的细胞质区域迁入不同的细胞质区域；第五十四页，本课件共有57页55胚胎干胚胎干细胞细胞n经人工操作能发育成一个新个体的全能性的干细胞；经人工操作能发育成一个新个体的全能性的干细胞；从从早期胚胎内细胞团早期胚胎内细胞团或或原始胚胎生殖细胞原始胚胎生殖细胞而来而来n特性：特性：饲养层依赖，必须在有抑制因子的条件培养基中生长，否则会进行细饲养层依赖，必须在有抑制因子的条件培

37、养基中生长，否则会进行细胞的分化；胞的分化；ES细胞具有发育分化成各种类型细胞的多潜能性细胞具有发育分化成各种类型细胞的多潜能性n用途：用途：转基因等转基因等混合细混合细胞团胞团第五十五页，本课件共有57页56成体成体干细干细胞胞n成体组织中，仍然具有自我更新及分化成不同组成体组织中，仍然具有自我更新及分化成不同组织细胞的能力；织细胞的能力；n造血干细胞造血干细胞在适当的条件下，可以分裂成两种类型的细胞，一种仍然为干在适当的条件下，可以分裂成两种类型的细胞，一种仍然为干细胞；另一种成为次一级的干细胞，并分裂形成多种类型的细细胞；另一种成为次一级的干细胞，并分裂形成多种类型的细胞群胞群第五十六页，本课件共有57页09.12.2022感感谢谢大大家家观观看看第五十七页，本课件共有57页