细胞学与遗传学课件导言.pptVIP

*************************************转基因生物转基因植物转基因植物通过基因工程技术导入外源基因，获得新性状。主要转化方法包括：农杆菌介导法（利用土壤细菌的自然基因转移机制）；基因枪轰击法（DNA包被金粒子高速轰击植物细胞）；原生质体转化法等。商业化转基因作物主要包括抗虫棉花（表达Bt毒素基因）、抗除草剂大豆（表达EPSPS基因）、抗病毒木瓜等。转基因植物在增加产量、提高品质、抗逆性改良和药物生产等方面具有潜力。转基因动物转基因动物通过显微注射、病毒载体、精子介导等方法将外源基因整合到动物基因组。应用包括：模式动物（如转基因小鼠，用于疾病研究）；生物反应器（如乳腺特异表达人类蛋白的奶山羊，生产药用蛋白）；器官移植供体（如人源化猪器官）；观赏鱼类（如荧光鱼）等。转基因动物研究面临伦理争议和监管挑战，但在生物医学领域具有重要价值。安全评价与监管转基因生物的安全性评价包括：对人体健康的安全性（毒性、过敏性评估）；对环境的安全性（生态系统影响、基因漂移风险）；对生物多样性的影响等。各国建立了严格的转基因生物安全评价和监管体系，采用实质等同原则和个案评价方法。中国实行农业转基因生物安全评价制度，包括实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和安全证书五个阶段，确保转基因产品安全。细胞分化1特化细胞具有特定形态和功能2前体细胞具有限定分化潜能3多能干细胞可分化为多种细胞类型4全能干细胞可发育为完整个体细胞分化是指细胞从不特化状态逐渐获得特定形态和功能的过程，是多细胞生物发育的基础。在哺乳动物胚胎发育中，受精卵经过卵裂形成桑椹胚和囊胚，然后进行胚层分化，形成外胚层（发育为皮肤、神经系统）、中胚层（发育为骨骼、肌肉、循环系统）和内胚层（发育为消化道、呼吸道）。细胞分化的分子机制包括：基因表达的选择性激活和抑制；染色质结构重塑（如组蛋白修饰、DNA甲基化）；转录因子网络调控；细胞间信号通路（如Wnt、Notch、BMP等）。细胞分化通常不可逆，但通过特定条件可实现重编程，如诱导多能干细胞(iPSC)技术。干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞(ESCs)来源于早期胚胎的内细胞团，具有自我更新能力和多能性，可分化为机体内几乎所有类型的细胞。人类ESCs通常从体外受精剩余的胚胎中获取，由于涉及伦理问题，其研究和应用受到严格监管。ESCs在发育生物学研究、疾病建模和再生医学中具有重要价值，如已用于生产神经细胞治疗脊髓损伤和视网膜细胞治疗黄斑变性。成体干细胞成体干细胞(ASCs)存在于发育成熟的组织和器官中，维持组织的自我更新和修复。它们通常具有限定的分化潜能，主要分化为所在组织的细胞类型。主要类型包括造血干细胞（产生血细胞）、神经干细胞（产生神经元和胶质细胞）、间充质干细胞（分化为骨、软骨、脂肪等）和表皮干细胞等。成体干细胞在组织工程和再生医学中应用广泛，如骨髓移植、皮肤再生等。诱导多能干细胞诱导多能干细胞(iPSCs)是通过重编程技术将体细胞（如皮肤细胞）转变为类似胚胎干细胞的多能干细胞。2006年山中伸弥团队发现，通过导入Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc四个基因（称为山中因子），可成功将成纤维细胞重编程为iPSCs。iPSCs技术避免了ESCs的伦理争议，可为个体定制干细胞，用于疾病建模、药物筛选和个体化治疗，被视为再生医学的革命性进展。细胞凋亡凋亡启动细胞凋亡由内部信号（如DNA损伤、氧化应激）或外部信号（如死亡配体与受体结合）触发。内部途径由线粒体介导，外部途径由死亡受体（如TNF受体、Fas）介导。两条途径最终汇聚到共同的执行阶段。细胞凋亡的启动受Bcl-2家族蛋白严格调控，包括促凋亡蛋白（如Bax、Bak）和抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-XL）。执行阶段执行阶段的核心是蛋白水解酶级联，主要由半胱氨酸蛋白酶（caspases）家族执行。起始caspases（如caspase-8、-9）激活效应caspases（如caspase-3、-6、-7），后者切割细胞内各种底物，导致细胞解体。同时，内质网应激、线粒体膜通透性改变、钙离子稳态失衡等多种细胞变化协同促进凋亡进程。细胞清除凋亡细胞表面暴露磷脂酰丝氨酸，释放吃我信号，被巨噬细胞识别并吞噬清除。这一过程快速高效，不引起炎症反应，是凋亡区别于坏死的重要特征。凋亡细胞的有序清除对维持组织稳态、预防自身免疫反应和限制炎症扩散至关重要。癌症与细胞周期失控原癌基因激活促进细胞增殖1抑癌基因失活丧失生长抑制2基因组不稳定积累多种突变3免疫逃逸逃避免疫监视4癌症是一类由细胞异常增殖导致的疾病，其根本原因是