细胞的教案

细胞的教案

细胞的教案 篇1

细胞的癌变 一、三维目标： 1．知识与技能：

（1）说出癌细胞的主要特征和致癌因子。（2）讨论恶性肿瘤的防治，选择健康的生活方式。

（3）通过学生在解决实际问题的过程中理解生物学的基本概念，培养学生的理解能力以及从课文中提取信息的能力。2．过程与方法

（1）结合本课内容，引导学生联系实际生活，发现问题、探究问题、解决问题。（2）资料分析与讨论式教学相结合：组织和引导学生根据课件出示的资料进行分析、讨论、归纳和总结癌细胞的主要特征、致癌因子的种类。3．情感态度与价值观

（1）通过癌症的致死率高的学习，激发学生对细胞癌变的关注，从而确立积极的生活态度和健康的生活方式。

（2）通过致癌因子的讨论，引导学生认识到吸烟的危害，以及增强爱护环境的意识。（3）通过本节课的学习，让学生认识到生命的美，从而感知生命的珍贵。

二、教学重点、难点：

教学重点：

1、癌细胞的主要特征。

2、致癌因子。教学难点：细胞癌变的机理、自觉养成健康的生活方式

三、教学方法：导学案教学法，讨论法，讲解法

四、课前准备：1.教师：有关课件的制作

2.学生：预习本节课，完成导学案自主学习的内容

五、教学过程：

1、创设情境、导入新课：

你们知道威胁人类健康的“四大杀手”吗？以此作为引言。看图片，图片上是熟悉的艺人或其他名人是癌症患者，然后问学生他们死于那种病？然后出示“我国癌症死亡人数不断增加”的坐标图，从而激发学生对癌症的关注。

2、师生互动：

1）引出——癌细胞的概念，学生阅读教材，分析概念，教师解释说明，加深对概念的理解。

2）课件出示三则材料，让学生讨论分析“正常细胞与癌细胞有什么不同”，从而得出癌细胞的主要特征；

3）学生讨论“人群中哪些人易患癌症”，从而引出致癌因子；展示不同环境下的致癌因子图片，引导学生分析、讨论、总结、归纳致癌因子的种类，并逐步掌握常见致癌因子； 4）由“致癌因子为什么会导致细胞癌变”来引出细胞癌变的原因，老师再进一步讲解原癌基因和抑癌基因的概念；讲解原癌基因抑癌基因与癌症的关系。

5）由“癌症是否是不治之症”引出癌症的诊断和治疗；结合实际情况，介绍近年来本校教师或教师家属患癌症的诊断和治疗方法等，体验并重视癌症早发现、早诊断、早治疗的重要性，并比较多种诊断和治疗方法的优缺点；展示“世界卫生组织提出的八大警号”作为人们考虑癌肿早期征兆的参考；

6）鼓励学生珍惜时间，努力学习，以后为人类战胜癌症作出贡献。

7）引导学生看视频并阅读教材P.125“问题探讨”讨论得出癌症的预防措施和如何选择健康的生活方式，引出癌症的预防；引导学生阅读课件资料分析:“健康的生活方式与防癌”，从癌症患者的不良生活习惯和饮食习惯分析讨论得出“病从口入”也适用于癌症；课件展示“世界卫生组织(WHO)公布的全球十大垃圾食物 ”，学生举例哪些做法会增加患癌症的机会或预防癌症；课件展示“日常抗癌食品”、“吸烟的危害”图片，鼓励学生自觉养成健康的生活方式；

3、课堂小结：以知识纲要的形式进行。

4、随堂练习：课件展示练习，学生思考并回答问题，师生共评，指正错误。

5、板书设计

第4节 细胞的癌变

一、概念

二、主要特征

三、致癌因子

四、癌变的机理

细胞的教案 篇2

激素“抗衰老”

衰老的激素学说认为, 人体在成长和衰老过程中, 由于激素分泌与功能下降, 逐渐呈现衰老现象。随着年龄增加, 激素的分泌异常, 机体“目标组织”对某些激素或活性物质的反应有所下降, 这样造成了机体内环境的不稳定, 从而导致衰老。

而自从上世纪90年代, 激素疗法 (HI) 被广泛用于老年功能衰退综合征, 但激素作用短暂, 长期给药带来了不可避免的副作用。抗衰老激素中, 包括褪黑激素 (MT) 、人类生长激素 (HGH) 、性激素、脱氢表雄甾酮 (DHEA) 及胸腺素等, 其中以褪黑激素应用最多。

雌激素

对于女性来说, 机体性成熟后性雌激素水平逐步下降, 尤其是停经后更会急剧下降, 由此带来的骨质疏松等一系列问题严重困扰着中老年女性的生活。

于是, “雌激素替代治疗”便成为“行之有效”的“延长青春活力的良药”。据资料显示, 应用“雌激素替代治疗”后会明显缓解更年期综合征的症状, 可减轻泌尿生殖器官的萎缩, 减少泌尿系统的感染, 减少心血管疾病, 减少更年期骨质疏松, 延缓皮肤老化等。但不正当的用量仍会带来使子宫内膜癌、乳腺癌的发病率增加的风险。

硫酸普拉酮钠 (DHEA)

拉酮钠, 是正常成人肾上腺皮质分泌的甾体, 是性激素的前体, 为人体内含量最高的甾体。它不具有雄性激素活性, 随年龄的增长而逐步下降。近年来的临床研究已证实, 脱氢表雄酮硫酸酯 (DH) 随年龄下降的水平相关与一些老年性疾病, 例如肥胖症、缺血性心脏病、糖尿病等。小剂量的补充DH可作为防治老年性疾病的良药, 但是, 大剂量的应用会导致转化为有活性的雄激素而对老年人造成危害。

干细胞“抗衰老”

机体内的细胞处于不断的更替之中, 每时每刻都有细胞衰老、死亡, 同时又有新分裂的细胞来补充, 因此细胞总量总是维持平衡。比如说, 红细胞, 每分钟要更换百万计。但是, 人一旦过了三十岁, 机体细胞的这种平衡就会不稳定, 由此而来的内环境的各项机能就会下降。

那么, 在这个过程中, 人的“一般”性的细胞是不会长期分裂的 (大约50次) 。一旦出现“细胞岗位的缺失”, 又该由谁来补充呢?

干细胞, 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, 并具有较高的端粒酶活性, 所以其可以“永葆青春”。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。干细胞是一种未充分分化, 尚不成熟的细胞, 具有再生各种组织器官和人体的潜在功能, 医学界称为“万用细胞”。

一般认为, 胚胎干细胞是全能的, 具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成体组织或器官内的干细胞 (如造血干细胞、神经细胞) 一般认为具有组织特异性, 只能分化成特定的细胞或组织。但近些年来的研究发现, 组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能, 这成为干细胞新应用的“试验田”。

而上文中提到的“细胞岗位缺失, 由谁来补充的”问题, 就是成体干细胞的“范围”。特定条件下, 成体干细胞可能分裂成新的干细胞, 也可能分化形成新的功能细胞。

所以, 当人们的脸上爬满“岁月的痕迹”的时候, 尤其是爱美的女性们, 十分期待可以“抚平”皱纹, 焕发青春。而从医学上看来, 衰老的出现, 无非就是细胞衰老和死亡的结果。随着时间的发展, 体内的成体干细胞群老化, 不能很好地执行提供新生功能细胞的责任。于是, 人体各系统机能下降, 皮肤也出现皱纹、松弛、干燥等老化现象。

而用干细胞美容原理就在于, 通过注入“外源性”的干细胞, 来重整功能细胞的供应系统, 增加正常细胞的数量、活性, 从而达到恢复肌肤状况, 起到“表面”对抗衰老的目的。

现今的美容市场上出现的很多以干细胞重塑功能为主导的“抗皱美容”产品, 其中的干细胞并不是单一的胚胎干细胞, 更有很多产品是以成体干细胞为主要成分的。比如说, 脂肪干细胞, 在这方面, 瑞士一些“医疗机构”已经开展的很多。但是, 这些产品的功效如何, 至今还未有详尽的说明资料和数据支持。

褪黑激素 (MT)

根据“褪黑素与衰老的松果腺学说”, 松果腺是一个多功能的器官, 称为神经内分泌的传感器。松果腺能分泌多种激素, 这些激素除了参与性腺、肾上腺功能、昼夜节律的调节外, 还具有免疫调节、清除自由基、抗氧化及镇痛、镇静的作用。松果腺的形态功能和年龄密切相关。随着年龄增长, 腺体钙化、体积缩小、重量减轻、细胞减少, 激素的合成分泌逐渐降低。

而松果腺分泌的一种重要激素——褪黑激素 (MT) 便有“人体化学生物钟”之称, 主要是因为MT控制并指挥着分泌各种激素, 调节器官系统功能, 维持内环境的稳定。同时, 它又称松果体素、脑白金。具有水溶性和脂溶性的生理特性, 极易透过体内各种生理屏障, 渗入机体的任何组织和细胞的任何部位。

在人类的婴幼儿期, 夜间状态下, MT的分泌水平是最高的。一直到50岁以后, 这种激素的分泌水平会急转直下, 降到很低的水平。因此, 由MT合成的降低造成的生物钟同步作用弱化、机体内部调节功能降低, 出现渐进性、退行性变化, 表现为机体衰老。

有研究证明, 补充外源性MT可以提高人体的免疫功能, 调节血脂以及降低某些疾病的发生发展 (如乳腺癌) , 缓衰老的进程。摄入“MT”后, 可表现为“睡眠深熟、肠道功能好转、性功能改善等”。

多数学者肯定有关MT的抗衰老效应, 但不可长期大量服用以免将使松果体腺分泌功能退化。美国FDA (食品与药品管理局) 认为褪黑激素可作为普通的膳食补充剂。到目前为止, 我国卫生部先后批准了20种 (其中国产8种, 进口12种) 含有褪黑激素的产品作为“改善睡眠”保健食品。

目前, 关于MT功效、机制的进一步“挖掘”仍是研究的热点。当下, MT广泛应用于老年性失眠、时差反应综合征、关节炎、阿尔茨海默病等的治疗方面。

鲜活细胞疗法“抗衰老”

根据定义, 鲜活细胞疗法是将“动物”的不同的器官中的活细胞提取出来以用于治疗特定“人体”的功能与器官的相关疾病, 从这个层面上, 它与人体的“干细胞抗衰老”相比, 是“异源性”的。

根据“鲜活细胞疗法”的产业创始人, 外科医生保罗•尼汉 (Paul Niehans) 的观点, 某一特定器官的鲜活细胞可以激活人体对应部分的衰老和退化的的细胞, 从而实现人体器官的修复和再生, 复建人体机能。有“相同体帮助相同体”的原理之称。

经过一段时间的发展, 从羊胚胎中提取到的“羊胎素”成为理想的可用于人体注射的“鲜活细胞”。将羊胚胎组织中的“鲜活细胞”在无菌环境中萃取, 而后制备成活细胞悬浮液针剂, 经过剂量配制后植入体内。

据坊间所言, “羊胎素”针剂具有很好的“祛斑、消皱、增强皮肤弹性和光泽, 抗衰老、抗氧化, 消除疲劳、改善睡眠, 恢复体力等显著功效。适用于皮肤干燥, 皱纹增多, 面部色素斑沉的女性;内分泌失调、失眠、烦躁的更年期女性;可希望增强免疫力的体质虚弱者, 利于体力恢复。

当下市场上流行的“羊胎素”产品, 产品价格混乱, 名目众多。“羊胎素”产品有针剂 (提取技术不尽相同, 现取现用有之、冷冻待用的也有) 、胶囊、化妆品制剂等;产地有德国、澳大利亚等;提取羊群亦有不同, 黑山羊、绵羊等。

据笔者掌握的资料显示, 德国是世界上唯一经批准开展“鲜活细胞疗法”的国家, 且“德国鲜活细胞疗法”在当下的市场上甚为流行。这种疗法同样是将取自“山地绵羊美瑞诺羊的母体小羊胚胎的鲜活细胞”, 在提取75分钟之后注入体内。

细胞的教案 篇3

2007年是干细胞研究取得重大突破的一年，尤其是关于羊水的课题。研究人员认为，从羊水中提出的干细胞，简称AFS，具有激发人体内已知含有的220种专有干细胞中绝大多数并不是全部的潜能，从而可能在胚胎和成人之间的AFS干细胞之间发挥某些作用。最重要的是，AFS比较容易取得，可以通过产前例行的羊水诊断取得足量的羊水；另外还可在“产后”即产妇生完孩子后取得AFS干细胞。想想看，现在美国每年就会有400万婴儿降生，AFS具有相当广阔的未来研究前景。

干细胞研究在2007年获得了巨大突破，有几个显著标志，例如，从羊水中获取干细胞，通过转基因方法从皮肤细胞培育类似胚胎干细胞的全能分化的干细胞等。从羊水获取干细胞被美国《时代》杂志评选为2007年度十大医学突破之一，而皮肤细胞经“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞则被美国《时代》杂志评为2007年十大科学发现之冠。

从羊水中摄取干细胞

人体干细胞分两种类型，一种是全能干细胞，从理论上讲，它可以通过诱导形成人体的任何类型的细胞，也可以说能直接克隆人体。另一种是多功能干细胞，可复制各种内脏和组织。全能分化的干细胞无疑对于人类是一件很大的幸事，因为干细胞在治疗白血病、癌症、白癜风、心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤、老年性痴呆等人类许多顽症方面都有不可替代的重大作用。在上个世纪末的1999年，美国《科学》杂志甚至把干细胞研究评为21世纪10项重要的研究领域之首，而且位居人类基因组计划之上。

但是，干细胞研究一直被伦理困扰。因为，要获得全能分化的干细胞似乎非胚胎干细胞莫属。而从胚胎中提取干细胞又为世界多数国家的伦理和文化所不容。美国虽然引领着世界科技的潮流，但在干细胞研究上被伦理卡得最死。这体现在总统布什两次否决了推进和批准干细胞的议案。

布什于2006年7月19日首次否决了支持胚胎干细胞研究的法案，理由是这项法案支持利用无辜的人类生命为其他人牟取医学利益，谋杀(胚胎)是错误的。为了科研目的，给予生命，又让它死去，这是让人无法接受的。2007年6月20日，布什再次否决了国会提交的放宽联邦政府资助胚胎干细胞研究的法案，理由始终如一：这样的法案一旦通过并变成法律，美国纳税人的钱就会“被迫用于故意摧毁人类胚胎”，而这是他本人“不能跨越的道德底线”。

与其说这是布什的底线，倒不如说是人类伦理底线的一种反映，因为相当多的人认同布什的这一观点。意识到这一点，研究人员开始寻找其他途径。从羊水中获取干细胞就成为研究人员的选择之一。

2007年1月7日，美国的德·科皮(De Coppi P)等人宣布，从羊水中可以分离出多能干细胞(能分化为多种类型的干细胞)。

研究人员在羊水中发现的只是少量的干细胞，估计只占1％，并将这类细胞命名为羊水液体来源细胞(AFS细胞)。在实验室中，研究人员使这种干细胞分化成肌肉、骨头、脂肪、血管、神经和肝脏细胞。这表明在不破坏人类胚胎的情况下，胎盘和羊水也可以提供更多的干细胞。而且，从孕妇胎盘羊水中提取的这种干细胞，有别于胚胎干细胞或成人干细胞，却兼具这两种干细胞的功能。

从羊水中提取干细胞的具体做法是，孕妇需要进行羊水诊断来确定胎儿是否正常发育，研究员可利用羊水诊断中废弃的羊水样本来提取干细胞，当然还可以从产前遗传疾病检查所需的羊水诊断中提取，也可以从产后的羊水中分离干细胞。这些情况提取干细胞对母体和胚儿均无害，不会像胚胎干细胞研究那样扼杀胚胎。只要配型合适，理论上，10N份这种干细胞就可以满足美国大部分的干细胞移植需要。

当然，也有研究人员认为，这一方法要应用到临床和研究还需要很长时间，而且在实际提取中还有困难。例如，收集羊水就有问题。如果是自然分娩，羊水会穿破并流到地上去，收集羊水相当困难-剖腹生产虽可收集羊水，但却会影响生产的过程。所以，从羊水中提取干细胞并不能完全代替胚胎干细胞。

条条大道通罗马

除了从羊水中提取干细胞，还有其他研究人员在探索和思考不必从胚胎获取干细胞。2007年10月初，创造世界上第一只克隆羊多利的威尔穆特和其领导的研究小组决定不再进行细胞核转移研究，11月17日威尔穆特更是公开宣布这一决定。他们认为，利用日本科学家的新技术可以在5年内提供一种更好的、伦理上更能被接受的医用克隆胚胎。所谓新技术指的就是日本京都大学山中伸弥教授等人研究的一种将体细胞进行基因改造而成为类似干细胞的技术，而且已在实验鼠身上做过试验。

2007年11月20日，美国和日本的两个科学小组同时宣布，他们成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞媲美的干细胞。美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森(James Thomson)等人的研究发表在《科学》杂志，而日本京都大学教授山中伸弥(Shinya Yamanaka)领导的研究小组把报告发表在《细胞》杂志。两个研究小组都借助逆转录病毒为载体向皮肤细胞中植入一组4个基因，通过基因重新编码，使皮肤细胞具备胚胎干细胞的功能。而被改造过的细胞被称作“诱导性多能干细胞” (inducedpluripotent stem cells，iPS细胞)。

iPS细胞成果扩大

干细胞研究的漂亮转身并不仅限于把人的成体细胞转变为iPS细胞，在此之后和之前，还有一些干细胞研究的出色成果。

紧接着皮肤细胞转为干细胞后，美国马萨诸塞州怀德海特生物医学研究所的雅各布·汉纳(JacobHanna)等人用皮肤干细胞对小鼠实验治疗镰状细胞贫血，获得初步成功。研究人员首先从患有镰状细胞贫血症的老鼠尾部提取细胞。随后在提取的患病细胞中植入4个基因，使细胞基因重新编排，变成具备胚胎干细胞功能的皮肤干细胞。通过在实验室中进一步诱导分化，研究人员把这些皮肤干细胞培养为成血细胞，以弥补引发镰状细胞贫血症的基因缺陷，并把成血细胞注入病鼠体内。结果显示，这些病鼠血液和肾功能都开始恢复正常。接受干细胞治疗的患病老鼠，在一个星期内就几乎完全痊愈。

这是医学界首次采用源自患病体自身细胞组织的干细胞来治疗严重的遗传疾病，成功回避了利用外来血液或细胞组织可能产生的移植排斥反应。同时，把老鼠尾部细胞转变成千细胞，也避免了采用胚胎干细胞进行治疗的伦理争议。这也意味着，对人治疗镰型贫血指日可待。

但是，如果要在人身上试用这种干细胞技术必须解决载体的安全问题。对小鼠的实验是用逆转录病毒作载体，把特殊的基因导入小鼠的皮肤细胞中，然后让皮肤细胞转变成iPS细胞，而这种细胞与胚胎干细胞几乎完全相同，能生成200多种细胞。在实验中是用化学物质使这些iPS细胞长成健康的血液干细胞，并把血

液干细胞移植到老鼠的骨髓中，使老鼠体内健康的红细胞不断增加，最后治愈镰型贫血。

但是，如果进行人体实验治疗，现在不能保证逆转录病毒这种载体对人是安全的，经过诱导的iPS细胞也有可能转变成癌细胞。如何解决载体物质是下一步要解决的问题。但已经有研究人员提出，可以用脂肪分子来代替逆转录病毒，把特殊基因带进需要改造的细胞中，诱导它们成为iPS细胞。

干细胞转身后兵分两路

显然，可以把目前的干细胞研究分为两大类，一类是利用胚胎提取和创造干细胞，无论是人胚胎，还是人畜、人兽混合的胚胎，以及灵长类的胚胎，另一种就是对成体细胞加以转基因诱导，使其转变为干细胞，即iPS细胞。

与胚胎干细胞相比，iPS细胞当然在效率上占了优势。但是，这是否意味着iPS细胞就会从此成为主流并一花独秀呢?情况并非如此。就连成功地用iPS细胞治疗小鼠镰型贫血的汉纳也表示，在继续深化iPS细胞研究的同时。应继续胚胎干细胞研究，兵分两路或多点开花也许能更早出成果。因为iPS细胞尚不能完全取代胚胎细胞克隆技术。而且，很多研究人员认为，iPS细胞实际上还只是干细胞研究的一个分支。

对这个问题的解读是，尽管iPS细胞是一个漂亮的转身，但其自身仍存在不少问题，需要数年时间才可能把这项技术安全应用于临床。其一，iPS细胞现阶段的实验方式存在潜在副作用。研究所使用的逆转录病毒载体可能使基因产生变异，引发肿瘤。因此，需要评估其安全性，并采用新的方法。而上面提到的用脂肪分子携带诱导转变的基因是一种方式，另外一种方式则是根本性解决问题，即通过开启基因的方式来实现重组，而不是对诱导变化的靶细胞采用插入新的基因拷贝(转基因)来实现。

其二，尽管iPS细胞没有胚胎干细胞那样的伦理争论和阻力，但它也可能产生新的伦理问题。例如，应用这项技术，或许能通过皮肤细胞制造精子和卵子，可以帮助那些有生育问题的患者。但也会出现滥用问题，因此有必要在制造和利用人体干细胞方面做出适当规范。

胚胎干细胞也不示弱

尽管胚胎干细胞存在很大的伦理困境，但这一领域的研究成果同样精彩。有一些已经达到了进入临床治疗实验。

2007年11月7日，胚胎干细胞技术研究公司Geron在美国神经科学协会年会上宣布，其药物GRNOPC 1(GRNOPCI是人胚胎干细胞为基础的脊髓损伤治疗药物)对脊髓损伤小鼠只需注射一次，在9个月内显示了明显的神经修复效果，而且注射GRNOPC 1入脊髓损伤处没有加剧神经病理性疼痛。实验至少证实了胚胎干细胞治疗脊髓损伤有疗效，而这一研究有望于2008年进入临床实验。

韩国抱川中文医科大学附属车氏医院教授郑炯敏和汉阳大学教授金炳洙带领研究团队将人类胚胎干细胞诱导分裂为血管内皮细胞，并且使用这种血管细胞成功治愈了患有下肢血管闭塞症的实验鼠。研究人员通过肌肉注射将胚胎细胞注入到11只染有下肢血管闭塞症的实验鼠腿部之后，4只鼠的下肢基本得到保全，3只鼠的下肢轻微坏死，另外3只鼠下肢完全坏死。而对照组10只实验鼠中的9只下肢完全坏死，1只严重坏死。如果这一技术能应用到临床，将会促进人类胚胎干细胞治疗时代的到来。

由于人的胚胎极其短缺，英国研究人员准备使用母牛的卵子创造和研究克隆胚胎。做法是，把人细胞的DNA注入牛的去除了DNA的卵细胞中，创造一个混种“怪物”。这样做的目的是要用这种胚胎提取干细胞以治疗一些难治的疾病，如帕金森氏症。进行这项研究的是英国纽卡斯尔大学和伦敦国王学院的研究人员。然而，这种做法必然会导致争议。2006年这两所大学的研究人员向政府申请许可证，不过去年的12月，英国政府表示要禁止这类研究。但与此同时，英国管理此类研究的“英国人类授精和胚胎管理局”(HFEA)同时表示要调查这个研究项目。

而在2007年的1月10日，HFEA又表示可以考虑这种研究，但必须要进行3个月的公众咨询。英国研究人员要创造的这种胚胎在世界一些国家也在试验。由于把人细胞的DNA注入去除了细胞核的牛卵细胞中，生成的胚胎不可避免地会掺杂一些牛的DNA，主要是干细胞质中的线粒体DNA，但含量不会超过整个胚胎的0.5％。不过，这种胚胎是不允许植入女性子宫孕育的，只能在实验室中发育到14天，之后就会毁掉。而在14天内可以提取胚胎干细胞进行研究，或发育成其他组织器官。

细胞的分化教案2 篇4

一、教学目标 1.说明细胞的分化。

2.举例说明细胞的全能性。

3.进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。

二、教学重点和难点 1.教学重点

（1）细胞分化的概念和意义。（2）细胞全能性的概念。2.教学难点

细胞全能性的概念及实例。

三、教学策略

本节教学内容可以安排1课时。在学习细胞分化时，应该联系初中学过的有关组织、器官、系统的知识；联系不同组织中的细胞形态、结构和功能的特点。从个体发育过程中各种组织、器官、系统建成的角度来理解细胞分化的重要意义。

关于细胞分化的概念和意义，在教学时应注意引导学生探讨以下问题。1.细胞分化在生物界普遍存在的实例。例如，在植物的胚根发育成根的过程中，分生区的细胞不断分裂，形成的细胞近似正方体，随着细胞的生长，变成伸长区的长方体细胞，后来分化成成熟区的输导组织的导管细胞、根毛细胞、薄壁细胞等形态、结构、功能各异的细胞。又如动物的胚胎细胞形成多细胞生物体，干细胞再生出各种细胞等。2.细胞分化的过程。在细胞外观尚未出现明显变化之前，细胞分化的前途就由遗传信息的执行情况决定了，分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，首先源于细胞内化学物质的变化，如结构蛋白和催化化学反应的酶，以后依次渐变，不能逆转，因此，分化是一种持久的、稳定的渐变过程。3.细胞分化的意义。一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体，细胞分化是生物个体发育的基础。

细胞的全能性是教学的难点，可以从细胞有丝分裂结果，染色体和DNA数目不变来分析。由于体细胞一般是受精卵通过有丝分裂繁殖而来的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。因此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。本节教材的“资料搜集和分析”，对于学生了解干细胞及其研究进展，培养收集和处理信息的能力，具有重要意义，应鼓励学生课后完成资料搜集工作，在班级内交流。

四、答案和提示

（一）问题探讨

1.健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。

2.骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。

（二）旁栏思考题

1.提示：细胞分化的实例：如根尖的分生区细胞不断分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；骨髓造血；皮肤再生等都包涵着细胞的分化。

2.动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。可是细胞核则不同，它含有保持本物种遗传性所需要的全套基因，并且并没有因细胞分化而失去基因，因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。

（三）资料搜集和分析

1.在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞。干细胞有很多种类型，大体上可分为成体干细胞和胚胎干细胞。

2.提示：干细胞的研究为替换病变的组织和器官，某些癌症和遗传病的治疗带来新的希望。

（四）练习基础题

1.数目增多，染色体数目，稳定性差异。2.C。拓展题

1.提示：通过植物组织培养技术繁殖花卉，保证花木的优良品质不变，并且繁殖得快；通过体细胞克隆哺乳动物；干细胞移植治疗白血病；利用干细胞技术解决器官移植缺少供体器官的难题等。2.提示：动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞培育组织和器官。

五、参考资料 1.细胞分化的生理机制（1）细胞分裂的不对称性

卵母细胞的细胞核并不位于中央，而是在细胞外周靠近表面的地方，极体就是从这里形成并释放出来的，通常把极体释放的位点称为动物极，而相对的一极称为植物极。

动物卵细胞中，贮存有2～5万种不同核苷酸序列的mRNA，专供受精卵的启动、分化和发育之用。卵细胞中的mRNA并非均匀分布的，而是位于特定的空间。因此，卵细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运，如昆虫是以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。

（2）细胞间的相互作用

胚胎诱导在胚胎发育过程中，一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用称为胚胎诱导，如中胚层形成的脊索可诱导其顶部的外胚层发育成神经板、神经沟和神经管，视细胞可诱导其外面的外胚层形成晶体，而晶体又可诱导外胚层形成角膜。

分化抑制用含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育出正常的心脏，若去除成蛙心组织，则蛙胚发育正常，这说明分化成熟的细胞可以产生某种物质，抑制相邻细胞发生同样的分化，这种作用称为分化抑制。

细胞数量效应当小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时，可发育成具有功能的胰腺组织，但是，如果把胰腺原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰腺组织；如果再把分开的小块合起来，又可形成胰腺组织。可见细胞数量对诱导组织形成可能也是必要的。

细胞外基质细胞外基质在胚胎发育和细胞分化中也具有重要的作用。

激素的作用激素对细胞分化的影响可看做是远距离细胞间的相互作用，如昆虫的保幼激素和蜕皮激素。前者的功能是保持幼虫特征，促进成虫器官原基的发育，后者的功能是促进蜕皮和成虫形态的出现。当两者保持一定的比例时，幼虫蜕皮而长大，当保幼激素含量减少或不合成时，幼虫化蛹，变为成虫。成虫期又开始合成保幼激素，促进性腺的发育。

2.细胞分化的分子机制

（1）染色体结构的变化与细胞分化

基因剔除 某些原生动物、昆虫和甲壳动物在细胞分化过程中有部分染色体丢失的现象。例如，马蛔虫的一个变种（2n=4），当个体发育到一定阶段时，在将要分化为体细胞的那些细胞中，染色体破裂为碎片，含有着丝粒的碎片在细胞分裂中保留，不具有着丝粒的碎片在分裂中丢失。不过，预定形成生殖细胞的那些细胞中不发生染色体的断裂和丢失现象。

基因扩增 基因扩增是指细胞内特定基因的拷贝数专一性大量增加的现象。例如，在卵裂和胚胎发育过程中，爪蟾卵母细胞中的rDNA基因大量扩增而形成大量核糖体，以供大量合成蛋白质所需；在果蝇的唾腺细胞中，由于DNA复制而核不分裂，很容易观察到多线染色体。

基因重排 哺乳动物能产生10～10种抗体，但并不意味着细胞内具有相应数量的基因，免疫球蛋白是异四聚体结构，除重链和轻链的随机组合以外，免疫球蛋白的多样性主要来源于基因的重新组合。从这一点来看淋巴细胞的分化是不可逆的。

DNA的甲基化 脊椎动物一些基因的活性与基因调控区域或其周围特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应地非甲基化和低甲基化能活化基因的表达。细胞内的基因可分为管家基因（house-keeping gene）和奢侈基因（luxury gene），前者是维持细胞生存不可缺少的，后者与细胞分化有关，是与组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。

（2）基因与细胞分化

无论是母体mRNA的作用还是细胞间的相互作用，其结果是启动特定基因的表达。因此细胞分化的实质是基因的差次表达或顺序表达。即特定的基因在特定的时间内在特定的组织中表达的结果。

受精卵发育为新个体，是受一系列基因调控的，这些基因在发育过程中，按照时间、空间顺序启动和关闭，互相协调，对胚胎细胞的生长和分化进行调节。

人和鼠都是从单个受精卵发育而来的。其实，从一个受精卵中产生什么生物完全由基因组决定。这种决定究竟如何进行的呢？

人体细胞的类型比我们想像的少得多。按照常规的组织学分类方法，脊椎动物和人体细胞类型约有200余种。这些细胞在人体中呈现有序的空间分布。细胞的种类或形状彼此不同，是因为不同细胞中合成一些彼此不同的特殊蛋白──“奢侈蛋白”，如表皮细胞的角蛋白，红细胞的血红蛋白，消化道细胞的消化酶，透镜状细胞的晶体蛋白，等等。除了这些“奢侈蛋白”以外，几乎所有细胞中合成的蛋白质都是一些生活必需品──“持家蛋白”。由于细胞类型的差异源于细胞中工作的基因类群不同，所以人们自然想到也许细胞中的基因组成发生了改变。例如，透镜状细胞不能合成血红蛋白和角蛋白，可能是丢失了血红蛋白和角蛋白的基因，而只剩下了晶体蛋白。或者，细胞中其他基因没有变化，但晶体蛋白基因增加了很多份。然而，许许多多的证据显示，没有这类可能性。几乎所有细胞的基因组都和受精卵的一模一样。

已有实验证明，虽然分化常常伴随着显著的细胞外观变化，但细胞的基因组总是保持不变。两栖类卵细胞较大，先用紫外线破坏它的核，再用玻璃微细管将其他细胞的核吸出，68注入去核的卵细胞中。玻璃微细管刺入卵细胞时，会使卵细胞活化并开始分裂和分化。用各种分化细胞的核置换卵细胞的核，结果发现它们和卵细胞的核完全一样，都可以发育成有生育能力的成蛙。

3.细胞分化与再生

进入生长期之后，分化细胞即使进一步分裂，其分化的特性并不会改变。

脊椎动物的皮肤、血液、肺等组织上的细胞，每过一段时间便会更新换代。机体多数组织的细胞并不需要更新，有些特殊细胞将终生保持胚胎发育早期形成的数目。这些细胞因为不再分裂，所以一旦丧失便无法补充，如神经细胞、心肌细胞、透镜状细胞等。当然，这些细胞通常寿命很长，并且处于多重保护之下。除此之外，它们之间没有其他共同之处。为什么其他细胞需要不断更新，而这些细胞却可以终生保持呢？原因很难找寻，但是，至少对神经细胞来说，细胞更新将改变已经形成的精巧的神经通路，致使某些记忆丧失。至于心肌细胞，目前尚难解释。

细胞再生有两种方式，其一是通过已分化细胞的分裂──细胞复制，其二是通过干细胞再生。干细胞的性质、再生速度以及再生过程非常多样化。干细胞可以无限分裂产生分化细胞。

形形色色的血细胞都是由多能的干细胞分化形成的，这些干细胞主要在成体的骨髓中产生。多能干细胞在胚胎发育早期，通过血液循环进入骨髓、脾脏和肝脏，并分别在这些组织中形成有造血功能的细胞群。

4.干细胞及其分类

一个成熟或者已分化的细胞进行分裂通常只能产生同种类型的细胞，而一个干细胞则可以分化形成多种类型的细胞。干细胞有很多种类型，它们存在于从胚胎到成体各个阶段的组织和器官里。胚胎干细胞分裂速度快，并且有产生多种分化细胞类型的潜力，因此，它们也被称为多能干细胞。成体干细胞分布于很多组织中，但是它们数量稀少，分裂频率低，分化潜力也很有限。事实上，很多类型的干细胞至今没有在成体中找到。例如，肺上皮细胞缺陷会造成囊性纤维化，而成体中还没有发现可以产生这种细胞的干细胞。

利用干细胞进行各种疾病治疗的关键在于能否成功分离胚胎干细胞和成体干细胞，并将它们在体外扩增后用于替代受损的组织。一般认为每种成体干细胞只能分化产生几种相关的成熟细胞类型，但最近有研究表明，在某些环境中，一种干细胞类型可以转化成其他类型的细胞，例如，造血干细胞可以分化形成神经细胞。

因为大多数疾病只是由于一类细胞损坏造成的，所以针对特定细胞类型的干细胞治疗要比原来整个器官的移植更具优势。例如，帕金森氏综合症、多发性硬化和糖尿病等慢性疾病非常适合利用干细胞治疗。但是，在一些患有慢性疾病或多组织急性衰竭患者的受损组织中，通常很难再找到合适的干细胞。即使能够分离到相应的干细胞，也不一定能保证通过体外培养获得治疗所需的数量。最具潜力的干细胞是从胚泡中分离的胚胎干细胞。发育5天的人类胚泡最多有100个细胞，其中包括两种类型：将来发育成胎盘的外层细胞和发育成胚胎的内层细胞，即内细胞团（ICM）。通常，移除外层细胞将导致ICM无法发育形成胚胎，但是，ICM可以在培养皿中快速分裂产生胚胎干细胞。

胚胎干细胞有很多显著的特征。例如，虽然它们在染色体组型等方面和正常的细胞没有差别，但却可以在体外无限增殖。另外，胚胎干细胞在体外可以分化形成很多类型的细胞，这些细胞再移植回动物体内，可以在一定程度上改善一些模型动物的病情。如果有办法攻克免疫排斥的难题，胚胎干细胞移植有可能成为治疗多种疾病的有效途径。

5.细胞核移植──治疗性克隆

最理想的干细胞治疗是使用来自患者自身的胚胎干细胞。然而，除了早期胚胎以外，我们无法从其他渠道获得胚胎干细胞。那么，在成体中逆转细胞正常分化的方向，从而得到适合的干细胞成了另一条可能的途径。实验设计的基本想法是用某种物质将成体细胞逆转成胚性细胞。这些物质可以来自早期胚胎本身，也可以来自卵细胞，因为卵细胞丰富的细胞质中含有早期胚胎发育所必须的因子。这些因子也同样可以使体细胞核进入早期胚胎发育的状态，所以，除去卵细胞的核并植入来自成人细胞的核，就可能得到一个胚胎。

现在人们关注的焦点是能否利用核移植技术制造人类胚胎干细胞用以治疗疾病，并且，能否利用患者自身的细胞来满足特异性要求，解决免疫抑制的问题，确切地说，科学家还没有找到最终答案。目前，核移植技术在很多物种中取得了成功，但在某些物种中却失败了，如果将这一技术用于人类，结果将会如何，目前还没有清晰的答案。

6.患者特异性干细胞治疗

适合干细胞治疗的方法主要有两种。一种是利用患者的活组织提取细胞核，转入捐献者的卵母细胞，重建早期胚胎并在体外培养至胚泡阶段，分离ICM得到胚胎干细胞。它们与患者有共同的遗传组成，所以可被视为患者的扩展部分。然后，利用研究小鼠模型所积累的经验，将胚胎干细胞诱导成与疾病相关的细胞类型，用于治疗帕金森氏综合症、心脏病或脊髓损伤等。最近的研究表明，还可以使人类胚胎干细胞沿着特定的轨迹分化。不过，目前还不知道哪种活组织是最好的细胞核供体。另一种方法是将某种成体干细胞诱导成另一种适合治疗疾病的类型，其优势是显而易见的。

不过，成体干细胞非常稀少并且很难获取，例如，造血干细胞仅占血细胞总量的1/10；虽然它在骨髓中的含量相对多些，但仍然稀少。尽管造血干细胞还可以取自新生儿的脐带血，但是脐带血需预先储备并且无法重复利用。目前还没有关于纯化脐带血造血干细胞方法的报道，并且它们可否产生造血系统以外的其他细胞类型尚不清楚。另外，有研究人员认为，胰管中存在可以产生胰岛细胞的干细胞，但是还没有分离它们的办法。

目前，大多数使用胚胎干细胞和成体干细胞的实验都是在小鼠中进行的。其中，胚胎干细胞的研究结果尤其令人振奋，它们在移植后通常有较高的存活率并且能长时间地执行功能。很多实验表明它们至少可以部分地缓解病情。

第四节 细胞的生活教案 篇5

细胞的生活

教学目标 知识目标

1、阐明细胞是生命活动的基本结构单位。

2、说明细胞的生活需要物质和能量，细胞膜控制物质进出，细胞质中的叶绿体和线粒体是能量转换器。

3、描述细胞核在遗传中的重要功能。教学重点

（1）细胞的生活需要物质和能量；（2）说出细胞膜具有控制物质进出的功能；（3）线粒体和叶绿体是细胞中的能量转换器； 教学难点

(1)生态系统具有一定的自动调节能力。(2)食物链和食物网的正确理解和表述。

一、创设问题情境

教师：（提问）对于一个重度烧伤患者来说，在十年前可能只有一种方法，是什么方法呢？

（讲解）而在十年后的今天还有另一种选择就是移植人造皮肤，接下来我们共同了解一下人造皮肤的应用。

（展示）课件展示“人造皮肤在我国临床上的应用”

（提问）为了保持细胞的活性，应该向给这些活体细胞提供哪些物质？（讲解）细胞的生活离不开物质和能量，生物也是如此。细胞是生命活动的基本单位，细胞是如何从外界获取物质和能量的呢？我们将在这节课的学习中得到答案。（引出课题：第一章第四节 细胞的生活）学生：讨论治疗重度烧伤的办法（用自己的皮肤进行移植）。观看课件，了解人造皮肤的应用。

讨论，在教师的引导下得出需要提供与细胞生活相适应的营养物质（如：水、无机盐、糖类、维生素等）以及适宜的温度等非物质条件。二：细胞的生活需要物质和能量

（讲解）首先，我们来看细胞生活需要的物质，我们之前提到的水、无机盐、糖类„„都是物质，那么物质是由什么构成的呢？我们先来看一个实验。（展示）flash动画展示蔗糖溶解的过程——蔗糖在水中溶解时分子运动摸拟图

（提问）蔗糖溶解后，为什么水的总量没有增加呢？（总结）通过这个实验，我们知道了物质都是分子构成的

（讲解）细胞中的物质可以分为两大类：一类是分子比较小的，如水、无机盐、氧等，一般不含有碳，统称为无机物；一类是分子比较大的，如糖类，脂质，蛋白质和核酸，一般含有碳，统称为有机物。

三、细胞膜能够控制物质的进出

（讲解）正是由于有这些物质的存在，才能让细胞完成各项生命活动。既然这样就不能让它们轻易跑到细胞外，可是细胞在进行生命活动过程中又会形成一些废物还得排出去，如果不排出去就会影响正常生活。这就需要一个“明辨事非”的“保安”来管理。（提问）那么，细胞中的什么结构能充当“保安”的角色能？（展示）动植物细胞结构图

（讲解）此时给出细胞壁具有全透性的事实，使学生进一步确定细胞膜能控制物质的进出。

（展示）动画分别展示动植物细胞膜控制物质的进出

（讲解）结合课本示意图，根据时间条件，对不同物质进出细胞的方式做适当的补充。

四、叶绿体和线粒体是能量转化器

（讲解）细胞生活不仅需要物质也需要能量，能量以多种形式存在自然界中，下面的图片中就有以各种形式存在的能量，你能找到它们吗？

（展示）自然界和日常生活中各种常见的能量，光能、机械能、水能、化学能、电能

（讲解）能量的存在有很多种形式

（提问）同学们思考一下不同形式的能量能相互转化吗？（展示）几个能量转化的实例

（讲解）同学们对能量转换都非常熟悉了，其实生物细胞内也存在着能量转换。我们吃进去的是食物，而不是能量，要将食物中的能量释放出来，就需要一个能量的转换器。

（提问）发动机是机车的转换器，它能讲汽油、柴油中的化学能转化为机械能，那么，什么是细胞中的能量转换器呢？

（讲解）先引导学生得出绿色植物进行光合作用的部位是细胞中的叶绿体，由于其中一些色素能吸收光能，因此叶绿体能经过复杂的变化将光能转化为化学能，并将化学能储存在所制造的糖类的那个有机物中。然后利用类比，将细胞中的线粒体与汽车的发动机进行比较，帮助学生理解：线粒体可分解细胞中的一些有机物（相当于“燃料”），将其中储存的化学能释放出来供细胞利用。

（展示）通过流程图展示动植物细胞中能量的转化过程。

五、巩固训练 ：

（1）、叶绿体和线粒体的共同特点是（）

A都只存在于动物细胞内

B 都是细胞内的能量转换器

C 都只存在于植物细胞内

D都能进行光合作用

（2）从细胞结构看，“种瓜得瓜，种豆得豆”这种现象主要决定于

（）

A．细胞壁

B．细胞膜

C．细胞质

D．细胞核(3)、农民每年要收获大量的粮食，刚打下来的粮食堆放一段时间之后要发热。请分析：

a、这些热量来自于细胞中的哪些成分？

b、该过程的能量转换器是？其能量转换过程是？

高中生物细胞的分化教案 篇6

(章节) 细胞的分化(第四章第二节) 课程类型 新课 课时安排 1课时 班级 高二(5)班 教学目标：1.能够说出细胞分化的定义，能说出细胞异常分化---癌细胞的定义以及危害;

2.理解并且熟练说出癌细胞在体内无限增殖的原因;

3.理解细胞全能性的意义，能举例说出证明细胞全能性的实验;

4.学生能够感受到生命系统的统一性。 教学重点、难点：1.理解细胞分化的定义和意义，知道癌细胞的两大特性(教学重点)

2.理解癌细胞的无限增殖能力和在体内转移的能力对癌细胞扩散的帮助，区分动植物细胞中全能性的异同点(教学难点)

教 具：多媒体 板书 教学方法：讲授法 教学进程：【教师】同学们，上一节课我们已经学习了有关细胞增殖的内容，现在请一位同学起来回答下什么是细胞增殖呢?

【学生】细胞经过有丝分裂一分为二的增殖过程。

【教师】那么细胞分裂一共分成几个时期?分为叫什么呢?

【学生】先分成两个时期，分裂间期和分裂期。分裂期又分为4个阶段，前、中、后和末期。

【教师】恩，同学们都掌握的不错，那么我们说，如果我们人体细胞进行的都是细胞增殖，那么人和人的模样不都是一样的啦?

【学生】遗传问题，基因不一样。

细胞的教案 篇7

1 试验

1.1 钛片的制备和碱活化

均匀剪出1 cm×1 cm的钛箔片若干;配制5 mol氢氧化钠溶液:分析天平称取200 g氢氧化钠, 溶解倒入容量瓶定容至1 L, 摇匀。钛片的碱活化处理:采用碱活化的方法在钛表面形成多孔结构, 取部分干燥清洁的钛片浸没在5 mol氢氧化钠溶液中, 60℃反应24 h, 用去离子水超声清洗后在80℃去离子水中再反应24 h, 最后用去离子水超声清洗, 干燥。

1.2 人脐静脉内皮细胞的培养

无菌条件下取健康剖宫产产妇的新鲜脐带 (长度约20 cm) ;将切去针尖的不锈钢注射器针头插入脐静脉一端, 用止血钳固定;注入生理盐水冲洗脐静脉直至冲洗液清亮;在脐静脉的另一端用同样的方法固定另一个注射器针头;两端用一次性注射器封闭。脐静脉内注入适量的0.1%II型胶原酶 (约10 m L/20 cm) , 37℃消化15~20 min后收集消化液;用含15%新生牛血清的F12培养液冲洗脐静脉1次, 收集冲洗液, 同消化液一起离心 (1 200 r/min, 8 min) 。弃上清, 加入F12完全培养液 (含20%FBS、20μg/m L ECGS、2 mmol/L-谷氨酰胺) 4 m L, 反复吹打重悬细胞, 移入塑料细胞培养瓶, 37℃、5%CO2条件下静置培养。隔日换液, 直至细胞融合度达80%~90%即可传代。

1.3 人脐静脉内皮细胞外基质的构建

抛光钛片和碱活化的钛片经高温高压灭菌后置于24孔板中, 每孔中加入1 m L密度为1×106cells/m L的HUVECs细胞悬液, 该接种密度基本可以保证HUVECs在钛片形成融合的单层。37℃、5%CO2条件下继续静置培养7 d后, 加入含20 mmol氨水和0.5%Triton X—100的PBS缓冲液, 脱去细胞成分, 暴露细胞外基质。20 min后用PBS冲洗5次, 每次3 min。

1.4 光滑和碱活化钛片上的HUVECs细胞外基质改性的表征

脱去细胞外基质的样品在3%的戊二醛溶液常温固定30 min, PBS清洗后经过梯度酒精脱水 (50%、70%、80%、90%、100%两次, 每次15 min) , 醋酸异戊酯脱醇 (不少于1 h) , 临界点干燥后喷金, 扫描电镜 (SEM, QUANTA 200, FTI, Holland) 观察。测定细胞外基质改性前后钛表面的水接触角来反映材料的亲疏水性。碱腐蚀前后的钛片表面通过漫反射红外光谱 (DR-FTIR, IR 550, Nicolet, Madison, USA) 表征钛表面的基团变化情况。千万分之一天平 (Sartorius ME5, German, Sartorius AG) 称量细胞外基质改性前后样品的质量。

1.5 HUVECs细胞外基质改性的光滑和碱活化钛片上的细胞相容性

无菌的碱活化钛片及HUVECs细胞外基质改性后的钛片置于24孔板中, 加入300μL的F12完全培养液37℃孵育1 h, 随后吸去孵育的培养液, 每孔中分别加入1 m L密度为5×104cells/m L的HU-VECs (2×104cells/m L的HUASMCs) 细胞悬液, 37℃、5%CO2条件下继续静置培养, 贴壁8 h后将样品转移至新的培养板, 加入1 m L新F12完全培养液。分别培养1 d, 3 d后各取出三个样品, PBS清洗后用2.5%戊二醛固定。细胞骨架蛋白F-actin免疫荧光染色的方法来定位和观察细胞, 荧光显微镜下观察。

将各组无菌的样品置于24孔板中, 加入400μL的F12完全培养液37℃孵育1 h, 随后吸去孵育的培养液, 每孔中分别加入1 m L密度为5×104cells/m L的HUVECs细胞悬液 (2×104cells/m L的HUASMCs) , 37℃、5%CO2条件下继续静置培养, 分别在培养1 d和3 d后弃去旧的培养液, 然后每孔加入CCK-8反应液400μL (含有15%FBS和10%CCK-8试剂的F12培养基) , 37℃孵育4 h, 轻轻摇匀后吸出200μL反应液于新的96孔板中, 450 nm测光密度值 (OD值) , OD值大小可以反映样品上黏附的HUVECs (HUASMCs) 的数目。

1.6 HUVECs细胞外基质改性的光滑和碱活化钛片上的血液相容性

富血小板血浆 (PRP) 的制备:志愿者的新鲜静脉全血, 加入含3.8wt%枸掾酸钠 (Na3C6H5O7·2H2O) 的抗凝剂, 全血与抗凝剂的体积比为9∶1, 充分混匀后离心 (1 500 r/min, 15 min) , 取上层淡黄色的液体即为PRP。

血小板在材料上的黏附和SEM检测:将光滑钛片 (Ti) 和碱活化后的多孔钛片 (Ti-OH) , 以及HU-VECs细胞外基质改性后的钛片 (Ti-ECM和Ti-OH-ECM) 分别置于干净24孔聚苯乙烯的细胞培养板中, 每孔加入200μL PRP覆盖实验样品, 37℃, 5%CO2条件下孵育1 h后吸出PRP, 加入PBS后轻轻震荡, 3次洗涤以排除非特异性吸附的血小板。黏附血小板的样品用3%的戊二醛溶液室温固定30 min, PBS洗涤, 然后常规脱水脱醇处理, 临界点干燥后喷金, SEM观察。

2 结果与讨论

2.1 光滑和碱活化钛片上的HUVECs细胞外基质改性的SEM形态学观察

高密度接种的HUVECs在抛光钛片及碱活化钛片上连续培养7 d后, 加入脱细胞液后, 样品表面已无可见细胞成分, 细胞外基质得以暴露。光滑钛片上细胞外基质与基底的结合力较弱, 局部区域出现了脱落的现象 (图1B) , 高放大倍数下残留的细胞外基质呈现出颗粒状的分布, 无明显纤维结构。但在碱活化的粗糙表面, 细胞外基质呈现均匀的分布, 除了颗粒状物质存在外, 还有均匀的纤维网络状结构, 与基底的多孔结构有着明显区别, 高倍镜下细胞外基质的纤维清晰可辨 (图1D) 。

2.2 光滑和碱活化钛片上的HUVECs细胞外基质改性的接触角测量和DR-FTIR检测

HUVECs在光滑和多孔钛片上分泌和沉积细胞基质后, 引起钛片表面亲水性的明显改变 (图2) 。在抛光的钛片上, 细胞外基质改性后接触角均值有所升高, 但这种差异并不具有统计学意义。细胞外基质改性后的光滑钛片上不同部位的接触角差异较大, 最高为84.5°, 而最低仅为22.5°, 这种接触角的不均匀可以进一步证明细胞外基质在光滑钛片上部分脱落的情况。相反, 细胞外基质改性后的碱活化钛片的接触角有显著的增高, 这种增高有统计学意义 (P<0.01) 。

HUVECs细胞外基质改性前后的抛光钛片和碱活化钛片的DR-FTIR图谱表明, 由于细胞外基质在抛光钛片上的脱落, 使其DR-FTIR图片上并没有出现明显的新的吸收峰, 而2 365 cm-1处的共同的吸收峰则可能是空气中CO2吸收峰。钛表面暴露在空气中能迅速形成一层氧化物薄膜, 表面含有少量的羟基[7], 除了碱活化所产生的3 405 cm-1处的-OH吸收峰之外, 还有许多新的吸收峰出现, 包括2 960 cm-1和2 916 cm-1处的C-H吸收峰, 1 650cm-1处的C=O吸收峰, 以及2 916 cm-1处的N-H吸收峰, 进一步证明了细胞外基质在碱活化表面的成功构建 (图3) 。

2.3 光滑和碱活化钛片上的HUVECs细胞外基质改性的细胞外基质分泌量

如图4所示, 细胞外基质在光滑钛和碱活化钛上构建后, 后者的细胞外基质质量明显高于前者, 光滑钛上细胞外基质的质量不均一, 最高可达0.06 mg, 最低只有0.02 mg, 进一步补充说明细胞外基质在光滑钛表面有部分脱落现象, 而碱活化钛片构建细胞外基质更具有质量稳定性。一方面, 钛的粗糙度能够影响蛋白质在钛表面的吸附, 随着粗糙度增大, 表面积增加, 蛋白质的吸附总量也是增加的[8—10], 另一方面, 钛表面的羟基越多, 与蛋白的反应活性越高[11]。

2.4 光滑和碱活化钛片上的HUVECs细胞外基质改性的细胞黏附及增殖

体外接种HUVECs的CCK测定结果表明 (图5) , 不论是培养1 d或者3 d, 碱活化的钛片上HU-VECs黏附数量的平均值与光滑钛片上相比较有一定程度的降低, 但两者间没有统计学差异。不论是在抛光的钛片还是碱活化的钛片上构建细胞外基质后, HUVECs黏附的数量均有明显的增加, 且这种增加有统计学差异。碱活化后使得钛片粗糙度增加, 而粗糙表面往往会对内皮细胞的生长起到抑制作用[12,13], 细胞外基质改性后的碱活化钛片上细胞黏附的平均数量比同样经细胞外基质改性后的光滑钛片上的数量相比有一定的提高, 但没有显著差异。

HUASMCs在各组样品上黏附1 d、3 d的荧光显微结果和细胞毒性检测结果 (图5) 显示, 各组样品均促进平滑肌细胞的黏附与增殖, 细胞外基质改性后的Ti和Ti-OH的表面更有利于平滑肌细胞的生长, 且碱活化组钛经细胞外基质改性后表面的平滑肌细胞增长与改性前相比有统计学意义 (P<0.05) , 研究表明平滑肌细胞在血管内的正常生长对控制内皮细胞的形态和表型有重要作用。

2.5 光滑和碱活化钛片上的HUVECs细胞外基质改性的血小板黏附及激活

体外血小板黏附实验结果表明 (图7) , 在抛光的钛片上有大量的血小板黏附, 血小板团聚并伸出大量的伪足, 说明血小板激活程度很高;由HUVECs构建细胞外基质后, 血小板黏附的数量有一定程度上的减少, 但血小板的团聚和激活程度 (形态上) 与光滑钛片基本相似。碱活化处理可以明显减少血小板在钛片上的黏附[5,14], 血小板的团聚程度没有明显改变, 但血小板伸出的伪足有明显减少;在碱活化钛片上进一步沉积细胞外基质, 使得血小板黏附数量进一步降低, 血小板团聚程度降低, 大部分血小板呈圆形, 只有少数伸出伪足[1]。

3 结论

细胞的教案 篇8

关键词：绵羊；卵丘细胞；卵母细胞；RT-PCR

中图分类号： S8263文献标志码： A

文章编号：1002-1302（201412-0236-04

准确判断卵母细胞的发育能力是提高各类辅助生殖成功的必要条件，从形态学上观察卵母细胞的厚度及卵丘细胞包裹的紧密程度是评估卵母细胞质量的常用手段[1-2]，这种标准并不能真正预测胚胎的健康，需要从分子角度鉴定预测卵母细胞的功能。卵丘细胞是指在卵母细胞外周并与之进行代谢联系的颗粒细胞群，对于卵母细胞成熟有极其重要的作用，主要表现在卵丘细胞参与维持卵母细胞减数分裂阻滞、诱导卵母细胞减数分裂恢复并支持卵母细胞细胞质的成熟。卵丘细胞形态和卵丘细胞扩展影响卵母细胞成熟的同时，卵母细胞对卵丘细胞的分化及发育也起着中心调节作用。Li等研究证明卵母细胞对卵丘细胞表型和生存有重要的调节作用，对卵丘细胞增殖、扩散、分化及细胞死亡、类固醇激素分泌有显著影响[4-5]。最近，Ledda等提出，卵泡液和卵丘细胞可贮存及释放某些生长因子和某些特定蛋白质，在卵母细胞成熟及胚胎发育过程中按一定顺序表达，或通过选择性地扩散来调节胚胎生长发育[6]。鉴于卵丘细胞与卵母细胞双边通信的作用，可以推断卵母细胞的发育能力变化很可能影响卵丘细胞的表型或者基因的表达，从而通过调节这些基因的表达来提高卵母细胞的发育能力。

本研究通过RT-PCR方法，检测绵羊不同直径卵泡卵丘细胞FSHR、EGFR、GHR、bFGF、[WTBX][STBX]CYP19A[WTB][STB]、AMH基因的mRNA表达差异，以推断这些基因对卵母细胞发育能力的影响，对预测卵母细胞体外发育能力有着重要的意义。RT-PCR方法克服了通过表观参数而选择卵母细胞的不可靠性，是一个非侵入性辨别卵母细胞质量的新方法。

1材料与方法

11材料

111药品及试剂RNeasy Micro RNA提取试剂盒、QIAEX II 琼脂糖凝胶回收试剂盒，均购于QIAGEN；反转录试剂盒RNA LA-PCR（AMV、荧光实时定量PCR试剂盒SYBR Premix Ex Taq、Taq DNA聚合酶、pMD19-T载体，均购于大连宝生物公司；培养用胎牛血清 （FBS、非必需氨基酸（NEAA，均购自Gibco公司；牛血清白蛋白（BSA，购自Bovogen公司。

112绵羊卵泡采集绵羊卵巢来源于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐当地屠宰场。将采集的卵巢放入37 ℃、含有09%生理盐水的保温瓶中，2 h内运回实验室；用生理盐水将成年绵羊卵巢洗涤3～4次，置于烧杯内，用注射器抽吸直径为10～20 mm、21～50 mm和>50 mm的卵泡，收集于盛有抽卵液的90 mm培养皿中。

12方法

121卵母细胞的体外成熟培养将成年绵羊GV期卵丘卵母细胞复合体（COCs按不同直径移入预先平衡好的成熟液中，在386 ℃、5% CO2及饱和湿度条件下进行成熟培养，以卵母细胞周围卵丘细胞扩展程度并排出第一极体作为卵母细胞成熟的标准。

122卵丘细胞的分离在体视镜下，选取形态完好的COCs放入01%透明质酸酶中，用玻璃管在成熟培养液中反复吹打机械分离卵丘细胞；将含有卵丘细胞的成熟培养液，收集在装有15 mL PBS的离心管中，1 000 r/min离心5 min，弃上清，重复1次；将卵丘细胞转入裂解液中，储存在-80 ℃冰箱中，待RT-PCR检测分析。

123卵母细胞孤雌激活挑选有极体且细胞质均匀的卵母细胞，在含5 μmol/L离子霉素（ionomycin的激活液中激活4 min；经2 mmol/L 6-DMAP培养液洗2次，移入含 6-DMAP 的培养液内培养2 h；培养液洗涤3次，移入含有600～700 μL体外培养液的四孔培养板中，CO2箱培养48 h，统计卵裂率，统计6～8 d囊胚率。CO2箱培养条件为 386 ℃、5% CO2、5% O2、90%N2及饱和湿度。

124RNA提取与cDNA逆转录合成根据QIAGEN RNeasy Micro it操作步骤提取总RNA，溶解于14 μL RNase-free水，按照大连宝生生物公司（TaaRa反转录试剂盒进行反转录：RNA 1 μL，随机引物（表11 μL，加RNAse-free水至 15 μL；置于PCR仪中75 ℃ 10 min，4 ℃ 暂停取出；立即冰浴2 min，加入Inhibitor 05 μL、5×M-MLV buffer 2 μL、dNTP mixture（each 25 mmol/L 75 μL、M-MLV酶 1 μL，42 ℃ 1 h、70 ℃ 10 min，-20 ℃保存备用。