受精卵的全能性生殖细胞体细胞共22页

2019-2020年高中生物第2课时细胞的全能性备课资料苏教版1.细胞全能性受精卵及早期的胚胎细胞都是具有全能性的细胞。

植物的体细胞在适宜的条件下可培育成正常的植株，这不仅是细胞全能性的有力证据，而且也广泛地应用在植物基因工程的实践中。

然而动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能，这种潜能称为多潜能性。

一般情况下，在整个发育过程中，细胞分化潜能逐渐受到限制而变窄，即由全能性细胞转化为多能或单能干细胞。

但是对于细胞核而言，却始终保持其分化的全能性。

科学家用有限分化细胞的细胞核进行移植实验，证明了细胞核的全能性，实验显示在分化过程中，绝大多数细胞均保持其完整的基因组或染色体组不变。

近年来，在体外由胚胎干细胞诱导分化成造血细胞、神经细胞、肌肉细胞，以及神经干细胞可诱导分化成各种血细胞等一系列的研究结果，不仅加深了对细胞全能性和细胞分化机制的了解，而且在细胞治疗及用于组织与器官移植的组织工程的研究与实践中都具有重要意义。

2.全能性、多能性和单能性受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个完整的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性（totipotent）。

随着分化发育的进程，细胞逐渐丧失其分化潜能。

从全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定形的细胞。

植物的枝、叶、根都有可能长成一株完整的植株，细胞培养的结果也证明即使高度分化的植物细胞也可以培养成一个完整的植株，因此可以说绝大多数植物细胞具有全能性。

成熟动物细胞显然不具备全能性。

其原因并非在细胞核而在细胞质，如大量的核移植实验证实，分化细胞的核仍保留完整的基因组DNA。

我国发育生物学家童第周1978年成功地将黑斑蛙成熟的细胞核移入去核的受精卵细胞内，培育出了蝌蚪。

20世纪60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移植，90年代末多利羊的诞生都证明了分化细胞具有完整的基因组DNA。

植物细胞全能性离体培养的植物器官、组织或细胞之所以经培养能够再生出完整植株，其原因在于植株细胞具有全能性。

1.全能性的概念植物细胞的全能性是指植株体内任何具有完整的细胞核的细胞都拥有形成一个完整植株所必须的全部遗传信息，即一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的能力。

植物从一个受精卵进行有丝分裂，发育成具有一定形态、结构和功能的植株。

植物的体细胞染色体与受精卵是一致的，也即它们所携带的遗传信息是一样的，这样体细胞由于在植物体上所处的位置不同，表现不同的形态，承担一定的功能，这是由于它们受到具体器官或组织所在环境的束缚，是细胞核中DNA链上不同基因按一定顺序选择性地活化和阻止的结果，但遗传潜能并未丧失，具有发育成完整植株的能力。

植物细胞的全能性包括两方面的含义：一是植物细胞，无论是体细胞还是生殖细胞，都具有该物种全部的遗传信息；二是每个植物细胞具有发育成完整植株的潜在能力。

2.全能性的研究早在1839年，细胞学家施旺在他发表的细胞学说中就曾这样说过：“每个细胞应该可以独立生活和发展，假如具有的条件正如它存在于有机体内一样。

”1902年，德国著名植物学家哈伯兰特根据这个学说的理论，预言离体细胞在生理上、发育上具有潜在的“全能性”。

他这一预言阐明了一个理论：植物体内所有活的细胞都有在离体条件下，可以逐步失去原有的分化状态，转变为具有分化能力的胚胎细胞，增值分化成完整植株的潜在能力。

哈伯兰特本人以及以后的德国植物胚胎学家汉宁等人，用植物的根、茎、叶、花的小块组织或它们的细胞，进行离体的无菌培养试验，没有得到满意的结果。

1937年美国科学家怀特首先研制出了化学成分为已知化合物的培养基配方。

该培养基能促使细胞全能性体现。

他还发现了B族维生素对培养离体根的生长具有重要意义，并认识甙吲哚－3－乙酸在植物生长中调控作用。

同时，怀特和法国植物学家高斯雷特等人经过研究，第一次成功地用烟草的茎段形成层细胞和胡萝卜根的小块组织，在人工培养的条件下，使细胞增值和诱导形成愈伤组织。

高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案植物细胞工程和动物细胞工程默写1、细胞工程是在或的操作2、细胞工程按操作对象分为和3、植物细胞工程通常采用的技术手段是：和4、植物组织培养的理论基础是：5、理论上每一个活细胞都应该具有。

因为6、受精卵的全能性最高，受精卵生殖细胞体细胞7、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？8、植物组织培养的外界条件：，内在原理是：9、植物组织培养的过程：经过形成经由过程形成，最后移栽发育成。

10、是指已分化细胞经诱导，失去其特有的结构和功能而变为未分化细胞的过程。

11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。

12、植物体细胞杂交的意义（优势）：。

13、去除细胞壁的常用方法：（纤维素酶、果胶酶等）14、人工诱导原生质体融合方法：物理法：等；化学法：15、融合完成的标志是：16、植物体细胞杂交过程包括：和。

17、植物体细胞杂交的原理是：和18、人工种子的特点是：19、作物脱毒(1)材料:(2)脱毒苗:20、单倍体育种：(1)方法:(2)优点:;21、动物细胞工程常用的技术手段：(基础)、、、22、动物细胞培养的原理是：。

23、用处理，一段时间后获得单个细胞。

24、细胞贴壁：25、细胞的接触抑制：26、原代培养：，培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。

将原代细胞从培养瓶中取出，用处理后配制成，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为28、细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。

细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。

细胞株和细胞系的区别：细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。

《细胞工程》复习题一、选择题：1．在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（Ｂ) A．结果是相同的B．杂种细胞的形成过程基本相同C．操作过程中酶的作用相同D．诱导融合的手段相同2。

单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞,在这种培养基上不能存活增殖的细胞是( C ）①淋巴细胞②小鼠骨髓瘤细胞③B淋巴细胞自身融合细胞④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞⑤杂交瘤细胞A．②④ B．①③⑤C．①②③④ D．②③3．动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的有（ D ）A．诱导融合的方法完全相同B．所用的技术手段完全相同C．所采用的原理完全相同D．都能形成杂种细胞4.单克隆抗体是指（ C )A．单个骨髓瘤细胞增殖产生的抗体B．单个B淋巴细胞增殖产生的抗体C．单个杂交瘤细胞增殖产生的抗体D．单个抗体通过克隆化,产生大量抗体5.将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合,可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是（多选）(AC ）A．B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖B．B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体D．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖6.要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群.其原因是（ D ）A．在体外培养条件下B淋巴细胞可以无限增殖B．在动物体内B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体C．每一个B淋巴细胞都参与特异性免疫反应D．每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体7。

关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是(D ）A、可以制成诊断盒．用于疾病的珍断B、可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗C、可以利用基因工程技术生产D、可以在生物体内生产，不能体外生产8。

以下不属于生长素的是（D)A IAAB NAAC 2，4—D D 6—BA9.植物细胞有而动物细胞没有的结构是（D）A细胞质 B线粒体 C内质网 D叶绿体10。

全能性的高低比较例子
题目：全能性的高低比较例子
答案：
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(2)>；>
(3)>
(4)>
(5)>
【解析】
全能性大小的比较：
细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

(1)已分化的植物细胞都具有全能性，已分化的动物细胞只有细胞核具有全能性，因此，植物细胞的全能性>动物细
胞的全能性。

(2)受精卵发育成完整个体的潜力最强，因此，受精卵的全能性>生殖细胞的全能性>体细胞的全能性。

(3)代谢越旺盛，发育成完整个体的潜力越强，因此，幼嫩的细胞的全能性>衰老的细胞的全能性。

(4)分化程度低，发育成完整个体的潜力越强，因此，分化程度低的体细胞的全能性>分化程度高的体细胞的全能性。

(5)分裂能力越强，发育成完整个体的潜力越强，因此，细胞分裂能力强的体细胞的全能性>细胞分裂能力弱的体细胞的全能性。

第一章 植物细胞全能性与形态发生教学目标 (1)掌握细胞离体培养的基本理论；(2)掌握培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控原理；(3)掌握植物的离体器官发生；(4)掌握体细胞胚胎发生与人工种子；(5)了解“挑战杯”获奖作品“红掌气生根再生快繁体系建立”研究的全过程培养学生的创新精神；(6)介绍相关科研论文的研究结果培养学生的科研意识。

引言 植物细胞工程的理论基础是植物细胞全能性，所以深入理解植物细胞全能性及其表达与调控对学习理解后几章内容非常重要，本章作为重点章节介绍。

一、植物细胞全能性（totipotency）的概念植物体每个正常细胞都含有该植物的全部遗传信息，在适宜的条件下能发育成完整的植株。

把这种生活的植物细胞所具有的产生完整植株的潜在能力称为植物细胞全能性。

植物细胞按分裂能力分为3类（参照动物细胞分类类型）：①周期细胞：始终保持分裂能力，从一个周期进入另一个周期，包括茎尖、根尖及形成层细胞。

②终端分化细胞：永久失去分裂能力的细胞，包括筛管导管、气孔保卫细胞等特化细胞。

③Go细胞：一般不分裂，但当受到外界刺激时可重新启动分裂，包括表皮细胞及薄壁细胞。

一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决于它的分化程度。

差异：1、受精卵的全能性最高 2、受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。

植物细胞只要有一个完整的膜系统和一个有生命力的核，即使是已经高度成熟和分化的细胞，也还保持着回复到分生状态的能力，其回复过程取决于该细胞原来所处的自然部位、生理状态和外部环境条件。

营养生长中心 形成层细胞 伴胞及分泌细胞 薄壁细胞 厚壁细胞 纤维细胞 筛管不同类型细胞脱分化可能达到的程度根据细胞类型不同从强到弱：营养生长中心〉形成层〉薄壁细胞〉厚壁细胞（木质化细胞）〉特化细胞（筛管、导管细胞）；根据细胞所处的组织不同从强到弱：顶端分生组织〉居间分生组织〉侧生分生组织〉薄壁组织（基本组织）〉厚角组织〉输导组织〉厚壁组织。

植物组织培养技术学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列细胞中全能性最高的是( )A．胡萝卜的韧皮部细胞B．水稻的花粉C．绵羊的乳腺细胞D．大白鼠的受精卵【答案】D【解析】不同细胞体现全能性能力的大小不同，具体表现为：受精卵>生殖细胞>体细胞，A、B、C三项均错误，D项正确。

2．选择单核期以后的花药接种，花瓣已有些松动，会给材料的消毒带来困难。

主要原因是( )A．花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料消毒带来困难B．花瓣松动后，体积变大，给消毒带来困难C．花瓣松动后，就会使花药消毒时接触酒精而被杀死D．花瓣松动后，会使花药老化，不适宜作花药培养【答案】A【解析】月季花药培养过程中只有某一个时期对离体刺激敏感，单核期花药培养成功率最高，单核以前的花药质地幼嫩，极易破碎，单核期以后，花瓣松动，微生物就可能侵入到花粉，会给消毒带来困难，故选A。

【考点定位】植物组织培养【名师点睛】一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高.选择单核期以前的花药接种,质地幼嫩,极易破碎；选择单核期以后的花药接种,花瓣已有些松动,又给材料的消毒带来困难。

3．下列有关花药培养的叙述，正确的是A．影响花药培养的主要因素是亲本植株的生长条件B．产生花粉植株有两条途径，主要影响因素是培养基中的营养物质C．对花蕾进行消毒时，先用0．1%的氯化汞溶液后用70%的酒精D．鉴定花粉发育时期的两种方法都是使细胞核着上色，然后观察其个数和位置【答案】D【解析】试题分析：影响花药培养的主要因素材料的选择和培养基的组成，A错误；产生花粉植株有两条途径，主要影响因素是培养基中激素的种类及其比例，B错误；对花蕾进行消毒最好用抗生素，因为0．1%的氯化汞溶液和70%的酒精会使花蕾失去生物活性，C错误；鉴定花粉发育时期的两种方法都是使细胞核着上色，然后观察其个数和位置，D正确。

有关细胞的全能性
1.理论上：是生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能特性。

指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。

细胞全能性是细胞工程的理论基础。

2.表现上：一方面植物细胞中，高度分化的组织仍具有发育成完整植株的能力，也就是说仍保持着全能性。

而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，分化潜能较窄，可是高度分化动物细胞的细胞核仍具有全能性。

要想让体细胞的细胞核表现出全能性，需将核取出，放入去核的卵细胞中，构成重组细胞，然后重组细胞全能性表达得以实现。

另一方面，就同一生物的不同细胞，细胞全能性也不同，受精卵全能性最高，其次是生殖细胞而体细胞全能性较低。

3.物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。

（4）细胞来源：生物体的细胞来源是通过有丝分裂形成的。

有丝分裂的意义所在就是使子细胞（体细胞）与母细胞（受精卵）核内的基因相同。

4.实现条件：生物体内已分化的细胞并没有表达出全能性来，是因为在生物体内基因的特异性表达。

在个体发育的不同时期，不同部位的细胞基因的表达不同，只有脱离了原来的生物体而处于离体状态时，再供给一定的营养物质、激素及其他适宜条件，才可能表现出全能性。

6.应用举例：植物组织培养技术用于快速繁殖试管苗、培养无病毒植株、制人工种子等。

花药离体培养用于单倍体育种，使育种质量与进程大大提高。