细胞分化和植物细胞的全能性(20210206153204)

植物细胞全能性和细胞分化一、植物细胞全能性1902年，Haberlandt提出了植物细胞的全能性理论，即植物的体细胞在适当条件下，具有不断分裂和繁殖、发育成完整植株的能力。

20世纪70年代，细胞全能性的概念被解释为：每一个细胞具有该植物的全部遗传信息，具有发育成完整植株的能力。

80年代，此概念又进一步被解释为：每一个植物细胞带有该植物的全部遗传信息，在适当条件下可表达出该细胞的所有遗传信息，分化出植物有机体所有不同类型的细胞，形成不同类型的器官甚至胚状体，直至形成完整再生植株。

植物细胞培养中次生物质的产生及单细胞培养再生完整植株，都是细胞全能性的表现，只是表现形式不同而已。

植物体全部活细胞都是由细胞分裂产生的，每个细胞都包含着整套遗传基因。

但是，由于受到整个植株、具体器官或组织环境的束缚，致使植株中不同部位的细胞仅表现出一定的形态和功能。

但它们的遗传潜力并未消失，一旦脱离原器官或组织的束缚呈游离态，并在一定的营养和环境条件下培养，就可实现其全能性。

但是，由于目前技术水平的限制，还无法使所有的离体植物细胞都实现其全能性，而多数情况下离体细胞全能性的实现是在分生组织等全能性保持较好的细胞中进行的。

离体条件下，由于摆脱了原来供体（组织、器官或完整植株）的束缚，离体细胞（组织、器官）生命特征属性的表现过程和形式都将发生变化。

如在新陈代谢方面，离体细胞主要依靠培养基提供碳源，没有或很少进行光合作用；在调控能力方面，培养物从自养转变为异养；在生长发育与繁殖方面，离体细胞（组织、器官）可以改变原来的生长发育方向或进程，如离体细胞的胚胎发生、细胞脱分化等；在遗传变异与进化方面，离体培养可大大增加培养物的变异性，或使某些变异在短时间内大量扩增，改变其数量等。

但生物有机体总是处在严格而有序的动态平衡中，任何内环境的改变必然使旧的平衡打破而达到新的平衡。

植物体是由各个层次或小系统如基因水平、亚细胞水平、细胞水平、器官水平构成的生命大系统，各系统内和系统间的协调运行不仅是维持植物生长的先决条件，而且他们的动态平衡关系还制约其发育进程。

《细胞分化和植物细胞的全能性》导学案一、学习目标1、理解细胞分化的概念、特点和意义。

2、掌握植物细胞全能性的概念和表现。

3、了解细胞分化与植物细胞全能性之间的关系。

二、知识梳理（一）细胞分化1、概念细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

2、特点（1）持久性：细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度。

（2）稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。

（3）普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。

3、实质细胞分化的实质是基因的选择性表达。

在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，从而导致细胞形态、结构和功能上的差异。

4、意义（1）细胞分化是生物个体发育的基础。

（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

（二）植物细胞的全能性1、概念植物细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

2、原因生物体的每个细胞都包含有该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。

3、表现（1）植物组织培养：将离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植株的技术。

（2）植物细胞的脱分化和再分化：脱分化是指已经分化的植物细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程；再分化是指脱分化产生的愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出根、芽等器官的过程。

（三）细胞分化与植物细胞全能性的关系1、细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。

2、已分化的细胞在特定条件下可以表现出全能性。

三、重点难点解析（一）重点1、细胞分化的概念、特点和实质。

2、植物细胞全能性的概念和表现。

（二）难点1、基因的选择性表达与细胞分化的关系。

2、植物细胞全能性的实现条件。

四、典型例题例 1：下列关于细胞分化的叙述，错误的是（）A 细胞分化是一种持久性的变化B 细胞分化导致细胞在形态、结构和功能上产生差异C 细胞分化是基因选择性表达的结果D 分化的细胞遗传物质发生了改变解析：细胞分化具有持久性，在个体发育中，细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，A 正确；细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，B 正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，C 正确；细胞分化过程中遗传物质不发生改变，D 错误。