植物细胞分化的研究论文

蓝海Mario

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细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，在一定的条件下，能表现出胚细胞中每个基因的潜在能力，具有发育成一个完整个体的潜能。植物细胞具有全能性。动物细胞的细胞核具有全能性，注意这里是细胞核，如果说“高度分化的动物细胞具有全能性”则是错误的。给你具体说法细胞的全能性张仲林 [关键词] 细胞；全能性；植物；动物；体现；原因。细胞的全能性是高考复习的难点之一。为了突破这一难点，现对这一问题探讨如下：一、细胞全能性的概念（一）、概念的提出： 1902年，德国植物学家哈勃兰特（Haberlandt）指出，植物的体细胞含有母细胞的全部遗传信息，具有发育成完整植株个体的潜能。因而每个植物细胞都像胚胎一样，经离体培养能再生出完整植株。哈勃兰特提出植物体细胞的全能性理论后，细胞全能性的研究逐渐成了生物学研究领域的热点。（二）、概念：细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，在一定的条件下，能表现出胚细胞中每个基因的潜在能力，具有发育成一个完整个体的潜能。二、细胞全能性的体现（一）、植物细胞全能性的体现 1、植物体细胞的全能性： 1958年美国科学家斯图沃德（Steward）在人工条件下用胡萝卜根部的细胞培养出了新植物，证明了植物体细胞的全能性。这一事实说明高度分化的植物细胞仍保持着全能性。在农业实践中广泛应用的营养体繁殖法就是利用了植物的这个特性。 2、花粉粒的全能性：应用植物的组织培养技术，把发育到一定阶段的花粉粒，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上，以改变花粉粒的发育程度。通过培养使它离开正常的发育途径（即形成成熟花粉，最后产生精子的途径），经诱导而脱分化，恢复其潜在的全能性，转变为分生细胞，进一步长成单倍体。 3、卵细胞的全能性：在自然界中就有一些植物是单倍体。例如，藻菌植物的菌丝体时期；苔藓植物的配子体世代的植物体；自然条件下，玉米、普通小麦、水稻、烟草等作物中，偶而也会出现单倍体植物等，这些都是由未受精的卵细胞直接发育而成的。（二）动物细胞全能性的体现在植物细胞的全能性得到证实后，人们自然而然的想到了动物细胞的全能性。1997年克隆羊多莉的出现标志动物细胞全能性的突破。全能性在动物方面的体现不如植物那样的普通和明显。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，分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。全能性在动物细胞中的体现有： 1、卵细胞的全能性：如工蜂、雄蚁、夏季孤雌生殖的蚜虫等，都是由未受精的卵细胞发育而成的个体，都属于单倍体。还有鱼类和两栖类单性生殖的事实，即由一个未受精的卵细胞可以在人工刺激下发育为一个个体，足以证明卵细胞全能性的存在。 1、胚胎干细胞的全能性：胚胎干细胞是在人体胚胎发育早期——囊胚（受精后约5~7天）中未分化的细胞。它具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，从而可以进一步形成机体的任何组织或器官，具有形成完整个体的分化潜能。胚胎干细胞是具有全能性的细胞。 1、体细胞核的全能性：高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制。但是，它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传性所需的全套遗传物质。1997年克隆羊多莉的出现，证明了高等动物体细胞的细胞核具有发育全能性。体细胞克隆动物的成功表明，尽管体细胞的分化程度高，但是以受精卵或卵细胞为受体，通过核移植后对体细胞核的重新编程，依然能发育成一个完整的个体。也就是说，高等动物体细胞的细胞核具有发育的全能性，只是可塑性很低，必须在适当的条件下才表现出来。三、细胞全能性的原因动、植物体细胞都是由受精卵的有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，都有一定的细胞质环境，理论上讲都应该具有全能性。但动、植物体内细胞并没有表现出全能性，这是因为它们在分化过程中基因在不同细胞里选择性表达的结果。由于基因的选择性表达，从而控制了分化过程的各个环节，使动、植物细胞在分化过程中合成了某些特异蛋白质、各种酶和蛋白质激素等，形成了所在的具体器官或组织环境。在这种特定的情况下，仅表现出一定的形态和局部功能而已。而这些细胞的遗传潜力并没有丧失，全部信息仍保留在每一细胞的遗传物质中。分化的细胞尽管具有全能性，但要表达必须在一定条件下离体培养。当其离开母体，成为游离状态，给予合适的营养和适宜的外界环境条件，使其激活、激化、分裂，这样，细胞经过分化又恢复了遗传的全能性，起到类似受精卵的发育功能，从而发育成一个完整的生物体。植物花粉粒、卵细胞和动物的卵细胞，都具有体细胞一半的染色体，为什么能在一定的环境条件下发育成一个完整的生物体呢？这一事实说明，具备一个完整的染色体组是细胞全能性的内因。例题：近年来，科学家已将人类干细胞的研究和应用深入到很多的层次，提升到很高的水平，在为人类的健康发挥着越来越大的功效。究其做法，简言之就是：首先将人体内的干细胞用高精的方法提取出来，在适宜的外界环境条件下，使其激活、激化、分裂，使其一切功能恢复正常后，再植入到人体相应的病变、坏死部位，用来代替或更换已无法行使正常生命活动的组织、器官，进而达到根治疾病的目的。你认为这一做法是利用人体细胞的（） A、完整性B、多样性C、适应性D、全能性解析：人的肌体在发展适应过程中，保留了一部分未分化的原始细胞，称之为干细胞，以保证局部组织损伤的修复。干细胞是人体内最原始的细胞，它具有很强的再生能力。一但需要，这些干细胞可以按照发育途径通过分裂而产生分化的细胞。成人体内也有干细胞，分布于骨髓、血液、大脑、胰脏、骨骼肌等处。干细胞是未分化的原始细胞，有的干细胞具有类似受精卵的发育功能。提取干细胞，在体外进行诱导分化培育出遗传特征与病人完全吻合的细胞、组织或器官，再向提供干细胞的病人移植这些组织或器官。利用这种方法，将从根本上解决同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应，同时还使病人移植所需的组织或器官有了良好的充分的来源。现在人们可以将体细胞核移植到去核的卵细胞内，经过一定的处理使其发育至囊胚，再利用囊胚内的细胞群获得胚胎干细胞，然后进行诱导、分化出病人所需的组织或器官，即治疗性克隆。1998年，人的胚胎干细胞在美国培养成功，人们看到了这种干细胞在临床上的应用前景。胚胎干细胞是具有发育全能性的细胞，可以参加整个生物体的发育。据美国《科学》杂志报道，干细胞的研究是2002年最值得关注的六大科技之一。说明：该文发表于2002年9月3日《考试报》理科综合栏目，2003年9月获甘肃省新课程新理念优秀论文评比二等奖。