细胞分化，全能化

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。

1. A 2. B

1．本题的对应点主要在原文中的第二段。应注意题干中的“更”字。结合原文第二段文字和题干中的这个“更”字可以看出是把“胚胎干细胞”与“成年干细胞”相比较而言的。文章第二段先介绍了成年干细胞的分布，接着说明成年干细胞与胚胎干细胞相比时具有的三个弊端。B、C、D三个选项正是对“成年干细胞”三个弊端的陈述，A项是在介绍“成年干细胞”的分布位置，本题要求选出不属于生物学家判断依据的一项，因此答案是A。 2．原文第二段文宁中说“例如在体外培养时，可通过改变条件让骨髓干细胞分化成神经细胞，但是目前还未发现成年干细胞能像胚胎干细胞那样具有分化出所有类型细胞的能力”，胚胎干细胞具有分化出所有类型细胞的能力，其分化方向是不确定的，而成年干细胞不像胚胎干细胞，其分化方向应是确定的。 A、C、D三个选项都符合原文意思。根据第二段文字中“例如骨髓中的造血干细胞在体内环境下的使命就是分化成各种血液细胞”和“例如在体外培养时，可通过改变条件让骨髓干细胞分化成神经细胞”两句话可以确定A选项中的“造血干细胞”和“骨髓干细胞”都属于“成年干细胞”。同样，在第二段文字中，根据“因此生物学家们普遍认为胚胎干细胞的研究更有价值，美国生物学家戴利说：‘20世纪是药物治疗的时代，21世纪则是细胞治疗的时代”’这一信息和下文对疾病治疗的举例，我们也可以确定C选项是正确的。在第四段文字中，由“去年西班牙的研究者就将胰岛素基因转入小鼠的干细胞中，使之具有分泌胰岛素的能力，再将这些干细胞植入患糖尿病的小鼠胰腺中，结果小鼠的糖尿病症状消失了”可以推出D项也是正确的，其中“初步”一词更是恰当地反映了只在动物身上而尚未在人身上做实验的事实。

在造血干细胞中产生的细胞都有红细胞、白细胞和血小板等。

造血干细胞主要分为三个阶段：

1、造血干细胞初始阶段，处于这一阶段的造血细胞的干细胞，它们既能通过自我更新以保持本身数量的稳定，又能分化形成各系定向祖细胞；

2、定向祖细胞阶段，处于此阶段的造血细胞，已经限定进一步的分化方向，它们可以区分为多系定向祖细胞、红细胞、粒—单核系祖细胞、巨核系祖细胞和TB淋巴系祖细胞；

3、形态可辩认的前体细胞阶段，此时的造血细胞已经发育成为形态上可以辩认的各系幼稚细胞，这些细胞进下分别成熟为具有特殊功能的各类终末血细胞，然后有规律地释放进入血液循环。

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扩展资料：

人体内的其他干细胞：

1、胚胎干细胞在各种干细胞的研究与应用中，胚胎干细胞最引人注目。胚胎干细胞是指由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞。此外，胚胎干细胞还可以利用体细胞核转移技术来获得。

胚胎干细胞具有发育全能性，在理论上可以诱导分化为机体中所有种类的细胞；胚胎干细胞在体外可以大量扩增、筛选、冻存和复苏而不会丧失其原有的特性。

2、成体干细胞成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够白我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞。成体干细胞存在于机体的各种组织器官中。

发现的成体干细胞主要有：造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝干细胞、肌肉卫星细胞、皮肤表皮干细胞、肠上皮干细胞、视网膜干细胞、胰腺干细胞等。

参考资料来源：/baike.baidu.com/item/%E5%B9%B2%E7%BB%86%E8%83%9E/301672"target="_blank"title="百度百科-干细胞">百度百科-干细胞

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