细胞分化和植物细胞全能性
《细胞分化和植物细胞全能性》
南洋模范中学刘静
●教学目标
1.知识和技能
1)理解细胞分化的概念、特点和意义
2)理解细胞全能性的概念
2.过程能力和方法
1)通过介绍胡萝卜根韧皮部组织培养实验，使学生理解植物细胞的全能性。
2)*详细介绍“多利”羊的诞生过程，使学生了解细胞生物学实验方法；
3)通过搜集资料，课堂讨论理解克隆技术的两面性。
4)掌握如何收集信息和处理信息的能力，分析问题解决问题的能力。尝试学生合
作学习方式，从个体学习转向合作学习，并培养一起交流与合作的能力。
3.态度情感价值观
1)通过细胞全能性的学习，使学生加深对事物自身变化规律性的认识，培养对立
统一和发展变化的观点。
2）让学生了解克隆技术在园林、畜牧、濒危动物保护和医学实践中的应用前景以
及可能存在的问题，启发学生的求知欲和责任感。
●教学重点
细胞分化的概念和意义；
●教学难点
由“胡萝卜根韧皮部组织培养实验”说明植物细胞的全能性。
指导学生搜集、分析、处理资料和如何把结果展示出来。
关键问题：
一个受精卵是怎样形成一个多细胞生物体的？
植物细胞的全能性知识讲解
植物细胞的全能性
课题：植物细胞的全能性 章节：人教版生物必修一·第6章第2节 授课者：生命科学学院2012级师范5班—兰海霞 授课对象：高中一年级学生 授课时间：12分钟 植物细胞的全能性 一、教学目标 （一）知识目标 1、掌握植物细胞全能性的概念和原理 2、了解植物细胞全能性的应用 （二）能力目标 1、在教师的引导下，师生共同探究，使学生学会学习，培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力 2、探究植物细胞全能性的概念，培养学生的科学探究方法和生物学素养（三）情感、态度与价值观目标 1、从植物细胞全能性概念的探索试验中，感悟植物细胞全能性的应用对社会经济发展的价值和作用。 2、引入濒危物种的保护，快速繁殖等方面，引导学生保护大自然的动植物，与自然和谐共处的意识。 二、教学重难点 （一）重点
1、植物细胞全能性的概念。 2、植物细胞全能性的原理。 （二）难点 1、植物细胞全能性的概念。 2、植物细胞全能性的原理。 三、教具准备 胡萝卜组织培养实验过程图、吸铁石、教棍 四、教学过程 1、导入：在前面的学习中我们已经知道，高度分化的细胞已失去了继续分裂的能力。比如植物的表皮细胞、叶肉细胞等等，在正常生长条件下，它们都是不能继续分裂的。那它们在某些特定的条件下，能不能像早期胚胎细胞那样，再分裂、分化成其他细胞呢？这就涉及到我们今天所要学习的内容——植物细胞的全能性。 2、植物细胞的全能性概念：我想，大家肯定会问“什么是植物细胞的全能性”，那我们就带着这个问题，一起来通过探讨1958年美国科学家斯图尔德所做的胡萝卜组织培养的实验来寻找答案吧！ 在斯图尔德的这个实验中，他先取了胡萝卜韧皮部的一些细胞，然后放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛的分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移植到花盆后，最终长成了一株新的植株。 首先，我们一起来看这个实验，大家能找到该实验中哪部分是已经高度分化的细胞吗？对，胡萝卜韧皮部的细胞就是高度分化的植物细胞。在本节课开
植物细胞全能性论文
植物细胞全能性概论 摘要： 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。 关键词： 植物全能性植物细胞组织培养 正文 植物细胞全能性的历史验证过程 1902年，德国植物学家哈伯兰特预言植物体的任何一个细胞，都有长成完整个体的潜在能力，这种潜在能力就叫植物细胞的“全能性”。为了证实这个预言，他用高等植物的叶肉细胞、髓细胞、腺毛、雄蕊毛、气孔保卫细胞、表皮细胞等多种细胞放置在他自己配制的营养物质中（人工配制的营养物），称为培养基。这些细胞在培养基上可生存相当长一段时间，但他只发现有些细胞增大，却始终没有看到细胞分裂和增殖。1934年，美国的怀特用无机盐、糖类和酵母提取物配制成怀特培养基，培养番茄根尖切段，400多天后，在切口处长出了一团愈合伤口的新细胞，这团细胞被称为愈伤组织。法国的高斯雷特制成了一种固体培养基，使山毛柳、黑杨形成层组织增殖，最后形成了类似藻类的突起物。1946年，中国学者罗士韦培养菟丝子的茎尖，在试管中形成了花。 以后许多科学家为证实这一论断做了不懈的努力。1958年，Steward等将高度分化的胡萝卜根的韧皮部组织细胞放在合适的培养基上培养，发现根细胞会失去分化细胞的结构特征，发生反复分裂，最终分化成具有根、茎、叶的完整的植株；1964年，Cuba和Mabesbwari利用毛叶曼陀罗的花药培育出单倍体植株；1969年Nitch将烟草的单个单倍体孢子培养成了完整的单倍体植株；1970年Steward用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株。至此，经过科学家们50余年的不断试验，植物分化细胞的全能性得到了充分论证，建立在此基础上的组织培养技术也得到了迅速发展。 植物细胞全能性表达的条件 一个已经分化的细胞要实现起全能性一般要经历两个过程：一是脱分化，使外植体的细胞转变成胚性细胞，从而获得不断分裂的的能力;二是再分化，是胚性细胞分化形成器官。理论上，植物任何细胞都具有全能性，具有再生完整植株的潜能。但在细胞工程实践中，不是所有体细胞都易再生成完整植株。不同分化程度的细胞其脱分化的能力不同。同时要实现植物细胞全能性必须满足：1具有较强全能性的细胞从植物组织一支性影响下解脱出来，使其处于独立发育的立体条件下;2赋予离体细胞一定刺激，包括营养物质、植物激素、光周期、温度、湿度、酸碱度等。 细胞的脱分化和再分化 在某些特定的条件下，分化细胞的表型不稳定，其基因活动模式也发生可逆性的变化，细胞脱离原状态而恢复到分生状态，这一变化过程叫脱分化。细胞脱
细胞分化与细胞全能性的原因分析
细胞分化与细胞全能性的原因分析 （1）细胞分化不会导致遗传物质改变，其机制在于“基因选择性表达”，已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。（2）细胞分化后形成的不同细胞中，核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同，进而导致细胞形态、结构（尤其是细胞器）及功能不同。 专题1下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述，正确的是（） A体外培养的人体干细胞形成组织或器官体现了动物细胞的全能性 B.全套的遗传物质是分化细胞具有全能性的基础 C.细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多 D.细胞全能性随着细胞分化程度增高而增高 专题2右图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a 、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是……………（） ①a过程是有丝分裂，b是细胞分化 ②乙和丙的染色体组成不同 ③丁与戊因遗传物质不同而发生分化 ④甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同 A．①②B．①④C．③④D．②③④ 专题3有关细胞分化的叙述，正确的是 A．分化只发生在人的胚胎时期 B．分化过程中，细胞器种类和数量不会发生改变 C．分化过程中遗传物质发生了改变 D．生物体生长发育过程是细胞发生分化的过程 专题4下列对于细胞分化不同水平的分析中，不正确的是 A．从细胞水平分析，细胞分化是由于细胞形态、结构和功能改变的结果 B．从细胞亚显微结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的数目、形态结构功能及细胞质基质成分和功能改变的结果 C．从蛋白质分子角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因 D．从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果
高考真题：细胞的全能性
细胞的全能性 （2012江苏）22. 下列事实能体现细胞全能性的是（） A. 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B. 单细胞的DNA 在体外大量扩增 C. 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D. 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 【答案】AD 【解析】在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体。要能产生完整的个体，才能体现全能性。 【试题点评】本题考查细胞全能性这一知识点，要求学生能根据细胞全能性的原理，对一些现象进行分析。属于理解层次。 （2011北京）1.下列生命过程中，没有发生细胞分化的是 A. 断尾壁虎长出新尾巴 B.砍伐后的树桩上长出新枝条 C. 蝌蚪尾巴消失的过程 D.胚胎发育中出现造血干细胞 答案：C （2011广东）26.（16分） 观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化，长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。 依图9分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时________（填“有”或“无”）A TP和[H]的合成，原因是_________；此时段_________（填“有”或“无”）光合作用的暗反应发生，原因是_________；10～16时无明显CO2吸收的直接原因是___________。 从图10可知，栽培蝴蝶兰应避免__________，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当_________。 蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的_________，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化
的根本原因是__________________。 答案：（1）有此时段细胞进行呼吸作用，呼吸作用的第一、二阶段均有[H]产生，第一、二、三阶段均有ATP生成；无此时段没有光反应，而暗反应必须要由光反应提供A TP和[H]，故不存在暗反应；气孔关闭。（2）干旱遮阴（3）全能性基因选择性表达 （2011山东）2．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 A．玉米种子萌发长成新植株 B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 答案：D 【解析】本题要注意题干中的能体现体细胞全能型，玉米种子和小麦花粉都不属于体细胞，骨髓干细胞是多能干细胞，不能发育成一个个体，没有体现出全能性；胡萝卜的体细胞发育成一个新个体属于体细胞全能性。 （2009四川）30.（22分）回答下列Ⅰ、Ⅱ两个小题。 Ⅰ. 将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞 （命名为M细胞），再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠（胰岛细 胞被特定药物破坏的小鼠）体内，然后测定小鼠的血糖浓度， 结果如右图所示（虚线表示正常小鼠的血糖浓度值）。请回答相 关问题： （1）实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎 后一般用酶将其分散成单个细胞。 （2）根据实验结果可以判定M细胞已具有细胞的功能。说明判定的理由 。 （3）用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果（用“+”表示能检测到，用“—”表示不能检测到）。 上述实验结果表明，胚胎干细胞通过定向分化为M细胞。 （4）若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞，请说明理由。 30.（22分）Ⅰ.（12分） （1）胰蛋白（1分）
细胞分化和细胞全能性教学案例
《细胞分化和细胞全能性》课例分析 一教学背景 克隆生物和干细胞治疗疾病，这些都是当今生物科学的热点，学生在媒体中经常看到相关的报道，但干细胞为什么能治疗疾病？克隆生物怎样制造出来的？等等，这些都是学生感到困惑的问题。依据新的课程理念，生物教学应注重与现实生活相联系，确定本节课的教学目标是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解水平”的要求；为增强学生理论联系实际，关注生命科学的热点问题，培养学生资料搜集和分析能力，以及表达与交流的能力，也确定开展“搜集有关克隆技术的相关资料”为教学目标。 二教材分析 多细胞生物体的生长发育与细胞的分化密切相关，细胞的分化是个体发育中重要的生理过程和生理现象，细胞分化是一种持久的、稳定的变化。分化的细胞在一定条件下又具有全能性，动物细胞核全能性的具体应用——克隆技术又是当今生命科学的热点。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸，又为学习遗传、变异打下基础。同时，本节知识与当今许多科技新进展热点问题都有紧密地联系，因此能联系实际了解或解决一些实际问题就显得很重要，也会激发学生了解科学的积极性，也是激发学生社会责任感的良好契机。三学情分析 学生在初中对“细胞分化”的知识有初步的了解，在学完“细胞的增殖”后学习本节，使学生对生物的个体发育有一个系统的理解，对于本节涉及到克隆技术、植物组织培养等知识，学生既无直观印象，也少有相关的信息储备。因此，收集与处理信息的能力、联系实际的能力是学好本节的基础。 四教学思路 细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，为提高学生的学习兴趣，联系校园网上“青浦青年造血干细胞捐献志愿者”活动的通知，引导学生思考，为什么要捐献骨髓干细胞？只要平时关注媒体报道的学生，大多数能说出“是因为骨髓中有造血干细胞，能治疗白血病。”就此引入细胞分化的学习。 细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的，可通过提供充分的感性材料如：图像信息，多媒体课件演示动物个体发育过程，层层设问，帮助学生理解，并且将有丝分裂与细胞分化联系起来，构建合理的知识网络。 细胞的全能性是教学的难点，引导学生从细胞有丝分裂的结果来分析。对植物细胞的全能性，用试验过程介绍，让学生了解植物组织培养的过程。最后让学生交流搜集到的有关克隆技术的知识，并对克隆技术的应用就利弊两方面展开辩论，培养他们交流表达能力以及对生物理论知识的理解、应用能力。 五教学设计方案 教学目标 1.知识和技能 1)理解细胞分化的概念、特点和意义 2)理解细胞全能性的概念 2.过程能力和方法 1)通过介绍胡萝卜根韧皮部组织培养实验，使学生理解植物细胞的全能性。 2)详细介绍“多利”羊的诞生过程，使学生了解细胞生物学实验方法； 3)通过搜集资料，课堂讨论理解克隆技术的两面性。
细胞分化与全能性
第17练细胞的分化及细胞的全能性 一、基础题 1．（2011安徽）干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是（） A .骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同 B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达产物不同 C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞 D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的 2．（2011山东）下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是（） A．玉M种子萌发长成新植株 B．小鼠骨髓造干细胞形成各种血细胞 C．小麦花粉经离体培养发育志单倍体植株 D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 3．（2011上海）关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度，下列表述正确的是（） A．乳腺癌细胞易于乳腺细胞，胚胎细胞易于脂肪细胞 B．乳腺细胞易于乳腺癌细胞，胚胎细胞易于脂肪细胞 C．乳腺细胞易于乳腺癌细胞，脂肪细胞易于胚胎细胞 D．乳腺癌细胞易于乳腺细胞，脂肪细胞易于胚胎细胞 4．（2011山东潍坊高考模拟）2010年，德国一家物技术公司申请了一项专利技术：从血管中萃取的成熟的白细胞可以转变为具有可编程特性的细胞，并进一步分化为不同功能的细胞。下列对该项技术的理解不合理的是（） A.“编程”的实质就是对遗传物质进行改造 B．该技术的操作过程类似与植物组织培养中的脱分化和再分化 C．该技术不能将人成熟的红细胞转变成可编程细胞 D．可编程细胞类似于干细胞 5.（2012天津）下列关于细胞的叙述，错误的是（） A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应 B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 C.组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程 D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病 6．（2012江苏）下列事实能体现细胞全能性的是（） A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B．单细胞的DNA在体外大量扩增 C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 7.（原创）下列有关细胞分化的叙述中，错误的是（） A．神经元、胰岛A细胞和红细胞一般不具有分裂能力 B．细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C．分化后的细胞只保留与其功能相关的一些遗传物质 D．细胞分化的实质是基因选择性表达
高三一轮复习细胞的分化与全能性
姓名：______________ 包头二中2018-2019学年高三第一学期生物导学案-----03 日期：2018.9.12 出题教师：黄晓敏 细胞的分化与全能性 考纲要求（学习目标）： 1.细胞的分化(Ⅱ)。2.细胞的全能性(Ⅱ)。学法指导：阅读课本117—120页，步步高95，99页 一、细胞分化 1、概念（自学） 2、特点（合作学习） 2、实质（图示分化的实质）（展示内容） 3、细胞分化过程中表达的基因的分类及细胞分化的判断依据（合作学习）
4、分析细胞分化中的“变”与“不变”（合作学习） 5、细胞分化的意义（自学） 二、细胞的全能性 1、概念（自学） 2、细胞全能性的原因及实例（3种）（合作学习） 3、全能性表达的依据及条件（合作学习） 4、细胞全能性与细胞分化的关系（合作学习）
6、全能性表达的难易程度（合作学习） 三、干细胞（自学） 1、概念 2、干细胞的分类及作用 3、干细胞研究的意义 四、自主反思 （1）为什么同一个体不同类型细胞的RNA和蛋白质不完全相同？（2）分化程度高的细胞，全能性一定低对吗？ （3）种子发育成植株的过程是否体现全能性的表达？为什么？ （4）胚胎干细胞发育成各种组织器官是否体现全能性的表达？为什么？（5）所有的干细胞是否都要发生分化？
五、达标检测 1．判断关于细胞分化的叙述的正误 (1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同() (2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体() (3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同() (4)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化() (5)ATP合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达() 2．判断关于细胞全能性的叙述的正误 (1)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强() (2)分化程度高的细胞其全能性一定低() (3)克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性() (4)用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性() (5)人体内所有活细胞均具有全能性() 六、课堂小结
2018版高中生物苏教版必修1学案：5.2.1 细胞分化和细胞的全能性
细胞分化、衰老和凋亡 第一课时 细胞分化和细胞的全能性 学习目标 1．概述细胞分化的概念、特点和实质(重难点)。 2.概述细胞全能性的概念。 |基础知识| 一、细胞分化 1．个体的发育 (1)通过细胞分裂，细胞数量越来越多； (2)细胞在形态、结构和功能上发生特异性的变化。 2．细胞分化 (1)概念：由一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳 定性差异的过程。 (2)实质：基因选择性表达的结果。 (3)结果：有序的细胞分化能够增加细胞的类型，进而由不同类型的细胞构成生物体的组织 和器官，执行不同的生理功能。 3．实例：骨髓干细胞的分化 骨髓干细胞????? 造血干细胞????? 单核细胞 粒细胞红细胞 血小板 淋巴干细胞―→淋巴细胞 二、细胞的全能性 1．植物细胞的全能性 (1)概念：植物体中单个已经分化的细胞具有发育成完整个体的全部遗传物质，在适宜的条 件下，仍然具有发育成完整个体的潜能。 (2)实现的条件：离体的植物组织或细胞。 2．植物组织培养 (1)原理：植物细胞的全能性。 (2)含义：将离体的植物组织或细胞培育成正常植株的技术。 (3)基本过程：离体细胞――→(脱分化和增殖)愈伤组织――→再分化胚状体――→发育 试管苗―→新植株
(4)意义 ①研究离体组织或细胞在不受植物体其他部分干扰条件下的生长和分化规律。 ②人们可以通过改变其培养条件来影响它们的生长和分化。 3．应用 (1)将离体的植物组织或细胞培育成正常植株的技术，如花药离体培养技术、茎尖分生组织 无病毒植株培养技术等。 (2)研究植物器官、组织和细胞的生长、分化和发育规律，解决植物形态建成中的一些理论 问题。 |自查自纠| 判断正误： (1)细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。 () (2)细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。 () (3)细胞分化后遗传物质会发生一定改变。 () (4)细胞全能性是指已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。 () (5)植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。 () (6)种子萌发成植株体现了细胞的全能性。 () 答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√(6)× |图解图说| 细胞分化形成不同形态、结构和功能的细胞
植物细胞全能性
植物细胞全能性 一、概念 植物细胞全能性：指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础。 二、植物细胞具有全能性的原因 我们知道，一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。受精卵是一个特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传信息。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的DNA序链和相同的细胞质环境。当这些细胞在植物体内的时候，由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。可是它们的遗传潜力并没有丧失，全部遗传信息仍然被保持在DNA的序链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。于是就象一个受精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。所以离体培养之所以能够成功，首先是由于植物细胞具有全能性的缘故。 三、历史验证过程 1、德国植物学家哈伯兰特 902年，德国植物学家哈伯兰特预言植物体的任何一个细胞，都有长成完整个体的潜在能力，这种潜在能力就叫植物细胞的“全能性”。为了证实这个预言，他用高等植物的叶肉细胞、髓细胞、腺毛、雄蕊毛、气孔保卫细胞、表皮细胞等多种细胞放置在他自己配制的营养物质中（人工配制的营养物），称为培养基。这些细胞在培养基上可生存相当长一段时间，但他只发现有些细胞增大，却始终没有看到细胞分裂和增殖。 2、美国的怀特 1934年，美国的怀特用无机盐、糖类和酵母提取物配制成怀特培养基，培养番茄根尖切段，400多天后，在切口处长出了一团愈合伤口的新细胞，这团细胞被称为愈伤组织。 3、法国的高斯雷特 法国的高斯雷特制成了一种固体培养基，使山毛柳、黑杨形成层组织增殖，最后形成了类似藻类的突起物。 4、中国学者罗士韦 1946年，中国学者罗士韦培养菟丝子的茎尖，在试管中形成了花。 5、美国科学家斯图尔德 1958年，Steward等将高度分化的胡萝卜根的韧皮部组织细胞放在合适的培养基上培养，发现根细胞会失去分化细胞的结构特征，发生反复分裂，最终分化成具有根、茎、叶的完整的植株； 6、Cuba和Mabesbwari、Nitch 1964年，Cuba和Mabesbwari利用毛叶曼陀罗的花药培育出单倍体植株；1969年Nitch将烟草的单个单倍体孢子培养成了完整的单倍体植株；1970年Steward 用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株。
高中生物细胞分化和植物细胞的全能性
高中生物细胞分化和植物细胞的全能性2019年3月21日 （考试总分：108 分考试时长： 120 分钟） 一、填空题（本题共计 2 小题，共计 8 分） 1、（4分）近年来研究发现，原癌基因x表达产物为蛋白x，其是细胞膜上的一种受体．原癌基因x过量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞DNA的复制，导致细胞异常增殖．请回答下列问题：（1）同一人体的各种体细胞来源于_____________的分裂与分化．正常情况下，体细胞核遗传信息相 同的原因是亲代细胞通过_____________将复制后的核DNA_____________。 （2）通过检测_____________和_____________可判断原癌基因x是否转录和翻译．检测成人多种正常组织后，发现原癌基因x只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明原癌基因X的表达具有_ ____________。 （3）根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是_____________。 （4）用单克隆抗体处理原癌基因x过量表达的某肿瘤细胞株，发现其增殖能力明显下降．这是因为该单克隆抗体与肿瘤细胞表面的_____________从而阻断蛋白X介导的信号传导． 2、（4分）科学家利用逆转录病毒将Oct-3/4、Sox2、原癌基因和抑癌基因四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其变成一个多功能iPS细胞（如图所示）。请分析回答： （1）若图中高度分化的细胞是性腺细胞，则合成性激素的场所是________（填数字符号）；若该细胞 是胰腺细胞，则结构②所起的作用是_______。 （2）原癌基因在细胞中的功能是___________________________，细胞凋亡是在图中Fas等基因控制 下的细胞________过程。 （3）利用体细胞诱导形成的iPS细胞，可进一步诱导获得多种组织细胞，iPS细胞的这种变化过程称为________。A细胞到B细胞过程细胞全能性____________（填“增大”或“减小”）。 （4）下列关于D细胞叙述错误的是____________（填数字符号）。 ①形态与正常细胞不同 ②遗传物质DNA与A细胞不同 ③表面的所有蛋白质一定减少 ④能进行有丝分裂、无丝分裂、减数分裂 二、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分） 3、（5分）神经损伤后产生的信号会激活脑室下的神经干细胞，这些细胞可以向脑内病灶处迁移并分化，从而实现组织修复。下列有关神经细胞的叙述，错误的是 A．实现组织修复的过程是基因选择性表达的过程 B．神经细胞膜的表面只有糖类与蛋白质结合的糖蛋白 C．神经细胞若产生兴奋，则膜内K+/Na+的值减小 D．神经细胞释放神经递质的过程中消耗ATP 4、（5分）研究表明青蒿素可与一种Gephyrin蛋白相结合，能激活GABA受体（活细胞信号的主要开关），引发胰岛A细胞一系列的变化，从而转变为胰岛B细胞。下列叙述正确的是 A．注射青蒿素---Gephyrin蛋白制剂可以治疗糖尿病 B．不同胰岛细胞的基因不同导致产生不同的激素 C．胰岛A细胞转变为胰岛B细胞，体现了细胞的全能性 D．青蒿素是引发胰岛A细胞突变出胰岛素基因的化学因素 5、（5分）下列有关细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是 A．衰老细胞的膜通透性降低，癌变细胞膜的黏着性增强 B．细胞凋亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制 C．细胞坏死代谢停止，细胞癌变代谢增强 D．衰老、死亡的细胞可被浆细胞清除，癌细胞可被效应T细胞裂解 6、（5分）在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是 A．细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献 B．细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果 C．细胞衰老的表现有细胞核体积变小，核膜内折，染色质收缩、蓝色加深 D．细胞凋亡，相关基因活动加强有利于生物的个体发育 7、（5分）某二倍体植物的两个植株①②杂交，得到③，对③的处理如下图所示。下列分析错误的是 A．③到④的过程为诱变育种，依据的遗传学原理是基因突变 B．植株⑤⑥能通过有性杂交得到三倍体植株⑧，因而⑤⑥属于同一物种 C．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而引起细胞内染色体数目加倍
高三生物——细胞的分化与细胞的全能性
高三生物——细胞的分化与细胞的全能性 知识梳理 1．细胞的分化 特别提醒 细胞分化的不变和改变 细胞分化??? ?? 不变? ?? ?? DNA 、tRNA 、rRNA 细胞的数目改变? ???? mRNA 、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能 2．细胞的全能性 植物组织培养：分化的组织细胞(植物)――→脱分化 愈伤组织――→再分化 新的植物体。 3．动物细胞和植物细胞全能性的区别 高度分化的植物组织细胞仍具有全能性；已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 (1)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化( √ ) (2)细胞分化不会改变遗传物质，故同一个体不同细胞中遗传物质数量一定相等( × ) (3)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA 、蛋白质均不同( × ) (4)分化程度高的细胞其全能性一定低( × ) (5)细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率( × ) (6)克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性( × ) (7)人体内所有活细胞均具有全能性( × )
1．细胞分化的理解 (1)实质 细胞分化的实质(根本原因)是基因的选择性表达。所以同一生物体不同类型的细胞内DNA 相同，而mRNA和蛋白质不同。准确地说，大多数mRNA和蛋白质相同，部分不同。 (2)细胞分化中表达的基因 ①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，这类基因的产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 ②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。 2．细胞分化与细胞的全能性的比较 项目细胞分化细胞的全能性 原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质 特点 ①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命 进程中，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：生物界中普遍存在 ①高度分化的植物体细胞具 有全能性； ②动物已分化的体细胞全能 性受限制，但细胞核仍具有 全能性 结果形成形态、结构和功能不同的细胞形成新的个体 比较 细胞分化程度有高低之分：体细胞＞生殖细 胞＞受精卵 细胞全能性的表达有难易程 度之分，由易到难：受精卵 ＞生殖细胞＞体细胞关系 ①细胞分化一般不会导致遗传物质改变，除某些特殊情况下，已分化的细胞 都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性； ②一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低， 全能性越容易表达 拓展延伸
高中生物人教版 选修3 专题2 细胞工程 2.1植物细胞工程 细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体
高中生物人教版选修3 专题2 细胞工程 2.1植物细胞工程细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术同步训练A卷（练习） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共12题；共24分) 1. （2分） (2020高二下·南昌期末) 利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，可以在较短的时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是（） ①这种技术利用了植物细胞的全能性②这种技术叫做组织培养，可以克隆植物体 ③这种技术属于细胞工程的应用领域之一④这种技术是一种无性繁殖的方式。 A . ① B . ①② C . ①②③ D . ①②③④ 【考点】 2. （2分）某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，但不能采用该植株的（） A . 茎尖 B . 芽 C . 叶片 D . 花粉粒 【考点】
3. （2分）玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种中和栽培中作了大量的研究。如图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中，错误的是 A . 从繁殖原理上分析，A→D属于无性生殖 B . E→F过程中获得的植株若直接应用于大田生产一般没有使用价值 C . E→G不能体现细胞的全能性 D . 植株D和G中的染色体组数不同 【考点】 4. （2分）(2020·南京模拟) 下图表示植物组织培养过程。有关叙述正确的是（） A . ②的培养基中只含有植物生长调节剂而不含其他有机物 B . ③中的细胞进行脱分化并以减数分裂方式不断增殖 C . 调节④培养基中植物生长调节剂的比例可影响植物细胞分化发育方向 D . ⑤植株根尖中分生区细胞与成熟区细胞的全能性表达程度相当 【考点】
细胞的全能性及意义
细胞的全能性及意义 单细胞生物有细胞全能性吗? 全能性的概念是对多细胞生物来说的，通常在单细胞生物中每个细胞既可以产生后代，也可以完成营养积累，都是“全能的”，因此讨论全能性就没有意义了。 单细胞生物有细胞分化吗? 单细胞生物也具有细胞分化现象。细胞分化的实质就是细胞选择性的表达基因，可以从两个层面理解：1）细胞从产生到成熟、衰老、死亡，本身就是分化的过程，因为不同阶段表达的基因可能不同。 2）对于一个细胞的后代来说，分化就是后代功能和形态改变的现象。在单细胞生物中也具有细胞分 化的现象，如细菌的芽孢（原核单细胞），蓝藻的内生孢子（原核单细胞），酵母的配子（真核单细胞），还 有单细胞藻类的孢子、配子等等显然都是不同的细胞后代。 微生物有基因的选择性表达吗?诱导酶的合成是不是体现了基因的选择性表达? 基因选择表达都是细胞对环境信号的相应，对于单细胞生物来说环境信号可以是营养成分、离子强度等简 单地东西，对于多细胞生物来说，一个特定细胞的环境信号是其它细胞提供的——譬如激素等信号分子。 细胞全能性细胞分化选择性表达是不是只针对多细胞生物的? 上述我个人的一些看法已经陈述了这个问题，全能性是用来描述细胞分化潜能的一个概念——是针对于多 细胞生物提出的，细胞分化和选择性表达则同样适用于单细胞生物。 3：细胞全能性高低的含义 从概念上来讲，就如周伟老师说所，我也认同是不能说全能性有高低之分的，因为它指的是一种潜能。只要有发育成本物种所需要的全套遗传信息（注意，不是全套遗传物质），就有这种潜能，对于有完整细胞结构的相应细胞来说，应该都有这种潜能，即都有全能性。但是在选修课本小字中又明确说明“在生物体的所有细胞中，受精卵的全能性是最高的。…………”所以也就有人对细胞全能性高低排了序，各资料随后追随。我也给学生写了这样的情况——a、植物细胞全能性大于动物细胞全能性（现在动物细胞全能性还未体现出来，只表达出了核的全能性）b、受精卵大于生殖细胞大于体细胞c、在体细胞中，分化程度低的细胞细胞全能性高。 那么，怎样界定的细胞全能性高低顺序呢？从课本上来看，当是从体现细胞全能性所要求条件的苛刻程度了。越容易体现出来的，细胞的全能性就越高；反之，细胞的全能性就越低。如果我这样说是正确的话，就不存在周伟老师说的无可比性了。
发育学 植物细胞的全能性
植物细胞的全能性 摘要：植物细胞全能性指具有完整细胞核的细胞，在适宜的条件下能够分 化发育成完整植株的潜在能力。本文简述了植物细胞全能性理论的实质及其表现，还有其理论的实验证据。同时基于该理论而发展起来的植物细胞离体培养技术在各方面也取得了可喜的成就。本文着重介绍了植物细胞全能性基础理论方面的研究以及在生产实践中的应用。 关键字：植物细胞全能性植物组织培养研究与应用 Abstract: Totipotency of plant cells with intact nuclei of cells, are able to differentiate into a complete plant growth potential under the proper conditions. This paper described the theory of plant cell totipotency and its performance in real terms, and the theory of the experimental evidence. The great progress has been made in the field of plant tissue culture based on the development of the plant cell totipotency. In this paper, it mainly introduces based on the theory of this research and the application in production practice. Keywords :Totipotency of plant cell，Plant architectural tissue culture, Research and Development 广义的细胞全能性(totipotaney)指一个细胞发育成一个完整有机体个体的潜能或特性。植物细胞全能性指具有完整细胞核的细胞，在适宜的条件下能够分化发育成完整植株的潜在能力。具有完整细胞核的植物细胞携带形成完整植株所必需的全部遗传信息，在生长发育过程中不同器官、组织细胞的基因表达有很大的差异，这种差异是遗传信息表达在调控机制下发生变化的结果，而不是遗传信息发生不可逆的消失或钝化。植物细胞全能性是植物细胞工程和基因工程重要的理论基础，一直是植物生理学、细胞生物学和分子生物学研究的热点。 1、植物细胞全能性的实质及其表现 离体细胞具有生命的特征属性，每个细胞都包含着整套遗传基因，这就是植物细胞全能性的实质，而细胞分化是其表现形式。植物细胞分化是指植物体各个部分出现异质性的现象，可以在细胞水平、组织水平或器官水平上表现出来，如细胞分化、组织分化、花芽和叶芽以及茎、根器官分化。细胞分化的规律和机理主要表现在：1、细胞分化基本上分为形态结构分化及生理生化分化两类。2、发育中的植物不存在部分基因组永久关闭的情况，即不同组织的细胞保持潜在的全能性，只要条件合适，这种全能性即可表现出来。3、在完整植株中，细胞发育的途径一旦被“决定”，通常不易改变，但离体培养可以通过脱分化而丧失这种“决定”。4、极性与分化关系密切。5、生理隔离或机械隔离在细胞分化中的促进作用。6、细胞分裂对细胞分化具有重要作用，特定环境下进行的细胞分裂可以导致特定的细胞分化。7、植物生长调节剂（或植物激素）在细胞分化中有明显的调节作用，它与细胞分化的一些过程如细胞生长和分裂密切相关。 2、植物细胞全能性理论的实验证据
第4节 细胞分化和细胞全能性
第4节细胞分化和细胞全能性 一、学习目标 1、理解细胞分化的概念、过程、特点和意义。 2、知道细胞全能性的概念。 3.学会植物细胞分化装片的制作和观察 二、知识回顾 1、填空题 （1）、同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异，这个过程称为 。 （2）、细胞的全能性是指单个细胞经分裂和分化后仍具有。 （3）、大量科学实验证明，高度分化的植物细胞在离体情况下，仍具有发育成完整植物体能力，也就是保持了植物细胞的。但高度分化的动物细胞和人体细胞的细胞受限制，可是动物细胞的仍然保持，这是因为它含有本物种遗传性所需要的。 （5）选取已长1-2 cm有的小麦苗幼根置于载玻片，用刀片将其剖，留其中一
片，用镊子将其压扁。 （6）选用的染色液是或，染色后，压片的目的是。 （7）镜检时可以看到不同形态的细胞，如染色较浅的细胞；处于不同分裂时期的细胞；细胞较长的细胞；成熟区的细胞和细胞。 2、选择题 （1）在下列植物体细胞培养形成完整植株的过程中，属于细胞分化现象的是（） A. 制作植株根的切片 B. 从根片分离出的细胞 C. 由单个细胞分裂后形成细胞团 D. 细胞团形成胚状体，最终形成新植株 （2）细胞分化过程中不会出现( ) A. 细胞表面结构的改变 B. 细胞器种类和数量的改变 C. 蛋白质种类和数量的改变 D. 细胞核遗传物质的改变 （3）下列关于细胞分裂和分化的叙述，不正确的是( ) A. 细胞分裂是细胞增殖的过程，在生物的一生中，细胞分裂旺盛的时期是胚胎期和生长 发育期 B. 高度分化后的细胞结构无改变，因而具有全能性 C. 在生物的个体发育过程中，既有细胞的分裂又有细胞的分化 D. 细胞分化是细胞形态、结构、功能发生持久、不可逆转、稳定性的变化，形成特定组 织细胞的过程。胚胎时期细胞分化达到最大程度性 (4)下列与体细胞的全能性无关的一项是( ) A. 紫色糯性玉米种子培育出植株 B. 试管婴儿的培育 C. 用胡萝卜的韧皮部细胞培养胡萝卜植株 D. 绵羊“多利”的产生 (5)下列人体细胞中分化程度最低的是（） A. 胚胎干细胞 B. 造血干细胞 C. 胰腺细胞 D. 肌肉细胞 (6)下列具有细胞全能性的是( ) A. 变形虫 B. 噬菌体 C. 棉花的愈伤组织 D. 大熊猫的肌肉组织 (7)高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型和构建组织器官 的能力，这类细胞称为干细胞，如造血干细胞。下图中能完整显示正常机体内干细胞基
细胞分化与全能性(学生)
细胞分化与全能性 一、选择题 1.下列有关细胞增殖的叙述，错误的是 A.细胞分裂是可以无限进行下去的 B.细胞都有一个发生、生长、分化、发育、衰老和死亡过程 C.高度分化成熟的细胞有可能永远失去增殖的能力 D.癌细胞具有无限增殖的特点 2.1958年，美国科学家通过培养一种什么植物的什么部位细胞，证明植物细胞具有全能性 A.洋葱、鳞片叶肉细胞 B.胡萝卜、韧皮部细胞 C.水稻、叶肉细胞 D.小麦、茎的皮层细胞 3.下列有关细胞分化的叙述，不正确的是 A.细胞的分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 B.细胞分化是一个持久性的变化过程 C.在动物细胞内，细胞的分化是一个不可逆的过程 D.细胞分化是一个可逆的过程 4.右图所示的细胞类型转换过程为 A. 细胞融合 B. 细胞生长 C. 细胞分裂 D. 细胞分化 5、减数分裂第一次分裂时期，若细胞有2个四分体，那么它所含的脱氧核苷酸链共有（） A 2条 B 4条 C 8条 D 16条 6、对减数分裂第二次分裂后期细胞中分向两极的染色体叙述正确的一项是（） A 形态大小相同，一条来自父方，另一条来自母方 B 形态大小相同，一半来自父方，一半来自母方 C 形态大小两两相同，同时来自父方或母方 D 形态大小都相同，所有染色体都来自父方或母方 7．粗糙型链孢霉是一种真核生物，繁殖过程中先由单倍体菌丝杂交成二倍体合子。合子进行一次减数分裂后，再进行一次有丝分裂，最终形成8个孢子。已知孢子大型（R）对小型（r）为显性，黑色（T）对白色（t）为显性，下图表示某合子形成孢子的过程。下列各项中错误的是（） A．合子的基因型为Rrtt B．a与c的基因型是相同的 C．b中基因型应该是RT D．d可能发生了基因突变 8．某同学根据动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂相的模式图，画 出了它们之间的对应关系图，后经同学 们讨论后，发现有错误之处。你认为错 误是（） A ①、⑤ B ④、③ C ③、⑤ D ①、③
高中生物复习训练(2016)小专题12：细胞的分化和全能性
小专题12“细胞的分化和全能性”训练题 命题人：杨晓鹏命题时间：2016年2月 一、选择题 1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是( ) A．蚕豆叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不具有全能性 B．神经元是已经高度分化的细胞，不会再有基因表达 C．原肠胚的形成与囊胚细胞的分裂和分化有关 D．癌细胞的出现与致癌因子有关，而与基因表达无关 2．2007年度诺贝尔医学奖授予了进行干细胞研究的科学家，人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养，在体外培育出组织器官，并最终通过组织中器官移植实现对临床疾病的治疗，医学上能否利用神经细胞代替干细胞( ) A．能，因为神经细胞与干细胞具有完全相同的遗传物质 B．不能，因为神经细胞与干细胞所含有遗传物质不同 C．不能，因为神经细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力 D．能，因为神经细胞虽然是分化的细胞，但在一定条件下也可脱分化，体现细胞全能性 3．下列过程中，没有发生细胞分化的是( ) A．同一群胚胎细胞，有的发育成红细胞，有的发育成心肌细胞 B．愈伤组织发育出根和芽 C．离体的植物细胞在培养液中形成愈伤组织 D．蜜蜂的卵细胞发育成雄蜂 4．细胞分化在高等生物生长发育过程中普遍存在，下列有关分化的叙述不正确的是( ) A．细胞分化所形成的不同组织细胞中含有不同的mRNA B．细胞分化后的不同细胞所含的基因可能不相同 C．生物体内已经分化的细胞其全能性不能表现 D．分化是基因在特定时间和空间条件下选择表达的结果 5．通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是( ) A．类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B．分化的体细胞丢失了某些基因 C．二者功能有差异，但形态没有差异 D．二者基因组相同，且表达的基因相同 6．动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对如图的相关叙述中，错误的是( )