备课素材：细胞的全能性-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

细胞的全能性 2019版高中生物学选择性必修三说，细胞经分裂和分化后仍具有全能性： 那么，什么是全能性？ 1．新老版“全能性”概念     细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或者分化其他各种细胞的潜能和特性，（新人教版）；细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性，（细胞生物学，翟中和主编）；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，（老人教版）。    相比老版教材，新教材对全能性的概念与大学教材更加一致和细致，对潜能进行了简要解释，便于高中学生准确理解。 2．全能性的体现    自然条件下，受精卵和早期的胚胎细胞能发育成正常个体，都是具有全能性的的细胞。植物的体细胞经过组织培养可发育成正常植株，也具有全能性。     然而对于动物细胞特别是高等动物细胞，随着胚胎发育随着胚胎发育，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，该类细胞称为干细胞。 ​     那些分化潜能变窄的多能或单能干细胞以及无分裂分化能力的普通组织细胞，全能性丧失，但对于细胞核而言，却始终保持其分化的全能性。如核移植形成的重组细胞，既可以发育成完整个体，也可以诱导分化成各种体细胞，这都体现了细胞核的全能性。与植物细胞不同，高等动物的体细胞至今不能形成一个完整的个体，这说明高等动物细胞分化的复杂性，也说明卵细胞的细胞质对细胞分化的重要作用。 ​3． 全能性的判断     判断是否体现细胞的全能性须抓住两点,一是起点是细胞,二是终点是各种细胞(完整个体包含各种细胞)。如植物组织培养（单细胞更有说服力）、胚胎干细胞诱导分化成各种组织细胞、克隆动物（绝大部分是将体细胞直接导入去核卵母细胞中，所以也体现了动物细胞的全能性呢？）等。 ​    而壁虎断尾再生却不能体现细胞的全能性，一是因为尾不是完整个体，也没有包含壁虎的各种细胞；二是因为尾不是由某一个细胞形成的，而是由多种不同干细胞分化发育而成的。再生现象虽不能体现全能性，但从一个侧面反映了细胞的全能性。 4．模拟题中的全能性问题对策     这里有个问题，模拟题中常常有这样的情境：具有全能性的胚胎干细胞体外诱导分化时，最后只得到了几种不同组织细胞，这到底体现了还是没体现细胞的全能性呢？我们可以这么分析：一是全能性是细胞本身属性，由遗传物质和细胞质共同决定，与外界条件无关，胚胎干细胞本身就是全能性细胞，与其分化成的细胞种类无关。二是全能性是一种完全的潜能，既可以全部表现出来，也可以只表现出来其中的一部分，实践中总是有目的定向诱导应用，这并不能消除其本身具有的全能性。而且还可以通过不同方向的诱导分化求并集也可说明全能性。    最后，概念具有概略性和合目的性，生物学概念更是如此，还是那句话，我们更要注重的是概念的核心价值而不是外在表现。​ 5．实现细胞全能性的条件 离体（必要条件）具有核的活细胞、一定的营养物质（水、无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素）、适宜的条件（适宜的温度、pH、光照）。 6．实验证据 植物组织培养证明植物细胞具有全能性，克隆动物的诞生表明高度分化的动物细胞核具有全能性。 【例1】下列那种细胞的全能性容易表达出来 A.蛙的口腔上皮细胞 B.蚕豆的叶肉细胞 C.蛔虫的卵细胞 D.水螅的神经细胞 答案：B. 【例2】①试管婴儿、②试管苗、③克隆羊，这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，它们的诞生所依据的生物学原理最接近的是 A.①②    B.②③ C.①③    D.①②③ 解析：试管婴儿的受精卵是体外受精，体内发育完成，因此试管婴儿是有性生殖的结果；试管苗和克隆羊都是利用体细胞（核）体现出全能性，是无性生殖的结果。答案：B. 【例3】下列繁殖个体的方式中，不属于有性生殖范畴的有 A.1997年克隆羊“多利”诞生 B.蜜蜂的卵细胞，不经生殖细胞的结合发育成雄蜂 C.人式诱导单倍体 D.试管婴儿 解析：有性生殖的实质是生物能够产生有性生殖细胞，无论受精作用是否进行，只要有性细胞参与实现的生殖现象（包括单性生殖），均属于有性生殖，所以B、C项是有性生殖。试管婴儿是受精作用在试管里进行，是由受精卵发育来的，所以D是有性生殖。克隆羊“多利”是由母本的乳腺细胞核发育来的，属无性生殖的范畴。答案：A. 【例4】利用下列细胞工程技术培育出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是（） ①细胞和组织培养；②细胞融合；③动物胚胎移植；④克隆技术 A.①②    B.②③ C.①④    D.②④ 解析：①④属于无性生殖。②是细胞融合，显然是遗传物质来自2个细胞。③动物胚胎移植本质仍是有性生殖，只不过当受精卵卵裂到一定阶段后，找1个代孕场所。答案：C 【例5】一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核