定义 已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,其根本依据是细胞核含有全套遗传信息。
从哪来 本知识点建立在2.3 细胞核的结构与功能(核是遗传信息库,控制代谢和遗传)以及4.2 各类细胞特点(细胞分化后形态功能特化但遗传物质未变)的基础之上。
为什么 细胞全能性的本质是“遗传信息的完整性”。
1. 物质基础:虽然细胞分化导致基因的选择性表达,使得不同细胞合成的蛋白质不同,但细胞核内的DNA(基因组)在体细胞中通常保持完整,并未丢失。
2. 表达机制:全能性的实现需要特定的诱导条件(如去分化、激素调节等),打破原有的基因表达程序,重新激活发育相关基因的表达。
3. 限制因素:在生物体内,由于基因的选择性表达和细胞间相互作用的限制,全能性受到抑制;但在离体培养等适宜条件下,这种潜能可以被释放。
类比法:种子与土豆**
**适合学生
形象思维强、对抽象概念理解困难的学生。
讲解:把受精卵比作“全能种子”,能长成整棵植物;把体细胞比作“土豆块茎”。土豆块茎虽然只是植物的一部分(已分化),但切下来种在土里,在适宜条件下能长出整株土豆。为什么?因为土豆块茎里藏着全套的“生长蓝图”(DNA)。细胞全能性就是这种“局部蕴含整体”的能力。
逻辑推导法:基因表达调控**
**适合学生
逻辑严密、擅长机制分析的学生。
讲解:从“基因选择性表达”切入。问:红细胞和神经细胞DNA一样吗?答:一样。问:那为什么红细胞不能变成神经细胞?答:因为红细胞中神经相关的基因被“沉默”了(表观遗传修饰)。全能性就是证明这些基因并没有被“删除”,只是被“暂停”。在特定信号下,暂停可以解除,细胞就能重新编程。
实验证据法:克隆羊多莉**
**适合学生
喜欢案例、对前沿科技感兴趣的学生。
讲解:回顾多莉羊的诞生。取乳腺细胞(高度分化)的细胞核,移入去核卵母细胞。结果长出了多莉。这说明什么?说明乳腺细胞的细胞核里依然保留着发育成羊所需的所有指令。如果细胞分化导致DNA丢失,多莉就不可能出生。这是全能性最有力的证据。