植物表现出全能性的必要条件是( )

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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。

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