今天简要聊聊细胞的分化和全能性问题,两者有区别也有联系,多注意它们的特点和区别。
一、细胞分化
1.概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2.特点:普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。
3.意义:
①细胞分化是生物个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
4.实质:在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达,转录出不同的mRNA,控制合成出不同的蛋白质。
5.标志:①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等;②细胞水平:控制合成不同种类的细胞。
【解惑】
1.由于基因的选择性表达,不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类大部分相同,只有少部分不同,DNA却都相同。
2.管家基因和奢侈基因
①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,基因产物是维持维持细胞基本生命活动所必须的基因,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。分化的实质是奢侈基因选择性表达的结果。
细胞的全能性
1.概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
2.全能性原因:已分化的细胞都含有该物种所特有的全套的遗传信息,都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
3.全能性差异:高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力,说明植物细胞仍然具有全能性;实验表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
4.细胞全能性表达的条件
①离体(必要条件)。
②一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)。
③激素。
④适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
[易错警示]有关细胞全能性的3个易错点
①植物种子发育成植株不叫全能性。
②胚胎干细胞发育成各种组织器官(未形成个体——体现全能性的终点)不叫全能性。
③动物细胞因具有该物种全套的遗传物质,尽管没有实验成功,但理论上具有全能性;而动物克隆只体现细胞核的全能性,二者并不矛盾。
5.全能性大小的比较
①植物细胞>动物细胞
②分化程度低的细胞>分化程度高的细胞
③受精卵>配子>体细胞
④全能性最大的细胞是受精卵
6.分化程度与分裂能力的关系:机体大部分细胞完成分化后执行相应生理功能,失去分裂能力。