细胞全能性的概念

细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。细胞具有全能性是因为人体每个体细胞的细胞核都具有个体发育的全部遗传基因，只要具备一定条件就可发育成完整个体。

细胞全能性的概念

细胞全能性：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。

①高度分化的植物体细胞具有全能性，植物细胞在离体的情况下，在一定营养的物质，激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性。

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。

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。

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。

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

细胞全能性的表达需要哪些条件

细胞全能性指的是一种状态，即细胞能够分化成所有不同类型的细胞，并能够形成一个完整的有机体。表达这种状态需要满足以下条件：

基因组的完整性：细胞的染色体需要完整无损地保留，并且基因组中不应该存在任何异常的变异或缺失。

适当的信号传导：在适当的环境下，细胞需要受到一系列复杂的分子信号调节，包括转录因子、生长因子等，以激活和抑制特定基因的表达，从而实现细胞命运的调控。

适当的营养状态：细胞需要获得足够的营养物质和能量来维持自身的生命周期，并支持其分化和增殖的需要。

适当的细胞内环境：细胞需要处于适当的细胞内环境中，维持适当的温度、pH、电解质平衡、水分平衡等，以保证正常的代谢和功能发挥。需要注意的是，细胞全能性并不等同于实现克隆，因为克隆还需要通过某些方法将细胞成功转化为胚胎干细胞，并通过辅助生殖技术将其成功植入到子宫中。

细胞全能性的应用

一、无性系的快速繁殖：兰花、甘蔗和名贵品种的无性繁殖。

二、培育无病毒种苗：马铃薯、香蕉、苹果、甘蔗、葡萄、桉树、毛白杨、草莓、甜瓜、花卉。

三、新品种的选育：1.花培和单倍体育种；2.离体胚培养和杂种植株获得；3.体细胞诱变和突变体筛选；4.细胞融合和杂种植株的获得。

拓展内容：

1、全能性与其他性质的对比

（1）动植物细胞全能性区别：植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。

（2）与细胞分化的关系：细胞分化程度不断提高，细胞的全能性和分裂能力逐渐变小。

（3）与细胞分裂能力的关系；呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。