师：同学们，通过前面的学习，我们知道多细胞生物从受精卵开始，经过细胞的增殖和分化，生长发育为成熟个体。那么从遗传的角度分析，为什么受精卵能够生长发育，形成一个完整的个体呢？生物的生长发育是由遗传物质控制的。受精卵要发育成一个完整的个体，生长发育过程中所必需的各种遗传物质它都应该具备。所以，因为受精卵中含有该物种生长发育全套的遗传物质，或者说全套的基因，它才能够生长发育形成一个完整的个体。
师：体细胞和受精卵一样，含有全套的遗传物质，能否像受精卵那样生长发育形成一个完整的个体呢？通过前面几节课的学习，我们知道体细胞是由受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成的。有丝分裂保证了亲子代细胞之间遗传物质的稳定，所以有丝分裂产生的子细胞，它的遗传物质不变。而细胞分化实质是基因的选择性表达，在分化过程中，细胞内的遗传物质也没有变化。所以，体细胞和受精卵都含有全套的遗传物质。那体细胞能不能像受精卵那样生长发育形成一个完整的个体呢？我们来看这样一个实例。1958年，斯图尔德用胡萝卜韧皮部组织培养出完整的植株。韧皮部是一种高度分化的组织，由细胞构成。在这个图示中，韧皮部先用培养液进行培养，形成一个细胞团块，然后这个细胞团块再分化形成幼苗，最后幼苗生长发育成完整植株。请同学们思考这样两个问题：第一个，胡萝卜组织培养过程中需要哪些条件？第二个，该实验结果说明了什么？换成其他细胞能够成功吗？
师：我们先来看第一个问题，胡萝卜组织培养过程需要哪些条件？
生：要用培养液，培养液里面要有植物激素、糖类、无机盐等营养物质。
师：除了这个之外，还有没有其他一些条件呢？就一个胡萝卜植株来讲，它上面有许许多多的组织细胞，为什么在这个植株上，这些细胞没有直接长成一个新个体呢？从这一实验过程我们可以看到，要让韧皮部组织发育成完整植株，我们必须先把这个韧皮部组织从植株上分离下来，这称之为离体条件，也就是脱离母体。除了离体以外，刚才大家讲到要有一些营养物质，植物激素、糖类、无机盐。另外，生物的生长发育还需要有适宜的温度、光照等条件。所以，胡萝卜的组织培养过程需要离体条件、植物激素和营养物质，另外还有适宜的温度等等。当然，除了这些以外，我们在进行组织培养的时候，用到的培养液里面含有大量的营养物质，这些营养物质容易被微生物利用，而微生物如果在其中生长繁殖的话，就会造成污染。所以在组织培养过程中，我们还需要对植物材料以及相关的仪器进行消毒或者灭菌，也就是我们还要控制无菌条件。这些问题，我们以后会再进一步深入讨论。
师：我们再看第二个问题，该实验结果说明了什么？刚才我们讲到韧皮部的组织细胞属于高度分化的植物细胞，从这一过程我们可以看到，高度分化的细胞最后又形成了完整的植株。所以，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。当然，要让这种能力表现出来，必须人为地给它创造一些相应的条件。那换成其他细胞能够成功吗？在斯图尔德用这个韧皮部组织培养出完整胡萝卜植株之后，科学家相继又用了一些其他植物细胞来进行组织培养，都取得了成功。通过胡萝卜的组织培养实验，我们可以确定，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这种能力我们就把它称之为细胞的全能性。所谓细胞的全能性，是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。这里面说它是一种潜能，要让这种潜能表现出来，我们必须给予它一定的条件，像刚才讲的离体条件，要有植物激素以及营养物质，还要保证有适宜的温度等等。
师：为什么已经分化的细胞具有发育成完整个体的潜能呢？从遗传上来分析，已经分化的细胞所含有的遗传物质跟受精卵是相同的。所以我们说，已经分化的细胞含有该物种发育成完整个体所需的全套遗传物质。利用植物细胞经过组织培养可以形成完整植株，那高度分化的动物细胞呢？我们看资料二。植物组织培养取得成功以后，科学家尝试培养动物细胞，预期能用动物的体细胞培养成完整的动物体，但是无一例成功。为什么动物细胞就不能直接发育成一个完整个体呢？大家思考这样一个问题，为什么动物受精卵能够发育成一个完整个体，而体细胞就不可以？从遗传物质来看，动物体细胞和受精卵的细胞核中遗传物质是相同的，对此你有什么推测呢？
生：动物体细胞和受精卵的细胞核中遗传物质相同，不同的可能是细胞质。受精卵由精子和卵细胞结合形成，细胞质几乎都来自于卵细胞，跟体细胞相比，体细胞的细胞质应该有所差异。
师：所以有科学家就设想，如果我们将体细胞的细胞核移植到卵细胞的细胞质当中，形成的细胞能否像受精卵一样发育成一个完整个体呢？大家在初中都学习过克隆绵羊多莉，我们一起来看克罗米亚多利的产生过程。选取母绵羊a，从它的体内提取乳腺细胞，乳腺细胞属于高度分化的体细胞，把它的细胞核提取出来。然后另一只母绵羊d，从它的体内提取未受精的卵细胞，把它的细胞核去掉。这样我们将乳腺细胞的细胞核和去核的卵细胞的细胞质结合到一起，形成一个新的细胞。这个新的细胞在体外可以培养发育成一个新的胚胎，形成的胚胎再移植到母绵羊c的子宫内，最终经过生长发育，产下新个体，这个新个体就是我们讲的克隆绵羊多莉。从性状上来看，这个克隆绵羊多莉它的主要性状跟谁是相同的？
生：跟母绵羊a是相同的。
师：为什么它的性状跟母绵羊a几乎相同呢？从这个形成的新的细胞来看，它的细胞核是母绵羊a提供的，而我们讲一个细胞里面，它的遗传物质主要存在于细胞核中，因而多莉它的主要性状跟母绵羊a是相同的。通过这一实验又说明了什么问题呢？
生：高度分化的动物体细胞不能直接发育成完整个体，但是它的细胞核仍然具有全能性。