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1、第1章 植物细胞与组织,第2节 植物细胞的增殖 2.1 细胞周期及其概念 2.2 有丝分裂 2.3 无丝分裂 2.4 减数分裂 第3节 植物细胞的生长与分化 3.1 细胞生长 3.2 细胞分化,第2节 植物细胞的增殖,植物细胞通过分裂进行繁殖,繁殖是生物或细胞形成新个体或新细胞的过程。 繁殖过程包括：细胞生长、DNA复制和细胞分裂，从而形成组织，组织构成各种器官。 因此细胞分裂对植物的生活和后代繁衍具有重要意义。,1.2.1 植物细胞周期及概念,持续分裂的细胞从结束一次分裂开始，到下一次分裂完成为止所经过的全部历程，叫细胞周期，完整的细胞周期包括间期和分裂期。,(1) 间 期,前一次分裂结束到
2、下一次分裂开始的一段时间。间期细胞进行着复杂的细胞活动，为细胞分裂作准备。 根据间期不同时间段合成的物质不同，又可分为三个时期： . DNA合成前期（G1）：前一次分裂结束开始到合成DNA以前的间隔时期。 主要特征：细胞代谢活跃，细胞体积增大，各种细胞器、大分子化合物、膜系统合成旺盛，但DNA含量稳定为2C，各染色体只由一条DNA分子的染色单体组成。,.DNA合成期（S期）,S期发生染色体复制，DNA含量比G1期增加一倍，组蛋白也增加一倍，而且DNA与组蛋白组合。,.DNA合成后期（G2期）,与进入M期进行多种结构和功能的准备有关，主要合成纺锤体微管蛋白和RNA等，每条染色体由2条完全相同的染
3、色单体组成。,细胞分裂期的核分裂与胞质分裂概念,核分裂（karyokinesis） 母细胞核一分为二，产生2个形态上和遗传上相同的子细胞核的过程。 胞质分裂（cytokinesis） 母细胞在二个子细胞核间形成新的细胞壁分隔成2个子细胞的过程。,细胞周期的运转始终沿着G1 S G2 M 的顺序进行，这是一个十分有序的基因表达过程。,2.2 有丝分裂,有丝分裂是最常见的体细胞分裂方式。 根据分裂过程中不同时间段的主要特征不同，划分成前、中、后、末4个时期。,2.2.1 核分裂,前期 核内丝状染色质逐渐凝缩变短、变粗，形成形态上可以辨认的结构染色体，核仁溶解，核膜破裂、消失，分裂极确定，纺垂体开始
4、形成。,(2) 中期,主要特征是纺锤体形成, 染色体的着丝点排列在赤道板上。当核膜瓦解后，由纺锤丝构成的纺锤状构象纺锤体（spindle）变得非常明显。,纺锤丝（spindle fiber）类型：,丝粒微管：又叫动力微管、染色体牵丝,它的一端与纺锤体极连接，另一端结合到染色体着丝点上特异的蛋白复合体着丝粒（kinetochore)上，对染色体的移动有重要的意义。,极微管（polar microtubule）,又称连续丝，或称极间微管，它们不与着丝点连接，而是从纺锤体的一极直接延伸到另一极，少量连续丝较短。,丝粒微管的功能,染色体由于丝粒微管的牵引，排列于纺锤体的中部，并使染色体的着丝点部分位居
5、赤道面上。中期是细胞染色体记数最方便的时期 秋水仙素能破坏纺锤体.,(3) 后期,由于丝粒微管末端的解聚和极微管的延长，赤道板上每条染色体上的2个染色单体在着丝点处裂开，分成两组独立的子染色体（daughter chromosome），分别朝向相反的两极运动。,细胞板,(4) 末期,两组子染色体到达两极； 纺锤体解体，染色体成为密集的一团，并开始解螺旋，逐渐变成细长分散的染色丝； 核膜、核仁重新出现，形成子细胞核。 至此，S期复制的遗传物质被均匀地分配在两个子核中，核分裂结束。,2.2.2 胞质分裂,胞质分裂通常发生在核分裂后期、染色体接近两极时开始。 两极子核间残留的微管相对成圆盘状排列，构
6、成一桶状的结构，形成成膜体（phragmoplast）,一些小泡聚集在赤道面上融合成细胞板，细胞板在成膜体的引导下向外生长直至与母细胞的侧壁相连，将母细胞质一分为二完成胞质分裂。 有丝分裂可保证物种的遗传稳定性。,有丝分裂示意图,有丝分裂示意图,根尖分生区细胞分裂细胞图,2.3 无丝分裂,又叫直接分裂（direct division）.细胞分裂时，核伸长，中部缢缩、变细、断裂，形成2个子核，在子核间形成新壁而形成2个子细胞。,2.4 减数分裂,减数分裂是与有性生殖过程密切相关的一种细胞分裂方式，其母细胞连续分裂2次，但DNA只复制1次，产生4个子细胞，子细胞只含母细胞一半的染色体数。 减数分裂
7、复杂，分成减数分裂和减数分裂。,第一次减数分裂减数分裂,前期：分成细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。,细线期 leptotene,细胞核中出现光学显微镜下可见的染色体，各染色体包括有2条染色单体。,偶线期 zygotene,分别来自父本和母本的同源染色体两两配对，即联会（synapsis）。,粗线期 pachyteng,配对后的染色体逐渐变粗变短的时期。,双线期 diplotene,粗线期在缩短变粗的同时，成对的同源染色体各自纵裂，每一同源染色体形成2条染色单体，因而每对同源染色体含有两对姊妹染色体，称为“四分体”。 此期同源染色体绞缠在一起，发生交叉、扭合，交叉部位非姐妹染色单体发生断
8、裂，互换染色体片段，从而改变原来的基因组合，使后代发生变异。,终变期 diakinesis,发生交换后的染色体更加缩短变粗，并移向核的四周，核仁、核膜逐渐消失，即为终变期。,中期,同源染色体成对地排列到赤道板上。,后期,由于纺锤丝的牵引，两条同源染色体（内含2条染色单体）从交叉处分别向细胞的两极移动，使细胞两极各有一组染色体。,第二次分裂减数分裂,在减数分裂形成的2个子细胞中，染色体的数目已经减半，但由于每条染色体都已复制成2条染色单体，因此，子细胞的DNA含量并未减半。 减数分裂实际上是一次有丝分裂，只是间期不再进行DNA复制，前期也没有前期复杂。最后产生4个单倍体的子细胞。,同源染色体从
9、着丝点处分开,减数分裂（1）,细线期,偶线期,粗线期,终变期,双线期,第一次减数分裂中期,减数分裂（2）,第一次减数分裂后期,第一次减数分裂末期,第二次减数分裂前期,第二次减数分裂中期,第二次减数分裂后期,第二次减数分裂末期,减数分裂的生物学意义,1 保持物种的稳定性 2 推进物种的遗传变异。,3.1 植物细胞的生长,指细胞体积和重量不可逆的增加，表现为细胞干重和鲜重增加的同时，细胞发生纵向的延长或横向的扩展。 单细胞植物细胞的生长就是个体的生长，多细胞植物的生长则依赖于细胞的生长和细胞数量的增加。,第3节 植物细胞的生长与分化,细胞生长的机理,原生质体的生长： 细胞壁表面积的增加和加厚生长：
10、,影响细胞生长的因素,遗传因子：植物细胞的生长有一定的限度。当细胞生长到一定大小时会自动停止生长；细胞最后的大小，随植物的种类和细胞的类型而异。 环境条件：细胞的生长速度和大小也会受到环境条件的影响，如水分充足、营养良好、温度适宜时，细胞生长迅速，体积也较大，表现为植株的根、茎生长迅速，植株高大，叶宽而肥嫩；反之，细胞生长缓慢、体积较小、植株矮小、叶小而薄。,3.2 植物细胞的分化,植物个体发育过程中，来源相同的细胞，在形态、结构和功能上变得彼此互异的过程叫细胞分化（cell differentiation）。 植物细胞的分化受到发育调控基因、极性、细胞的位置、激素、光照、温度等的影响。,脱分化,分化成熟的细胞，在一定的条件下，重新恢复细胞分裂的现象叫脱分化。,细胞的全能性,植物体中的所有生活细胞，具有与合子相同的遗传组成，在一定条件下，单个的细胞都能经分裂、生长、分化而形成一个完整植株的能力，这个现象称植物的全能性。,
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