植物細(xì)胞的分裂分化

關(guān)于植物細(xì)胞的分裂分化一、細(xì)胞分裂

植物細(xì)胞通過分裂進(jìn)行繁殖。繁殖是生物或細(xì)胞形成新個體或新細(xì)胞的過程。

第2頁,共44頁，2024年2月25日，星期天分裂生成的新細(xì)胞可用于替代不斷衰老或死亡的細(xì)胞，維持細(xì)胞的新陳代謝，或者用于生物組織損傷的修復(fù)。細(xì)胞分裂的作用第3頁,共44頁，2024年2月25日，星期天1．細(xì)胞周期(cellcycle)

持續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂結(jié)束到下一次分裂完成為止的整個過程，稱為細(xì)胞周期。細(xì)胞周期可分為DNA合成前期（G1期），DNA合成期（S期），DNA合成后期或有絲分裂準(zhǔn)備期（G2期），分裂期（M期或D期）。第4頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共44頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞周期的持續(xù)時間凡DNA含量高,細(xì)胞周期持續(xù)時間較長溫度條件的影響非常顯著，如向日葵根尖分生組織細(xì)胞，25℃時7.8h，20℃12.5h，15℃23.2h，10℃46h細(xì)菌在適宜條件下，每20min分裂一次周期中各個時期的長短一般以S期最長，M期最短，G1和G2期變動較大。如紫露草根尖細(xì)胞的周期約20h，間期約17.5h(G1期4h，S期10.8h，G2期2.7h)，M期2.5h(前期1.6h，中期0.3h，后期及末期0.6h)第6頁,共44頁，2024年2月25日，星期天從增殖的角度，細(xì)胞分為三種狀態(tài)：

周期細(xì)胞細(xì)胞周期中運(yùn)轉(zhuǎn)的細(xì)胞，如分生組織細(xì)胞;

G0期細(xì)胞暫時脫離細(xì)胞周期的細(xì)胞，適當(dāng)刺激即可重新進(jìn)入細(xì)胞周期，進(jìn)行增殖;

終端分化細(xì)胞不可逆的脫離細(xì)胞周期的細(xì)胞，已喪失分化能力，保持生理機(jī)能。第7頁,共44頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞分裂（celldivision）的方式無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂第8頁,共44頁，2024年2月25日，星期天有絲分裂(mitosis)

有絲分裂又稱為間接分裂，它是一種最普遍而常見的分裂方式。有絲分裂為連續(xù)分裂，一般分為核分裂和胞質(zhì)分裂。第9頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

有絲分裂的過程：

復(fù)制前期（G1期）間期復(fù)制期（S期）（interphase）復(fù)制后期（G2期）

前期(prophase)

中期(metaphase)

核分裂后期(anaphase)

末期(telophase)

胞質(zhì)分裂(cytokinesis)

細(xì)胞分裂（celldivision）——有絲分裂（mitosis）

體細(xì)胞和某些性細(xì)胞分裂的方式第11頁,共44頁，2024年2月25日，星期天1.間期：從前一次分裂結(jié)束，到下一次分裂開始的一段時間，可分為三個時期。DNA合成前期（G1期）：合成RNA、蛋白質(zhì)和磷脂。DNA合成期（S期）：進(jìn)行DNA復(fù)制，組蛋白也相應(yīng)增加一倍。DNA合成后期（G2期）：

RNA和蛋白質(zhì)的合成繼續(xù)進(jìn)行，同時合成微管蛋白，并準(zhǔn)備能量。第12頁,共44頁，2024年2月25日，星期天2.分裂期：分裂過程可分為四個時期。前期：染色質(zhì)細(xì)絲螺旋化成為染色體，每條染色體由兩條染色單體組成，以著絲點(diǎn)相連系。第13頁,共44頁，2024年2月25日，星期天中期：染色體排列在細(xì)胞赤道面，紡錘體形成的時期。赤道面紡錘體第14頁,共44頁，2024年2月25日，星期天后期：著絲點(diǎn)分開，染色單體分離成為子染色體并向兩極移動的時期。第15頁,共44頁，2024年2月25日，星期天末期：子染色體到達(dá)兩極并解旋，回復(fù)到間期狀態(tài)，子細(xì)胞核形成和胞質(zhì)分裂的時期。第16頁,共44頁，2024年2月25日，星期天洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂第17頁,共44頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞有絲分裂動畫圖解經(jīng)過一次有絲分裂，一個母細(xì)胞分裂為兩個子細(xì)胞，每個細(xì)胞的染色體數(shù)目與母細(xì)胞的相同。第18頁,共44頁，2024年2月25日，星期天胞質(zhì)分裂在兩個新的子核之間形成新細(xì)胞壁，把一個母細(xì)胞分隔成二個子細(xì)胞的過程，稱為胞質(zhì)分裂第19頁,共44頁，2024年2月25日，星期天成膜體：核分裂后期，在子細(xì)胞核形成的同時，紡錘絲在赤道面中央密集并向四周擴(kuò)展，微管以平行方式排列成圓柱狀結(jié)構(gòu)。第20頁,共44頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞板：在成膜體圍起來的中間部分，來自高爾基體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的小泡(帶由細(xì)胞壁前體物質(zhì))在赤道面上彼此融合形成將細(xì)胞質(zhì)從中間隔開的結(jié)構(gòu)。第21頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共44頁，2024年2月25日，星期天有絲分裂的生物學(xué)意義：每次分裂前必須進(jìn)行一次染色體的復(fù)制染色體分裂為兩條子染色體，平均分配到兩個子細(xì)胞中保證每一個子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同數(shù)量和類型的染色體保證每一代的子細(xì)胞與母細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì)，保證了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性第23頁,共44頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞分裂（celldivision）無絲分裂（直接分裂directdivision）——細(xì)胞的簡單分裂方式，有：橫縊、縱縊、出芽等第24頁,共44頁，2024年2月25日，星期天無絲分裂分裂時核內(nèi)不出現(xiàn)染色體，也不形成紡錘絲分裂形式：橫縊、縱縊、碎裂、出芽等分裂過程：核仁一分為二，細(xì)胞核延長，核仁向兩端移動，核中間縊縮斷裂成兩個子核，隨后在兩子核之間形成新壁，成為2個子細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：消耗能量少，分裂速度快缺點(diǎn)：不能保證母細(xì)胞的遺傳物質(zhì)平均地分配到兩個子細(xì)胞中視頻第25頁,共44頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂（meiosis）

與有性生殖相關(guān)的性母細(xì)胞分裂方式連續(xù)兩次的分裂（減數(shù)分裂I&II)DNA只復(fù)制一次產(chǎn)生四個子細(xì)胞（四分體）第26頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第一次分裂（分裂Ⅰ）前期Ⅰ：時間長，變化復(fù)雜，依據(jù)染色體的形態(tài)變化，可分為5個階段；細(xì)線期：細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長、絲狀的染色體，每條染色體含有兩條染色單體；核和核仁繼續(xù)增大前期I偶線期(合線期)：細(xì)胞內(nèi)的同源染色體(形狀,大小,長度相似的兩條染色體)兩兩配對，稱為聯(lián)會，每對有4條染色單體構(gòu)成一個單位，稱為四聯(lián)體第27頁,共44頁，2024年2月25日，星期天粗線期：染色體縮短變粗，四聯(lián)體內(nèi)的染色單體交叉紐合，并發(fā)生橫斷和染色體片段的互換，改變了原有基因的組合雙線期：交叉的染色單體開始分開，但在1或幾點(diǎn)上仍然相連，使染色體呈現(xiàn)出X、V、8、0、+等形狀終變期：染色體縮短到最小長度，核膜核仁消失，并出現(xiàn)紡錘絲前期I第28頁,共44頁，2024年2月25日，星期天中期Ⅰ：成對的同源染色體移到赤道面上，細(xì)胞質(zhì)中形成紡錘體有絲分裂：染色體在赤道面上的排列不成對，單獨(dú)減數(shù)分裂：染色體在赤道面上成對排列中期I第29頁,共44頁，2024年2月25日，星期天后期Ⅰ：成對的同源染色體彼此分開，分別向兩極移動，移向兩極的染色體數(shù)只有原來的一半后期I第30頁,共44頁，2024年2月25日，星期天末期Ⅰ：染色體變?yōu)槿旧|(zhì)，核膜核仁出現(xiàn)形成兩個子核，細(xì)胞板也相繼形成將母細(xì)胞分隔成兩個子細(xì)胞末期I第31頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第二次分裂（分裂Ⅱ）分裂之前沒有DNA的復(fù)制前期Ⅱ：時間較短，染色體出現(xiàn)，核膜核仁消失中期Ⅱ：染色體排在赤道板上，紡錘體形成后期Ⅱ：每條染色體的兩條染色單體分開，移向兩極末期Ⅱ：子核出現(xiàn)，并各自形成一個子細(xì)胞一個母細(xì)胞經(jīng)過一次染色體的復(fù)制和兩次連續(xù)的分裂，形成了4個單倍體的子細(xì)胞第32頁,共44頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂II前期II后期II中期II末期II視頻第33頁,共44頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂的生物學(xué)意義：減數(shù)分裂導(dǎo)致了性細(xì)胞（配子）的染色體數(shù)目減半在以后的有性生殖過程中，兩個配子結(jié)合形成合子，合子的染色體數(shù)目又恢復(fù)到親本的水平有性生殖的后代始終保持親本的固有染色體數(shù)目和類型同源染色體的聯(lián)會、交叉和片段交換導(dǎo)致遺傳重組類型的產(chǎn)生第34頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共44頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂與有絲分裂特征比較第36頁,共44頁，2024年2月25日，星期天植物細(xì)胞的生長、分化與組織形成植物細(xì)胞生長和發(fā)育——細(xì)胞體積和重量不可逆增加的過程，是植物個體生長的基礎(chǔ)第37頁,共44頁，2024年2月25日，星期天植物細(xì)胞的生長和發(fā)育第38頁,共44頁，2024年2月25日，星期天植物細(xì)胞分化

執(zhí)行不同功能的細(xì)胞在其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上表現(xiàn)出各種變化和特化的過程（celldifferentiation）第39頁,共44頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞分化的意義

細(xì)胞功能趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。分化是進(jìn)化的表現(xiàn)。第40頁,共44頁，2024年2月25日，星期天植物的個體發(fā)育是植物細(xì)胞不斷分裂、生長和分化的結(jié)果在系統(tǒng)發(fā)育上，植物越進(jìn)化，細(xì)胞分化越劇烈分工越細(xì)致，植物體結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜細(xì)胞分化的基因表達(dá)與調(diào)控，是當(dāng)今發(fā)育生物學(xué)研究的熱點(diǎn)和中心問題之一脫分化（dedifferentitation）:已分化的細(xì)胞在一定因素作用下可恢復(fù)分裂機(jī)能，重新具有分生組織細(xì)胞的特性，這個過程稱為脫分化。第41頁,共44頁，2024年2月25日，星期天植物細(xì)胞的全能性（totipotency）

指植物