植物細(xì)胞的繁殖從單細(xì)胞的藻類到大樹都通過細(xì)胞

第三節(jié)植物細(xì)胞的繁殖從單細(xì)胞的藻類到大樹，都通過細(xì)胞分裂，增加細(xì)胞的數(shù)目，使植物體能完成從生長(zhǎng)發(fā)育到繁殖的整個(gè)(zhěnggè)生命過程。細(xì)胞分裂主要有3種方式：有絲分裂mitosis，無絲分裂a(bǔ)mitosis和減數(shù)分裂meiosis。第一頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件一、有絲分裂：最普通的一種分裂方式(fāngshì)，植物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞分裂，如根尖、莖尖。細(xì)胞周期cellcycle：從一次細(xì)胞分裂到下一次分裂前的過程。細(xì)胞周期包括一個(gè)間期interphase和一個(gè)有絲分裂期。圖1-30.植物細(xì)胞的周期從10h至幾10個(gè)小時(shí)不等。

第二頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第三頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(一)細(xì)胞分裂間期：因有絲分裂是周期性進(jìn)行(jìnxíng)的，處于兩個(gè)分裂期之間稱分裂間期，是有絲分裂的準(zhǔn)備階段，細(xì)胞表面無明顯變化，只是細(xì)胞核較一般細(xì)胞大，核抽中有分散的染色質(zhì)。內(nèi)部發(fā)生一系列生化變化，主要是DNA的合成復(fù)制，核蛋白的加倍?？梢匀藶榉譃?個(gè)時(shí)期。第四頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(1)復(fù)制前期（G1期）：這一時(shí)期最明顯的細(xì)胞學(xué)指標(biāo)是核仁由于積累了大量的核糖核酸（RNA）而迅速增大。G1期各種復(fù)雜(fùzá)大分子：分成信息核糖核酸mRNA、轉(zhuǎn)移核糖核酸t(yī)RNA、核糖體核糖核酸rRNA以及許多蛋白質(zhì)合成都發(fā)生在這一時(shí)期。

第五頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(2)復(fù)制期（S期）：此期的主要任務(wù)是合成DNA，復(fù)制期結(jié)束，DNA含量比原細(xì)胞增加(zēngjiā)了一倍。DNA量整倍增加(zēngjiā)是細(xì)胞進(jìn)入分裂前的最重要事件，經(jīng)過細(xì)胞分裂，加倍的遺傳物質(zhì)準(zhǔn)確、等量地分配到子細(xì)胞，從而保證了細(xì)胞中DNA含量和遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。(3)復(fù)制后期（G2期）：復(fù)制期結(jié)束即進(jìn)入G2期。G2期持續(xù)時(shí)間較短。在G2期DNA含量不再增加，只進(jìn)行少量的蛋白質(zhì)的合成。第六頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(二)細(xì)胞分裂期（M期）：包括兩個(gè)過程：細(xì)胞核分裂，一個(gè)細(xì)胞核分裂成兩個(gè)細(xì)胞核；細(xì)胞質(zhì)分裂，形成新的細(xì)胞壁，把細(xì)胞分成兩個(gè)子細(xì)胞。核分裂和胞質(zhì)分裂在時(shí)間上是緊接的，如裸子植物雌配子體形成以及被子植物胚乳發(fā)育過程。1.核分裂：核分裂是一個(gè)連續(xù)的過程，為了敘述的方便，人為地把核分裂劃分為前期(qiánqī)、中期、后期作末期4個(gè)時(shí)期。(圖1-31)第七頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第八頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(1)前期prophase：核內(nèi)染色體聚集成染色質(zhì)絲，由染色質(zhì)絲通過螺旋化作用，變短變粗，成為形態(tài)上可辨認(rèn)的染色體chromosome。染色體：每個(gè)染色體由兩條螺旋狀的染色單體組成，外有透明的基質(zhì)（蛋白質(zhì)）包圍，最外面有一層膜。染色體上的狹窄區(qū)域稱著絲點(diǎn)（無膜結(jié)構(gòu),圖1-32），著絲點(diǎn)兩端稱臂。除了在著絲點(diǎn)，兩條染色單體是不相連的。各種生物，染色體的數(shù)目是恒定(héngdìng)的，玉米為20，水稻24，人類46條。在染色體形成的同時(shí)，核仁、核膜消失，同時(shí)細(xì)胞中出現(xiàn)許多紡綞絲，標(biāo)志核分裂前期結(jié)束。

第九頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第十頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(2)中期metaphase：染色體聚集到細(xì)胞中央赤道面equatorialplane上，紡綞體很明顯。紡綞絲有兩種：染色體紡綞絲：紡綞絲和染色體的著絲點(diǎn)相連，向兩極延伸。連續(xù)紡綞絲：紡綞絲不與染色體相連，而是從一極延伸到另一極。紡綞絲由微管構(gòu)成。中期成對(duì)的染色體形狀縮短到比較固定的狀態(tài)，排列比較有規(guī)律，是觀察染色體和數(shù)目(shùmù)的最好時(shí)期。

染色體數(shù)目因植物而異,如表1-2.第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件植物名染色體數(shù)植物名染色體數(shù)植物名染色體數(shù)軟粒小麥42蠶豆12蘋果34,51,68硬粒小麥28豌豆14荔枝30水稻24大豆40枇杷34玉米20洋蔥16木菠蘿50高粱10,20,40番茄24黨參16黑麥14黃瓜14厚樸38大麥14,28蘿卜18杉木22第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(3)后期anaphase：成對(duì)染色體在著絲點(diǎn)處分開，分成(fēnchénɡ)兩條獨(dú)立的染色體，分開后的染色單體稱為子染色體，兩組子染色體由紡綞絲牽引分別向兩極移動(dòng)，使每一極都有一套和母細(xì)胞相同的染色體。(4)末期telophase：兩組子染色體分別到達(dá)兩極時(shí)，標(biāo)志著末期的開始，兩組子染色體到達(dá)兩極后聚集成團(tuán)，每一染色體漸漸延伸成染色絲，再染色絲演變成染色質(zhì)，核仁、核膜重新出現(xiàn)，形成新的子核。第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件2.細(xì)胞質(zhì)分裂cytokinesis：核分裂后期，染色體接近兩極時(shí)，細(xì)胞質(zhì)分裂開始。在兩個(gè)子核之間的連續(xù)絲中增加了許多短的紡綞絲，形成一個(gè)密集著紡綞絲的桶狀區(qū)域，稱之為成膜體phragmoplast。微管的數(shù)量增加，成膜體中有來自高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的泡囊（含多糖類物質(zhì)），沿著微管指引方向，聚集，融合，釋放出多核物質(zhì)，構(gòu)成(gòuchéng)細(xì)胞板，從中間開始向周圍擴(kuò)展，直至與母細(xì)胞壁相連，成為胞間層——初生壁，新質(zhì)膜由泡囊的被膜融合而成。新細(xì)胞壁形成后，把兩個(gè)新形成的細(xì)胞核和它們周圍的細(xì)胞質(zhì)分隔成為兩個(gè)子細(xì)胞。圖1-33.第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件有絲分裂的特點(diǎn)：通過細(xì)胞分裂使每一個(gè)母細(xì)胞分裂成兩個(gè)基本相同的子細(xì)胞，在分裂前期母細(xì)胞中每個(gè)染色體能準(zhǔn)確復(fù)制成兩條染色單體。后期兩條染色單體分開，移向兩極。子細(xì)胞染色體數(shù)目、形狀、大小一樣(yīyàng)，每一染色單體所含的遺傳信息與母細(xì)胞基本相同，使子細(xì)胞從母細(xì)胞獲得大致相同的遺傳信息。使物種保持比較穩(wěn)定的染色體組型和遺傳的穩(wěn)定性。有絲分裂在細(xì)胞分裂間期占最長(zhǎng)時(shí)間，細(xì)胞分裂期在短時(shí)間內(nèi)就可完成。在間期中S期（復(fù)制期）占最長(zhǎng)時(shí)間。第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件二.無絲分裂a(bǔ)mitosis無絲分裂又稱直接分裂。在低等植物中普遍存在，在高等植物中也常見。例如胚乳發(fā)育.過程愈傷組織形成、不定根產(chǎn)生。無絲分裂的方式有：橫縊、縱縊、出芽、碎裂等。如1-34.無絲分裂的特點(diǎn)：過程簡(jiǎn)單，無染色體和紡綞絲的形成，能量消耗少，分裂速度快，分裂中細(xì)胞還能進(jìn)行正?；顒?dòng)。細(xì)胞核的核仁分裂為2，細(xì)胞核伸長(zhǎng)為啞鈴狀，中間(zhōngjiān)分開，形成兩個(gè)細(xì)胞核，兩細(xì)胞核中間(zhōngjiān)產(chǎn)生新壁形成兩個(gè)細(xì)胞。

第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件三.減數(shù)分裂meiosis：高等植物繁殖后代(hòudài)要產(chǎn)生雄性生殖細(xì)胞、精子（有鞭毛，能游動(dòng)）、精細(xì)胞（不能游動(dòng)）、雌性生殖細(xì)胞，卵細(xì)胞，精子、精細(xì)胞結(jié)合成合子（受精卵）發(fā)育成長(zhǎng)為植物體，如果染色體數(shù)目和體細(xì)胞數(shù)目一樣，后代(hòudài)染色體數(shù)目就會(huì)一代代加倍。生殖細(xì)胞形成時(shí)，染色體數(shù)目已經(jīng)分別減半，所以結(jié)合產(chǎn)生的后代染色體數(shù)目恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件1.減數(shù)分裂I，可劃分為前、中、后、末4期。(1)前期(qiánqī)I：變化復(fù)雜，經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)，又分為5個(gè)階段(圖1-35)：A.細(xì)線期leptotene：前期開始，細(xì)胞核中染色質(zhì)聚集成細(xì)線狀的染色體（染色絲），細(xì)絲上有很多染色粒。第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件B.偶線期（合線期）zygotene：外形相同的兩條染色體兩配對(duì)（同源染色體：兩條染色體，1條來自父本（父源染色體），另1條來自母本（母源染色體）它們的外形、大小都很相似）。同源染色體配對(duì)的現(xiàn)象叫聯(lián)會(huì)synapsis。完成配對(duì)后，成對(duì)(chénɡduì)的同源染色體各自縱裂，每條染色體形成2條染色單體，每對(duì)同源染色體有4條染色單體。第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件C.粗線期pachytene：細(xì)線狀染色體由于(yóuyú)螺旋卷曲，縮短，變粗。4條染色單體相鄰的兩條染色單體在局部位置發(fā)生橫裂，進(jìn)行染色體片斷的互換（外圍2條染色單體沒有），使1條染色單體具有另1條染色單體的片斷，這種染色單體片斷互換現(xiàn)象稱“交叉chiasmata”，遺傳學(xué)上稱“基因互換”，對(duì)生物的遺傳變異有重大意義。第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件D.雙線期diplotene：兩對(duì)染色單體繼續(xù)進(jìn)一步變粗，變短，并開始分離，由于交叉的關(guān)系，兩條交叉染色體在局部(júbù)的位置仍然連在一起，就會(huì)出現(xiàn)x,o,v,8等形狀。E.終變期diakinesis：染色體繼續(xù)變短變粗，是觀察染色體形態(tài)度、數(shù)染色體數(shù)目的最好時(shí)期，核仁、核膜消失。第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(2)中期Idiakinesis：紡綞體出現(xiàn)，成對(duì)的同源染色體排在赤道面上。(3)后期I：成對(duì)的同源染色體各自(gèzì)分開，在紡綞絲的牽引下分別稱向兩極，每極染色體數(shù)目只有原來母細(xì)胞的一半。

(4)末期I：兩組染色體到達(dá)兩極，聚集成團(tuán)，每條染色體呈細(xì)線狀，核仁、核膜重新出現(xiàn)。

第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件

2.減數(shù)分裂II：減數(shù)分裂第二次分裂：兩個(gè)子細(xì)胞經(jīng)過(jīngguò)很短間期或緊接著末期就進(jìn)行和有絲分裂相似的過程，但不進(jìn)行染色體加倍（復(fù)制）。亦可分為前期、中期、后期和末期。(1)前期II：每1子細(xì)胞看到有細(xì)線狀的染色體，每1染色體是由2條染色單體所組成，染色體變粗變短，核仁、核膜消失。第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件(2)中期II：紡綞體形成，成對(duì)染色單體排列在紡綞體的赤道板上。(3)后期II：成對(duì)染色單體在著絲點(diǎn)上裂開，成為2條子染色體，兩組染色體在紡綞絲的牽引下到達(dá)兩極(liǎngjí)。

(4)末期II：兩組子染色體分別到達(dá)兩極，聚集成團(tuán)，每一染色體拉長(zhǎng)成細(xì)線狀，核仁、核膜重新出現(xiàn)，在兩核間形成成膜體→細(xì)胞板→胞間層→初生壁。1個(gè)子細(xì)胞再分成2個(gè)新的子細(xì)胞。

第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件減數(shù)分裂的特點(diǎn)：一個(gè)母細(xì)胞通過連續(xù)兩次的核分裂，通過“聯(lián)會(huì)”和“交叉”，每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半，4個(gè)子細(xì)胞聚在一起時(shí)稱四分體。減數(shù)分裂的意義：染色體的數(shù)目減少，避免后代染色體數(shù)目加倍，保證物種染色體數(shù)目的恒定，即保持(bǎochí)物種特性；通過同源染色體的交叉，產(chǎn)生遺傳物質(zhì)重新組合，使兩個(gè)性細(xì)胞（配子）的結(jié)合產(chǎn)生后代遺傳性更為豐富多樣，產(chǎn)生的變異大，對(duì)環(huán)境適應(yīng)可能性也較大，進(jìn)化可能性越大。第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第四節(jié)植物細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化一.植物細(xì)胞的生長(zhǎng)概念：植物細(xì)胞的生長(zhǎng)是細(xì)胞體積增大但細(xì)胞數(shù)量不增加。植物細(xì)胞有兩種方式：一是細(xì)胞伸長(zhǎng)，是細(xì)胞吸水膨脹的結(jié)果；二是細(xì)胞實(shí)質(zhì)性生長(zhǎng)，細(xì)胞的鮮重與干重隨著體積的增加而增加。在液泡(yèpào)連合成中央大液泡(yèpào)的同時(shí)，也發(fā)展出各種細(xì)胞器，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、質(zhì)體、細(xì)胞壁增厚等。第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件二.植物細(xì)胞的分化概念：細(xì)胞分化就是分生組織細(xì)胞在其成熟的過程中發(fā)生與其同一來源的相鄰細(xì)胞不同變化。被子植物(bèizǐ-zhíwù)分化出70多種組織，這些組織是細(xì)胞分化的結(jié)果。細(xì)胞分化建立在細(xì)胞分裂的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞稱為“分生組織細(xì)胞”。細(xì)胞分化包括形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，形成了細(xì)胞功能專門化的結(jié)構(gòu)，如纖維、導(dǎo)管、篩管等。第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件細(xì)胞分化的動(dòng)力：精卵結(jié)合，形成合子，發(fā)展成整株植物，構(gòu)成植物的每一個(gè)生活細(xì)胞都帶有父母本的全套遺傳信息，具備發(fā)成整株植物的潛在能力?，F(xiàn)代組織培養(yǎng)證明了這一點(diǎn)。但對(duì)于具有相同遺傳信息的細(xì)胞又分化出結(jié)構(gòu)與功能很不相同的各種器官和組織，都是未解決的問題。細(xì)胞的分化肯定和遺傳有關(guān)，此外與外界環(huán)境(huánjìng)，體內(nèi)位置，細(xì)胞極性，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分階段裂素的水平有關(guān)。第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件第一章小結(jié)植物細(xì)胞原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞器：細(xì)胞核、質(zhì)體、線粒體、高爾基體、溶酶體、微體、微管與微絲、圓球體、核糖核蛋白體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡(yèpào)膜系統(tǒng)：細(xì)胞膜、核膜、質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜……細(xì)胞壁：胞間層、初生壁、次生壁液泡后含物：貯藏物質(zhì)及生長(zhǎng)素、維生素

第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件原生質(zhì)體：生活細(xì)胞(xìbāo)除細(xì)胞(xìbāo)壁以外的部分，是細(xì)胞(xìbāo)最重要部分，一切代謝都在其中進(jìn)行。原生質(zhì)：構(gòu)成細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞中除細(xì)胞核、質(zhì)體和其它細(xì)胞器以外，細(xì)胞內(nèi)生活的原生質(zhì)基本物質(zhì)。細(xì)胞器的功能植物細(xì)胞的特點(diǎn)第三十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。整理課件原核細(xì)胞和真核細(xì)胞有絲分裂：要營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞繁殖時(shí)；子細(xì)胞染色體數(shù)目(shùmù)與母細(xì)胞染色體數(shù)目(shùmù)相同；一個(gè)母細(xì)胞產(chǎn)生2個(gè)子細(xì)胞。減數(shù)分裂：發(fā)生在生殖前，大小孢子形成時(shí)；子細(xì)胞染色體數(shù)目與母細(xì)胞染色體數(shù)目相比減少一半；1個(gè)線細(xì)胞產(chǎn)