1植物细胞的分裂分化

1、 第二节第二节 植物细胞的分裂、分化和死亡植物细胞的分裂、分化和死亡一、细胞分裂一、细胞分裂 植物细胞通过分裂进行繁殖。繁殖是生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。物或细胞形成新个体或新细胞的过程。 l分裂生成的新细胞可用于替代不断衰分裂生成的新细胞可用于替代不断衰老或死亡的细胞，维持细胞的新陈代老或死亡的细胞，维持细胞的新陈代谢，或者用于生物组织损伤的修复。谢，或者用于生物组织损伤的修复。n细胞分裂的作用细胞分裂的作用1细胞周期细胞周期 (cell cycle) 持续分裂的细胞，从一次分裂结束到下一持续分裂的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂完成为止的整个过程，

2、称为细胞周期。次分裂完成为止的整个过程，称为细胞周期。 细胞周期可分为细胞周期可分为DNADNA合成前期（合成前期（G G1 1期），期），DNADNA合成期（合成期（S S期），期），DNADNA合成后期或有丝分裂合成后期或有丝分裂准备期（准备期（G G2 2期），分裂期（期），分裂期（M M期或期或D D期）。期）。细胞周期的持续时间细胞周期的持续时间u凡凡DNADNA含量高含量高, ,细胞周期持续时间较长细胞周期持续时间较长u温度条件的影响非常显著，温度条件的影响非常显著，如向日葵根尖分生如向日葵根尖分生组织细胞，组织细胞，2525时时7.8h7.8h，2012.5h2012.5h，15

3、23.2h1523.2h，1046h1046hu细菌在适宜条件下，每细菌在适宜条件下，每20min20min分裂一次分裂一次u周期中各个时期的长短一般以周期中各个时期的长短一般以S S期最长，期最长，M M期最期最短，短，G G1 1和和G G2 2期变动较大。期变动较大。u如紫露草根尖细胞的周期约如紫露草根尖细胞的周期约20h20h，间期约，间期约17.5h(G17.5h(G1 1期期4 4h h，S S期期10.8h10.8h，G G2 2期期2.7h)2.7h)，M M期期2.5h(2.5h(前期前期1.6h1.6h，中期，中期0.3h0.3h，后期及末期后期及末期0.6h)0.6h)从

4、增殖的角度，细胞分为三种状态：从增殖的角度，细胞分为三种状态： 周期细胞周期细胞 细胞周期中运转的细胞，如分细胞周期中运转的细胞，如分生组织细胞生组织细胞; G0期细胞期细胞 暂时脱离细胞周期的细胞，暂时脱离细胞周期的细胞，适当刺激即可重新进入细胞周期，进行增殖适当刺激即可重新进入细胞周期，进行增殖; 终端分化细胞终端分化细胞 不可逆的脱离细胞周期不可逆的脱离细胞周期的细胞，已丧失分化能力，保持生理机能。的细胞，已丧失分化能力，保持生理机能。细胞分裂细胞分裂（cell division）的方式的方式 无丝分裂无丝分裂 有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂 (mitosis) 有丝

5、分裂又称为间接分裂，它是有丝分裂又称为间接分裂，它是一种最普遍而常见的分裂方式。一种最普遍而常见的分裂方式。 有丝分裂为连续分裂，一般分为有丝分裂为连续分裂，一般分为核分裂和胞质分裂。核分裂和胞质分裂。 有丝分裂的过程：有丝分裂的过程： 复制前期（复制前期（G1期）期） 间期间期 复制期（复制期（S期）期）（interphase） 复制后期（复制后期（G2期）期） 前期前期 (prophase) 中期中期 (metaphase) 核分裂核分裂 后期后期 (anaphase) 末期末期 (telophase) 胞质分裂胞质分裂 (cytokinesis) 细胞分裂（cell division）有

6、丝分裂 （mitosis）体细胞和某些性细胞分裂的方式1.间期：间期：从前一次分裂结束，到下一次分裂开始从前一次分裂结束，到下一次分裂开始的一段时间，可分为三个时期。的一段时间，可分为三个时期。DNA合成前期（合成前期（G1期）：期）： 合成合成RNA、蛋白质和磷脂。、蛋白质和磷脂。DNA合成期（合成期（S期）：期）： 进行进行DNA复制，组蛋白也相应增加一倍。复制，组蛋白也相应增加一倍。DNA合成后期（合成后期（G2期）：期）： RNA和蛋白质的合成继续进行，同时合成微和蛋白质的合成继续进行，同时合成微管蛋白，并准备能量。管蛋白，并准备能量。2.分裂期：分裂期：分裂过程可分为四个时期。前期：

7、染色质细丝螺旋化成为染色体，每条染色体由两染色质细丝螺旋化成为染色体，每条染色体由两条染色单体组成，以着丝点相连系。条染色单体组成，以着丝点相连系。中期：中期：染色体排列在细胞赤道染色体排列在细胞赤道面，纺锤体形成的时期。面，纺锤体形成的时期。赤道面纺锤体后期：后期：着丝点分开，着丝点分开，染色单体分染色单体分离成为子染离成为子染色体并向两色体并向两极移动的时极移动的时期。期。末期：末期：子染色体到达两极并子染色体到达两极并解旋，回复到间期状解旋，回复到间期状态，子细胞核形成和态，子细胞核形成和胞质分裂的时期。胞质分裂的时期。洋洋葱葱根根尖尖细细胞胞有有丝丝分分裂裂细胞有丝分裂动画图解细胞有丝

8、分裂动画图解 经过一次有丝分裂，一个母细胞分裂为两个子细胞，每个细胞的染色体数目与母细胞的相同。胞质分裂 在两个新的子核之间形成新细胞壁，把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程，称为胞质分裂 成膜体：成膜体：核分裂核分裂后期，在子细胞核后期，在子细胞核形成的同时，纺锤形成的同时，纺锤丝在赤道面中央密丝在赤道面中央密集并向四周扩展，集并向四周扩展，微管以平行方式排微管以平行方式排列成圆柱状结构。列成圆柱状结构。 细胞板：细胞板：在成膜体在成膜体围起来的中间部分，围起来的中间部分，来自高尔基体或内来自高尔基体或内质网的小泡质网的小泡( (带由细带由细胞壁前体物质胞壁前体物质) )在赤在赤道面上彼此融合

9、形道面上彼此融合形成将细胞质从中间成将细胞质从中间隔开的结构。隔开的结构。有丝分 裂 的生物学意义： 每次分裂前必须进行一次染色体的复制 染色体分裂为两条子染色体，平均分配到两个子细胞中 保证每一个子细胞具有与母细胞相同数量和类型的染色体 保证每一代的子细胞与母细胞具有相同的遗传物质，保证了细胞遗传的稳定性细胞分裂（cell division）无丝分裂（直接分裂 direct division） 细胞的简单分裂方式， 有：横缢、纵缢、出芽等无丝分裂 分裂时核内不出现染色体，也不形成纺锤丝 分裂形式：横缢、纵缢、碎裂、出芽等 分裂过程：核仁一分为二，细胞核延长，核仁向两端移动，核中间缢缩断裂成两

10、个子核，随后在两子核之间形成新壁，成为2个子细胞 优点：消耗能量少，分裂速度快 缺点：不能保证母细胞的遗传物质平均地分配到两个子细胞中视频视频减数分裂 （meiosis）与有性生殖相关的性母细胞分裂方式 连续两次的分裂（减数分裂 I & III & II) DNA只复制一次 产生四个子细胞（四分体）第一次分裂（分裂） 前期前期：时间长，变化复杂，依据染色体的形态变化，：时间长，变化复杂，依据染色体的形态变化，可分为可分为5个阶段；个阶段；M细线期细线期：细胞核内出现细长、丝状的染色体，每条染：细胞核内出现细长、丝状的染色体，每条染色体含有两条染色单体；核和核仁继续增大色体含有两条染色单体；核和

11、核仁继续增大前期前期 I偶线期偶线期(合线期合线期)：细胞内的同源染色体：细胞内的同源染色体(形状形状,大小大小,长长度相似的两条染色体度相似的两条染色体)两两配对，称为两两配对，称为联会联会，每对有，每对有4条染色单体构成一个单位，称为条染色单体构成一个单位，称为四联体四联体 粗线期粗线期：染色体缩短变粗，四联体内的染色单体交叉纽合，并：染色体缩短变粗，四联体内的染色单体交叉纽合，并发生横断和染色体片段的互换，改变了原有基因的组合发生横断和染色体片段的互换，改变了原有基因的组合 双线期双线期：交叉的染色单体开始分开，但在：交叉的染色单体开始分开，但在1或几点上仍然相连，或几点上仍然相连，使染

12、色体呈现出使染色体呈现出X、V、8、0、+等形状等形状 终变期终变期：染色体缩短到最小长度，核膜核仁消失，并出现纺锤：染色体缩短到最小长度，核膜核仁消失，并出现纺锤丝丝前期前期 IM中期：成对的同源染色体移到赤道面上，细胞质中形成纺锤体有丝分裂：染色体在赤道面上的排列不成对，单独减数分裂：染色体在赤道面上成对排列中期中期 IM后期：成对的同源染色体彼此分开，分别向两极移动，移向两极的染色体数只有原来的一半后期后期 IM末期：染色体变为染色质，核膜核仁出现形成两个子核，细胞板也相继形成将母细胞分隔成两个子细胞末期末期 I第二次分裂（分裂） 分裂之前没有DNA的复制 前期：时间较短，染色体出现，核

13、膜核仁消失 中期：染色体排在赤道板上，纺锤体形成 后期：每条染色体的两条染色单体分开，移向两极 末期：子核出现，并各自形成一个子细胞 一个母细胞经过一次染色体的复制和两次连续的分裂，形成了4个单倍体的子细胞减数分裂减数分裂 II前期前期 II后期后期 II中期中期 II末期末期 II视频视频减数分裂的生物学意义： 减数分裂导致了性细胞（配子）的染色体数目减半 在以后的有性生殖过程中，两个配子结合形成合子，合子的染色体数目又恢复到亲本的水平 有性生殖的后代始终保持亲本的固有染色体数目和类型 同源染色体的联会、交叉和片段交换导致遗传重组类型的产生减数分裂与有丝分裂特征比较有丝分裂减数分裂发生部位体

14、细胞中生殖细胞中分裂过程一次核分裂(前、中、后、末 4 期)，细胞分裂一次两次连续的核分裂，细胞分裂两次染色体前期无联会，染色单体不交换，后期染色单体移向两极前期有联会现象，染色单体交换，后期同源染色体移向两极，后期染色单体移向两极分裂结果形成 2 个子细胞形成 4 个子细胞核相变化子细胞染色体仍为 2n子细胞染色体为 n植物细胞的生长、分化与 组织形成植物细胞生长和发育细胞体积和重量不可逆增加的过程，是 植物个体生长的基础植物细胞的生长和发育植物细胞的生长和发育植物细胞分化 执行不同功能的细胞在其形态、结构和功能上表现出各种变化和特化的过程（cell differentiation）细胞分化

15、的意义细胞分化的意义 细胞功能趋向专门化，有利于提高各种细胞功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。生理功能的效率。 分化是进化的表现。分化是进化的表现。 植物的个体发育是植物细胞不断分裂、生长和分化的结果 在系统发育上，植物越进化，细胞分化越剧烈分工越细致，植物体结构也越复杂 细胞分化的基因表达与调控，是当今发育生物学研究的热点和中心问题之一 脱分化（脱分化（dedifferentitation）:已分化的已分化的细胞在一定因素作用下可恢复分裂机能，细胞在一定因素作用下可恢复分裂机能，重新具有分生组织细胞的特性，这个过重新具有分生组织细胞的特性，这个过程称为脱分化。程称为脱分化。植物细胞的全能性（植物细胞的全能性（totipotency） 指植物体的每一个活细胞都有一套完整的指植物体的每一个活细胞都有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。植