《細胞的生長與分化》課件

第十二章植物的生長和分化1精選課件ppt第十二章植物的生長和分化1精選課件ppt教學要求要求學生正確理解生長、分化和發(fā)育的概念，掌握植物生長發(fā)育的規(guī)律，認識頂芽與側枝，地上部分與地下部分，營養(yǎng)器官與生殖器官的相互影響；影響生長的因素；光形態(tài)建成及植物的運動。2精選課件ppt教學要求要求學生正確理解生長、分化和發(fā)育的概念，掌握植物第二節(jié)植物細胞的生長和分化第三節(jié)植物的生長和分化第四節(jié)環(huán)境對植物生長的影響第五節(jié)植物的運動第一節(jié)植物生長和分化、發(fā)育的概念3精選課件ppt第二節(jié)植物細胞的生長和分化第一節(jié)植物生長和分化、發(fā)育的概把植物個體發(fā)生、生殖交替反復并傳遞生命的過程稱為生活周期。第一節(jié)植物生長、分化和發(fā)育的概念一概念4精選課件ppt把植物個體發(fā)生、生殖交替反復并傳遞生命的過程受精卵種子萌發(fā)營養(yǎng)體形成生殖體形成不斷進行著生長和分化。

胚胎形成開花結實衰老死亡5精選課件ppt受精卵種子萌發(fā)營養(yǎng)體形成生殖體形成不斷進行著生長和分化。胚從整體水平看，植物生活周期包括種子萌發(fā)，幼苗生長、營養(yǎng)體生長、花的發(fā)育、受精、種子形成、休眠或衰老、死亡等。6精選課件ppt從整體水平看，植物生活周期包括種子萌發(fā)，幼苗生長、營在生活周期中，伴隨著形態(tài)建成過程，植物個體經(jīng)歷著量變和質(zhì)變的過程，即生長和分化的過程。7精選課件ppt在生活周期中，伴隨著形態(tài)建成過程，植物個體經(jīng)歷著量變細胞水平

原生質(zhì)的增加，細胞分裂、伸長和擴大來實現(xiàn)的。整株水平

根，莖，葉，花，果實和種子的體積增大和干重的增加。生長growth

是指植物在體積、重量、數(shù)目等形態(tài)指標方面的增加，是一種量的變化。概念8精選課件ppt細胞水平原生質(zhì)的增加，細胞分裂、伸長和擴大來實現(xiàn)的。營養(yǎng)生長vegetivegrowth生殖生長reproductivegrowth有限生長determinategrowth無限生長indeterminategrowth9精選課件ppt營養(yǎng)生長vegetivegrowth有限生長deter分化differentiation

是指植物細胞在結構、功能和生理生化性質(zhì)方面發(fā)生的變化，是一種不同細胞之間區(qū)別的質(zhì)的變化。概念10精選課件ppt分化differentiation是指植物細胞在結構細胞在結構、代謝和生理功能上區(qū)別于原分生細胞?？梢员憩F(xiàn)在細胞，組織，器官的不同水平上。例如：受精卵細胞分裂轉變成胚；生長點轉變?yōu)槿~原基、花原基；形成層轉變成輸導組織、機械組織、保護組織；正是由于這些不同水平上的分化，植物細胞分化形成各種組織，各種組織又組成了器官。植物的各個部分才呈現(xiàn)不同的形態(tài)和生理功能。11精選課件ppt細胞在結構、代謝和生理功能上區(qū)別于原分生細胞。正是由于這些不分化葉原基到長成成熟的葉片——葉的發(fā)育；根原基的發(fā)生到形成完整根系——根的發(fā)育；莖端的分生組織形成花原基，轉變成花蕾，到形成花序最后花蕾長大——花的發(fā)育；發(fā)育development

是植物生長和分化的總和，是植物生長分化的動態(tài)過程。概念12精選課件ppt分化葉原基到長成成熟的葉片——葉的發(fā)育；發(fā)育develop生長-是量變，是基礎；分化-是質(zhì)變，變異生長；發(fā)育-是器官或整體有序的量變與質(zhì)變。發(fā)育包含了生長和分化。植物的地上部是通過莖尖的分化和生長產(chǎn)生的。如花的發(fā)育，包括花原基的分化和花器官各部分的生長；果實的發(fā)育包括了果實各部分的生長和分化等。生長、分化和發(fā)育的相互關系13精選課件ppt生長-是量變，是基礎；生長、分化和發(fā)育的相互關系13精選課發(fā)育必須在生長和分化的基礎上才能進行，植物的發(fā)育是從胚胎細胞的分化和生長開始的。生長和分化又受發(fā)育的制約。例如，水稻幼穗的分化和生長必須在通過光周期的發(fā)育階段之后才能進行；白菜、蘿卜等在抽薹前后長出不同形態(tài)的葉片，這也表明不同的發(fā)育階段有不同的生長數(shù)量和分化類型。植物的發(fā)育是受遺傳和環(huán)境因素的影響。生長、分化和發(fā)育的相互關系14精選課件ppt發(fā)育必須在生長和分化的基礎上才能進行，植物的發(fā)育是從胚胎細胞植物生長分析

TheAnalysisofPlantGrowth

一植物生長的測量指標二植物生長的分析方法15精選課件ppt植物生長分析一植物生長的測量指標15精選課件ppt一植物生長的測量指標植物原生質(zhì)體培養(yǎng)1體積（長度和直徑）粗略2鮮重受環(huán)境條件影響波動大。3干重有例外情況4細胞數(shù)適合細胞種類比較單純的個體和組織。16精選課件ppt一植物生長的測量指標植物原生質(zhì)體培養(yǎng)1體積（長度和直徑）無論哪個指標單獨應用都不能完整的客觀的描述植物的生長狀態(tài)。17精選課件ppt17精選課件ppt周期素cyclin

細胞周期蛋白，控制細胞分裂周期的重要因子，其含量的增加，可以是細胞周期縮短，單位時間內(nèi)細胞分裂的次數(shù)多，產(chǎn)生的細胞數(shù)目增加。18精選課件ppt18精選課件ppt二植物生長的分析方法（一）植物生長的流體運動學性質(zhì)圖11-1雙子葉植物上胚軸彎勾及其生長呈現(xiàn)典型的流體運動狀態(tài)，即由不斷生長著的細胞構成一個相對穩(wěn)定的整體形態(tài)。如果在彎勾上的某一位點作一標記，經(jīng)過一段時間后，這個標記會沿箭頭所示的方向從彎勾的一側“流向”另外一側，表示構成彎勾的細胞處于不斷的更新和生長過程中。19精選課件ppt二植物生長的分析方法圖11-1雙子葉植物上胚軸彎勾及其生分生區(qū)伸長區(qū)分化區(qū)20精選課件ppt分生區(qū)伸長區(qū)分化區(qū)20精選課件ppt總體描述（spatialdescription）某一特定時刻的植物外觀具體描述（materialdesription）某一具體細胞或組織單元一段時間內(nèi)（二）植物的生長曲線植物生長狀態(tài)描述方式21精選課件ppt總體描述（spatialdescription）（二）植1.生長軌跡曲線具體描述反映了植物的某一組織單元在一定的時間階段內(nèi)發(fā)生的位置變化。生長軌跡曲線；圖中的每一條曲線都代表根上的某一點與根尖之間的距離隨時間的變化情況；（二）植物的生長曲線距根尖距離（毫米）22精選課件ppt1.生長軌跡曲線具體描述生長軌跡曲線；圖中的每一條曲線都代例如，在快速生長的玉米根上，一個組織單元從距根尖2mm處（分生區(qū)）移動到12mm處（伸長區(qū)末端）需要8小時，平均速率大約是1～2mm/hr，但是在這個生長階段內(nèi)，根系的組織單元呈加速生長的狀態(tài)。23精選課件ppt例如，在快速生長的玉米根上，一個組織單元從距根尖2mm處（分2生長速率曲線：總體描述植物整體在某特定時刻下的生長狀態(tài)。生長速率圖；該圖表示根上的每一點相對于根尖的生長速率與此點和根尖之間的距離有關，離根尖越近，生長速率越??；離根尖越遠，生長速率越大，最后達到一個恒定值，此值即為根的伸長生長速率；

距根尖距離（毫米）24精選課件ppt2生長速率曲線：總體描述生長速率圖；該圖表示根上的每一點相3相對生長速率曲線：總體描述植物在某一時刻各部分的生長速率。每點自身的相對生長速率（dv/ds）相對生長速率圖。該圖表示根上每點自身的相對生長速率（dv/ds）與其位置的關系，從圖中可以判別根上生長最快的區(qū)域為距根尖3-6毫米處。25精選課件ppt3相對生長速率曲線：總體描述相對生長速率圖。該圖表示根上每第二節(jié)植物細胞的生長和分化第三節(jié)植物的生長和分化第四節(jié)環(huán)境對植物生長的影響第五節(jié)植物的運動第一節(jié)植物生長和分化、發(fā)育的概念26精選課件ppt第一節(jié)植物生長和分化、發(fā)育的概念26精選課件ppt第二節(jié)植物細胞的生長和分化Growthanddifferentiationofplantcell植物細胞分裂植物細胞分化三植物程序性細胞死亡27精選課件ppt第二節(jié)植物細胞的生長和分化植物細胞分裂27精選課件ppt頂端分生組織

原始細胞

亞頂端組織內(nèi)細胞分裂和擴張初生植物外形

植物的生長過程是細胞分裂和擴張。28精選課件ppt植物的生長過程是細胞分裂和擴張。28精選課件ppt

植物細胞分裂29精選課件ppt植物細胞分裂29精選課件ppt

(1)

繼續(xù)增殖。如分生組織的細胞。

(2)分化成執(zhí)行一定機能的細胞，直至衰老、死亡。如大多數(shù)成熟組織的細胞。

(3)暫時離開細胞周期，已經(jīng)分化的細胞可以重新進行分裂——脫分化（dedifferntiation）當重新進入細胞周期的位置，與其停止分裂離開細胞周期的位置相同。

分裂后的子細胞三種去向30精選課件ppt分裂后的子細胞三種去向30精選課件ppt脫分化(dedifferentiation)

已經(jīng)分化的細胞可以重新進行分裂。再分化(redifferentiation)

愈傷組織的脫分化細胞在一定條件誘導下，重新分化出組織和器官。

植物細胞的分裂能力是無限的。組織培養(yǎng)31精選課件ppt脫分化(dedifferentiation)植物細植物細胞全能性totipotency

植物的每一個生活細胞都有全套的遺傳信息，在適當?shù)臈l件下，能表達出來，長成一個新的，與母體相似的完整植株，叫植物細胞全能性。32精選課件ppt植物細胞全能性totipotency32精選課件ppt植物體分離滅菌外植體、接種培養(yǎng)

脫分化細胞分裂形成愈傷組織

再分化幼根、幼芽小植株33精選課件ppt植物體33精選課件ppt34精選課件ppt34精選課件ppt35精選課件ppt35精選課件ppt脫分化再分化葉片子葉子葉節(jié)莖段胚36精選課件ppt脫分化再分化葉片36精選課件ppt組織培養(yǎng)的技術條件（1）培養(yǎng)基的配制①無機營養(yǎng)包括大量元素和微量元素②

碳源蔗糖(1%~4%)。③維生素

B1(硫胺素)，煙酸、B6(吡哆醇)、肌醇④

激素

2,4-D，NAA；KT，6-BA等⑤有機附加物，如甘氨酸、酵母汁、椰子乳等，以促進細胞的分化。瓊脂，0.6％～1％37精選課件ppt組織培養(yǎng)的技術條件（1）培養(yǎng)基的配制①無機營養(yǎng)（2）無菌條件外植體：氯化汞、H2O2、次氯酸鈣、

70％酒精等培養(yǎng)基：高溫高壓滅菌，超凈工作臺（3）培養(yǎng)條件光照，25～27℃38精選課件ppt（2）無菌條件外植體：氯化汞、H2O2、次氯酸鈣、（3）培組織培養(yǎng)的步驟

1.培養(yǎng)基的準備：培養(yǎng)基是指人工配制的含有營養(yǎng)物質(zhì)供培養(yǎng)物生長分化的介質(zhì)。通常含無機營養(yǎng)物質(zhì)(大量元素和微量元素)、碳源(1%-4%蔗糖)、生長調(diào)節(jié)劑(2，4-D或NAA、KT或6-BA)以及有機附加物(維生素、甘氨酸)等幾類物質(zhì)組成。

2.消毒滅菌（材料、培養(yǎng)基、用具等）

3.接種

4.培養(yǎng)繼代

5.移栽39精選課件ppt組織培養(yǎng)的步驟39精選課件ppt細胞生長另一種是大多數(shù)高等植物的多細胞器官中，細胞的擴大是由整個細胞壁的大部分區(qū)域一起擴展，呈彌散型。一種是頂端生長，如根毛，花粉管的細胞擴大僅在細胞的一端產(chǎn)生；40精選課件ppt細胞生長另一種是大多數(shù)高等植物的多細胞器官中，細胞的41精選課件ppt41精選課件ppt細胞生長方向激素微纖絲取向微管終端復合體42精選課件ppt細胞生長方向激素微纖絲取向微管終端復合體42精選課件ppt微纖絲沉積方向決定細胞的形狀43精選課件ppt微纖絲沉積方向決定細胞的形狀43精選課件ppt激素影響微管在質(zhì)膜內(nèi)側的排列方向乙烯GA44精選課件ppt激素影響微管在質(zhì)膜內(nèi)側的排列方向乙烯GA44精選課件pptXET從分子鏈內(nèi)部水解木葡聚糖，并將水解的木葡聚糖片段轉移到另外一個木葡聚糖的末端赤霉素對細胞壁伸展性的增加，與它能促進細胞壁中的木葡聚糖內(nèi)糖基轉移酶XET活性密切相關。誘導XET活性的增加是赤霉素的特異作用。

XET增加細胞壁的伸展性可能是它增加了細胞壁對擴張蛋白的透性。擴張蛋白在酸性條件下可以弱化細胞壁多糖之間的氫鍵。45精選課件pptXET從分子鏈內(nèi)部水解木葡聚糖，并將水解的木葡聚糖片段轉移46精選課件ppt46精選課件ppt細胞分化是發(fā)育生物學中

的一核心問題。

47精選課件ppt細胞分化是發(fā)育生物學中

的一核心問題。4產(chǎn)生生長素（IAA），皮層薄壁細胞接受IAA誘導ATHB-8的表達調(diào)節(jié)所需蛋白酶基因和核酸酶基因的表達表達產(chǎn)物參與導管分子成熟時的細胞自溶信號產(chǎn)生和感受分生特征基因關閉分化特征基因表達結構和功能基因表達結構和功能分化成熟（一）細胞分化過程四步模式二植物細胞分化48精選課件ppt產(chǎn)生生長素（IAA），皮層薄壁細胞接受IAA誘導ATHB-8極性polarity是指植物器官、組織或細胞在形態(tài)結構、生化組成以及生理功能上的不對稱性。（二）細胞分化與極性極性在植物整體、器官組織、細胞等各個水平上均普遍存在。49精選課件ppt極性polarity是指植物器官、組織或細胞在形態(tài)結構直接表現(xiàn)細胞器的不均衡分布；細胞核不均衡；質(zhì)膜表面功能蛋白不均衡分布；胞內(nèi)離子濃度；pH梯度；50精選課件ppt直接表現(xiàn)50精選課件ppt極性是既受基因表達的控制，又受環(huán)境條件影響。51精選課件ppt極性是既受基因表達的控制，51精選課件ppt外界環(huán)境條件對細胞極性的影響：墨角藻極性建成過程光照鈣離子流出無極性合子鈣離子流入極性軸形成極性合子胚胎細胞壁形成極性化脫極性化細胞不均等分裂52精選課件ppt外界環(huán)境條件對細胞極性的影響：墨角藻極性建成過程光照鈣離子流極性是細胞不均等分裂（分化）的基礎；墨角藻極性建成不均等分裂又是植物組織極性結構分化產(chǎn)生的基礎；受精卵，大孢子，小孢子等后續(xù)分裂。53精選課件ppt極性是細胞不均等分裂（分化）的基礎；53精選課件ppt分化分裂formataivedivision產(chǎn)生兩個形態(tài)或生理生化上具不同性質(zhì)的細胞。植物極性結構形成的基礎，是細胞分化的前提。增殖分裂proliferativedivision產(chǎn)生兩個性質(zhì)相同的細胞。54精選課件ppt分化分裂formataivedivision產(chǎn)生兩個形細胞極性是分化分裂的基礎；分化分裂是植物極性結構的基礎，是細胞分化的前提。55精選課件ppt細胞極性是分化分裂的基礎；55精選課件ppt薺菜胚的形成

A-B.受精卵的第一次不均等分裂；C-H.胚與胚柄的形成；I.球狀胚；J-K.由于球狀胚近胚柄處的胚細胞垂周分裂，形成心形胚；L.魚雷形胚；M.成熟胚。受精卵的分裂是典型的不均等分裂，產(chǎn)生了植物最早的軸向極性結構56精選課件ppt薺菜胚的形成A-B.受精卵的第一次不均等分裂；C-H.胚gnomwtGNOM基因突變，導致根和子葉的喪失57精選課件pptgnomwtGNOM基因突變，導致根和子葉的喪失57精選課件A.無秋水仙素處理B.高濃度秋水仙素C.低濃度秋水仙素分裂被抑制均等分裂營養(yǎng)細胞LAT52基因表達生殖細胞無LAT52基因表達無細胞分裂仍為營養(yǎng)細胞LAT52基因表達兩個營養(yǎng)細胞均有LAT52基因表達圖利用秋水仙堿干擾花粉母細胞分裂的試驗，證明花粉（小孢子）的形成必須經(jīng)由不均等分裂。不均等分裂58精選課件pptA.無秋水仙素處理營養(yǎng)細胞生殖細胞無細胞分裂圖利用秋水仙氣孔根毛篩管和伴胞59精選課件ppt氣孔根毛篩管和伴胞59精選課件ppt位置效應影響甚至決定細胞分化的方向和生理功能。胞間通訊與位置效應胞間通訊可以通過胞間連絲（plasmodesmata）的共質(zhì)體和細胞壁空間的質(zhì)外體形式進行。篩管中含有大量蛋白質(zhì)，但是篩管是無核細胞不能合成蛋白，這些蛋白質(zhì)只能由相鄰的的伴胞合成，通過胞間連絲運入篩管。60精選課件ppt位置效應影響甚至決定細胞分化的方向和生理功能。胞間通訊與位置胞間通訊與細胞分化大量的試驗證據(jù)表明，植物細胞分化過程中，分化調(diào)節(jié)物質(zhì)主要通過胞間連絲進行胞間主動運輸。金魚草（Antirrhinum）在金魚草（Antirrhinum）中，F(xiàn)LO基因（一種轉錄因子基因）只在成花分生組織的L1層中表達，F(xiàn)LO基因編碼的蛋白通過胞間連絲運輸?shù)狡渌鼘拥姆稚M織細胞內(nèi)，誘導其他細胞層內(nèi)花器官特征基因的表達。61精選課件ppt胞間通訊與細胞分化大量的試驗證據(jù)表明，植物細胞分化過程中，分位置效應影響甚至決