植物的细胞生长
植物的生长与分化生理
一、名词解释1 .植物生长( plant growth ) :是指植物在体积和重量(干重)上的不可逆增加,是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长引起的。
例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。
2 .分化( differentiation) :指从一种同质的细胞类型转变为形态结构和生理功能不同的异质细胞类型的过程。
如植物分生组织细胞可分化为不同的组织:薄壁组织、输导组织、机械组织、保护组织和分泌组织等。
3 .脱分化( dedifferentiation) :植物已经分化的细胞在切割损伤或在适宜的培养基上诱导形成失去分化状态的、结构均一的愈伤组织或细胞团的过程。
4 .再分化( redifferentiation ) :指离体培养中形成的处于脱分化状态的细胞团再度分化形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官,甚至最终再形成完整植株的过程。
5 .发育( developmen t ) :在植物生命周期过程中,植物发生大小、形态、结构、功能上的变化,称为发育。
发育包括生长与分化两个方面,即生长与分化贯穿在整个发育过程中。
6 .极性( polarity) :细胞、器官和植株内的一端与另一端在形态结构和生理生化上存在差异的现象。
如扦插的枝条,无论正插还是倒插,通常是形态学的下端长根,形态学的上端长枝叶。
7 .种子寿命( seed longevity ) :种子从发育成熟到丧失生活力所经历的时间,称为种子寿命。
8 .种子生活力( seed viability ) :是指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
9 .种子活力( seed vigor ) :种子在田间条件(非理想条件)下萌发的速度、整齐度及幼苗健壮生长的潜在能力,它包括种子萌发成苗和对不良环境的忍受力两个方面。
种子活力与种子的大小、成熟度有关,也与贮藏条件和贮藏时间有关。
10 .顽拗性种子( recalcit rant seed) :一些植物的种子既不耐脱水干燥,也不耐零上低温,寿命往往很短(只有几天或及几周) ,称为顽拗性种子,如热带的可可、芒果等的种子。
植物细胞增殖、生长、分化
植物生长与环境你知道吗？1.大象与老鼠相应器官的组织的细胞大小无明显差异。
2.生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，还要靠细胞生长增大细胞的体积。
内容四 植物细胞增殖、生长、分化 细胞的增殖 细胞的分化 细胞的衰老和凋亡 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂细胞的生命历程一、细胞的增殖1、细胞周期：细胞周期的定义：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
每一个细胞周期包括：一个有丝分裂期和一个分裂间期（一）有丝分裂分裂间期 细胞周期 分裂期(M 期）G 1期(DNA 合成前期) G 2期(DNA 合成后期) S 期(DNA 合成期） 在一个细胞周期内，分裂间期时间长，分裂期时间短。
思考:是否生物体的每个细胞都在细胞周期之中? 什么样的细胞具有细胞周期？洋葱的表皮细胞、根毛细胞、根尖生长点细胞、形成层细胞、受精卵…… 连续进行有丝分裂的细胞才具有周期性。
减数分裂的细胞无细胞周期.√ √ √ √2、分裂间期：间期特点:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
（完成染色体的复制,染色体数目不变，DNA分子数加倍。
）染色质DNA的复制和有关蛋白质的合成姐妹染色单体分裂间期G1期(DNA合成前期)：G2期(DNA 合成后期)：S期(DNA期）：合成RNA、蛋白质，核糖体增殖。
DNA 复制合成蛋白质、RNA3、有丝分裂期（Ｍ）前期中期后期末期注意：染色体的行为变化前期间期 （１）前期的特点:染色体、纺锤体出现,(两现，两消) 核膜、核仁消失.姐妹染色单体前期中期（２）中期的特点:染色体的着丝点排列在赤道板上,染色体形态、数目清晰可辨。
(丝牵点排赤道板)后期中期（３）后期的特点:染色体的着丝点分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,染色体数目加倍.(点裂姐妹分开家)末期 后期 纺锤体、染色体消失，核膜和核仁出现,细胞板逐渐形成了新的细胞壁。
（两现两消,新壁建） 末期 （４）末期的特点:子细胞与亲代细胞染色体数目相同植物细胞中新细胞壁的形成细胞周期中各时期特点细胞周期分裂间期分裂期前期中期后期末期（DNA复制和蛋白质合成）（两消两现）（丝牵点排赤道板）（点裂姐妹分开家）（两现两消）放动画什么时期有核仁和核膜？什么时期有染色体？看一看植物细胞的分裂（根尖） 根冠分生区伸长区成熟区 根尖纵剖结构示意图4、有丝分裂的重要特征：细胞分裂一次，染色体复制一次，染色体平均分配到两个子细胞中，分裂结果两个子细胞中染色体数目相同。
植物的生长与分化—植物细胞的生长和分化
主要内容
➢ 生长、分化、发育的概念 ➢ 生长、分化、发育的关系
重点和难点
重点
植物的生活周期
难点
植物的生长、分化、发育的关系
➢ 从整体水平看，植物生活周期包括：种子萌发、幼 苗生长、营养体生长、花的发育、受精、种子形成、 休眠或衰老、死亡等。
➢ 在生活周期中，伴随着形态建成过程，植物个体经 历着量变和质变的过程，即生长和分化的过程。
玉 米 的 生 长 曲 线
（二）植物生长的相关性
➢ 植物各个器官之间的生长存在于着相互制约与相互协调 的现象，这就是植物生长的相关。
➢ 相关性是植物维特整体性与适应性的生理基础之一。常 利用肥水管理，合理密植及修剪、摘心、施用生长物质 等措施来调整各部分生长的相互关系，以达到高产优质 的目的。
➢ 植物生长的相关性主要体现4 个方面： （1） 地上部分（茎和叶）与地下部分（根）的相关性 （2） 主茎与侧枝、主根与侧根的相关性—顶端优势 （3）营养器官与生殖器官的相关性 （4） 器官间的同伸关系
二、生长、分化、发育的关系
➢ 生长-是量变，是基础； ➢ 分化-是质变，变异生长； ➢ 发育-是器官或整体有序的量变与质变。 ➢ 发育包含了生长和分化。植物的地上部是通过茎尖的
分化和生长产生的。如花的发育，包括花原基的分化 和花器官各部分的生长；果实的发育包括了果实各部 分的生长和分化等。
➢发育必须在生长和分化的基础上才能进行：没有生长和 分化就没有发育。
➢如：受精卵细胞分裂转变成胚；生长点转变为叶原基、花 原基；形成层转变输导组织、机械组织、保护组织
3、发育的概念 ➢指植物生长和分化的总和，是植物的组织、器官或整体在形 结构和功能上的有序变化过程。
➢狭义的发育：指植物从营养生长向生殖生长的有序变化过程 ➢叶发育：叶原基→幼叶→成熟叶 ➢根发育：根原基→幼根→完整的根系 ➢花发育：花原基→花蕾→开花
植物细胞的生长和分化
植物细胞的生长和分化一、植物细胞的生长多细胞生物的生长，不仅是由于细胞数量的增加，而且也与细胞的生长有密切的关系。
细胞分裂形成的新细胞，最初体积较小，只有原来细胞（母细胞）的一半，但它们能迅速地合成新的原生质（包括核物质和细胞质），细胞随着增大，其中某些细胞当恢复到母细胞一般大小时，便又继续分裂，但大部分细胞不再分裂，而进入生长时期。
细胞生长就是指细胞体积的增长，包括细胞纵向的延长和横向的扩展。
一个细胞经生长以后，体积可以增加到原来大小（分生状态的细胞大小）的几倍、几十倍，某些细胞如纤维，在纵向上可能增加几百倍、几千倍。
由于细胞的这种生长，就使植物体表现出明显的伸长或扩大，例如根和茎的伸长，幼小叶子的扩展，果实的长大都是细胞数目增加和细胞生长的共同结果，但是，细胞生长常常在其中起主要的作用。
植物细胞在生长过程中，除了细胞体积明显扩大，在内部结构上也发生相应的变化，其中最突出的是液泡化程度明显增加，即细胞内原来小而分散的液泡逐渐长大和合并，最后成为中央液泡，细胞质的其余部分成为紧贴细胞壁的一薄层，细胞核随细胞质由中央移向侧面。
在植物细胞生长过程中，液泡增大这一特征，一方面是由于细胞从周围吸收了大量的水分进入液泡，另一方面，也由于生长着的细胞具有旺盛的代谢能力，使它们的许多代谢产物积累于液泡中的缘故。
因此，在细胞生长时，细胞的鲜重和干重都随着体积的增加而增加。
在液泡变化的同时，细胞内的其他细胞器，在数量和分布上也发生着各种变化，例如内质网增加，由稀网状变成密网状；质体逐渐发育，由幼小的前质体发育成各类质体等等。
原生质体在细胞生长过程中还不断地分泌壁物质，使细胞壁随原生质体长大而延展，同时壁的厚度和化学组成也发生变化，细胞壁（初生壁）厚度增加，并且由原来含有大量的果胶和半纤维素转变成有较多的纤维素和非纤维素多糖。
植物细胞的生长是有一定限度的，当体积达到一定大小后，便会停止生长。
细胞最后的大小，随植物的种类和细胞的类型而异，这说明生长受遗传因子的控制。
植物生理学-第十章 植物的生长生理
细胞分化的理论基础是：细胞全能性
（一）细胞分化的内部调控机理 1、通过极性控制分化 极性是分化产生的第一步，极性的存
在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。 极性产生的原因： 受精卵的第一次不均等分裂 IAA在茎中的极性传导
2、通过激素控制分化 IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促 进分化出芽。 3、通过基因调控分化 如开花基因活化，可导致成花。 （二）外界条件对细胞分化的调节 1、糖浓度
4、种子寿命
种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子
正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生
种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
二、影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步：
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
鉴定种子生活力的方法：
（1）利用组织还原能力（TTC染色法）
TTC
2H 脱氢E
氧化态 无色
三苯甲瓒
还原态 红色2、利用原生质来自着色能力 —（染料染 色法）活种子的原生质膜有选择透性，不选 择吸收染料，原生质（胚）不着色。
植物的生长生理
2. 无菌条件
外植体：氯化汞、H2O2、次氯酸钙、70％酒精等 培养基：高温高压灭菌，超净工作台
3. 培养条件
光照 ，25～27℃
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（三）组织培养的应用
（1）培育作物新品种 利用花药和花粉培养可以
获得单倍体植株，有利于快速地得到纯系，缩短育 种周期。
（2）快速无性繁殖植物 兰花工业 （3）获得无病毒植株 马铃薯
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(二) 细胞分化的控制因素 1. 细胞分化与极性
无极性合子
极性轴形成
极性合子
胚胎
微丝 出现假根 分泌囊泡沉积 形成细胞壁
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墨角藻极性建成过程
子叶
胚轴
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柳树枝条
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2. 影响分化的条件
植物激素：CTK／IAA比值高时，促进愈伤组织芽的 分化；比值低时，则促进根的分化；两种激素含量相 等时，愈伤组织只生长不分化。 光照：如黄化幼苗的组织分化很差，薄壁组织较多， 输导组织和机械组织不发达。 温度：低温处理，能使小麦通过春化(见第九章)而进入 幼穗分化。 营养：多施氮肥，则能使植物延迟开花。蔗糖浓度与 木质部和韧皮部的分化有关。在丁香茎髓愈伤组织培 养时，若培养基中蔗糖浓度较低，将诱导形成木质部； 若蔗糖浓度较高，将形成韧皮部；若蔗糖浓度在中等 水平(2.5%～3.5%)，则诱导木质部和韧皮部同时形成， 而且中间有形成层。
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植物细胞的生长和分化 Growth and differentiation of plant cell
§1 一、细胞分裂的生理 二、细胞伸长的生理
三、细胞的分化
四、组织培养
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一、细胞分裂的生理
分生细胞特点：体积小、细胞壁薄、细胞质浓厚、细 胞核大、没有液泡、合成代谢旺盛等。 从母细胞分裂后形成的子细胞到下次再分裂成两个子 细胞所需要的时间称为细胞周期(cell cycle)或细胞分裂 周期（cell division cycle）。 分裂期 (mitotic stage，简称M期) 细胞周期 分裂间期（interphase） G1期、S期和G2期 初生分生组织：胚胎发生过程中形成的。 次生分生组织：在后期生长发育过程中形成的。
植物生理学 植物的生长生理
植物生理学植物的生长生理植物的生长生理一、植物生长和形态发生的细胞基础1.细胞的生长分化规律细胞周期:从亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束的时期称为细胞周期。
细胞生长的控制细胞生长受多种因素的影响：受核质遗传基因的控制，因为细胞核与细胞质的数量比只能维持在一定的范围内；受细胞壁以及周围细胞作用力的影响；受环境因素的制约。
2.细胞分化的控制因素细胞分化的分子机理细胞分化的分子基础是细胞基因表达的差别。
同一植物体中的细胞都具有相同的基因，因为它们都是由同一受精卵分裂而来的，而且其中的每一个细胞在适宜的条件下有可能发育成与母体相似的植株。
在个体的发育过程中，细胞内的基因不是同时表达的，而往往只表达基因库中的极小部分。
这就是个体发育过程中基因在时间和空间上的顺序表达。
细胞的基因是如何有选择性地进行表达，合成特定蛋白质的，即基因是如何调控的，这是细胞分化的关键。
从某种意义上讲，具有相同基因的细胞而有着不同蛋白质产物的表达，即为细胞分化。
细胞分化的控制因素：（1）极性是细胞分化的前提极性是指细胞（也可指器官和植株）内的一端与另一端在形态结构和生理生化上的差异。
主要表现在: 细胞质浓度的不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等方面。
极性的建立会引发不均等分裂，使两个子细胞的大小和内含物不等，由此引起分裂细胞的分化。
(2)植物激素在细胞分化中的作用；植物激素可以诱导细胞分化。
3.细胞全能性与组织培养技术植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都携带一个完整的基因组，具有发育成完整植物的潜力。
组织培养:指在无菌条件下，在培养基中离体分离培养植物组织(器官或细胞)的技术。
其理论基础是植物细胞的全能性。
（1）组织培养的概念与分类植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。
用于离体培养的各种植物材料称为外植体。
根据外植体的类型，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。
植物细胞生长实验报告
一、实验目的1. 了解植物细胞生长的基本规律和影响因素；2. 掌握植物细胞生长实验的基本方法；3. 分析植物细胞生长过程中的形态和生理变化。
二、实验原理植物细胞生长是指细胞体积、长度、宽度等形态指标的增大，以及细胞内部结构、生理功能的变化。
植物细胞生长受多种因素的影响，如光照、温度、水分、养分等。
三、实验材料1. 植物材料：小麦种子、大豆种子、烟草种子；2. 实验器具：培养皿、移液枪、吸管、温度计、光照计、显微镜等；3. 实验试剂：蒸馏水、琼脂、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二氢钾等。
四、实验方法1. 准备培养基：根据实验需要，配置不同浓度的营养液，加入琼脂制成固体培养基；2. 种子处理：将植物种子用蒸馏水浸泡过夜，消毒后播种于培养基上；3. 设置实验组：将种子播种于不同光照、温度、水分、养分等条件下的培养基中；4. 观察记录：定期观察植物细胞的生长情况，包括形态、生理指标等；5. 数据分析：对实验数据进行统计分析，探讨植物细胞生长的影响因素。
五、实验结果与分析1. 光照对植物细胞生长的影响：在适宜的光照条件下，植物细胞生长迅速，叶片颜色鲜绿；在光照不足或过强的情况下，植物细胞生长缓慢，叶片颜色变淡或出现黄化现象。
2. 温度对植物细胞生长的影响：在适宜的温度范围内，植物细胞生长良好；在温度过高或过低的情况下，植物细胞生长受阻，甚至死亡。
3. 水分对植物细胞生长的影响：在适宜的水分条件下，植物细胞生长旺盛；在水分不足或过多的情况下，植物细胞生长缓慢，甚至出现萎蔫现象。
4. 养分对植物细胞生长的影响：在适宜的养分条件下，植物细胞生长迅速，叶片颜色鲜绿；在养分不足或过多的情况下，植物细胞生长受阻，甚至出现营养缺乏或过剩现象。
六、实验结论1. 光照、温度、水分、养分是影响植物细胞生长的重要因素；2. 在适宜的条件下，植物细胞生长迅速，形态和生理指标发生明显变化；3. 植物细胞生长实验有助于了解植物生长的基本规律，为农业生产提供理论依据。
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植物的细胞生长
植物的细胞生长是指植物体内细胞数量和体积的增加过程。
这个过程是植物生长和发育的基础，也是植物能够适应环境变化、进行组织修复和生殖繁衍的关键。
细胞生长涉及到多个因素和过程，如细胞分裂、细胞扩张和细胞分化等。
1. 细胞分裂
细胞分裂是植物细胞生长最重要的过程之一。
在细胞分裂过程中，细胞的染色体复制并均分到两个新形成的细胞中，从而使细胞数量增加。
植物的细胞分裂主要通过有丝分裂和无丝分裂两种方式进行。
有丝分裂是最常见的细胞分裂方式，它包括前期、中期、后期和末期四个阶段。
在有丝分裂的前期，细胞的染色体复制并形成兄弟染色单体。
在中期，细胞将复制的染色体排列成一个纺锤状的结构，并将其分配到两个新的细胞中。
在后期，染色体逐渐变回到非复制状态。
在末期，细胞膜分裂，形成两个新的细胞。
无丝分裂是一种特殊的细胞分裂方式，它在某些植物中发生。
在无丝分裂中，细胞的染色体并没有形成纺锤结构，而是直接分裂成两个新的细胞，从而增加细胞数量。
2. 细胞扩张
细胞扩张是植物细胞生长的另一个重要过程。
在细胞扩张过程中，细胞的体积和形状发生变化，从而使整个植物体增大。
细胞扩张主要通过细胞壁的松弛和细胞内液体的吸收来实现。
细胞扩张过程中，细
胞壁松弛后，细胞内液体通过渗透作用进入细胞内，使细胞膨胀并增大。
细胞扩张还受到植物激素的调控，如生长素等可以促进细胞扩张。
3. 细胞分化
细胞分化是指植物细胞通过特定的基因调控和信号传导途径，发挥
不同形态和功能的过程。
在细胞分化过程中，原始细胞根据所处环境
和内部遗传调控，逐渐分化为不同类型的细胞，如根细胞、叶细胞、
茎细胞等。
细胞分化是植物生长的关键步骤，它决定了植物不同组织
和器官的形成和功能。
细胞生长是植物生长和发育的基础。
在细胞生长过程中，细胞分裂、细胞扩张和细胞分化相互作用，共同实现植物体的增大和组织构建。
同时，细胞生长还受到环境因素的影响，如光照、水分、营养等因素
可以调节细胞生长的速率和方向。
进一步研究植物细胞生长的机制，
有助于揭示植物生长的规律和调控，为高产、高效的农业生产提供理
论基础和技术支持。