植物发育生物学
植物发育生物学揭示植物胚胎发育与体细胞发育的关系
植物发育生物学揭示植物胚胎发育与体细胞发育的关系植物发育生物学是研究植物如何生长和发育的科学领域。
在植物的发育过程中，胚胎发育和体细胞发育是两个相互依存的过程，它们之间存在着密切的关系。
通过揭示植物胚胎发育与体细胞发育的关系，我们可以更深入地了解植物的生长与发育机制。
一、植物胚胎发育的基本过程植物胚胎发育是从受精卵发育到胚胎形成的过程。
在植物胚胎发育的早期阶段，受精卵会经历分裂、扩张和分化等过程，逐渐形成胚胎器官的原基。
随着发育的继续，胚胎会发育出不同的器官，如根系、茎轴和叶片。
同时，胚胎在发育过程中也会形成不同类型的细胞，例如上皮细胞、表皮细胞和内胚乳细胞。
二、植物体细胞发育的基本过程植物体细胞发育是指植物体内细胞的分裂和分化过程。
在植物体内，细胞的分裂和分化是植物生长与发育的基础。
通过细胞的分裂和分化，植物体可以增加其细胞数量，并形成不同类型的细胞组织。
细胞的分裂是指一个细胞分裂成两个或更多个细胞，而细胞的分化则是指细胞在结构和功能上的差异化。
三、植物胚胎发育与体细胞发育的关系植物胚胎发育与体细胞发育之间存在着密切的关系。
首先，植物胚胎发育和体细胞发育都是植物生长与发育的重要组成部分，它们共同推动着植物的整体生长。
其次，植物胚胎发育和体细胞发育的过程中，细胞的分裂和分化是共同的关键步骤。
胚胎发育的过程中，受精卵会经历细胞的分裂和分化过程，形成胚胎的各个组成部分。
而在体细胞发育的过程中，细胞也需要进行分裂和分化，形成不同的细胞组织。
此外，植物胚胎发育和体细胞发育之间还存在着相互影响的关系。
胚胎发育过程中，体细胞会提供所需的营养和生长因子，为胚胎的发育提供必要的条件。
而在体细胞发育过程中，胚胎发育产生的激素和信号分子会对体细胞的分裂和分化产生影响，引导细胞朝特定的发育方向发展。
总结起来，植物胚胎发育与体细胞发育之间存在着相互依存的关系。
它们共同推动着植物的生长与发育。
通过进一步的研究，我们可以深入了解植物生长和发育的机理，为植物育种和农业生产提供理论依据。
植物发育-引言
1
பைடு நூலகம்
第一章 导论
第一节 发育和发育生物学
2
3
4
• 发育生物学： • 是关于个体发育的研究，是生物体在生命周期中，结
构和功能从简单到复杂的变化过程，是从受精卵形成胚胎 并成为性成熟个体的过程，包括生殖细胞的发生，受精卵 的形成、到有机体的发生、发育、分化和衰老的全部生命 过程中各种生命现象的规律、成因及其调控的研究。
29
四、植物发育生物学的发展史 -----对植物发育规律认识的发展
30
31
• 以动物为主要研究对象的现代发育生物学的发展过程和概念框架作 为参照系，人们对植物发育的认识与对动物发育的认识所走的道路 是很不同的。 • 早期都是由形态学发展而来。但对动物发育的研究一开始就有“胚 胎发生”这样一个从低等到高等动物共有的核心过程作为基本对象。 而在对植物发育的研究中，虽然早在1851年Homfeister就提出了 “世代交替” (alteration of generations)这一概念来概括植物界不 同生物类群生活周期完成过程的共性，但至今还没有从形态建成的 角度来揭示从低等到高等植物具有共性的核心的发育过程。 • 另外，由于植物从受精卵开始的形态建成过程是在一个很大的时间 和空间中逐步完成的，这个过程又直接与环境条件的影响密切相关， 因此，在对植物发育现象的研究中，从一开始人们就将注意的焦点 放在环境因子对植物形态建成事件的影响上。 • 直到20世纪80年代后期，一批在果蝇发育研究中受过良好训练的科 学家转人植物发育研究领域之后，人们才开始在控制植物形态建成 的遗传机制的认识上取得真正的突破。“温故而知新”。要真正理 解植物发育所特有的现象和规律，提出有意义的研究问题，了解前 32 人的研究历史和经验是必不可少的。
植物发育的生物学数据.doc
植物发育的生物学数据。
一、名词解释1.花器官发生的基本模式:完整的花器官由花萼(1轮)、花瓣(2轮)、雄蕊(3轮)和雌蕊(4轮)组成。
a类(美联社1、AP2，B类(AP3/PI)，C类(AG)调节因子分别与体感诱发电位相关1、2和3形成不同的聚合物，分别控制1轮(A)、2轮(AB)、3轮(BC)和4轮(C)中相应部位花器官的分化和形成。
2.春化:植物在开花前需要一段时间的低温处理，这是一种现象。
目前发现低温促进开花是由于三种蛋白质VRN1、2.VIN3被诱导在低温下表达。
它们抑制负开花调节基因FLC的表达，从而促进开花。
3.光敏剂(PHY):它是一种蛋白质复合物，其中N-末端光敏区与线性四环吡咯发色团共价结合。
接受红光/远红光后，蛋白质的构象发生变化，C末端激酶被激活，光信号通过磷酸化传导。
4.根边框单元格:它是一种有组织的活细胞，生长到一定长度的根尖，并与根冠的外围细胞分离。
它的功能是保护和帮助植物吸收营养。
环境因素和遗传因素控制着边缘细胞的释放。
5.近轴的一、名词解释1.花器官发生的基本模式:完整的花器官由花萼(1轮)、花瓣(2轮)、雄蕊(3轮)和雌蕊(4轮)组成。
a类(美联社1、AP2，B类(AP3/PI)，C类(AG)调节因子分别与体感诱发电位相关1、2和3形成不同的聚合物，分别控制1轮(A)、2轮(AB)、3轮(BC)和4轮(C)中相应部位花器官的分化和形成。
2.春化:植物在开花前需要一段时间的低温处理，这是一种现象。
目前发现低温促进开花是由于三种蛋白质VRN1、2.VIN3被诱导在低温下表达。
它们抑制负开花调节基因FLC的表达，从而促进开花。
3.光敏剂(PHY):它是一种蛋白质复合物，其中N-末端光敏区与线性四环吡咯发色团共价结合。
接受红光/远红光后，蛋白质的构象发生变化，C末端激酶被激活，光信号通过磷酸化传导。
4.根边框单元格:它是一种有组织的活细胞，生长到一定长度的根尖，并与根冠的外围细胞分离。
植物发育生物学的教学
网络资源的整合 与应用：将筛选 出的优质资源整 合到教学中，提 高教学效果和质
量
实验目的：帮助学生理解和掌握植物发育生物学的基本概念和原理
实验内容：包括实验材料、实验步骤、实验结果和讨论等
实验指导书的编写原则：清晰、简洁、易懂，便于学生理解和操作
实验指导书的使用：教师应在实验前向学生讲解实验目的、内容和注意事项，并在实验过程中给予 指导和帮助。
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01 添 加 目 录 文 本
植物发育生物学的 02 教 学 目 标
植物发育生物学的 03 教 学 内 容
植物发育生物学的 04 教 学 方 法
植物发育生物学的 05 教 材 与 教 学 资 源
植物发育生物学的 06 教 学 评 价 与 反 馈
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植物发育生物学的教学目标
理论教学：讲解植物发育生物学的 基本概念、原理和规律
案例分析：通过分析实际案例，让 学生了解植物发育生物学在实际生 活中的应用
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实践教学：通过实验、实习等方式， 让学生亲手操作，加深对理论知识 的理解
互动教学：鼓励学生提问、讨论， 提高学生的学习积极性和参与度
课堂讲解：介绍植物发育生物学 的基本概念、原理和规律
掌握植物生长发育的实验方法和 技术
培养对植物生长发育的兴趣和探 索精神
实验技能：掌握基本的实验操作技能，如显微镜使用、实验材料处理等 观察方法：学会观察植物的生长、发育和形态变化，如观察种子萌发、植株生长等 数据分析：学会分析实验数据，如测量植物的生长速度、观察植物的形态变化等 实验设计：学会设计简单的实验，如设计种子萌发实验、植株生长实验等
植物发育生物学
细胞生物学技术在植物发育生物学中应用
细胞培养技术
通过植物组织培养和细胞培养技术，研究植物细胞的分裂 、分化和发育过程及其调控机制。
细胞成像技术
利用荧光显微镜、共聚焦显微镜等成像技术观察植物细胞 的结构、动态和互作，揭示细胞在植物发育中的功能和调 控机制。
细胞凋亡检测技术
运用TUNEL等技术检测植物发育过程中的细胞凋亡现象， 研究其在植物发育中的作用和调控机制。
幼苗在光、温度、水分等条件适宜 时，进行光合作用，合成有机物质 ，促进根系和地上部分的生长。
营养生长
植物通过根系吸收土壤中的水分和 矿质营养，以及叶片进行光合作用 ，合成有机物质，用于植物体的构 建和生长。
光、温度、水分等环境因子对生长发育影响
光的影响
光是植物进行光合作用的 能量来源，对植物的形态 建成、生理代谢以及生长 发育都有重要影响。
植物细胞在分裂后，需要合成新的细 胞壁并加厚原有的细胞壁，以维持细 胞的形态和强度。
内质网和高尔基体扩展
内质网和高尔基体等膜系统扩展，为 细胞合成和分泌蛋白质、脂质等物质 提供足够的场所。
03
植物组织器官形成与分化
愈伤组织诱导和器官发生途径
愈伤组织诱导
通过外植体培养在适宜条件下诱导产生无序生长的细胞团， 即愈伤组织。
赤霉素
促进茎的伸长、引起植 株快速生长、解除休眠 和促进花粉萌发等生理
作用。
脱落酸
抑制细胞分裂和伸长， 促进叶和果实的衰老和
脱落。
基因表达调控在器官形成中作用
转录因子调控
01
通过转录因子与特定基因启动子的相互作用，调控基因的转录
水平，从而影响器官的形成和发育。
表观遗传学调控
植物发育生物学研究植物的生长和发育过程
植物发育生物学研究植物的生长和发育过程植物发育生物学是一门研究植物的生长和发育过程的学科。
它主要探究植物在生命周期内从种子萌发到成为成熟植物的各个发育阶段，以及植物器官的形成和发展。
植物发育生物学不仅关注植物个体的发育过程，还探索植物在环境因素影响下的形态和功能的适应性变化，以及这些变化的遗传基础。
一、种子萌发与胚胎发育种子萌发是植物生命开始的关键步骤。
当种子受到合适的环境刺激，如水分、温度和光照条件的适宜，种子进入萌发期。
这个过程中，种子的休眠状态被解除，水分被吸收，胚芽迅速发展，从而引发胚胎的发育。
胚胎发育包括胚乳吸收、细胞分化和器官形成等步骤。
这些过程在分子水平上受到许多基因的调控，这些基因指导胚胎内部和外部结构的形成。
二、器官形成与分化植物发育过程中的重要部分是器官的形成和分化。
根、茎、叶和花是植物的主要器官，它们的构建是通过活性分裂、细胞扩张、细胞分化以及组织和器官的形成来实现的。
植物细胞具有极高的可塑性，可以在不同的环境条件下发生分化并形成多样化的器官类型。
例如，根部的细胞分化形成根系的吸收结构，茎部的细胞分化形成茎的承载结构，叶片的细胞分化形成光合作用的主要器官。
这一系列的过程在植物发育中起着重要的作用。
三、植物激素的调控植物生长和发育的过程受到多种植物激素的调控。
植物激素是植物内源性的化学物质，可以通过植物体内的传导系统分布到各个组织和器官，并在生长和发育过程中发挥重要作用。
植物激素可以促进或抑制细胞分裂、扩展和分化，调节根、茎、叶和花器官的形成和发展，以及参与植物对环境的适应性反应。
例如，植物生长素使细胞展长，促进茎的伸长；赤霉素促进种子发芽和茎的生长；细胞分裂素促进细胞分裂和胚胎发育，等等。
植物激素的平衡和相互作用是植物生长和发育的重要调控机制。
四、环境因素对植物发育的影响植物的生长和发育是受环境因素调控的。
光、温度、水分、土壤和营养等环境因素对植物的发育过程有着重要的影响。
植物发育生物学中的基因组编辑技术
植物发育生物学中的基因组编辑技术植物发育生物学是研究植物的形态发育及其调控的学科。
近年来，基因组编辑技术的出现使得研究者们能够更加精确地探索植物发育领域中的基因功能与调控机制。
本文将介绍基因组编辑技术在植物发育生物学中的应用，以及对植物品种改良和农业生产的潜在影响。
一、基因组编辑技术概述基因组编辑技术是一种通过定向修改目标生物体的基因组DNA序列来实现基因功能研究和基因改良的技术手段。
它主要通过CRISPR/Cas9系统或其他诸如TALEN和ZFN等蛋白质核酸酶来实现。
在植物发育领域，基因组编辑技术的应用主要集中在以下几个方面。
二、基因功能研究植物发育过程中，涉及大量基因的调控。
通过基因组编辑技术，研究者可以精确地编辑目标基因，并观察植物发育过程中的表型变化。
比如，可以通过敲除或插入基因来研究该基因在植物发育过程中的具体作用机制，以及与其他基因的相互关系。
这种方法为植物发育生物学的研究提供了更加精确和可靠的手段。
三、植物品种改良基因组编辑技术在植物品种改良中具有巨大潜力。
通过编辑植物基因组中的关键基因，可以实现植物性状的改良。
比如，通过敲除抑制性基因，可以增强植物的抗病性和逆境适应能力，提高作物产量。
同时，基因组编辑技术还可以实现基因的点突变、精准修复、基因组重排等高效和精确的遗传改良手段。
这种技术的应用不仅可以提高农作物的品质和产量，还可以使植物在逆境环境下更好地生存和发展。
四、对农业生产的影响基因组编辑技术对农业生产具有重要意义。
通过编辑植物基因组，可以获取更好的农作物品种，并提高农作物的抗病性、耐逆性和产量。
这意味着农民可以在相同的土地面积上获得更多的产量，从而提高农业生产效率，减轻人口压力。
同时，抗病性的提高还可以减少对农药的依赖，减少环境污染，实现更加可持续的农业发展。
总结：基因组编辑技术为植物发育生物学的研究提供了全新的手段和思路。
通过该技术，研究者们可以更加深入地挖掘植物基因的功能和调控机制。
植物发育生物学的研究进展与前沿
植物发育生物学的研究进展与前沿植物发育生物学是研究植物生长和发育过程的科学领域。
随着生物学研究的深入，植物发育生物学在过去几十年中取得了显著的进展，并且在某些方面取得了前沿的突破。
本文将介绍植物发育生物学的研究进展和前沿，并探讨其对植物科学和农业领域的意义。
一、基因调控的研究进展植物发育生物学的核心是研究基因调控对植物生长和发育的影响。
近年来，随着高通量测序技术的发展，植物基因组学取得了重大突破。
通过对植物基因组进行深入研究，科学家们发现了大量调控植物发育的基因，并阐明了它们在不同生长阶段的作用机制。
此外，植物中一些重要的调控因子，如雄性不育因子、激素信号通路、转录因子家族等也成为了研究的热点。
这些研究揭示了植物生长与发育的分子机理，对于理解植物的进化和适应性演化具有重要的意义。
二、组织发育的研究进展植物组织发育是指植物细胞在生长和分化过程中形成各种组织和器官的过程。
近年来，科学家们通过对植物组织发育的研究，揭示了植物细胞分裂、扩张以及重要激素调控通路的分子机制。
特别是在根系和茎叶发育领域，研究人员发现了一些关键基因和信号通路，通过调控细胞极性以及细胞间的相互作用，控制植物的组织形态和器官的发育。
三、植物发育的环境调控环境调控是植物发育生物学研究的重要方向之一。
植物作为固定生物体，受到环境因素的直接影响，如光照、温度、水分等。
最近的研究表明，植物利用一系列信号转导通路和基因调控网络来感知和响应环境变化，调整自身的发育模式。
例如，植物在光照强度较低的条件下会发生光形态转变，产生长的、细的茎干和大的叶片以获取更多的光能。
而在干旱条件下，植物则通过调控根系的生长和分支来适应水分的缺乏。
四、植物发育生物学在农业中的应用植物发育生物学的研究成果不仅对于深入理解植物发育的分子机制具有重要意义，也为农业领域的应用提供了新的思路和方法。
通过研究植物基因调控网络，科学家们可以改良作物的品质和增强抗逆性。
例如，通过调控植物激素通路中的关键基因，可以提高作物的营养价值和产量。
植物发育生物学4章
苗端分生组织及其侧生器官的发育
4.1 苗端分生组织 4.2 侧生器官----叶的发育
4.3 侧生器官----侧枝的发育
胚胎发生
建立顶端分生组织的初步结构
种子萌发
植物体建成
分生组织才开始活跃
细胞分裂和分化
顶端分生组织是一群在胚胎发生后长期保留着胚性
细胞特征的细胞，即具有分裂能力、细胞小而壁薄、
4.1.3 苗端分生组织形成及其维持的遗传调控
干细胞的增殖活性与因侧生器官发生而消耗的细 胞（分化）之间就必须处于一个动态的平衡。 wus 突变体：分化多于干细胞增殖。
clv 突变体：干细胞增殖多于分化。
分生组织的形成和维持涉及的基因可分为二类
第一类：形成和维持分生组织所需的同源异型框
逐步远离中央区，分化或死亡。
4.1.2 苗端分生组织突变体及其相关基因
1. 分生组织细胞不能维持增殖的突变体 （1）突变体 stm (shoot apical meristemless) stm表型：缺失苗端分生组织。
STM 功能：抑制分生组织的分化，维持苗端分生 组织。
STM 基因：属于KNOX (KNOTTED-1 like homeobox) 基因家族的成员，都有保守的同源异型域蛋白（HD
HD-ZIP
HD-ZIP转录因子基因家族：PHB、PHV 和REV 等。 它们都编码一个同源异型域亮氨酸拉链蛋白（HD-
ZIP),而且都有一个与固醇/脂类结合的START保守
结构域。
HD-ZIP表达部位：叶原基的腹面。
HD-ZIP调控机制：在向轴面抑制KANADI的表达，在 背轴上受miRNA166和KANADI蛋白抑制。
原基中的表达。
植物发育生物学研究植物的胚胎发育和器官生成过程
植物发育生物学研究植物的胚胎发育和器官生成过程植物发育生物学是研究植物胚胎发育和器官生成过程的学科。
它涉及到植物生长的各个方面，包括胚胎发育、根、茎、叶的形成及器官之间的相互作用等。
在过去的几十年里，植物发育生物学取得了许多重要的发现和突破，为我们深入了解植物的生长机理和调控提供了基础。
一、植物胚胎发育植物胚胎发育是植物生长的开始阶段，也是植物发育生物学的研究重点之一。
在植物胚胎发育过程中，受精卵经过一系列细胞分裂和分化过程，最终形成一个完整的胚胎体。
这个过程中，控制胚胎发育的基因起着重要作用。
科学家通过研究胚胎发育相关的基因，揭示了胚胎发育的分子机制，如决定胚胎发育中不同细胞类型命运的转录因子和信号转导通路等。
二、植物器官生成过程植物器官生成过程是指根、茎、叶等各个器官的形成和发展过程。
这些器官都是由植物细胞分裂和分化所形成。
在这个过程中，植物细胞通过不同的信号调节网络，产生不同的细胞命运，最终组织成特定的器官。
植物器官生成的研究不仅有助于我们了解植物的结构和功能，还有助于培育优良的农作物品种和改良植物。
三、植物发育的调控机制植物发育的调控机制是植物发育生物学的一个重要研究领域。
通过研究植物发育相关的基因和信号通路，科学家发现了很多控制植物发育的关键因素。
例如，一些基因调控植物根的生长和发育，而其他基因则调控茎或叶的发育。
此外，植物发育还受到环境条件的调控，如光照、温度、水分等。
通过了解这些调控机制，我们可以更好地管理植物的生长和发育，提高农作物的产量和抗逆性。
四、植物的发育研究应用植物发育生物学的研究对于农业和环境保护具有重要意义。
通过深入了解植物的胚胎发育和器官生成过程，可以培育出更具适应性和优良性状的作物品种，提高农业生产效益。
同时，研究植物的发育机制还可以帮助我们更好地保护和利用自然资源，保护植物多样性和生态平衡。
总结起来，植物发育生物学是研究植物的胚胎发育和器官生成过程的学科。
通过研究植物发育的调控机制，可以更好地理解植物的生长和发育机理。
植物发育生物学
2. 植物的生长发育与动物的不同
1、动物在胚胎发育中可移动，植物的则不能移动，细胞间 彼此连结很紧密。
2、动物细胞通常没有细胞壁，植物则有，因此细胞死后仍 保持一定的形态，死细胞和活细胞共同组成植物体。
6
3、植物细胞比动物细胞更容易表现出全能性，容易在人工培养 的条件下发育成新的个体或器官。 4、动物胚胎发育完成后几乎是全面的生长，成熟动物体中不在 特定部位保留干细胞群（相当于植物中的分生组织细胞），不 再增加新的器官和组织。植物则是在特定部位保留有分生组织 细胞群，形成局部生长，一生中不断形成新的器官和组织。
22
与苔藓类植物相比．蕨类植物体形大小、分布区域 等方面均有显著的不同。蕨类植物小的仅若11厘米，大 的可高达百米，它们不仅能够像苔藓类植物那样生存在 潮湿的地区，而且还可以生存于水中或干热的沙漠地区。
主要得益于其维管系统的分比。 主要是孢子体
23
蕨
24
肾蕨
其他蕨类蕨
桫椤 有柄石韦
25
槐叶苹(Salvinia)
42
松柏类植物的生活周期
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松柏类的生活 周期
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1、藻类、苔藓类和蕨类植物中，物种的传播均是以单细胞的 形式进行，而在裸子植物中，则都是以多细胞的形式进行，如 种子和花粉； 2、在孢子体的形态建成过程中，出现了多细胞的、具有特定 结构的茎端分生组织，通过茎端分生组织的活动，形成了完成 生活周期所必需的不同类型的侧生器官(如不同类型的营养性 叶和大小孢子叶)； 3、在裸子植物生活史中，其孢子体的形态建成的复杂性大大 增加。除了由茎端分生组织所形成的侧生器官类型增加之外， 还有茎的形成、根系的形成以及根和茎的次生生长等。
10
石莼是生活史比较复杂的绿藻。它是一种片状的结 构。但需要注意的是，这种片状结构既可能是由单倍 体细胞构成，也可能是由二倍体细胞构成
【精品】植物发育生物学
☞决定生活周期完成的遗传程序中有关基因的表达均在不同程度上受到环境信号的影响.这种影响在从营养性叶向花器官（萼片）的转变中表现得最为明显。
30、器官形成：是指侧生器官从其原基器官特征被决定后到其特定的形态与功能的建成过程。
31、有关花型的研究辐射对称型（拟南芥花）和两侧对称型(金鱼草花）.☞金鱼草花腹背对称性：CYC基因和DICH基因参与腹背对称性的建立。
在花分生组织形成早期，CYC基因仅在靠近花序轴的腹面区域表达,而在远轴的背面区域不表达,且这种腹背特异性的表达能够持续到花瓣和雄蕊原基发育的后期。
CYC和DICH导致的腹背对称性不仅表现在花的整体对称性上，且表现在单个花器官的对称性上.32、花瓣的衰老和脱落是内源乙烯所诱导的花瓣细胞的程序性死亡的结果。
这种内源乙烯的释放被认为是由受精所引起，最早出现于子房，然后扩散到花瓣.33、雄蕊的形态建成及调控问题34、心皮的形态建成及果实的发育①心皮的形态建成☞心皮是茎端分生组织所形成的最后一类侧生器官.12、无融合生殖的研究与利用①定义：无融合生殖（apomixis）:是指植物无须经过受精即可得到种子的自然现象。
②无融合生殖类型：（根据发生时期、部位和方式）A、无配子生殖（diplospory)：分为有丝分裂的无配子生殖和减数分裂的无配子生殖；B、无孢子生殖(apospory)；（1）EMS诱变.。
....。
.。
.。
.。
EMS诱变法建突变体库（拟南芥) 原理：EMS是一种烷化剂，通过将烷基加到DNA的核苷酸鸟嘌呤上，使DNA 在复制时错误的将G-C碱基对转换为A—T碱基对，因而引起点突变。
诱变步骤：1）取50000——100000粒（1-2克）左右拟南芥种子水中浸泡过夜;2）用0.2％—-0.4%EMS摇动浸泡10-20h；3）倒掉EMS，1NNaOH处理残留EMS；4）用ddH2O洗种20遍，即获M1；5）播种M1种子；6）单株或混合收获M2代种子用于突变体筛选。
发育生物学重点(修订版)
内容我修改并增加了原来没有的内容，个人理解难免有偏差，最好回书上和课件上看，这只是参考发育生物学重点前面是问题，后面是名词解释，名词解释可能是英文的第一章3，植物发育生物学的基础及发展历程（课件）第二章1，植物极性的几个例子整个植株中存在着极性，拟南芥为例我们可以看到：地上部分是茎，叶，花，角果；地下部分主要是根和很细的根毛。
地上部分是向上（阳光）生长的，地下部分是向下（水分和养分）生长的。
另外植株的单个部分也存在着极性。
植物叶的背腹性也可认为是极性的表现，背即叶上表面（近轴面,又称阳面）;腹即叶下表面（远轴面,又称阴面）。
在胚胎发育过程中鱼雷胚时期有RAM和SAM之分。
植物的整个植株由这两个组织发育而来，种子在萌发后，地上部分由茎尖分生组织形成，而地下部分是根尖分生组织发育而来。
1，植物的根有朝向重力方向生长的特点，茎有背离重力方向生长；2，植物地上部分茎叶的正向光性；3，植物受精卵极性导致第一次分裂不对称，多次分裂产生的细胞后续分化方向各不相同，形成种子的不同器官；4，植物单个细胞中mRNA，蛋白质，细胞器的分布具有极性；5，植物细胞支架微管的不对称性；6，植物细胞在不同的部位形成不同的细胞类型。
4，环境及周边细胞对细胞分化的几个例子及位置效应（P45.46）1.重力对植物生长的影响，根的向重力性，茎的背重力性。
2.茎和叶的向光性，向日葵花的向太阳性3.植物种子发育，受精卵开始极性分裂，分化成不同的细胞，在经过多次有丝分裂，最后在不同的部位分别发育成盾片，第一叶茎端，根冠，胚根鞘，外胚叶4.叶片上不同部位的细胞也不相同，叶片的表皮由一层排列紧密，无色透明的细胞组成，有很多保卫细胞。
上下表皮之间为叶肉细胞，含大量叶绿体，靠近下表皮的叶肉细胞叶绿体少，形状不规则，排列疏松。
不同位置的细胞分化成不同类型的细胞或器官组织(位置效应)。
如：小麦的胚体的分化；棉花受精后的胚胎发育，胚乳（游离的）形成细胞胚乳后，进一步为外层紧密、内层疏松；单子叶植物中外层细胞发育成糊粉层，促进种子萌发。
植物发育生物学实验指导
实验一低拷贝质粒的大量提取——碱法【实验原理】质粒是细胞内的一种环状的小分子DNA，是进行DNA重组的常用载体。
作为一个具有自身复制起点的复制单位独立于细胞的主染色体之外，质粒DNA上携带了部分的基因信息，经过基因表达后使其宿主细胞表现相应的性状。
在DNA重组中，质粒或经过改造后的质粒载体可通过连接外源基因构成重组体。
从宿主细胞中提取质粒DNA，是DNA重组技术中最基础的实验技能。
分离质粒DNA有三个步骤：培养细菌使质粒扩增，收集和裂解细菌，分离和纯化质粒DNA。
在质粒提取过程中，由于机械力、酸碱度、试剂等的原因，可能使质粒DNA链发生断裂。
所以，多数质粒粗提取物中含有三种构型的质粒：共价闭合环状DNA（cccDNA）：质粒的两条链没有断裂；超螺旋开环DNA（ocDNA）：质粒的一条链断裂；松弛的环状分子线形DNA（lDNA）：质粒的两条链均断裂；线性分子质粒DNA的分子构型。
质粒DNA琼脂塘凝胶电泳模式图可分为：松弛线性的DNA；松弛开环的OC构型；超螺旋的SC构型。
由于琼脂糖中加有嵌入型染料溴化乙锭，因此，在紫外线照射下DNA电泳带成橘黄色。
道中的SC DNA走在最前沿，OC DNA则位于凝胶的最后边；道中的L DNA 是经核酸内切限制酶切割质粒之后产生的，它在凝胶中的位置介于OC DNA 和SC DNA 之间。
碱法提取质粒是Ｒ．Ｔreisman尚未发表的方法，同时也是Brinboim和Doly(1979)及Ish-Horowicz和Burke(1981)所用方法的改进。
该方法对于目前使用的所有大肠菌菌株都卓有成效，并可与随后的纯化步骤，如聚乙二醇沉淀或氯化铯－溴化乙锭梯度平衡离心等，一并联合使用。
【药品试剂】1、溶液I：50 mmol/L葡萄糖、 25 mmol/L Tris.Cl（pH8.0）、10mmol/L EDTA（pH8.0）。
溶液I可成批配制，在10 lbf/in2（6.895x104Pa或者是115 ℃）高压下蒸气灭菌15min，贮存于4 ℃。
植物的发育生物学
02
植物细胞发育与分化
细胞分裂与增殖
有丝分裂
植物细胞通过有丝分裂进行增殖 ，包括DNA复制、纺锤体形成、
染色体分离等步骤。
无丝分裂
部分植物细胞可进行无丝分裂，如 细菌细胞和某些原生动物细胞，此 过程不涉及纺锤体和染色体的变化 。
细胞周期
植物细胞的分裂和增殖遵循细胞周 期，包括DNA合成期(S期)和分裂期 (M期)。
跨学科合作与创新思维在植物发育生物学研究中的应用
01
整合多组学数据解析植物发育过程： 随着高通量测序技术的发展，多组学 数据整合分析已成为植物发育生物学 研究的重要手段。通过整合基因组学 、转录组学、蛋白质组学和代谢组学 等多组学数据，可以全面解析植物发 育过程中的基因表达调控和代谢变化 。
02
利用合成生物学手段探索植物发育新 机制：合成生物学是一门新兴的交叉 学科，旨在通过设计和构建新的生物 部件、设备和系统来探索生命过程的 新机制。将合成生物学手段应用于植 物发育生物学研究，有助于发现新的 发育调控机制和实现农作物性状的定 向改良。
高温和低温等温度逆境会对植物的细胞膜 系统、光合作用、呼吸作用等产生不利影 响，从而影响植物的正常生长。
光照逆境
土壤逆境
光照不足或光照过强等光照逆境会影响植 物的光合作用和生长发育，导致植物生物 量下降、品质变差。
土壤盐碱、重金属污染等土壤逆境会破坏 植物的根系生长环境，影响植物对水分和 养分的吸收，从而影响植物的正常生长。
03
结合计算生物学和人工智能技术挖掘 植物发育数据中的信息：计算生物学 和人工智能技术的发展为处理和分析 大规模生物数据提供了有力支持。利 用这些技术，可以对植物发育过程中 的海量数据进行深度挖掘和分析，发 现新的发育调控机制和预测植物表型 变化。
植物发育生物学
植物发育⽣物学植物发育⽣物学复习资料第⼀节植物发育⽣物学概论⼀、植物发育⽣物学1、概述：是从分⼦⽣物学、⽣物化学、细胞⽣物学、解剖学和形态学等不同⽔平上，利⽤多种实验⼿段研究植物体的外部形态和内部结构的发⽣、发育和建成的细胞学和形态学过程及其细胞和分⼦⽣物学机理的科学。
是研究植物⽣长发育及其遗传控制的学科，即研究植物个体发育规律及其调控机理的学科。
⼆、植物的⽣长发育与动物的不同1、植物和动物最早的共同祖先是单细胞的真核⽣物2、动物在胚胎发育中其组成细胞可移动位置，植物的则不能移动，细胞间彼此联结很紧密。
植物外形的形成依赖于不同位置细胞的分裂速度和伸长⽅向的差异3、动物细胞通常没有细胞壁，植物则有。
因此植物细胞死后仍保持⼀定的形态，死细胞和活细胞共同组成植物体。
4、植物细胞⽐动物细胞更容易表现出全能性，容易在⼈⼯培养条件下发育成新的个体。
5、动物胚胎发育完成后⼏乎是全⾯地⽣长，成熟动物体中不在特定部位保留⼲细胞群，不再增加新的器官和组织。
植物则是在特定部位保留有分⽣组织细胞群，形成局部⽣长，⼀⽣中不断形成新的器官和组织。
（1）植物发育是连续的；（2）植物具有⽆限的发育程序6、动物在环境中是可以⾃由移动的，植物则不能主动移动。
7、动物的减数分裂发⽣于形成配⼦体时，只有⼆倍体的动物体，没有单倍体的动物体，因此没有世代交替。
⽽⾼等植物的减数分裂发⽣于形成孢⼦时，既有⼆倍体的体物体，也有单倍体的植物体，两种植物体交互出现形成世代交替。
（1）苔藓植物的⽣活史1）苔藓植物——是过渡性的陆⽣植物。
⼩型的叶状体或有茎叶分化的植物体，具假根；配⼦体发达，孢⼦体寄⽣其上，受精需⽔。
2）苔藓植物⽣活史的特点①具有明显的世代交替，配⼦体发达，孢⼦体退化，孢⼦体寄⽣在配⼦体上；②合⼦在颈卵器内发育成下⼀代植物的雏体（胚），称为有胚植物；③孢⼦⾸先萌发形成绿⾊的原丝体（丝状或⽚状），然后再发育形成配⼦体。
（2）蕨类植物的⽣活史1）蕨类植物——具有根、茎、叶的草本植物（少数⽊本），有维管系统，孢⼦体发达，配⼦体不发达，能独⽴⽣活；受精仍需要⽔。
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二、成花转变
1.成花转变的生理及生化基础
① 成花引发和茎端的成花感受态 • 成花引发：花分生组织分化成花器官之前，植物茎端基本
属性须从营养发育转变为生殖发育，这个过程称为～。 • 成花引发过程包括成花感受态的获得、成花诱导和成花决
控制：LFY促进花分生组织属性发育，而TFL1则促进花 序分生组织的无限生长。 • 另外CAL和AP1也起调控作用。
三、开花时间的遗传调控
1.影响开花时间的突变体及其相关基因
① 迟开花突变体
• 哥伦比亚生态型：co、gi1-2和ld。 • 兰兹贝格生态型：fca、fld、fpa 、 fve 、 fy和 ld；co 、 gi
• 生物钟蛋白LHY和CCA1与SVP蛋白起拮抗作用，在连续 光照下通过促进FT的表达促进开花。
② 光质途径
• 隐花色素可以感受蓝光和紫外光A；光敏色素可以感受红 光和远红外光。
• 光敏色素可以吸收红光或远红外光，在钝化态Pr和活化态 Pfr 之 间 转 化 。 光 敏 色 素 有 PHYA 、 PHYB 、 PHYC 、 PHYD 、 PHYE 。 远 红 外 光 对 开 花 的 促 进 作 用 主 要 通 过 PHYA 来 起 作 用 ； 红 光 对 开 花 的 抑 制 作 用 主 要 借 助 于 PHYB的作用； PHYD、PHYE对开花也起抑制作用。
• 叶和茎端都未达到成花的感受态； • 叶和茎端都已处于开花的感受态，经过（开花）信息诱导
后便能成花。
• 成花决定态：是指植物经过一定营养生长达到成 花感受态后，在叶中感知外界的成花刺激信号， 并产生成花刺激物（或称开花素），成花刺激物 被运输到茎尖发生一定的诱导反应，随之即进入 一个相对稳定的状态，即成花决定状态。
2.花序和花分生组织的发育
① 花序和花分生组织的结构
② 拟南芥花序分生组织发育的遗传控制
• 突变体：emf1-2和tfl
• EMF基因通过促进营养发育，抑制花序的形成。EMF2蛋 白 是 一 个 复 合 物 ， 核 心 蛋 白 包 括 CLF 蛋 白 、 FIE 蛋 白 和 IRA1蛋白的MULTICOPY SUPPRESSOR组分。EMF1和
• 植物的成花决定状态是植物在成花诱导后，具备 分化花芽能力但未开始花芽分化的时期。
② 成花引发的发育调节
• 发育年龄
• 例：玉米通常达到16-17个营养节时才会开花。
➢ 在成年的叶中可能合成一种开花诱导物并传递到营养性的 顶端，必须有足够数量的叶片才能保证合成足够的这种物 质。？
➢ 茎端的分生组织实际上可能已经被决定了，按发育所编程 序，要在完成了额定的营养生长之后，成花的引发才能开 始。？
第八章 花的发育及其调控
1 幼龄期向成年期的转变 2 成花转变 3 开花时间的遗传调控 4 花器官的发育
一、幼龄期向成年期的转变
• 高等植物的发育转变可经历4个阶段：
• 胚胎发育阶段：植物体雏形的发育。 • 幼龄期阶段：由茎端分生组织发育出茎、叶和侧芽，不具
有生殖结构。 • 成年营养发育阶段：苗端分生组织增大，形成更复杂的叶
EMF2复合物共同作用，抑制开花同源异型基因AG。
• TFL1促进花序分枝；TFL2对控制开花时间的基因（FT） 和几个成花同源异型基因起着抑制作用。
③ 玉米花序分生组织发育的遗传控制
• 突变体：ra1、ra2和ra3；id1；zfl1-2 ； dlf1。
④ 拟南芥花分生组织发育的遗传控制 • 拟南芥花序分生组织向花分生组织的转变主要由两个基因
，并获得对开花诱导的感受能力。 • 生殖发育阶段：生殖结构的形成。
1.幼龄期向成年期转变的形态学和生理学特征
• 幼龄期向成年期转变是在茎端中发生的对生殖发育感受能 力的变化，但也伴随着具有种属特异性的各种营养生长性 状的标志出现。
• 形态学变化：叶形、叶的解剖结构、表皮毛等。 • 生理学变化：生长速率、根的产生能力、次生代谢产物的
合成等。 • 见表7-1和表7-2（P289）。
• 茎上的不同发育阶段不但反映发 育时间，而且沿着其茎轴也记录 着不同位置的发育信息。
• 在同一发育阶段的不同结构，如 叶、芽、节及其节间仍保留着该 发育阶段相同的属性。
• 从基部至顶端经历从幼龄期至成 年期的梯度变化。
桉树成年树上的叶（左）和幼年树上的叶（右）
、 fd 、 fe 、 fha 、 ft 和 fwa。
② 早开花突变体
• emf1、emf2、hy1-hy5、pef1-3、sun2、tfl1
2. 开花时间控制的遗传途径
① 光周期途径
• 相关突变体：co 、 gi 、 fd 、 fe 、 fha 、 ft 和 fwa。
• FHA编码光受体蛋白，GI蛋白与光信号输入的生物钟有关 ，CO基因促进开花，FT受CO调节并促进开花。FWA也 位于CO的下游。
• 蓝光通过其受体CRY1和CRY2，对开花起促进作用。
③ 自主途径
• 突变体：fca、fld、fpa 、 fve 、 fy、ld和flK • FCA、FPA、FLK、FY具有与RNA有关的活性，可在春
化反应基因FLC转录后进行调控。 • FVE编码的蛋白与染色质装备和修饰有关。 • FLD编码的蛋白起着组蛋白脱甲基酶的作用。 • LD参与LFY基因的表达调控。
2.幼龄向成年转变的遗传调控
① 突变体及其相关基因
• 幼龄延长突变体：玉米的Tp1-3、Cg、d1、d3、d5、an1、 vp8；拟南芥ga1-3、ga4-1、ga5-1。
• 早熟突变体及相关基因：玉米gl15、miRNA172；拟南芥sqn
、 hst、zip、serrate、SPL与miRNA156、TCL1与GL1。
定。 • 成花感受态：是植物发育至成年足以达到具有被诱导开花
能力的发育状态。
• 成花感受状的几种情况：
• 叶已处于开花的感受态，并输出其已感受的开花信息，但 茎端的发育并未达到对该信息的感知状态；
• 叶未达到感受态，不能提供开花的感知信息，茎端分生组 织已可感知来自叶中输出的开花信息，并对之作出响应；