植物发育生物学-根的发育1
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。
发育生物学课程介绍
《发育生物学》课程介绍Developmental Biology一、课程编号：二、课程类型：限选课适用专业：生物技术本科专业授课时间：大四上学期课程学时/学分：理论教学48学时/3学分先修课程：组织胚胎学、动物学、植物学、细胞生物学、基因组学三、内容简介：发育生物学是有机体生命现象的变化发展，是有机体不自我构建和自我组织过程。
发育生物学是研究生命体发育过程及其本质现象的科学，是近年来随着生命科学领域各学科的进展，尤其是分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学等学科进展及其与胚胎学的相互渗透而发展形成的一门新兴学科；是当今生命科学研究的前沿阵地和主战场之一。
发育生物学的研究对象，其一，研究个体发育的机制，即生命个体的生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、成熟、衰老和死亡的发展过程的机制；其二，研究生物种群系统发生的机理。
此外，异常的发育，如肿瘤、畸形等病态发育亦纳入发育生物学的研究范畴。
发育生物学作为当代生命科学研究的最活跃的领域之一，一方面将分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、生理学、免疫学、胚胎学、进化生物学及生态学等多种学科汇集一起，综合运用，揭示生命发育的本质规律；另一方面，发育研究已存在于生物学的各个领域，成为其他学科的基本要素，发育生物学研究发展必将促进其他学科领域的发展。
因而，发育生物学是很重要的基础学科之一。
发育生物学与医药卫生、农业生产和生物资源的利用关系密切，例如对受精和早期胚胎发育机制，肿瘤、爱滋病、畸形发育的机制，衰老机制等的揭示，对计划生育、优生优育、健康生活和农林牧生产等都有深刻影响。
本课程是生物信息学院的专业基础课，使学生了解模式生物个体发育的一般规律和概念，从细胞和基因水平上如何控制受精、个体发育、性别发育的原理，以及当今在发育生物学研究方面的基本方法和技术。
四、选用教材：《发育生物学基础》（影印版）作者：Jonathan M. W. Slack高等教育出版社《发育生物学》教学大纲一、课程编号：二、课程类型：限选课适用专业：生物技术本科专业授课时间：大四上学期课程学时：理论教学48学时/3学分先修课程：组织胚胎学、动物学、植物学、细胞生物学、基因组学三、发育生物学课程介绍发育生物学是有机体生命现象的变化发展，是有机体不自我构建和自我组织过程。
不定根的形成过程
1，2
，GAO Xiao－yu
3
，ZHA You－gui
1，2
，WANG Jing
1，2
，WANG Bin
1，2
，
XIAO Chun
1，2
，YE Min
1，2
（1．Key Lab of the Ministry of Education for Agro－biodiversity and Disease Control，Kunming 650201，China；
基是指在压条、枝或叶扦插过程中，经过切伤和一定
环境条件的诱导而形ห้องสมุดไป่ตู้的根原基。不定根的形成与
许多内外因素有关，尤其是植物激素。生长素在不定
根形成中起着关键作用，乙烯、细胞分裂素、赤霉素
（GA）和脱落酸等在不定根形成中也起重要作用。
1．1
植物激素
1．1．1
生长素植物生长素包括吲哚乙酸（IAA）、
吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）和2，4－D等
2．College of Plant Protection，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；
3．Institute of Information Research，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei 230031，China）
Abstract：The mechanism of different plant growth regulators affecting adventitious root formation and several common methods
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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汇报人：XX
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
单击添加文档标题
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
添加标题
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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
名词解释：发育生物学
名词解释：发育生物学
发育生物学是研究生物体从受精开始到成熟的整个过程的科学领域。
它涉及到生物体从单细胞阶段到多细胞体的组织和器官发育的各个阶段。
发育生物学的研究对象包括动物、植物和微生物等各种生物。
发育生物学的主要目标是理解生物体是如何在遗传和环境因素的交互作用下形成、生长和分化的。
发育生物学研究的基本过程包括受精、发育和成熟。
受精是指雌性生物的卵子和雄性生物的结合形成受精卵。
发育是指受精卵通过细胞分裂和细胞分化逐渐形成多细胞体的过程。
在发育过程中，细胞会通过特定的分裂和分化方式形成不同的组织和器官。
成熟是指生物体达到其最终形态和功能的阶段。
发育生物学的研究方法包括实验研究和观察研究。
实验研究可以通过改变遗传和环境因素来探究其对发育过程的影响。
观察研究则通过观察和记录发育过程中的现象和变化来理解生物体的发育机制。
现代发育生物学中还应用了分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科的方法和技术。
发育生物学在许多领域具有重要的应用价值。
例如，在医学领域中，发育生物学是研究胚胎发育和生长的基础，对于理解疾病的发生和治疗具有重要意义。
在农业领域中，发育生物学可以帮助改良作物品种和提高农作物产量。
此外，发育生物学还对环境保护和生物技术等领域的发展起到重要作用。
总之，发育生物学是研究生物体发育过程的科学领域，通过研究遗传和环境因素的交互作用，帮助我们理解生物体形成、生长和分化的机制，对于医学、农业和环境保护等领域具有重要的应用价值。
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。
《发育生物学》课程笔记
《发育生物学》课程笔记第一章：发育生物学的概述一、发育生物学的定义和研究范围1. 定义：发育生物学是生物学的一个分支，它专注于研究生物体从单个细胞（通常是受精卵）开始，经过细胞分裂、分化、形态发生、组织形成和器官发育等过程，最终形成成熟个体的全部生物学过程。
2. 研究范围：- 细胞层面的发育：包括细胞周期、细胞分裂、细胞命运决定、细胞迁移等。
- 分子层面的发育：涉及基因表达调控、信号转导途径、转录因子和网络调控等。
- 形态发生和器官形成：研究生物体的形态变化、轴的形成、器官原基的诱导和分化等。
- 发育过程中的遗传和环境因素：探讨遗传变异、表观遗传学、环境因素如何影响发育过程。
- 发育异常和疾病：研究发育过程中的异常如何导致疾病和畸形。
二、发育生物学的发展历程1. 早期探索（17世纪- 19世纪）：- 显微镜的发明使得科学家能够观察胚胎的早期发育。
- 卡尔·冯·林奈（Carl Linnaeus）和卡尔·恩斯特·冯·贝尔（Karl Ernst von Baer）等人的工作奠定了胚胎学的基础。
2. 胚胎学时期（19世纪末- 20世纪初）：- 柏拉图生物学假说和重演论（Recapitulation theory）的提出。
- 奥古斯特·魏斯曼（August Weismann）提出了种质论，区分了体细胞和生殖细胞。
3. 细胞和分子生物学时期（20世纪中叶- 至今）：- 发现DNA双螺旋结构，开启了分子生物学时代。
- 发育遗传学的发展，如同源框（homeobox）基因的发现。
- 克隆技术的应用，如克隆羊多莉（Dolly）的诞生。
三、发育生物学与其他学科的关系1. 与胚胎学的关系：- 发育生物学是胚胎学的延伸，两者都关注生物体的早期发育，但发育生物学更侧重于分子和细胞机制。
2. 与遗传学的关系：- 遗传学提供了理解发育过程中基因如何传递和表达的基础。
- 发育遗传学领域的研究揭示了基因如何控制发育过程。
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
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肾蕨
其他蕨类蕨
桫椤 有柄石韦
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槐叶苹(Salvinia)
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松柏类植物的生活周期
43
松柏类的生活 周期
44
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
发育生物学课程教学大纲
《发育生物学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程名称：发育生物学英文名称：Developmental Biology课程类别：专业课学时：54学分：3.0适用对象: 生物科学专业06级本科生考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30％先修课程：本课程是在植物学、分析化学、有机化学、动物生物学、细胞生物学等课程之后开设的。
二、课程简介发育生物学是研究生命体发育过程及其本质的科学。
发育（development）是有机体生命现象的变化发展，是有机体不断自我构建和自我组织的过程。
发育生物学是近年来随着生命科学领域各学科的进展，尤其是分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学等学科进展及其与胚胎学的相互渗透而发展形成的一门新兴学科，是当今生命科学研究的前沿阵地和主战场之一。
Brief introduction to the course of Developmental BiologyDevelopmental Biology is a discipline to investigate the process of development ant its mechanism. Development is a process of dynamic variation, and self-construction and self-organization of organism. With the rapid progress of Molecular Biology, Cell Biology, Genetics, Biochemistry and their penetration with embryology, Developmental Biology is now developing into a novel discipline of the most important disciplines in the field of life sciences.三、课程性质与教学目的发育生物学的研究对象，其一，研究个体发育的机制，即生命个体的生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、成熟、衰老和死亡的发展过程的机制；其二，研究生物种群系统发生的机理。
【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。
认识植物根的发育教案
认识植物根的发育教案一、教学内容：植物是生命界中的一类重要生物，而植物的的根系更是植物生长发育中不可缺少的组成部分。
因此，认识植物的根的发育过程不仅有助于我们深入了解植物的生长发育规律，也对我们理解和开拓植物栽培生产有着积极的作用。
二、教学目标：1.了解植物根系的基本构造和发育过程。
2.深入理解植物根系在生长发育中的关键作用。
3.掌握植物根系的养护和管理方法。
3、教学评价：由于植物的根系发育是一个较为复杂的生长过程，因此我们可以通过学生小组、生长实践和知识竞赛等多种方式来提高教学效果和评估效果。
四、教学过程：1.了解植物根系的概念定义和特点：第一节课我们可以让学生通过PPT、图书和自然观察等方式了解植物的根系基本概念和特点，让他们清晰地认识到植物根系是贯穿植物生长发育全过程的关键组成部分。
2.认识植物根的发育过程：第二节课我们则需要更加深入地介绍植物根系的发育过程和发育阶段。
在教学过程中我们可以通过展示相关PPT、照片和植物根系试剂盒等方式让学生真切体会到植物根系从发芽、生根、生出侧芽等不同阶段的发育变化，以期让学生真正掌握植物根系在生长发育中的重要作用。
3.学习植物根系的养护和管理方法：我们需要对植物根系的养护和管理方法进行介绍。
教学过程中我们可以通过展示实例、现场观察和讨论等方式让学生了解到针对不同种类和阶段的植物根系，我们需要采取不同的管理措施，以确保植物根系的健康发育和最终的丰收效果。
五、教学体会：通过这样一系列的教学活动，我们能够让学生更加深入的认识和了解植物根系的发育过程和发育规律，进而掌握植物根系的养护和管理知识，这对于植物生产和生态环境的改善都有着重要的作用。
在教学活动中，我们需要充分借助现代化教学手段和多种资源，以期让学生在互动和实践中体验到知识的创造和探索乐趣，从而将生长发育的知识浸润在他们的头脑中，更好地服务社会和人类进步。
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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2）基因RBR 与细胞分裂素的调控途径
野生型静止中心下方有一层根冠小柱干细胞，分生出数层已分化的内含淀粉 粒的根冠小柱细胞。 抑制RBR的表达导致异位的根冠小柱干细胞形成。而这些干细胞的属性取决 于QC的存在，如果QC遭到破坏，这些干细胞迅速分化为含淀粉粒的成熟根 冠小柱细胞。
RBR 功能：可能直接影响干细胞的分化。诱导RBR高 水平表达会加速细胞分化，使干细胞属性消失；而
接的中柱鞘细胞更利于进行侧根的启动。。
细胞分裂素和生长素在根和不定根的发育中起着相 互拮抗的作用。生长素促进侧根的形成，而生理学 浓度的细胞分裂素则抑制根的形成。 乙烯：高水平的乙烯可局部抑制通过中柱鞘的生长 素的极性运输，从而诱导侧根的发育。
生长素、乙烯和细胞分裂素调控侧根启动部位
左边的生长素流将诱导导 根冠高浓度细胞分裂素将 导管分化可诱导乙烯的产 管形成，右边的生长素 拮抗 IAA,抑制在根尖周 生，乙烯按径向方向释 流则维持中柱鞘细胞分 围产生侧根。 放并抑制在中柱鞘细胞 生活性的特征。 附近的 IAA极性运输，
PLT1/PLT2 功能：特化静止中心和维持干细胞活性。
异位表达PLT 基因可使胚根形成额外的静止中心及
其干细胞。
通过生长素运输的导向维持生长素在根分生组织中的高浓度（蓝绿色）， 从而诱导PLT的表达，而该基因的表达是保持静止中心及其干细胞属性所 必需的。PLT的表达与SCR在内皮层中表达的重叠（黄色部分）锁定了干细 胞的微环境范围。
素抑制根的伸长生长，引起根向地性。
5.3.2
重力信号的感受
根对重力的反应可分为4个步骤完成：
1）感受重力的刺激方向； 2）将这一刺激的生物物理信号转变成生物化学的
信号（信号传导）； 3）将这一信号转移到反应组织中； 4）在相应的器官中产生反应，出现弯曲。
平衡石理论假说(starch-statolith theory)： 植物的每个器官都存在着许多平衡细胞，每个平衡细 胞又有许多平衡石（如淀粉粒等），是它们首先感 受根向地性的重力信号。
根， 不定根上也 可发育出侧根。
初生根和次生根 ：
凡属胚根直接产生（主根）或间接产生（侧根）的根均称初生根，所 有不定根均属次生根；
玉 米 根 系
萌发2-3 天后发育出初生根 (primary 6周后发育出支柱根 (brace root, root,PR BR)。 )，萌发1周后在 盾片节上产生种根(seminalroot,SR)，萌发10天左右发育出
分化速率，较早沉积细胞壁物质，导致导管比较狭窄。 与此相反，后生木质部导管在细胞壁物质沉积前有较 多时间伸长，所以导管比较宽。
第 5 章
根的发育及其调控
5.1 初生根的形态结构 5.2 初生根的发育 5.3 初生根向地性的调控
5.4 侧根的发育及其调控
5.5 根毛的发育
向地性
伸长区：
• 位于分生区的上方。 • 分生区细胞和伸长区细胞共同作 用导致根的伸长生长。 • 伸长区细胞加速了分化，最早的 导管和筛管出现。
根毛区：
• • • 位于伸长区的上方，细胞已停止生长，并多已分化成熟，
故称成熟区。
成熟区表皮常产生根毛，因此也称根毛区。 根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成，不分枝，长约0. 08～1.5mm。
5.5 根毛的发育
上层细胞 (ut) 顶细胞 (ac) 合 子 基细胞 (bc) 下层上部细胞(ult) 下层细胞 （lt) 下胚轴(hc) 根(rt) 下层下部细胞(llt) 根组织干细胞群 (近端干细胞) 静止中心(qc) 胚根源细 根冠小柱干细胞(crc) (hy) (远端干细胞)
胚柄细胞
（su)
5.2.1 胚胎发生时初生根的来源
拟南芥胚的图式发育示意图
2. 初生根根端分生组织的维持机制
三种途径调节根端分生组织的维持 1）基因SHR/SCR、PLT1/PLT2与生长素极性运输
的调控途径
2）基因RBR调控
3）细胞分裂素调控途径
SHR/SCR 的表达
1）基因SHR/SCR、PLT1/PLT2 与生长素极性运输的调控途径
静止中心与干细胞微环境
干细胞微环境 分生区 伸长区
近端干细胞 静止中心 远端干细胞
静止中心：
在根的根端组织研究中，包括
根的正常发育、各种手术处理， 以及 DNA 合成的标记示踪等 各项研究，发现一个普遍存在 的现象，即在根最远端的一群 原始细胞不常分裂，大小变化 很小，合成核酸和蛋白质的速 率也很低，组成一个区域，称 为不活动中心或称静止中心。
引起局部生长素累积而
诱导该处细胞分裂及其
侧根原基的启动。
2. 侧根启动的遗传调控
ALF4(ABERRANT LATERAL ROOT FORMATION 4)基因 - alf4 突变体的侧根完全不能启动。
shr 与scr 突变体
(b) (a)突变体 野生型：中柱（黄色）位于中心；外层分别为表皮和侧生根冠（白色）； shr/scr：基本组织只有一层。
基本组织（橙红色），其中外层为皮层，内层为内皮层。
SHR/SCR 功能：对静止中心属性的特化是必不可少
的，控制皮层和内皮层干细胞子代细胞的平周分裂。
负向地性(negative gravitropism)：与重力拉引方向 相反的植物向上生长。 正向地性(positive gravitropism)：与重力拉引方向 相同的植物向下生长。 横向地性(diageotropism)：与重力拉引成直角方向 的水平生长。 斜向地性(plagiogeotropism)：与重力拉引成直角之
分生区：
• 位于根冠上方，长约1～2mm，由分生细胞组成。 • 分生区最前端是原分生组织，其上方为原分生组织衍生细胞 形成的初生分生组织。 • 初生分生组织的细胞已有了初步的分化，并形成原表皮、基 本分生组织和原形成层三部分。 • 进一步分化，原表皮→根的表皮，基本分生组织→根的皮层 ，原形成层→维管柱。
生长素输入载体AUX1存在于根冠小柱和侧生根冠中， 促进生长素由根尖向远端伸长区运输，这种运输是 根向地性所必需的。 生长素输出载体PIN3分布在根冠小柱侧面细胞的表 面上，在重力的刺激下可重新分布。但并不起重要 作用。
2. 细胞分裂素也能控制根向地性
根水平放置时，细胞分裂素不对称分布，下侧多，而细胞分裂
外的固定角度的生长。
植物激素的浓度决定着对根和茎的生长是促进还是 抑制作用。
生长素促进根生长的适宜浓度为10-9mol/L,而对茎生长的适 宜浓度为10-5mol/L。
5.3.1 植物激素不对称分布与根向地性的调控
1. Cholodny-Went 模型 (生长素）
当茎被横放时，在重力作用下，生长在上下两部分是不对称的， 上侧多，下侧少，使下侧细胞伸长，引起茎的负向地性；在根中 这种生长素不对称分布引起根正向地性。
根中平衡细胞位于小柱内
拟南芥小柱和侧生根冠细胞的超微结构。小柱细胞与侧生根冠细胞 不同，它有可沉降的造粉体（红色表示）和一个外围的内质网。
第 5 章
根的发育及其调控
5.1 初生根的形态结构 5.2 初生根的发育 5.3 初生根向地性的调控
5.4 侧根的发育及其调控
5.5 根毛的发育
侧 根 的 显 露 和 伸 长
原基顶部细胞数增加，表面其顶端分生组织的干细胞开始活跃， 侧根原基基部的细胞增大，但顶部细胞数不变，使原基穿过主 侧根原基经过2个阶段形成成熟的侧根。 根的表皮、皮层和内皮层。 侧根开始伸长。
拟南芥侧根启动时的形态和解剖学特征
(c) (b) 已显露出来的侧根横切面，它紧靠木质部极的一侧； (a)两组可区分的中柱鞘细胞，一组是（黄色细胞）紧靠木质部 侧根启动时两个大细胞之间并排着两个短小的细胞（侧根缔 极的一侧，另一组紧靠韧皮部极的一侧（橙红色细胞）。 造细胞），富含细胞质 ；
- PIN3: 分布在根冠小柱侧面细胞的表面，在重力刺激 下可重新分布； - PIN4: 位于静止中心及其周围细胞的交界面，使生长 素按梯度分布，维持着分生组织的存在。
生长素对初生根维管分化的调控
- 高浓度生长素可诱导木质部导管分子的形成 - 低浓度生长素可诱导韧皮部筛管分子的形成 - 中柱鞘生长素流可促进在较近一侧的原生木质部导管
第 5 章
根的发育及其调控
5.1 初生根的形态结构及其功能 5.2 初生根的发育 5.3 初生根向地性的调控
5.4 侧根的发育及其调控
5.5 根毛的发育
1. 根的类型
主根： 种子萌发时胚根突破种皮，直接产生的根。 定根 根 侧根：根产生的各级分枝。可分一级至多级侧根。
不定根：由茎、叶、老根或胚轴等不固定位置上发生的
5.4.1
侧根发育的阶段划分
1）侧根的启动，激活中柱鞘中的侧根缔造细胞分裂 及其脱分化； 2）高度组织化的侧根原基发育； 3）侧根原基通过细胞增大使侧根显露； 4）侧根分生组织的形成使侧根持续生长。
侧 根 原 基 的 形 成
Ⅱ:缔造细胞及其子代细胞平周分裂形成外层 Ⅰ:中柱鞘细胞不对称分裂后形成缔造细胞及其子代细胞。 (OL)和内层细胞(I Ⅲ:OL细胞经过平周分裂形成有 Ⅴ Ⅳ:IL细胞经过平周分裂形成有 -Ⅶ: 表皮、皮层、内皮层、中柱鞘分化结束。 3 4 层细胞的侧根原基。 层细胞的侧根原基。 L)。
冠状根(coronal root,CR)。
2. 根系
直根系： 有明显的主根，裸子植物和双子叶植物 ，如大豆。 须根系：无明显的主根，单子叶植物，如玉米、小麦。
双子叶植物初生根结构
根冠：
根冠为薄壁细胞组成的帽状结构。 多数植物根冠细胞内含淀粉体（造
粉体）。一般认为这些淀粉体与根
的向地性有关。 此外，根冠的外层细胞可分泌粘液 使根尖易于在土壤颗粒间推进，减 少阻力，并保护幼嫩的生长点不受 擦伤。