植物细胞的繁殖与分化
第3章 植物细胞全能性
• 激素在植物生长发育中具有重要的调控作用，也是离体培养 条件下调控细胞脱分化和再分化的主要因素，其中生长素和 细胞分裂素是两类主要的调控培养条件下细胞生长和分化的 植物激素。此外，在有些试验中也显示，GA3、ABA、乙烯等 也在细胞分化中起到一定的调节作用。
3.3离体培养条件下细胞的脱分化和再分化
3.1.3.2离体培养条件下的植物细胞全能性实现的几种途径
a.体细胞培养与植株再生
b.生殖细胞培养与植株再生
c.原生质体培养与植株再生
d.体细胞诱导融合与植株再生
e.转基因植株再生
3.1.4离体培养的植物细胞能体现物种的生物学特性
（一）、培养细胞的新陈代谢
在适宜条件下，离体细胞能够存活，则具有新陈代谢特性。
器官发生途径
胚 状 体 途 径
3.3.4动物细胞的分化与脱分化
3.3.5与脱分化有关的因子及其作用
任何具有完整的细胞核的植物细胞，都拥有形成一个 完整植株所必需的全部遗传信息，即细胞具有全能性。这 种植物所具有的全能性只是一种可能性，要使这种可能性 成为现实性，即使植物细胞、组织或器官离体后，经脱分 化，形成愈伤组织并再生植株，必须满足两个主要条件： 一是离体损伤刺激；二是营养物质及激素的刺激。除此外， 培养温度、光照等对脱分化也有影响。
3．TE细胞分化及其调控
• 作为维管系统的主要成分，管状分子（tracheary elements，TEs）在维管系统的形成中具有中心作用。在植 物系统发育条件下，TEs由根和芽的原形成层或次生形成层 细胞分化形成。在离体培养条件下，TEs则由愈伤组织薄壁 细胞分化形成，这也是愈伤组织细胞分化器官的前提。
3.3.1细胞脱分化和再分化的概念 细胞脱分化:已分化的细胞失去已分化细胞的典型特 征，或消除了细胞分工，使之回复到分生组织状态， 或胚性细胞状态。
植物细胞分化过程顺序
植物细胞分化过程顺序
植物细胞分化是一个复杂的过程，它包括了一系列有序的步骤。
以下是植物细胞分化的主要步骤：
1. 细胞分裂
细胞分裂是植物细胞分化的起始点。
在细胞分裂过程中，一个母细胞通过分裂形成两个子细胞。
这个过程分为有丝分裂和减数分裂两种类型。
有丝分裂是植物细胞分裂的主要方式，它产生两个基因组相同的子细胞，每个子细胞具有与母细胞相同的遗传物质。
而减数分裂则发生在植物进行生殖时，产生配子（精子和卵细胞）。
2. 细胞生长
在细胞分裂后，新形成的子细胞会经历生长阶段。
在这个阶段，细胞体积增大，细胞器增多，同时合成各种代谢所需的酶和其他蛋白质。
细胞生长过程中，植物体内各部分的生长速度是不同的，这决定了植物体的形态和结构。
3. 细胞分化
当细胞生长到一定程度后，它们开始分化成具有特定功能的细胞类型。
植物体内的各种组织，如根、茎、叶、花、果实等都是由一种原始的胚胎细胞分化而来。
分化过程中，细胞逐渐失去其全能性，转变为具有特定功能的细胞。
这些功能可能包括运输、代谢、支持和保护等。
4. 细胞特化
在细胞分化的基础上，有些细胞会进一步特化以适应特定的生理或环境需求。
特化细胞的形态、结构和功能与分化前的细胞相比发生了显
著变化。
例如，导管细胞和纤维细胞的特化有助于植物支撑自身重量；而表皮细胞的特化则有助于保护植物免受环境因素的侵害。
总之，植物细胞的分化是一个有序的过程，包括细胞分裂、生长、分化和特化等阶段。
这些阶段相互协调，最终形成了植物体的复杂结构和功能。
植物细胞的分化和发育
植物细胞的分化和发育植物是多细胞生物，它的生长和发育是细胞分化和组织发生的结果。
植物细胞的分化和发育是一种高度复杂而又精密的生物学过程，涉及到细胞形态、结构、功能等多个方面的变化。
在这篇文章中，我们将探究植物细胞分化和发育的过程以及这些过程中的一些关键事件。
植物细胞的分化细胞分化是指由一种原始型细胞发育出不同类型和功能的细胞。
在植物中，分化一般发生在幼叶、幼根、芽等部位。
这些细胞在分化时经历了一系列的变化，形成了不同类型和功能的细胞。
植物细胞分化的过程可以分为三个阶段。
第一阶段：形成原初分生组织（meristem）植物形成原初分生组织这一阶段发生在胚苗期。
在这个阶段，小孢子开始发芽，形成原初茎尖。
这个茎尖在细胞周期中的分裂旺盛，快速增长，形成原初分生组织。
原初分生组织简单地说就是植物体内的一种活跃的细胞组织，它能够不断分裂并形成新的细胞。
原初分生组织的细胞是未分化的细胞，具有足够的增殖和分化能力。
它能发展成为不同类型和功能的细胞。
第二阶段：分化成植物体的基本组织在原初分生组织形成的基础上，植物体开始发生几何式的增长和分化，形成了基本的组织系统。
这些组织包括根、茎、叶、花等部分。
根是植物生长和发育的一个主要组织。
根发育分为初生根和次生根两种，初生根是由胚芽发育而来的，而次生根是由茎和叶柄发育而来的。
茎是植物生长的主要组织，它是支撑和输送水分养分的重要部分。
茎的生长分为主茎和分枝两种，主茎是最初的部分，而分枝是在主茎之后发展出来的。
茎的生长是由茎尖处原初分生组织中的细胞分化和增殖后形成的。
叶是植物体中负责光合作用的主要结构。
它由叶片、叶柄和叶鞘组成。
叶柄连接叶片和茎，它的生长是由原初分生组织中的细胞分化和增殖形成的。
花是植物的繁殖结构，它由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊组成。
花的形成是由茎尖处原初分生组织中的细胞分化和增殖形成的。
第三阶段：形成分化组织在组成植物体的各个基本组织之后，细胞开始不断分化形成分化组织。
培育技术对植物细胞分裂和分化的影响
培育技术对植物细胞分裂和分化的影响技术的进步对植物细胞分裂和分化过程产生了重要影响。
随着生物工程和农业科技的发展，我们能够利用各种技术手段来促进植物的生长和发育，提高农作物的产量和质量。
本文将探讨培育技术对植物细胞分裂和分化的影响，并从不同的角度进行分析。
首先，通过细胞培养技术可以促进植物细胞的分裂和分化。
细胞培养是一种将植物细胞放入含有适宜营养物质和植物生长调节剂的培养基中，利用适当的生理条件和环境因素来控制细胞的分裂和分化过程。
通过调节培养基的组成、激素的浓度和比例等因素，可以刺激植物细胞的增殖和分化，从而实现植物组织的快速繁殖和培育。
例如，通过细胞分裂和分化，可以从一小块植物组织培养出大量的愈伤组织或植株，实现植物的无性繁殖和病毒快速繁育等。
其次，基因工程技术也对植物细胞的分裂和分化产生了深远的影响。
基因工程是一种通过改变植物细胞的基因表达来改变其形态和性状的技术。
通过将外源基因导入植物细胞中，可以改变植物的生长发育过程，促进细胞分裂和分化。
例如，将抗虫基因导入作物的细胞中，可以提高植物对虫害的抵抗能力；将耐盐碱基因导入盐碱地的作物中，可以提高作物的适应性和产量等。
此外，光合作用和光信号转导技术也对植物细胞的分裂和分化起到了重要的影响。
光合作用是植物细胞中最基本的代谢过程之一，通过光合反应，植物细胞可以将光能转化为化学能，并产生大量的有机物质和氧气。
光信号转导则是植物细胞对光敏感的反应过程，通过光感受器和信号转导途径，植物细胞可以感知光强度、光周期和光质等因素，并据此调控细胞的生长发育。
通过调节光照条件、光周期和光质等因素，可以促进植物细胞的分裂和分化，提高植物的产量和质量。
例如，调节光周期可以控制植物的开花时间；调节光质可以促进植物的生长和发育等。
最后，化学物质和生物激素也对植物细胞的分裂和分化产生了广泛的影响。
化学物质和生物激素是植物细胞分裂和分化的重要调节因子，通过调控植物细胞内的代谢和信号传导，可以促进细胞的增殖和分化。
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
植物细胞的分裂和分化
植物细胞的分裂和分化在自然界中，植物细胞的分裂和分化是非常常见且重要的过程。
正是由于这些过程的存在，植物才能从微小的种子或幼苗茁壮成长，最终变成一棵巨大的树或植物。
在本文中，我们将讨论植物细胞的分裂和分化，探究它们是如何进行的以及为什么它们如此重要。
细胞的分裂细胞的分裂是指一个细胞分裂成为两个或更多个细胞的过程。
这是细胞自我繁殖的一个关键步骤，也是生命的标志之一。
植物细胞的分裂分为两种类型：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂是指细胞核在分裂前进行复制，从而形成两份染色体。
这些染色体排成线状，称为纺锤体，帮助将物质分给每个新细胞。
最终，纺锤体把染色体分给两个新的细胞，这个过程被称为核分裂。
在有丝分裂过程中，细胞分裂成两半，每半含有一份完整的染色体。
这种分裂通常发生在植物生长过程中的有性生殖中。
无丝分裂则是指一种非传统的分裂方式。
这种分裂过程对于有些植物的无性繁殖和生长非常重要。
在无丝分裂过程中，细胞并不完全分裂成两个，而是通过一系列内部变化分裂成数十个、数百个细胞，最终形成一个整体，就像葫芦中的种子一样。
无丝分裂可以让植物在较短时间内形成大量新的细胞，从而快速生长和繁殖。
细胞的分化分化是指一个细胞逐渐转变为另一种类型的细胞的过程。
在植物中，如何分化能够使幼苗细胞逐渐转变为各种不同的细胞类型，如根、茎、叶、花朵和果实等。
某些分化方式可能会产生新的、未知的细胞类型，而一些更为普遍的形式则是创造植物最基本的细胞类型，使它们逐渐成熟，并最终形成新的植物。
植物细胞的分化从一个单一的叶子开始。
幼苗细胞最初包含着与普通分裂的细胞相似的细胞资料。
这些细胞资料使细胞能够进行常规的有丝分裂和无丝分裂。
但是，还需要更多的细胞特异性因子，才能促进细胞分化成各种必要的细胞类型。
这些特异性因子可以来自于植物生长中的各种刺激，如天气、土壤和光线。
它们还可以与其他因素，如蛋白质和激素，一起促进植物细胞的分化。
在一定的条件下，植物细胞逐渐成为各种新的细胞类型，并且开始合作产生新的植物器官。
植物学知识点(全册)
欢迎阅读第一章植物细胞第一节植物细胞的形态结构第二节植物细胞的繁殖第三节植物细胞的生长和分化第一节植物细胞的形态结构一、细胞是构成植物体的基本单位二、植物细胞的形状和大小三、植物细胞的结构四、植物细胞的后含物五、原核细胞和真核细胞1665名“cell 1838如果它 1839”，即：二、植物细胞的形状和大小1.大小：一般细胞直径为10—100μm 。
少数植物细胞较大，如番茄果肉、西瓜瓤的细胞。
原因：①细胞的大小受细胞核的控制作用相关。
②细胞越小，相对表面积越大，有利于细胞与周围环境间物质和能量的交换和转运。
2.形状：单细胞植物，细胞常呈球形。
多细胞植物体，理想状态下，细胞呈正十四 面体（但是这种细胞很少见）细胞的形状与细胞所执行的功能有关。
2.细胞质⑴质膜：（Ⅰ单位膜: Ⅱ主要功能:⑴质膜：（①磷脂双分子层：两排磷脂分子在膜上形成双分子层，亲水的含磷酸的“头部”，朝向膜的内、外两侧；疏水的脂肪酸的烃链“尾部”朝向膜的中间。
②膜的流动镶嵌模型：蛋白质以各种方式镶嵌在磷脂双分子层中，构成膜的磷脂和蛋白质都具有一定的流动性。
暗带，厚2nm,主要成分蛋白质。
明带,厚3.5nm,主要成分类脂。
暗带⑵细胞器(organelle):细胞质内具特定结构和功能的微结构或微器官（亚细胞结构）。
①质体(plastid)：植物细胞特有的细胞器。
Ⅰ质体的类型：根据所含色素不同，分为叶绿体（含叶绿素a 、b 和胡萝卜素、叶黄素）、有色体（只含胡萝卜素、叶黄素）和白色体（不含色素）。
Ⅱ叶绿体(chloroplast)的结构：光学显微镜下,高等植物的叶绿体为球形、卵形或凸透镜形。
电子显微镜下，叶绿体具精细的结构。
Ⅲ叶绿体的功能：进行光合作用的质体。
CO2+H2O[CH2O]+O2光反应：在基粒上进行。
暗反应：在基质中进行。
Ⅳ有色体(chromoplast)和白色体(leucoplast)：1①②（一）原生质体有色体只含有胡萝卜素和叶黄素，它们常存在与果实、花瓣和植物体的其它部分，使植物体呈现黄色、橙色、和橙红色。
植物细胞的分化
植物细胞的分化植物细胞的分化植物体的个体发育，是植物细胞不断分裂、⽣长和分化的结果。
植物在受精卵发育成成年植株的过程中，最初，受精卵重复分裂，产⽣⼀团⽐较⼀致的分⽣细胞，以后，细胞分裂逐渐局限于植物幼体的某些特定部位，⽽⼤部分的细胞停⽌分裂，进⾏⽣长和分化。
在种⼦植物的胚胎中，细胞在形态上已显出了初步的分化，在光学显微镜中可看到细胞的⼤⼩、形状、原⽣质的稀稠及细胞的排列⽅式等随细胞所处部位⽽不同。
进⽽，在胚胎发育成幼苗的过程中，细胞分化更为明显，⾏使不同功能的细胞逐渐形成与之相适应的特有的形态，即在植物体中分化出了各种不同类型的细胞群，从⽽使植物体的成熟部分具有了复杂的内部结构。
在系统发育上，植物越进化，细胞分⼯越细致，细胞的分化就越剧烈，植物体的内部结构也就越复杂。
单细胞和群体类型的植物，细胞⼀般没有不分化或分化不明显，植物体只由⼀种类型的细胞组成。
多细胞植物，细胞或多或少分化，细胞类型增加，植物体的结构趋向复杂化。
被⼦植物是最⾼等的植物，细胞分⼯最精细，物质的吸收、运输，养分的制造、贮藏，植物体的保护、⽀持等各种功能，⼏乎都由专⼀的细胞类型分别承担，因此，细胞的形态特化⾮常明显，细胞类型繁多，使被⼦植物成为结构最复杂，功能最完善的植物类型。
细胞分化是⼀个复杂的问题，同⼀植物的所有细胞均来⾃于受精卵，它们具有相同的遗传物质，但它们却可以分化成不同的形态；即使同⼀个细胞，在不同的内外条件下也可能分化成不同的类型。
那么，细胞为什么会分化成不同的形态？如何去控制细胞的分化使其更好地为⼈类所利⽤？这些问题已成为当今植物学领域最使⼈感兴趣的问题之⼀。
从20世纪初开始，在这⼀领域开展了⼴泛地探索，逐渐了解分化受多种内外因素的影响，例如，细胞的极性、细胞在植物体中的位置、细胞的发育时期、各种激素和某些化学物质，以及光照、温度、湿度等物理因素都能影响分化。
实验形态学就是⽤各种实验⼿段，在整体或离体的情况下研究细胞分化和植物形态建成的⼀门植物学分⽀学科，细胞和组织培养是实验形态学的重要研究⼿段之⼀，它的⽅法是把植物体的⼀个器官、⼀种组织或单个细胞从植物体取出后放在玻璃容器⾥，并在供给适当营养物质的条件下，使它们得以继续⽣存或进⼀步有序地分化成组织和器官。
植物细胞工程名词解释
生物技术（Biotechnology）：是现代遗传学、细胞生物学和分子生物学工具的一个复杂集合体，它是以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性科学技术，又称生物工程，主要包括细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程和生物化学工程。
其中细胞工程和基因工程是酶工程和发酵工程的基础，而酶工程和发酵工程是细胞工程和基因工程的实际应用。
植物生物技术：是现代遗传学、细胞生物学和分子生物学的一个复杂集合体，以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合科学技术。
范畴：同生物技术。
植物细胞工程(plant cell engineering)：植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体等）进行离体诱导使其成为完整植株的技术。
培养基：人工配置的用于细胞生长、繁殖和代谢产物生成、积累的各种营养物质的混合物。
植物细胞的全能性植物的每一个体细胞或性细胞，在一定离体培养条件下都具有再生成完整植株的能力植物细胞分化：d i f f e r e n t i a t i o n导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
植物细胞的脱分化De d i f f e r e n t i a t i o n：使已分化的细胞转化为原始无分化状态或分生细胞状态，形成胚性细胞团或愈伤组织的过程植物细胞再分化Redifferentiation:离体条件下，细胞脱分化形成的无序细胞团或愈伤组织重新进入有序分裂再生为植株个体的过程。
器官发生：离体培养下的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
原生质体培养（Protoplasm culture）是指利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁而获得的完整的具有活力的原生质体的培养。
愈伤组织callus在一定条件下从外植体的切口（伤口）部位生成的无特定结构和功能的薄壁细胞团。
植物的细胞分化
植物的细胞分化一、引言细胞分化是多细胞生物体形态发生的基础。
在种子植物中，由一个受精卵经历一系列的细胞分裂和细胞分化，形成一个具有根端和茎端的胚胎，进而形成种子。
在种子萌发后，长成新的植株。
在整个植物生长发育过程中，由于顶端分生组织活跃分裂的结果，通过一系列复杂的形态发生过程，形成不同的器官和组织，最后开花结实完成其生活史。
所以，事实上，细胞分化在植物形态建成中是一个核心问题，没有细胞的分化就没有形态建成。
细胞分裂、生长、分化是生物体发生的三个基本现象。
植物发育和三个基本现象有时间和空间上的必然联系。
细胞分化是指导致细胞形成不同结构、引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
植物的每个生活细胞具有全能性，但任何一个细胞在其整个生活周期中，只能表达其基因库中的极小部分内容，而各个细胞在不同的时间、空间和内外条件下，表达的内容是不同的，因而就出现了机能和形态的差异。
所以，分化也可说是一个基因型的细胞所具有的不同的表现型。
二、极性与分化极性是植物细胞分化中的一个基本现象。
它通常是指在植物的器官、组织、甚至单个细胞中，在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。
极性一旦建立，则很难使之逆转。
有人指出，没有极性就没有分化。
极性造成了细胞内生活物质的定向和定位，建立起轴向，并表现出两极的分化。
已有证据说明极性在很大程度上决定了细胞分裂面的取向。
而在一个器官的发育中，细胞分裂面的取向对于决定细胞的分化有着重要的作用。
植物细胞的极性是由细胞的电场方向决定的。
因为电场方向决定着细胞内的物质分配，这些物质包括无机盐类、蛋白质、核糖核酸等一些带电荷物质。
同时，生长素的梯度、pH 梯度、渗透压大小、机械压、光照等都能使细胞形成电场，特别是膜上和Ca2+结合的蛋白质带有净的电荷，它在细胞内电场的建立中起着非常重要的作用。
细胞内电场的形成和细胞中带极性的大分子物质的分布是一致的。
所以，电场决定了极性。
由于极性的存在，细胞分裂形成的二个最初相等的子细胞所处的细胞质环境是不同的。
植物细胞的生长发育与分化
三、
1958年，Steward证明了植物细胞的全能性
四、植物细胞的死亡
细胞的死亡有两种形式： 细胞坏死（necrosis)，外界因素造成的 非正常死亡——被动 细胞编程性死亡(programmed cell death)细胞一定生理或病理条件下，依 据自身的“程序”主动结束自己生命的 过程。是正常的生理性死亡。——主动
（1）配子体形成包括胚囊形成；
细胞程序化死亡与细胞坏死的形态特征也截然不同
程序化死亡：其最明显的特征是细胞核和染色质浓缩，DNA 降解成寡聚核苷酸片断，细胞质也浓缩，细胞膜形成膜泡， 最后转化成凋亡小体。 细胞坏死：在细胞受到物理伤害时细胞会发生坏死，它将会 导致膜的破裂Hale Waihona Puke 细胞内含物的流失和组织炎症的发生。
细胞的死亡几乎发生在所 有植物的细胞和组织中。细胞 程序性死亡涉及到许多过程： （2）胚的发育； （3）种子和果实组织的退化； （4-6）组织器官的发育； （7）组织器官的衰老； （8-9）植物体对环境信号和病 原体（菌）的反应。
第三节 植物细胞的生长、发 育与分化
Cell growth， Cell development and Cell differentiation
一、植物的生长
植物的生长是细胞繁殖、发育和分化的结果
表现 在细胞 数量的 增加
主要表现 在植物细 胞的形态 变化及生 理变化。
表现在细 胞形态、 结构和功 能上的特 化
植物的有两种生长方式：吸水涨大和实质性生长
概念：细胞生长指细胞体 积和重量的不可逆的增加。包 括细胞纵向的延长和横向的扩
展，细胞鲜重和干重的增长。
二、植物细胞的分化 cell differentiation
植物和动物的细胞发育和分化
植物和动物的细胞发育和分化细胞是构成生命体的最基本单位，无论是植物还是动物，都需要细胞来进行生理活动和生长发育。
而在细胞发育和分化的过程中，植物和动物又有哪些不同呢？一、植物细胞发育和分化植物的生长和发育与动物有所不同，植物细胞在生长的过程中会不断分裂，形成新的细胞。
植物细胞在发育过程中，会不断增加细胞数目，细胞形态也会发生变化。
植物细胞在分化的过程中，会分化出不同的组织、器官，形成植物整体的结构。
1. 细胞分裂植物细胞的分裂方式与动物细胞有所不同。
在动物细胞中，有丝分裂是最为常见的分裂方式，而在植物细胞中则有独特的有丝分裂和不完全分裂两种方式。
有丝分裂是植物细胞分裂的常见方式，与动物细胞的有丝分裂类似。
在有丝分裂过程中，植物细胞会经历五个阶段：前期、早期、中期、晚期和后期。
这个过程中，细胞核会发生变化，染色体会逐渐分离，并移动到细胞两端，最后分裂成两个相同的细胞。
而不完全分裂则是植物细胞独特的分裂方式。
在此种分裂中，细胞核仅发生一次减数分裂，而不再进行有丝分裂。
细胞质随后分裂形成一系列相互紧密关联的细胞，形成植物体的生长点组织。
这种分裂方式常见于植物的繁殖器官中。
2. 细胞分化细胞分化是指细胞在具体培养条件下，在结构和功能上逐渐发生改变，以形成不同类型的细胞。
在植物中，由于细胞不断地分化形成各个组织和器官，便使植物具有了结构的复杂性和体型的巨大性。
3. 组织器官细胞的分化、不断分裂形成的组织有很多种类，包括表皮组织、营养组织、维管组织、薄壁组织等等。
这些组织相互协调，分工协作，组成植物体的各个部分。
植物的器官包括根、茎、叶、花、果实等等，不同的器官担负着不同的生理和生物学功能。
二、动物细胞发育和分化动物细胞的发育和分化与植物有所不同，动物细胞在发育分化过程中不会像植物细胞那样通过无限制的细胞分裂来创造新的细胞，而是通过特定的发育过程来形成新的组织和器官。
1. 胚胎发育动物细胞的分化开始于胚胎期，在胚胎期，一个受精卵会被分化成不同的细胞类型，每个细胞类型都具有不同的形态和生理功能，最终形成动物的体型和器官。
植物细胞学中的植物细胞生长和分化
植物细胞学中的植物细胞生长和分化植物是大自然中的一个不可或缺的角色，植物具有多样的形态和功能，从基础的生物学角度来看，植物的生长和发育过程是一个非常饶有趣味而不断进展的研究领域。
植物细胞学是探究植物细胞分化、组织、发育和细胞适应的学科，它也是生物学中重要的一个分支。
植物细胞生长是指植物细胞增大的过程，植物细胞的生长过程主要由细胞壁增长和细胞质体积增加两个方面组成。
其中，细胞壁增长是由细胞壁中的纤维素、半纤维素和木质素等物质的合成造成的。
细胞质体积增加是由于植物细胞的质壁吞噬作用，也就是细胞质内部物质合成产生新的胞质，并被细胞质膜包裹成为新的小泡，最终加入到细胞膜中，促进植物细胞生长。
植物细胞分化是指那些原本相似的细胞在生长发育过程中，因为遵循不同的基因调控程序，发生了不同种类、功能和形态的变化过程。
植物体在生长发育过程中，从单一的无性细胞开始，逐渐发育成为具有分化成不同器官的能力的多细胞体。
在分化细胞过程中，许多特殊化的结构和功能形成，如叶片、茎和根等器官的发育，这些都是基于植物细胞分化的。
植物细胞生长和分化的调控机制是一个复杂的过程，其中包括基因表达调控、激素诱导、外界环境刺激等多种因素。
植物细胞生长过程中，基因调控是一个重要的环节，因为细胞生长通常是由基因表达导致的。
植物细胞分化的过程中，激素诱导起着关键的作用，不同种类的激素通过不同的信号传递机制，影响不同的细胞分化。
外界环境刺激提供了生长分化过程中的必要条件，环境因素如温度、光照、水分和营养等因素，对植物细胞形态、生理和代谢产生显著的影响。
温度对植物细胞的生长发育产生了重要的影响，不只是通过影响植物的物理和化学性质，还影响植物基因表达的调控方式。
光照是影响植物细胞生长分化的另一种重要因素，因为植物细胞中的光敏色素可以感受到具有不同波长的光线，并通过自主或外接信号调节植物细胞的生长分化。
总之，植物细胞学的研究促进了对植物体组织和器官发育的认识，它更让人们从细胞的角度去理解植物的生命过程，为植物生长和发展的另一层次研究提供了基础。
植物发育过程中的细胞分化
植物发育过程中的细胞分化细胞分化是植物发育过程中一个至关重要的阶段。
它指的是细胞从同质状态逐渐分化成不同形态和功能的细胞类型。
在植物体内，细胞分化决定了植物各个组织和器官的形成和发育，对于植物的生长、发育和适应环境起着重要的作用。
本文将重点讨论植物发育过程中细胞分化的机制及其调控。
一、细胞分化的基本过程在植物发育过程中，细胞分化包括细胞增殖、细胞扩展和细胞特化三个过程。
细胞增殖是细胞数量的增加，细胞扩展是细胞体积的增加，而细胞特化则是细胞形态和功能的改变。
细胞增殖主要通过细胞分裂来实现。
一般来说，细胞分裂可分为有丝分裂和无丝分裂两种。
有丝分裂是最常见的一种，它包括前期、中期、后期和末期四个阶段。
无丝分裂则是一种特殊的分裂方式，用于形成生殖细胞。
细胞扩展是细胞体积的增加，它在植物体内广泛发生。
细胞扩展主要通过细胞壁的松弛和延伸来实现。
当细胞扩展方向一致时，组织中的细胞会集体扩展，导致整个组织的生长。
细胞特化是细胞形态和功能的改变。
在细胞特化过程中，细胞会产生不同类型的蛋白质和信号分子，从而实现细胞的特异性。
细胞特化还包括形态特化和功能特化两个方面。
形态特化指的是细胞形态的改变，比如根毛细胞的形成；功能特化则是细胞功能的改变，比如形成导管细胞和叶绿体细胞等。
二、细胞分化的调控细胞分化过程受到多种因素的调控，包括基因表达调控、激素调控和环境信号调控等。
基因表达调控是细胞分化中最重要的调控方式之一。
在细胞分化过程中，某些基因的表达被激活或抑制，从而决定了细胞的形态和功能。
这种基因表达调控通常通过转录因子和调控元件的相互作用来实现。
转录因子是一类能够与DNA结合并调控基因转录的蛋白质，而调控元件则是基因调控区域上的一段特定DNA序列。
激素调控也对细胞分化起着关键作用。
激素是植物生长发育的重要调节因子，包括生长素、赤霉素、细胞分裂素等。
这些激素在植物体内的浓度和空间分布上存在差异，从而影响细胞分化的过程。
比如，生长素是促进细胞分裂和细胞扩展的激素，而赤霉素则参与调控根的发育和细胞特化。
第十二章植物的生长与分化
分化 (differentiation):来自同一合子或遗
传上同质细胞转变为异质细胞的过程; 即植 物细胞在结构、功能和生理生化及形态、 机能和化学构成上发生的根本性质的变化 的过程。
例如：从受精卵细胞分裂转变成胚； 从生长点转变为叶原基、花原基； 从形成层转变成输导组织、机械组织、保护组织；
正是由于这些不同水平上的分化，植物细胞才形 成各种组织，各种组织又组成了器官。植物的各 个部分才有不同的形态和生理功能。
导致细胞结构和功 能上的分化成熟
这两类基因表达产物 参与导管分子成熟时 的细胞自溶
（二）分化过程的调控因素 1、细胞分化与极性（polarity）
极性是指植物器官、组织或 细胞在形态结构、生化组成 以及生理功能上的不对称性
个体水平的极性 器官水平的极性 细胞极性
墨角藻极性的形成及其与分化的关系
无极性合 子
分生组织中的组织原细胞是一种决定态的 细胞，分化只能向某一特定方向进行，发 育途径不再改变。（例：中柱原细胞 中柱
鞘和维管组织）
细胞的决定态是相对的, 细胞位置的改变 将导致其分化方向的改变。（例：激光束
切除静止中心，临近的原形成层细胞产生新的 静止中心）
位置效应在细胞分化中起决定作用。
位置效应是决定细胞分化的决定因素
常春藤(Hedera)、女贞(Ligustrum)和天竺葵 (Pelargonium)属植物具有的周缘嵌合的斑纹叶片
在叶原基分化过程中， L1层细胞分化形成叶 片的上下表皮细胞， L2仅分化亚表皮层， L3分化叶肉细胞。
二、植物程序性细胞死亡
程序性细胞死 亡（PCD）： 由有机体控制 的、遵循本身 程序发展的细 胞死亡称为程 序性细胞死亡。
第十二章 植物的生长与分化
植物组织学中的细胞分化与发育
植物组织学中的细胞分化与发育细胞分化与发育在植物组织学中的重要性细胞分化与发育是植物组织学中一个重要的研究领域，它关注的是植物细胞在形态和功能上的变化过程。
通过对细胞分化与发育的研究，我们可以了解植物生长发育的机制，揭示细胞特化的原理，进而有助于培育改良农作物和推动植物生物技术的发展。
一、细胞分化的概念和意义细胞分化是指相同原始细胞在形态和功能上产生差异，进而形成不同类型细胞的过程。
在植物中，细胞分化决定了根、茎、叶等各种组织的形成，使得植物体具有明显的器官结构。
细胞分化的意义在于植物根据环境和内外刺激的需求，通过调控基因表达和细胞信号传导，使细胞逐渐特化成不同的组织和器官，实现形态发生和功能分工，从而保证植物的正常生长和发育。
二、细胞分化的过程和调控细胞分化的过程包括细胞定位、细胞类型决定、细胞扩增和细胞特化等几个关键步骤。
细胞定位是指在细胞分裂和延伸过程中，形成细胞定位信息，使细胞能够在正确的位置进行分化。
细胞类型决定是指在定位的基础上，依靠信号通讯和基因调控，使细胞区分成不同的类型，例如导管细胞、韧皮细胞、根尖细胞等。
细胞扩增是指特化细胞通过细胞分裂和生长，形成特定组织和器官的基础细胞组织。
细胞特化是指细胞依据自身的基因表达和细胞信号进行可逆或不可逆的形态和功能的变化。
细胞分化的调控是由多个内外因素共同作用的结果。
内因素主要包括基因表达调控、激素信号和细胞命运决定等。
基因表达调控是通过调控特定基因的活性和表达水平，影响细胞分化的过程。
激素信号是指激素通过细胞膜受体和内源性信号通路，参与细胞分化和组织发生的调控。
细胞命运决定是指细胞特化的方向和终点，如成为导管元细胞还是韧皮细胞等。
外因素主要包括光照、温度、营养和外界压力等环境因素，它们对细胞分化和发育起着重要的调控作用。
三、植物发育的组织和器官形成植物发育过程中的细胞分化和组织形成是一个协调统一的过程。
在植物体内，不同的细胞相互协作，形成不同的组织和器官。
植物细胞培养技术
植物细胞培养技术植物细胞培养技术是一种以植物体中的组织和细胞作为外植体，在理想的环境条件下进行体外培养和繁殖的方法。
通过这种技术，可以实现植物的无性繁殖、基因转化以及药用植物次生代谢物质的生产等目标。
本文将重点介绍植物细胞培养技术的原理和应用。
一、植物细胞培养的原理植物细胞培养的原理基于植物组织和细胞的可再分化能力。
在适宜的培养基和环境条件下，植物细胞可以分化为新的组织和器官，或者直接分化为整个植株。
培养基中的营养物质和激素是影响和调控细胞分化的关键因素。
通过合理调配培养基的成分，可以促使细胞分化为不同类型的组织和器官。
二、植物细胞培养的步骤植物细胞培养一般分为以下几个步骤：1. 外植体的选择和预处理：外植体通常选择植物体中的组织部分，如茎尖、嫩叶等。
在培养前需要对外植体进行预处理，如消毒、切割等，以确保培养的无菌性和外植体的活力。
2. 培养基的配制：培养基的成分包括营养物质、植物激素和其他辅助物质。
根据培养的目标和所需组织类型的特点，可以针对性地调整培养基的配方。
3. 培养和分化：将外植体放置在培养基上进行培养，适时调整培养条件，如温度、光照等。
在培养过程中，外植体会发生细胞分化和组织构建。
4. 组织增殖和再生：在适当的生长阶段，可以通过分化培养基中的激素成分调节外植体的生长速度和特性，以促使细胞和组织的增殖和再生。
5. 植株移栽：当培养出足够数量和大小的植株时，可以将其移栽到土壤或其他适宜生长的介质中，实现其正常的生长和发育。
三、植物细胞培养的应用植物细胞培养技术在农业、林业、生物技术和药物生产等领域有着广泛的应用。
1. 繁殖与育种：植物细胞培养技术可以实现植物的大规模无性繁殖，从而加快植物的育种进程。
通过外植体培养和细胞分化，可以繁殖出与母体植株相同的新植株。
2. 基因转化：植物细胞培养技术可以实现外源基因在植物细胞中的转化和表达。
通过导入外源基因，可以改良植物的性状，提高农作物的产量和抗逆性，以及生产具有特殊功能的植物。
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质壁分离的各个阶段
（ 观察细胞质膜）
看 到 一 层 透 明 的 薄 膜 ， 即 为 细 胞 质 膜 。 在 高 渗 溶 液 中 细 胞 发 生 质 壁 分 离 ， 可
质体: 分为叶绿体、有色体、白色体（蛋白质和类脂 组成，含有色素，是分散在细胞质中的微小颗粒）
项目 名称 形态 作用 进行光合作用和合成淀粉的场所 叶绿素、叶黄素、胡萝卜素，分 布在叶、幼茎、幼果中 胡萝卜素和叶黄素，呈黄色、橙 黄色或红色。常位于花、成熟的 果实以及某些植物的根部 积累贮藏有机物。包括造粉体、 造油体、蛋白质体三种
植物细胞的基本结构
动植物细胞区别
细胞壁、质体、液泡三部分是植物细胞特 有的结构，动物细胞没有
植物细胞基本构造
胞间层
细胞壁
初生壁 次生壁 质体 线粒体 液泡 内质网
植物 细胞
细胞质
原生质体
细胞核 质体 液泡 贮藏物质
核糖体
高尔基体
后含物
晶 体
模式植物细胞是由细胞壁、原生质体、后含物三大部分组成
模式植物细胞构造图（超微结构）
纹孔结构、类型图Ⅰ 单纹孔Ⅱ 具缘纹孔Ⅲ 半缘纹孔
1.切面观
2.表面观
纹孔类型
纹孔有单纹孔、具缘纹孔、半具缘纹孔三种类型。 1. 单纹孔：次生壁上未加厚的部分呈圆筒形，即从 纹孔膜至纹孔口的纹孔腔呈圆筒状。 2. 具缘纹孔：纹孔边缘的次生壁向细胞腔内呈拱状 隆起，成半圆球形或拱状的纹孔腔。正面观可见三 个同心圈：外圈为纹孔腔的边缘，中圈为纹孔塞的 边缘，内圈为纹孔口的边缘。 3. 半缘纹孔：相临纹孔对的一边是单纹孔，另一边 是具缘纹孔。
果胶
初 生 壁
次 生 壁
纤维素、半纤 维素、少果胶
纤维素、半纤 厚5~10μm，附加生长，厚而 维素及其它物 坚韧，只有厚度的增加，没 质 有面积的扩大
提 示
1. 较厚的次生壁又可分为内、中、外三层 2.两相邻细胞的初生壁和它们之间的中胶层 三者合称为“复合中层” 3.植物细胞一般都具有初生壁 ，但并不都 具有次生壁。
液泡
• 液泡是植物特有的机构之一，随着细胞的 逐渐生长，积聚而形成液泡 • 液泡内的液体称细胞液，是细胞代谢过程 中产生的多种物质的混合液。无生命 • 液泡外有液泡膜
其他各种细胞器图
线粒体
高尔基体
内 质 网
其他各种细胞器
项目
名称
线粒体
形态
卵球形或棒状
作用
有氧呼吸的主要场所
内质网 核糖体
高尔基体 液泡
洋葱表皮细胞显微结构图（低倍镜）
洋葱表皮细胞显微结构图（高倍镜）
细胞质
1. 细胞质：是充满在细胞壁以内，细胞核以外的 原生质，有时就称它为原生质。又分为胞基质和 细胞器。 2.特性：细胞质有半透明、半流动的基质。 3.作用：是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞质与细胞壁相接触的膜为质膜。 4.功能： 能阻止细胞内的有机物渗出，又能调节水和无机 盐及其他营养物质进入细胞，并使废物排出
叶绿体
球形或 扁球形 杆状、针状、颗 粒状或不规则形 球形
有色体
白色体
三种质体可以转变
叶绿体
细胞器：质体图
有 色 体
质体是植物细胞特有的结构之一
白色体
细胞生长及液泡形成过程
年幼的细胞里， 细胞质充满整个 细胞，随着细胞 的生长发育到成 熟时，由于中央 大液泡的形成，
将细胞质挤压到
细胞的周围，紧 贴着细胞壁。
任务一 识别植物细胞的 基本结构
植物细胞的形状和大小
细胞的形状：多种多样 1.长筒形 2.长柱形 3.圆形 4.星形 5.多角形 6.长方形 7.长梭形 细胞的大小：差异很大， 一般20~50~100m
原生质及其特性
概念： 1.原生质是细胞内有生命物质的总称。细胞的一 切代谢活动都在这里进行。 包括部分：细胞质、细胞核、质体、液泡等几部 分。 2. 原生质：是组成原生质体的物质基础。 成分：水85-90%、蛋白质7-10%、 脂类物质1-2%、其他有机物1-1.5%、 无机物1-1.5% 性质：无色半透明、具有弹性、有折光 性的半流动的亲水胶体。
纹孔和胞间连丝 (2)
---胞间连丝plasmodesmata
细胞壁结构图1
相邻两细胞的壁分为：胞间层、初生壁、次生壁三层。
细胞壁结构图2
一
二
一、横切面 二、纵切面 1、细胞腔 2、三层次生壁 3、胞间层 4、初生壁
胞间层、初生壁、次生壁区别
形成 时期 胞 间 层 细胞分 裂末期 细胞生 长过程 中 细胞停 止生长 后 成分 特点 粘合力强，性质不稳定，容 易在酸、碱、酶的作用下破 坏 厚1~3μm，填充生长，网架 结构，薄而可延伸，可随细 胞生长不断扩大表面积
纹孔和胞间连丝(1) ---纹孔pit
• 纹孔：次生壁在加厚的过程中，在很多地方留有 一些没有增厚部分，只有胞间层和初生壁，这种 较薄的区域，称为纹孔。纹孔在相邻的两个细胞 相同部位的细胞壁上成对出现，称为纹孔对。 • 结构：分为纹孔膜、纹孔腔、纹孔口、纹孔塞几 部分。 * 作用：有利于细胞间物质的运输。
网状 椭圆形小体
扁囊状或泡状 泡状
增大了细胞内膜面积 合成蛋白质的场所
形成细胞壁或分泌物质
维持细胞紧张度，贮存物 质等作用
液泡是植物细胞特有的结构之一
细胞核(nucleus)
• • • • • • 细胞核是细胞生命活动的控制中心。 结构：可分为核膜、 核液：细胞核膜内呈液体状态的物质 核仁：蛋白质和核糖核酸组成 染色质 功能： 1.控制细胞的遗传特性 2.控制和调节细胞内物质的代谢途径 3.决定蛋白质的合成
细胞核超微结构图
细胞壁(cell wall )
细胞壁是植物细胞特有的结构之一 细胞壁作用:保护和支持细胞的作用。 1.细胞壁的层次：分为胞间层、初生壁、次生 壁三层。 2.纹孔和胞间连丝：纹孔有单纹孔、具缘纹孔、 半具缘纹孔三种。 3.细胞壁的特化：有木质化、木栓化、角质化、 粘液化和矿质化五种。
1. 细胞壁 2. 细胞膜 3. 细胞质 4. 细胞核 5. 液胞 6. 溶酶体 7. 高尔基体 8. 叶绿体 9. 线粒体 10. 光滑内质网 11. 粗糙内质网 12. 核糖体
（一）原生质体
• 原生质体是细胞内有生命物质的总称，细 胞的一切生命活动都在这里进行，它包括 细胞质、质体、线粒体和细胞核等，此外 细胞中还含有多种非生命的物质，称细胞 后含物。