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第一章植物细胞和组织《植物与植物生理》第一章微课件植物细胞分裂、生长和分化主要内容植物细胞分裂的方式：有丝分裂、减数分裂和无丝分裂细胞周期的划分有丝分裂、减数分裂和无丝分裂的过程及特点植物细胞的生长与分化及发生的变化学习目标说出植物细胞分裂的主要方式。识别细胞周期的各个时期。概述有丝分裂、减数分裂和无丝分裂的过程及特点。举例说出植物细胞的生长与分化及发生的变化。重点和难点重点：有丝分裂和减数分裂的过程及特点难点：1.减数分裂过程中染色体数目的变化2.细胞分化的实质细胞分裂主要有三种方式有丝分裂（mitosis）无丝分裂（amitosis）减数分裂（meiosis）一、细胞周期（cellcycle）（一）细胞周期的概念连续分裂的细胞从一次分裂结束开始，经过物质的积累过程到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。（二）细胞周期示意图G0G1G2SMG0期：休眠期G1期：DNA复制前期S期：DNA复制期G2期：DNA复制后期M期：分裂期细胞分裂周期（三）细胞周期时间细胞周期时间的变化不同植物的细胞以及不同类型的细胞，其完成一个细胞周期的时间有明显的差异，例如：蚕豆根尖细胞：19.3h紫露草20h细菌20min植物细胞周期所经历的时间一般在十几个小时至几十小时之内，其中S期最长。二、有丝分裂（mitosis）有丝分裂的过程G1期间期S期（interphase）G2期前期(prophase)核分裂中期(metaphase)后期(anaphase)末期(telophase)胞质分裂(cytokinesis)（一）细胞分裂间期1.复制前期（G1期）：最明显的细胞学指标是核仁由于积累了大量的核糖核酸（RNA）而迅速增大。2.复制期（S期）：合成DNA，复制期结束，DNA含量比原细胞增加了一倍。3.复制后期（G2期）：DNA含量不再增加，只进行少量的蛋白质的合成。（二）有丝分裂期核分裂核分裂时，在形态上表现为一系列变化，分为前期、中期、后期和末期等四个时期。胞质分裂子细胞前期中期后期末期前期核内的染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂以及纺缍体开始形成。中期染色体排列在赤道板上，纺缍体完全形成时期。是观察染色体数目、形态和结构的最好时期。后期双股的染色体着丝点分开，形成两条染色单体，分别由赤道板向细胞两极移动。末期染色体解螺旋成染色质，核仁、核膜重新形成，赤道板处逐渐形成细胞壁，形成两个子细胞。（三）有丝分裂的特点和意义特点：1、核分裂和胞质分裂两个阶段中，细胞核的变化最大。2、每次核分裂必须进行一次染色体的复制。意义：由于染色体复制，子细胞与母细胞具有相同的遗传物质，保持了细胞遗传的稳定性。三、减数分裂(amitosis)在减数分裂过程中，细胞连续分裂两次，但染色体只复制一次，因而，同一母细胞分裂成4个，子细胞的染色体数只有母细胞的一半。在种子植物中，减数分裂发生在花粉母细胞形成单核花粉粒（小孢子）和胚囊母细胞形成单核胚囊（大孢子）时期。（一）减数分裂的过程1.第一次分裂（减数分裂Ⅰ）前期I中期I后期I末期I子细胞前期Ⅰ细线期(leptotene):染色质螺旋卷曲，出现细丝状。偶线期(zygotene):同源染色体两两配对——联会。粗线期(pachytene):染色体缩短变粗。双线期(diplotene):联会的同源染色体开始分离。终变期(diakinesis):染色体缩至最小长度，纺锤丝出现。ProphaseI细线期染色质已复制，但仍呈单条细线状，看不到成双的染色体。染色体由两条染色单体组成。偶线期染色体逐渐变短变粗。联会：同源染色体成对靠拢，进行配对。同源染色体：指分别来自父本和母本，但形状、大小相似，基因顺序相同的两条对应染色体。同源染色体联会后成为二价体或四分体。粗线期染色体缩短变粗。染色体片段交叉互换。双线期染色体长度进一步变短。联会复合体逐渐消失，同源染色体相互分开。终变期染色质又被包装压缩成染色体。核仁消失，四分体均匀地分布在核中。染色体交叉逐步向染色体端部移动。中期Ⅰ（MetaphaseI）：染色体排列在赤道板上，纺缍体形成。后期Ⅰ（AnaphaseI）：每对同源染色体分开，分别进入细胞两极，两极的染色体数目只有原来的一半。末期Ⅰ（TelophaseI）：染色体解螺旋变为染色质，核膜出现，赤道面形成细胞板，将母细胞一分为二，二分体形成。中期I同源染色体着丝点对称排列在赤道板两端。后期I同源染色体分离。非同源染色体自由组合，移向细胞两极。末期I细胞一分为二。2.第二次减数分裂（减数分裂Ⅱ）前期II中期II后期II末期II子细胞前期II染色体再次聚集。再次形成纺锤体。中期II染色体着丝点排在赤道板上。后期II染色体着丝点分离，染色体移向两极。细胞一分为二，染色体完全分离。形成新的细胞壁。后期II（二）减数分裂的特点从减数分裂Ⅰ到减数分裂Ⅱ，细胞没有进行DNA复制，不存在间期或极短的间期，便进入减数分裂Ⅱ。减数分裂Ⅱ实际是一次普通的有丝分裂。通过“联会”和“交叉”，每个子细胞的染色体数目比母细胞减少一半，4个子细胞聚在一起时称四分体。（三）减数分裂的意义染色体的数目减少，避免后代染色体数目加倍，保证物种染色体数目的恒定，即保持物种特性。通过同源染色体的交叉，产生遗传物质重新组合，使两个性细胞（配子）的结合产生后代遗传性更为丰富多样，产生的变异大，对环境适应可能性也较大，进化可能性越大。四、无丝分裂(amitosis)无丝分裂：是指间期核不经任何有丝分裂时期，直接分裂，形成两个子细胞。（一）无丝分裂的方式横缢、纵缢、出芽、碎裂等。（二）无丝分裂的特点过程简单，无染色体和纺缍丝的形成，能量消耗少，分裂速度快，分裂中细胞还能进行正常活动。常发生在低等植物和某些高等植物的块根、块茎等处。五、植物细胞的生长与分化（一）植物细胞的生长指经母细胞分裂后产生的子细胞在细胞体积和重量上不可逆地增加。1.细胞生长的特征：（1）原生质体生长液泡由小变大形成中央液泡。原生质体中的其他细胞器在数量和分布上也发生着各种复杂的变化。（2）细胞壁的生长细胞壁表面积的增加和壁的增厚壁的化学组成发生变化，由含大量果胶质和半纤维转为含较多纤维素和半纤维的多糖等物质。植物细胞的生长和发育3.植物细胞生长的影响因素（1）细胞伸长（2）细胞实质性生长2.植物细胞生长的方式（1）遗传因子（2）环境因素，如温度、水分、营养条件（二）植物细胞的分化1.概念在植物个体发育过程中，同源的细胞在结构、功能、生化特征上发生改变的过程称为细胞分化（celldifferentiation）。（图）2.细胞分化的实质基因按照一定程序选择性地活化或遏制，即细胞分化是基因有选择性地表达的结果。3.脱分化（dedifferentiation）已分化的细胞又失去其结构、功能、典型特征而逆转到幼态的过程。分化程度越高的细胞越难脱分化。细胞脱分化从一个侧面说明了细胞具有全能性。植物细胞分化