1、植物发育的细胞学基础植物发育的细胞学基础细胞学说：细胞学说：1838-1839 年间由年间由德国德国植物学家植物学家施莱登施莱登(Matthias Jakob Schleiden)和和动物学家动物学家施旺施旺(Theodor Schwann)所提出，直到所提出，直到 1858 年才较完善。它是关于生物年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说。细胞学说论证了整个生物界在结构上有机体组成的学说。细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立极的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立极大地推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的大地推动了生物学的发展，
2、并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。革命导师恩格斯曾把细胞学说与能量守恒自然科学依据。革命导师恩格斯曾把细胞学说与能量守恒和转换定律、和转换定律、达尔文达尔文的自然选择学说等并誉为的自然选择学说等并誉为 19 世纪最世纪最重大的自然科学发现之一。重大的自然科学发现之一。一、细胞周期一、细胞周期细胞周期：细胞周期：是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。次有丝分裂结束所经历的整个过程。细胞周期的基因调控细胞周期的基因调控 细胞周期的中心控制体系细胞周期的中心控制体系 周期蛋白家族（周期蛋白家族（cyclin)和依赖于
3、周期蛋白的激酶家族（和依赖于周期蛋白的激酶家族（cyclin-dependent kinase,CDK)。细胞周期中的检验点（细胞周期中的检验点（Cell cycle checkpoint)G1/S检验点：检验点：靠近靠近G1末期。末期。S期检验点：期检验点：G2/M检验点：检验点：G2末期。末期。Spindle检验点：检验点：在有丝分裂中期在有丝分裂中期末。末。细胞分化与细胞周期的关系细胞分化与细胞周期的关系 G0期（期（G1期中的一小段期中的一小段）：）：不再启动不再启动DNA合成。合成。分化分裂：分化分裂：在分化诱导信在分化诱导信号的（号的（DIS）的诱导下，）的诱导下，发生与分化有关的
4、发生与分化有关的DNA复复制。制。分裂结果：分裂结果：一个子细胞回一个子细胞回到正常的细胞周期中，另到正常的细胞周期中，另一个子细胞分化为具有特一个子细胞分化为具有特定功能的细胞，进行与分定功能的细胞，进行与分化有关的生理生化反应。化有关的生理生化反应。细胞周期中的细胞周期中的G0期及与细胞分化的关期及与细胞分化的关系：系：DC.分化细胞；分化细胞；DIS.分化诱导信分化诱导信号；号；DG2：分化分裂的：分化分裂的G2期；期；DM.分分化分裂的分裂期；化分裂的分裂期；DS.分化分裂的分化分裂的S期期 减数分裂减数分裂 无丝分裂无丝分裂 有丝分裂有丝分裂二、细胞分裂二、细胞分裂增殖分裂增殖分裂分
5、化分裂分化分裂根据子细根据子细胞的命运胞的命运植物细胞分裂植物细胞分裂（根据染色体的变化）（根据染色体的变化）1、增殖分裂：、增殖分裂：产生的两个子细胞的大小、形态和细胞器的分产生的两个子细胞的大小、形态和细胞器的分布等都相同。布等都相同。如：顶端分生组织中央细胞的分裂。如：顶端分生组织中央细胞的分裂。木栓形成层和维管形成层母细胞的垂周分裂。木栓形成层和维管形成层母细胞的垂周分裂。增殖分裂（洋葱根增殖分裂（洋葱根尖分生组织细胞的尖分生组织细胞的有丝分裂）有丝分裂）2、分化分裂、分化分裂：产生的两个子细胞的命运不同，它：产生的两个子细胞的命运不同，它们将发育成完全不同的细胞。分化分裂是细胞分们将
6、发育成完全不同的细胞。分化分裂是细胞分化的开始。化的开始。如：受精卵的第一次分裂，形成气孔器母细胞的如：受精卵的第一次分裂，形成气孔器母细胞的分裂，形成层细胞的平周分裂等。分裂，形成层细胞的平周分裂等。受精卵的第一次分裂，受精卵的第一次分裂，两个子细胞中的一个发育成胚本两个子细胞中的一个发育成胚本体，另一个则将发育成胚柄。体，另一个则将发育成胚柄。形成层纺锤状原始细胞的平周分裂，形成层纺锤状原始细胞的平周分裂，其子细胞中的一个将来其子细胞中的一个将来发育成木质部母细胞或韧皮部母细胞，另一个则维持形成层发育成木质部母细胞或韧皮部母细胞，另一个则维持形成层纺锤状母细胞的特征。韧皮部母细胞的进一步分
7、裂仍为分化纺锤状母细胞的特征。韧皮部母细胞的进一步分裂仍为分化分裂，一个子细胞发育为筛管分子，另一个则发育为伴胞。分裂，一个子细胞发育为筛管分子，另一个则发育为伴胞。形成气孔器母细胞的分裂，形成气孔器母细胞的分裂，其子细胞中的一个较小的形成保其子细胞中的一个较小的形成保卫细胞母细胞，另一个则形成普通的表皮细胞。卫细胞母细胞，另一个则形成普通的表皮细胞。形成根毛的第一次细胞分裂，形成根毛的第一次细胞分裂，子细胞中一个小而原生质浓厚子细胞中一个小而原生质浓厚的将来发育成根毛母细胞，另的将来发育成根毛母细胞，另一个则仍形成表皮细胞一个则仍形成表皮细胞。形成腺毛的第一次分裂：形成腺毛的第一次分裂：无论
8、是叶表皮腺毛还是根或茎表皮无论是叶表皮腺毛还是根或茎表皮腺毛发生的第一分裂也是典型的分化分裂，位于上面的小细腺毛发生的第一分裂也是典型的分化分裂，位于上面的小细胞将发育为腺体头部细胞，下面的大的细胞将发育为柄。胞将发育为腺体头部细胞，下面的大的细胞将发育为柄。三、细胞生长、分化及分化分裂的特点三、细胞生长、分化及分化分裂的特点细胞生长：细胞生长：单纯细胞体积的增大。单纯细胞体积的增大。细胞分化：细胞分化：由近乎等径的细胞核大、细胞质浓厚由近乎等径的细胞核大、细胞质浓厚的分生组织细胞发育成具有特定结构和功能的特的分生组织细胞发育成具有特定结构和功能的特化细胞的过程。化细胞的过程。1、分裂面的变化
9、：、分裂面的变化：Errera定律定律分化分裂的特点：分化分裂的特点：木栓形成层的平周分裂是沿细胞的长轴分裂木栓形成层的平周分裂是沿细胞的长轴分裂2、分裂方向的变化、分裂方向的变化荠菜胚的发育荠菜胚的发育 受精卵的第一次分裂，受精卵的第一次分裂，两个子细胞中的一个发育成胚本两个子细胞中的一个发育成胚本体，另一个则将发育成胚柄。体，另一个则将发育成胚柄。3、不等分裂的发生、不等分裂的发生 形成气孔器母细胞的分裂，形成气孔器母细胞的分裂，其子细胞中的一个较小的形成保其子细胞中的一个较小的形成保卫细胞母细胞，另一个则形成普通的表皮细胞。卫细胞母细胞，另一个则形成普通的表皮细胞。小孢子发生的第一次分裂
10、小孢子发生的第一次分裂4、细胞直径的异化：由近乎等径变成沿一个方向伸、细胞直径的异化：由近乎等径变成沿一个方向伸长的细胞长的细胞5、细胞壁的变化、细胞壁的变化细胞壁成分的变化：细胞壁成分的变化：细胞壁结构的变化：细胞壁结构的变化：A，三种厚角组织初生壁的不均匀加厚，三种厚角组织初生壁的不均匀加厚 B，柿子胚乳均匀加厚的初生壁，柿子胚乳均匀加厚的初生壁 C，狸藻，狸藻 表皮层上腺体的初生壁具内突生长的顶端细胞（传递细胞）表皮层上腺体的初生壁具内突生长的顶端细胞（传递细胞）D，侧，侧壁具筛域的筛胞和侧壁具筛域、端壁具筛板的各种筛管分子壁具筛域的筛胞和侧壁具筛域、端壁具筛板的各种筛管分子（原生质体）
11、（原生质体）（杂色体）（杂色体）（叶绿体）（叶绿体）（白色体）（白色体）（蛋白质体）（蛋白质体）（造粉体）（造粉体）（造油体）（造油体）质体的变化：质体的变化：5、细胞器的变化、细胞器的变化液泡的变化：液泡的变化：临界状态：当一个复杂系统达到混沌状态。临界状态：当一个复杂系统达到混沌状态。四、细胞分化的临界状态四、细胞分化的临界状态丢失一个丢失一个钉子钉子，坏了一只蹄铁；，坏了一只蹄铁；坏了一只蹄铁，折了一匹战马；坏了一只蹄铁，折了一匹战马；折了一匹战马，伤了一位骑士；折了一匹战马，伤了一位骑士；伤了一位骑士，输了一场战斗；伤了一位骑士，输了一场战斗；输了一场战斗，亡了一个输了一场战斗，亡了一
12、个帝国帝国。植物发育中的细胞社会学植物发育中的细胞社会学和基因社会学和基因社会学细胞社会学：细胞社会学：细胞的社会行为和社会关系，细胞的社会行为和社会关系，研究研究不同发育时期相同细胞或不同细胞的行为及其相不同发育时期相同细胞或不同细胞的行为及其相互间的识别、连接、通讯以及由此产生的相互作互间的识别、连接、通讯以及由此产生的相互作用、作用方式和作用的本质，以及对形态建成的用、作用方式和作用的本质，以及对形态建成的影响，进而研究信号的传递、接受和转换，最后影响，进而研究信号的传递、接受和转换，最后如何翻译成专一的表型。如何翻译成专一的表型。一、细胞社会学一、细胞社会学位置效应位置效应细胞的社会地
13、位和社会关系细胞的社会地位和社会关系（1 1）发育，植物体内细胞或细胞群的位置决定了此）发育，植物体内细胞或细胞群的位置决定了此细胞或细胞群未来分化的主向。细胞或细胞群未来分化的主向。（2 2）成熟的植物体，植物体中的任何一个细胞都占）成熟的植物体，植物体中的任何一个细胞都占有一特定的位置，具有特定的结构和特定的功能。有一特定的位置，具有特定的结构和特定的功能。（3 3）社会学，具有特定的社会地位和社会关系。）社会学，具有特定的社会地位和社会关系。内涵：内涵：1、在一个发育的系统中，植物体内的任何一个细胞都占据、在一个发育的系统中，植物体内的任何一个细胞都占据一个特定位置。一个特定位置。2、极
14、性说明并确定位置效应的方向。、极性说明并确定位置效应的方向。3、除受精卵外，植物体中的任何细胞都不是最原始的细胞、除受精卵外，植物体中的任何细胞都不是最原始的细胞，由受精卵到该细胞的形成，经历了一系列基因群的有序，由受精卵到该细胞的形成，经历了一系列基因群的有序表达。表达。4、所有细胞生物的细胞分化过程都受位置效应控制。、所有细胞生物的细胞分化过程都受位置效应控制。5、以适当方式改变外于细胞分化临界期之前的细胞位置，、以适当方式改变外于细胞分化临界期之前的细胞位置，也就是改变其位置效应，该细胞的发育式样也就随之发生也就是改变其位置效应，该细胞的发育式样也就随之发生变化。变化。39茎中的位置效应
15、由三个方向的信息组成茎中的位置效应由三个方向的信息组成不同位置茎横切面上的不同位置茎横切面上的IAA浓度浓度1、基因社会学的研究内容、基因社会学的研究内容 一个特定的细胞分化过程的启动，即特定基因群编码的一个特定的细胞分化过程的启动，即特定基因群编码的程序的启动。程序的启动。这个程序由哪些基因编码而成这个程序由哪些基因编码而成？这此基因怎样编制成程序这此基因怎样编制成程序？这个程序怎么样开启、怎么进行和怎么终结这个程序怎么样开启、怎么进行和怎么终结？这一程序和其他程序怎么连接、转换等这一程序和其他程序怎么连接、转换等？二、基因社会学二、基因社会学2、细胞分化过程的阶段性和有限可逆性、细胞分化过
16、程的阶段性和有限可逆性 细胞分化过程中可分为不同的阶段，这些阶段陂此相继细胞分化过程中可分为不同的阶段，这些阶段陂此相继、有序通过。、有序通过。细胞分化过程中有一个阶段是临界期，分化达到这个阶细胞分化过程中有一个阶段是临界期，分化达到这个阶段前是可逆的，即可脱分化。段前是可逆的，即可脱分化。脱分化是分化的逆过程。脱分化是分化的逆过程。分化到一定阶段，但还没有通过分化临界期的细胞在一分化到一定阶段，但还没有通过分化临界期的细胞在一定条件下还可以发生转分化。定条件下还可以发生转分化。细胞的编程死亡是细胞分化的最后阶段。细胞的编程死亡是细胞分化的最后阶段。构树去木质部构树去木质部1 1年后形成的树干状结构年后形成的树干状结构构树去木质部后构树去木质部后1 1年后形成的树干状结构年后形成的树干状结构花烛叶片离体快速繁殖花烛叶片离体快速繁殖大蒜根尖培养及植株再生大蒜根尖培养及植株再生
