【植物學(xué)筆記】植物細(xì)胞(五)

這一講我們就來(lái)說(shuō)一說(shuō)植物細(xì)胞的細(xì)胞生命史嗤攻。總的來(lái)說(shuō)诽俯,植物細(xì)胞在發(fā)育上有顯著的特點(diǎn)――細(xì)胞的全能性妇菱,植物的任何一個(gè)細(xì)胞都具有長(zhǎng)成完整個(gè)體的潛力。1958年美國(guó)的Steward首次在培養(yǎng)野生胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞時(shí)候終于得到了它的完整植株惊畏。之后陸續(xù)有科學(xué)家利用植物的花藥恶耽、單倍體孢子培育出了完整的植株,證明了植物細(xì)胞的全能性颜启,植物組織培養(yǎng)技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)了偷俭。一個(gè)細(xì)胞在合適的誘導(dǎo)條件下就可以完整地發(fā)展為一個(gè)植物個(gè)體。

分裂是細(xì)胞增殖的方式缰盏,而細(xì)胞周期cell cycle是指持續(xù)分裂的細(xì)胞從結(jié)束一次分裂開(kāi)始涌萤,到下一次分裂完成為止多經(jīng)歷的整個(gè)過(guò)程。包括細(xì)胞間期interphase和分裂期口猜,而間期是細(xì)胞生長(zhǎng)的時(shí)期负溪,合成代謝最為活躍。下面我就直接介紹一下完整的細(xì)胞周期:

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G1:第一次分裂結(jié)束到DNA復(fù)制開(kāi)始前的間隔時(shí)間济炎。這一時(shí)期RNA川抡、蛋白質(zhì)和酶的合成與蛋白質(zhì)的磷酸化非常旺盛,膜系統(tǒng)不斷完善须尚,細(xì)胞器不斷增多崖堤,細(xì)胞的體積、重量增加耐床。

S:此期又稱為DNA復(fù)制期密幔,即DNA復(fù)制、組蛋白和非組蛋白等的合成和新的核小體等染色體結(jié)構(gòu)的包裝撩轰。

G2:此期是細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備期胯甩,DNA復(fù)制完成后昧廷,并有少量的RNA的合成,主要進(jìn)行細(xì)胞分裂中所需的能量(如ATP)偎箫、物質(zhì)(如微管蛋白)的代謝和準(zhǔn)備木柬。

細(xì)胞周期的長(zhǎng)短因植物種或變種的核內(nèi)所含DNA的數(shù)量而定,數(shù)量越多镜廉,細(xì)胞周期就越長(zhǎng)弄诲,環(huán)境條件如溫度等會(huì)明顯影響細(xì)胞周期持續(xù)的時(shí)間。

而對(duì)于分裂期娇唯,不同的分裂種類其分裂過(guò)程也完全不同。

有絲分裂(mitosis)寂玲。包括核分裂和胞質(zhì)分裂塔插。核分裂包括四個(gè)時(shí)期:

前期(prophase),染色質(zhì)濃縮為染色體拓哟,核仁解體想许,核膜破裂,紡錘體開(kāi)始形成断序。

中期(metaphase)流纹,紡錘體完全形成,紡錘絲牽引染色體使其排列到赤道面违诗。

后期(anaphase)漱凝,各個(gè)染色體的兩條染色體分開(kāi),分別由赤道面移向細(xì)胞兩極诸迟。

末期(telephase)茸炒,重新形成兩個(gè)子核,來(lái)自于高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的小泡受成膜微管融合成細(xì)胞板阵苇,隨著細(xì)胞板的延伸完成細(xì)胞質(zhì)的分裂壁公,形成兩個(gè)子細(xì)胞。


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而減數(shù)分裂(meiosis)與性細(xì)胞或雌雄配子形成有關(guān)绅项。細(xì)胞會(huì)分裂兩次紊册,但染色體只復(fù)制一次。對(duì)保持遺傳的穩(wěn)定性快耿、變異性都有重要意義囊陡。(受精作用后雌雄胚子恢復(fù)成為二倍體,保持了遺傳穩(wěn)定性润努;而同源染色體的聯(lián)會(huì)與交叉發(fā)生重組從而增強(qiáng)了生活力和適應(yīng)性)关斜。減數(shù)分裂比有絲分裂要更復(fù)雜,具體過(guò)程如下圖所示:(減數(shù)第一次和第二次分裂均有前中后末四個(gè)時(shí)期)


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而對(duì)于無(wú)絲分裂(amitosis)铺浇,不出現(xiàn)紡錘絲和染色體痢畜。按核的形態(tài)可以分為橫縊(核仁分裂為二,細(xì)胞核伸長(zhǎng),中部橫縊丁稀,斷裂為兩個(gè)細(xì)胞核吼拥,在子核間形成新的細(xì)胞壁,最后形成兩個(gè)子細(xì)胞)线衫、出芽(細(xì)胞與細(xì)胞核一起縮縊凿可,形成一至多個(gè)子細(xì)胞。)無(wú)絲分裂消耗能量少授账,分裂速度快枯跑,但遺傳物質(zhì)一般不能平均分配到子細(xì)胞所以遺傳不穩(wěn)定。

而植物細(xì)胞還有自由形成過(guò)程白热,有兩種分裂方式:1敛助、母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)不完全用于子細(xì)胞的構(gòu)成,如藻類的游動(dòng)孢子屋确、子囊菌的子囊孢子纳击。在子囊孢子形成過(guò)程中,子囊中先產(chǎn)生8個(gè)為細(xì)胞質(zhì)所包圍的子核攻臀,再分裂為五個(gè)孢子焕数。2、母細(xì)胞先進(jìn)行多次核分裂刨啸,形成若干位于細(xì)胞質(zhì)中的游離核堡赔,再形成細(xì)胞壁,將細(xì)胞質(zhì)隔開(kāi)呜投,形成新的細(xì)胞加匈。如蘋果、小麥的核型胚乳的發(fā)育仑荐。

細(xì)胞通過(guò)分裂所產(chǎn)生的細(xì)胞雕拼,有的進(jìn)入下一分裂周期;有的不再進(jìn)行分裂粘招,朝著生長(zhǎng)和分化的方向發(fā)展啥寇。合成大量新原生質(zhì),體積迅速增大洒扎。由于受到細(xì)胞本身遺傳因子控制和胞外環(huán)境影響辑甜,其生長(zhǎng)和體積的大小都有一定的限度。

在細(xì)胞生長(zhǎng)的過(guò)程中袍冷,在形態(tài)磷醋、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生改變的過(guò)程稱之為細(xì)胞分化cell differentiation。實(shí)際上是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果胡诗。已分化的細(xì)胞在一定因素下可恢復(fù)分裂機(jī)能邓线,重新具有分生組織細(xì)胞的特性淌友,這個(gè)過(guò)程稱之為脫分化dedifferentiation。之后可以再分化redifferentiation成不同的組織骇陈。在組織培養(yǎng)過(guò)程中震庭,不定根、不定芽和周皮都是通過(guò)脫分化后再分化形成你雌。因此植物細(xì)胞具有很大的可塑性plasticity器联。

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極性polarity也是植物細(xì)胞生長(zhǎng)的一個(gè)重要特點(diǎn),指某個(gè)軸向上存在結(jié)構(gòu)與生理上的差異婿崭,如胚軸的上端是胚芽拨拓,下端是胚根。細(xì)胞的不均等分裂也與細(xì)胞的極性有關(guān)氓栈。如單細(xì)胞花粉粒核不均等分裂形成一個(gè)大的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和小的生殖細(xì)胞千元,前者不再分裂,產(chǎn)生花粉管颤绕,后者再分裂形成兩個(gè)精細(xì)胞。

而對(duì)于植物細(xì)胞的死亡祟身,存在兩種情況奥务,一種為壞死性死亡necrosis,由于物理袜硫、化學(xué)氯葬、生物等因素造成的非正常死亡。另一種即細(xì)胞編程性死亡婉陷,或細(xì)胞凋亡apoptosis帚称。植物的生長(zhǎng)發(fā)育一直伴隨著細(xì)胞凋亡,如根冠邊緣細(xì)胞的死亡秽澳、葉片與花瓣的衰老死亡闯睹。細(xì)胞編程性死亡是有機(jī)體自我調(diào)節(jié)的主動(dòng)的自然死亡過(guò)程,以與有絲分裂相反的方式去調(diào)節(jié)細(xì)胞群體的相對(duì)平衡担神。


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參考:

https://en.wikipedia.org/wiki/Cell_cycle

https://en.wikipedia.org/wiki/Mitosis

https://www.livescience.com/52512-mitosis.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Amitosis

https://en.wikipedia.org/wiki/Meiosis

https://en.wikipedia.org/wiki/Apoptosis

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