大学《植物学》讲义8(4)

2019-03-05 22:25

高等植物的体细胞增殖主要是以有丝分裂方式进行的,它共分四个时期; 前期:是有丝分裂开始时期,当细胞进入有丝分裂前期,细胞核内的染色质丝逐

渐汇合并缩短变粗形成染色体,同时核膜、核仁消失,开始从两极出现纺锤丝。

中期:染色体有规律地排列在细胞中部的赤道面上,形成赤道板。同时由两极伸

出的纺锤丝与染色体上的着丝点相连,形成纺锤体。

后期:排列在赤道板上的每个染色体,由于纺锤丝的牵引作用,从着丝点处分开始向两极移动,这时每对染色体成为独立的染色体。

末期:到达两极的染色体逐渐变细变长,失去浓缩状态而最后成为细丝。这时新

的核膜、核仁出现,形成了两个完整的子细胞核。同时位于赤道板的纺锤丝逐渐缩短变粗,形成成膜体。最后成膜体在赤道面互相融合成为细胞板。细胞板不断向四周扩展,最后与原来的细胞连接,构成新的细胞壁,并将母细胞的细胞质分隔为二。最后形成两个子细胞。

细胞有丝分裂的结果由一个母细胞产生两个母细胞在遗传上完全相同的子细胞,子细胞染色体数目仍保持母细胞染色体数目即2n。

有丝分裂各时期的持续时间是不同的。它们随物种种类不同和所处环境条件不同而变化。前期通道常较长,可持续1—2小时甚至更长。中期较短,一般在5—15分钟,后期最短,仅2—10分钟,末期可在10—30分钟内完成的。 四 、减数分裂:

也叫成熟分裂,是高等植物在有性生殖过程中形成性c前所进行的细胞分裂。在分裂过程中,有染色体与纺锤丝的出现。细胞连续分裂两次,而染色体积只复制一次,分裂结果形成四个子细胞,每个细胞内染色体数目为母细胞的一半,因此,叫减数分裂。减数分裂全过程包括两次连续的分裂,即减数第一次和二次分裂。减数第一次分裂(减数分裂Ⅰ):

前期Ⅰ:经历时间很长,染色体变化复杂,前期Ⅰ又可分五个时期: 细线期:染色体在核内出现,成极细的线状。 偶线期:染色体配对。即来自父方和母方的形状,大小相似的两个染色体配对,此染色体叫同源染色体对。两染色体配对的现象叫联会。

粗线期:每对同源染色体缩短变粗。此时每条染色体纵裂。但着丝点不分开。所以,每对有四条染色单体。 双线期:每对同源染色体的四条单体开始分离,但在一点或更多点上保持接触,互相交叉外观上成()等形状,通过接触点断裂和与相关的另一条染色单体再连接引起染单体各段的相互交换。也就是染色体上遗传因子——基因的交换。 终变期:染色体更为缩短,核仁、核膜消失,纺锤体开始出现。

中期Ⅰ:成对的染色体移列细胞中部,即赤道板上出现纺锤体。

后期Ⅰ:由于纺锤丝的牵引,成对的染色体分开,各向两极的染色体为母细胞染色体数的一半。

末期Ⅰ:染色体到达两极后,重新出现核膜、核仁,纺锤体消失形成两个核,在赤道板处形成细胞板,将母细胞分成两个子细胞。 减数第二次分裂(减数分裂Ⅱ)

在减数第一次分裂结束后,经过较短的间期便开始了第二次分裂。它实际上是一般的有丝分裂。也可分为四个时期

前期Ⅱ:核膜、核仁再度消失,开始出现纺锤丝。 中期:染色体排列在赤道面上形成纺锤体。 后期:染色体从着丝点分开,分别向两极移动。

末期:染色体消失,核膜、核仁形成细胞壁。形成四个结合在一起的子细胞,叫四分体。以后分离成四个单独的子细胞,每个子细胞染色体数目为母细胞的一半(n)。

减数分裂的特点总结如下:

(1) 减数分裂只发生在植物的有性生殖过程中。

(2) 减数分裂形成的子细胞其染色体数目为母细胞的半数。

(3) 减数分裂由两次连续的分裂来完成,故形成四个子细胞称四分体。 (4) 减数分裂过程中,染色体有配对,交换分离等现象。

五、无丝分裂:

无丝分裂是一种最简单的分裂方式。在细胞分裂过程中无染色体和纺锤体的出现,这种分裂方式称无丝分裂。也叫直接分裂。

细胞开始分裂时,首先是核仁分裂为二,随细胞核的伸长,核仁向核的两端移动,中部核膜向中央收缩横缢形成两个子核,然后,细胞质随之分裂,在两个子核之间产生新壁形成两个细胞。无丝分裂有各种不同的形式,如横缢、出芽等,最常见的是横缢。无丝分裂在低等植物中普遍存在,在高等植物中也较常见。

第三章 植物组织

第一节 植物细胞的生长,分化和组织形成

一、植物细胞的生长和分化

细胞生长是指细胞体和重量的增长过程。

细胞分化是同源细胞逐渐变为结构、功能、生化特征相异的细胞的过程。

脱分化是指已经分化的细胞,又丢失其结构功能的典型特征而逆转到幼态的过程。

二、植物组织的概念:

来源相同,形态结构相似而又相互联系在一起执行共同生理功能的细胞群叫组织。

组成植物组织的细胞,其形态构造是和它们的生理功能相适应的。

第三节 植物组织的类型。

植物体的组织种类很多,根据植物组织发育程度和生理功能以及形态结构上的差异,一般可分为分生组织和成熟组织两大类。 一、分生组织

(一) 概念:植物体内具有显著的细胞分裂特性的组织叫分生组织。一般位于

植物体生长部位。

(二) 类型:

1分生组织根据组织来源与发展可分为

a、 原分生组织:位于根尖和茎尖先端的一部分细胞,是直接胚细胞保留下

来的。特点是细胞形小、壁薄质浓、核大并含有细胞壁无液泡或具小液泡,细胞排列紧密,无细胞间隙,一般具有特久而强烈的分裂能力。 b、 初生分生组织:是由分生组织衍生出来的细胞组成的,位于原分生组织

之后。它的特点是,细胞一边分裂另一边分化的组织。是完全未分化的分生组织到分化完成的成熟组织之间的过渡类型。

c、 次生分生组织:是由初生分生组织产生的薄壁组织在一定条件下恢复分

裂机能转化而成的。例如位于根,茎中的形成层和木栓形成层。

3、 分生组织根据植物体内的发生部位可分为: 顶端分生组织

侧生分生组织 居间分生组织

二、成熟组织

分生组织分裂所产生的细胞经过生成和分化逐渐转化变为成熟组织。在一般情况下,不再进行分裂,因此又对称为永久组织。成熟组织因形态结构和功能的不同,可分五种。 (一) 薄壁组织:

该组织在植物体内分布很广,它遍布植物体的各处而与其它组织联系在一起。成为植物体的基本部分,因此又称基本组织。

它的结构特点是:细胞壁薄,排列疏松,具有明显的胞间隙,细胞质中含有较大的液泡。它具有同化,贮藏,吸收和通气等功能。根据它的主要生理功能,又将其分为以下几种类型。

同化组织:

贮藏组织:特化为贮水组织 吸收组织 通气组织

传递细胞:是一些特化的薄壁细胞,它们具内突生长的细胞壁和发达的胞间丝。 (二) 保护组织

分布于植物体器官的表面是一层或数层细胞组成的。它的主要功能是控制蒸腾,防止水分过度丧失,防止机械损伤和避免其它生物的侵害。根据来源和特征的不同,可以分为两种类型 表皮 周皮

1、表皮:是一层连续的组织,包被在整个植物体的表面。通常由一层细胞组成。它的结构特点是活细胞,细胞形状扁平,排列紧密,无胞间隙,一般不含叶绿体。表皮细胞外壁常有角质层和蜡质层等,以增强保护机能。表皮细胞之间常分布有气孔和表皮毛。气孔器由两个保卫细胞和气孔所组成。气孔是植物外界进行气体交换的通道。表皮毛的存在加强了表皮的保护作用。

2、周皮:是在表皮遭受破坏失去保护机能后代替表皮起保护作用的组织,它是由次生分组织—木栓形成层活动产生的。属于次生保护组织。木栓层、木栓形成

层和栓内层合称为周皮。

皮孔是在周皮形成后,植物体与外界环境进行气体交换的通道。在老的树上,无数次周皮的积累以及形成层以外的韧皮部分一起称为树皮。 (三) 输导组织

输导组织是植物体内运输水分和营养物质的组织,分布于木质部和韧皮部内。它的主要特征是细胞呈长管形,细胞两端相连接变成贯穿植物体各器官的连续通道。根据其结构和输送物质的不同,可分为两类: 1导管和管胞

(1)导管:是被子植物的输水组织,每个导管是由许多管状的死细胞以端壁相连接组成。导管形成时,细胞壁木化加厚的方式有各种不同的情况,因而呈现各种不同的花纹。根据导管壁增厚方式的不同,可以把导管分为五种类型:

环纹导管 螺纹导管 梯纹导管 网纹导管 孔纹导管

(2)管胞: 是蕨类植物和裸子植物的唯一输水组织,每一个管胞是一个细胞,细胞狭长而两端斜尖,略呈纺锤形。细胞壁增厚并木化。根据细胞壁增厚的方式不同,可分为环纹、螺纹、梯纹、网纹和纹孔管胞。管胞的长度介于0.1毫米至数厘米之间,一般长约1-2毫米。各管胞成纵向排列,彼此以斜端互相帖合。 2筛管和筛胞

1)筛管:筛管是被子植物输送有机养分的组织,是由多个活细胞上下连接而成的管状结构。它的主要特点是筛管分子为长形的薄壁细胞,细胞是生活的,但成熟后核消失。筛管分子间连接的横壁上有许多小孔,叫筛孔。具有筛孔的横壁叫筛板。

在筛管分子的侧面常有一个或几个薄壁细胞相伴生在一起,称为伴胞。伴胞是活细胞,有着浓厚的细胞质和明显的细胞核。伴胞和筛管分子是由一个母细胞分裂而来的。它们之间稠密的胞间连丝相通。因此,伴胞的功能与筛管的物质运输有关。光合产物在筛管中长途运输的速率每小时可达10-100厘米或更多。


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