第七章植物的生长生理 第一节细胞的生长与分化 第二节植物的生长 第三节植物生长的相关性 2007.12.15 魏小红 1
2007.12.15 魏小红 1 第一节 细胞的生长与分化 第二节 植物的生长 第三节 植物生长的相关性
植物生长、分化与发育 植物的生长（growth)是指植物在体积、重量等形态指标方面的变化， 是一种量的不可逆增加。 植物分化(differentiation)是指植物细胞在结构、功能和生理生化性质方 面发生的变化，是一种反映不同细胞的质的变化。 发育(development).则是植物生长和分化的总和，从而形成执行各种不 同功能的组织与器官，这种质的转变就是发育。 2007.12.15 魏小红 2
2007.12.15 魏小红 2 植物分化（differentiation）是指植物细胞在结构、功能和生理生化性质方 面发生的变化，是一种反映不同细胞的质的变化。 发育（development）则是植物生长和分化的总和，从而形成执行各种不 同功能的组织与器官，这种质的转变就是发育。 植物生长、分化与发育 植物的生长（growth）是指植物在体积、重量等形态指标方面的变化， 是一种量的不可逆增加
第一节细胞的生长与分化 细胞分裂使细胞数目增多；生长使体积扩大。 分裂期（慢） 植物细胞的生长 伸长期（快） 分化期（慢） 一、细胞分裂的生理 细胞数目增加，最显著的生化变化是核酸含量，尤其是DNA变化，因为DNA 是染色体的主要成分。细胞分裂素起作用。 二、细胞伸长的生理 细胞壁的可塑性增加；增加细胞壁及原生质的物质成分；细胞吸水，体积增 大。赤霉素和生长素促进细胞伸长。 2007.12.15 魏小红 3
2007.12.15 魏小红 3 细胞分裂使细胞数目增多；生长使体积扩大。 一、细胞分裂的生理 细胞数目增加, 最显著的生化变化是核酸含量，尤其是DNA变化，因为DNA 是染色体的主要成分。细胞分裂素起作用。 二、细胞伸长的生理 细胞壁的可塑性增加；增加细胞壁及原生质的物质成分；细胞吸水，体积增 大。赤霉素和生长素促进细胞伸长。 植物细胞的生长 分裂期（慢） 伸长期（快） 分化期（慢） 第一节 细胞的生长与分化
三、细胞分化的生理 细胞分化是指形成不同形态和不同功能细胞的过程。由分生细胞可分化成薄壁 组织、输导组织、机械组织、保护组织和分祕组织，进而形成营养器官和生殖器官。 ◆CTK/IAA比值高，促进芽的分化；CTK/IAA比值低，促进根的分化；CTK/IAA 中等，只生长不分化。 ◆IAA/GA比值高，分化木质部；IAA/GA比值低，分化韧皮部；IAA/GA比值中 等，既有木质部又有韧皮部。 ◆蔗糖浓度高，分化韧皮部；蔗糖浓度低，分化木质部；蔗糖浓度中等，既有韧皮 部，又有木质部，中间有形成层。 2007.12.15 魏小红 4
2007.12.15 魏小红 4 三、细胞分化的生理 细胞分化是指形成不同形态和不同功能细胞的过程。由分生细胞可分化成薄壁 组织、输导组织、机械组织、保护组织和分泌组织，进而形成营养器官和生殖器官。 ♠ CTK/IAA比值高，促进芽的分化；CTK/IAA 比值低，促进根的分化；CTK/IAA 中等，只生长不分化。 ♠ IAA/GA比值高，分化木质部； IAA/GA比值低，分化韧皮部； IAA/GA比值中 等，既有木质部又有韧皮部。 ♠ 蔗糖浓度高，分化韧皮部；蔗糖浓度低，分化木质部；蔗糖浓度中等，既有韧皮 部，又有木质部，中间有形成层
四、极性与再生作用 极性（polarity)：表现在植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上的差 异性（异质性)。 极性产生的原因： 1、极性是细胞不均等分裂造成。环境因子刺激和内在控制机制结合，可导致极 性的产生。 2、C2+梯度和微丝聚集使细胞产生极性而引起不均等分裂。 再生作用(regeneration)：指与植物体分离了的部分具有恢复其余部分的能力。 2007.12.15 魏小红 5
2007.12.15 魏小红 5 四、极性与再生作用 极性（polarity）：表现在植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上的差 异性（异质性）。 极性产生的原因： 1、极性是细胞不均等分裂造成。环境因子刺激和内在控制机制结合，可导致极 性的产生。 2、Ca2+梯度和微丝聚集使细胞产生极性而引起不均等分裂。 再生作用（regeneration）： 指与植物体分离了的部分具有恢复其余部分的能力
五、组织培养 (一)组织培养的概念及理论基础 组织培养(tissue culture)是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞 以及原生质体和花药等，在人工控制的培养基上培养，使其生长、分化以及形 成完整植株的技术。 理论基础：细胞的全能性（细胞的全能性是细胞分化的基础) 所谓细胞全能性(totipotency)是指植物体的每个细胞携带着一套完整的基因 组，并具有发育成完整植株的潜在能力。 2007.12.15 魏小红 6
2007.12.15 魏小红 6 五、组织培养 （一）组织培养的概念及理论基础 组织培养（tissue culture）是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞 以及原生质体和花药等，在人工控制的培养基上培养，使其生长、分化以及形 成完整植株的技术。 理论基础：细胞的全能性（细胞的全能性是细胞分化的基础） 所谓细胞全能性（totipotency）是指植物体的每个细胞携带着一套完整的基因 组，并具有发育成完整植株的潜在能力
(二)外植体的选择及培养程序 从植物体上分离下来的被培养的植物器官、组织、细胞团等，叫做外值体 (explant)o 不同的外植体要求的培养条件有差异，生长与分化表现也不同，如上端取下 的外植体容易分化出花芽。 组织培养的程序： 配培养基 选取外植体 接种 在控制光、温、 (灭菌) (消毒) (无菌操作) 湿的条件下培养。 2007.12.15 魏小红 7
2007.12.15 魏小红 7 （二）外植体的选择及培养程序 组织培养的程序： 从植物体上分离下来的被培养的植物器官、组织、细胞团等，叫做外值体 （explant）。 不同的外植体要求的培养条件有差异，生长与分化表现也不同，如上端取下 的外植体容易分化出花芽。 选取外植体 （消毒） 配培养基 （灭菌） 接 种 （无菌操作） 在控制光、温、 湿的条件下培养
(三)组织培养的形式和培养条件 据外植体的不同：胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养、花药培养、原 生质体培养等等； 根据培养过程：初代培养、继代培养； 培养基物理状态：固体培养、液体培养； (四)培养基 无机营养物：包括大量元素与微量元素等。 碳源：蔗糖，还可以维持渗透势的作用。 培养基的成分 维生素：硫胺素，烟酸、维生素B6、和肌醇。 生长调节物质：2,4一D、NAA、激动素等。 有机附加物：氨基酸、水解蛋白、酵母汁、椰子乳等。 2o07.12.15MS（Murashige-.Skoog)培养基是比较普遍使用的。 8
2007.12.15 魏小红 8 （三）组织培养的形式和培养条件 据外植体的不同: 胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养、花药培养、原 生质体培养等等； 根据培养过程: 初代培养、继代培养； 培养基物理状态：固体培养、液体培养； （四）培养基 培养基的成分 无机营养物：包括大量元素与微量元素等。 碳源：蔗糖，还可以维持渗透势的作用。 维生素：硫胺素，烟酸、维生素B6、和肌醇。 生长调节物质：2,4－D、NAA、激动素等。 有机附加物：氨基酸、水解蛋白、酵母汁、椰子乳等。 MS（Murashige-Skoog）培养基是比较普遍使用的
(五)脱分化与再分化 脱分化(dedifferentiation)：已分化的细胞失去原有的形态和机能，形成没有分化 的无组织的细胞团或愈伤组织的过程。 再分化(redifferentiation):脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型有 组织结构的细胞的过程。 分离 脱分化 再分化 植物体 外植体 愈伤组织 组织、器官、植株 诱导愈伤组织时加入2,4-D,诱导分化时加入IAA和激动素 愈伤组织不经有性过程而直接产生类似胚的这一结构，称为胚状体(embryoid)。 2007.12.15 魏小红 9
2007.12.15 魏小红 9 （五）脱分化与再分化 脱分化（dedifferentiation）：已分化的细胞失去原有的形态和机能，形成没有分化 的无组织的细胞团或愈伤组织的过程。 再分化（redifferentiation）：脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型有 组织结构的细胞的过程。 植物体 外植体 愈伤组织 组织、器官、植株 分离 脱分化 再分化 诱导愈伤组织时加入2,4-D，诱导分化时加入IAA和激动素 愈伤组织不经有性过程而直接产生类似胚的这一结构，称为胚状体（embryoid）
(六)组织培养的应用 1、培育作物新品种 2、快速无性繁殖植物 3、获得无病毒植株 4、生产药用成分 5、可用于生长、分化、遗传等方面的基础研究 2007.12.15 魏小红 10
2007.12.15 魏小红 10 (六) 组织培养的应用 1、培育作物新品种 2、快速无性繁殖植物 3、获得无病毒植株 4、生产药用成分 5、可用于生长、分化、遗传等方面的基础研究