第一節 植物細胞的生長和分化
細胞的生長是植物體生長的基礎。通常把細胞生長的過程分為三個時期:即分裂期、伸長期和分化期。
一、細胞分裂期
植物的分生組織細胞通過有絲分裂,一分為二,使細胞數目不斷增加。新生的細胞生長到一定階段,又開始進行細胞分裂。從母細胞分裂之後形成的子細胞到下次再分裂成兩個子細胞所需要的時間稱為細胞周期(cell cycle)或分裂周期(圖9-1)。
細胞周期包括分裂期和分裂間期。分裂期是指細胞進行有絲分裂分成兩個子細胞的時間。整個分裂過程又可分為前期、中期、後期和末期四個時期。除分裂期以外的時間稱為分裂間期。分裂間期又可分為G1期、S期和G2期三個時期。G1期是分裂後細胞的第一個生長期,細胞內大規模進行蛋白質和RNA的合成,細胞體積顯著增長。這時尚末進行DNA的複製,故也稱DNA複製前期。
S期是DNA複製期,與染色體有關的組蛋白也在這時合成,這個時期完成染色體的複製,成為兩個染色單體。G2期是DNA複製後期,是細胞的第二個生長期,繼續RNA和蛋白質的合成。G2期完成後,細胞進入分裂期。一個細胞周期所經歷的時間以及各分期持續的時間因植物種類和所處條件不同而異,如蠶豆(在19℃下)的細胞周期為19.3小時,而鴨蹠草(在21℃下)為17.0小時。
植物激素可影響細胞分裂。以小麥胚芽鞘和菸草莖髓的離體培養試驗證明,赤黴素、細胞分裂素和生長素對細胞分裂的影響的順序是:首先是赤黴素起作用,它促進從G1到S期的過程;然後是細胞分裂素,它促進DNA的合成;生長素是在細胞分裂較晚時期才起作用,它促進核糖體RNA的形成。