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植物生理学植物的生长生理(PPT)

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《植物生理学》第八章 植物生长生理ppt课件

《植物生理学》第八章 植物生长生理ppt课件

采用组织培养可以直接诱变和筛选出具抗病、抗盐、
高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。
4、保存种质资源，避免基因的丢失和毁灭。
5、提供加工原材料，生产次生代谢物。
如抗癌首选药物--紫杉醇等，可以用大规模培养植物细
胞来直接生产。
6、基因工程。
基因工程主要研究DNA的转导，而基因转导后必须通过
组织培养途径才能实现植株再生。
v 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。 v 细胞分裂素起作用。
二、细胞伸长的生理
v 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。 v 赤霉素和生长素促进细胞伸长。
6
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。
19
第四节 种子萌发
20
一、概念
1、种子萌发 种子萌发（seed germination）：种子吸水到胚根 突破种皮（或播种到幼苗出土）之间所 发生的一系列生理生化变化过程。
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子能够萌发 的潜在能力或种胚具有的生命力。
21
鉴定种子生活力的方法：
由体细胞分化来的类似胚胎结构的细胞或细
胞群。
16
17
4、小苗移栽 当试管苗具有4～5条根后，即可移栽。 苗床土：泥炭土、珍珠岩、蛭石、砻糠灰等混合 培养土。 用塑料薄膜覆盖。
18
(四) 组织培养的应用
1、 快速繁殖优良品种、优良类型和珍贵种质资源。
2、 脱除各类病毒，幼化复壮植物。
3、 有效的培养新品种，创造新型植物种类。
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。

中国农业大学植物生理学本科课件 第十二章 植物的生长和分化

中国农业大学植物生理学本科课件 第十二章 植物的生长和分化
极性与不均等分裂 位置效应 胞间通讯
植物细胞分化
维 管
（一）细胞分化过程四步模式：
细 胞
诱导细胞分化信 号的产生和感受
产生生长素，皮层 薄壁细胞接受IAA
分生细胞特征基因的关闭以 诱导AtHB-8的表达
及分化细胞特征基因的表达
形成分化细胞结构 和功能的表达基因
调节所需蛋白酶基因 和核酸酶基因的表达
①细胞分裂 ②细胞生长 ③细胞分化
细胞周期
细胞体积不可 逆增加
细胞壁 细胞壁松弛和新细胞壁物质增加
细胞壁松弛酶
木葡聚糖内糖基转移酶(XET) 扩张蛋白（expansin）
在细胞生长过程中，细胞壁物质连续合成 和分泌，新的物质不断在细胞壁中组装。
一、植物细胞分化
植物细胞分化的四步模式 影响细胞分化的调控因素
发育 (Development):是植物生长和分化的总
和的表现, 通过生长分化而形成执行各种不 同功能的组织与器官, 表现出形态建成过程。 是植物生长分化的动态过程。
从叶原基到长成成熟的叶片——叶的发育
从根原基发生到形成完整根系——根的发育
茎端的分生组织形成花原基，再转变成花蕾， 到形成花序最后花蕾长大——花的发育
反映了植物整体在某特定时刻下的生 长状态，是对植物生长的总体描述。
距根尖距离（毫米）
生长速率图。该 图表示根上的每 一点相对于根尖 的生长速率与此 点和根尖之间的 距离有关，离根 尖越近，生长速 率越小，离根尖 越远，生长速率 越大，最后达到 一个恒定值，此 值即为根的伸长 生长速率。
相对生长速率曲线
分泌小泡 形成细胞 壁
叶极 根极
单向钙离子流 为特征的极性
胚胎
原叶 细胞
根细 胞

植物生理ppt课件

植物生理ppt课件
植物对盐碱环境的适应
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克 蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成 抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作 用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反 应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量 ，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和 脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与 冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受 破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细 胞分裂素等对植物生长具有重要 调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物 质等营养物质，调节自身生长和发 育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过 影响植物激素的合成与代谢，进而 调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学 科的基础，对于解决粮食、环境、资 源等问题具有重要意义，同时对于人 类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用 与呼吸作用、水分和营养吸收与 运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模 拟、同位素标记等。

植物生理学010生长生理

植物生理学010生长生理
（二）温度
1三基点 2 温周期现象：植物生长需要一定昼夜温度变化 称作温周期现象。
（三）水分 （四）矿质营养 N ：叶肥、徒长；C：积累糖；
（五）植物激素 GA：茎生长；CCC：抑制
第四节 植物各部分生长的相关性
（一）定义
植株不同部分的生长既相互制约，又 相互依赖、相 互促进这种现象称作生长的相关性。
分裂间期：G1、S、G2；分裂期：M期 前中后末
细胞周期控制：关键酶是依赖细胞周期蛋白的蛋
白激酶（CDK)。
细胞周期蛋白（cyclin)：活化CDK；CG1 CM CDK 活性调节：(周期控制图)
1 、细胞周期蛋白的合成与破坏；
2 、CDK分子内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化。
（二）生化变化 1 DNA 2 RNA 和蛋白质 G1期上升，S期急剧上升，G2期
5 植株再生：从愈伤组织重新分化出完整植株的过
程称为植株再生。
胚状体途径：是指外植体按胚胎发生方式形成再生
植株的过程。 胚状体：在组织培养中，外植体细胞经过类似有性生 殖中胚胎发生 (图9) 的过程而形成的能独立发育成完 整植株的类似于胚的结构，将这种结构称为胚状体。
器官发生途径：先从外植体诱导出器官而后再诱导
提取物、椰乳等。
（三）培养方式 固体培养 液体悬浮培养
悬滴培养 浅层培养细胞固定化培养
（四）培养条件 温度：23－28℃，昼夜温差；
光照；氧气
（五）操作过程
1 配制培养基并灭菌 2 选取外植体并灭菌 3 接种 4 培养 5 继代 6 分化 7 移栽
（六）应用
1 理论研究 2 基因工程 3 育种 4 繁殖 5 脱毒 6 种质保存 7 代谢物生产
白激酶
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植物生理学理论课件第七章植物生长生理

植物生理学理论课件第七章植物生长生理

• 极性是分化的前提。 • 胚的发育：
受精卵
胚芽
胚根
胚柄
• 根毛发育
根表皮细胞分化。
表皮细胞 气孔发育——叶表皮细胞分化
根毛
不均等分裂导致许多组织或器官发生
• 图 7 － 11 拟南芥幼苗的胚胎发育图
图 7-12 墨角藻受精卵极性建立的过程
A 未极化的合子， B 极性尚未稳定的合子， C 极化的合 子， D 胚胎
图 7 － 23 种子萌发过程 IAA 、 GA 等植物激素的 变化
• 4.4 生长大周期
• 1 、植物生长动力学（ growth kinetics ）—— S
型曲线
生长停滞期
生长总量
生
对数生长期 ( 直线生长期 )
长
生长滞后期 （缓慢生 长）
生长速率
生长时间
• 植物生长大周期 (grand period of growth): 植物整体、器官或组织在一生中，生长 表现出 “慢一快一慢”的基本规律，总 体表现为 S 型曲线（生长速率表现为抛 物线）的生长过程称植物生长大周期。
图 7-18 胚根突破种皮 和种子萌发及 ABA 对 萌发的抑制
• 4.2 环境条件对种子萌发的影响
• 1 、水 : 种皮变软——胚根突破种皮
，
•
氧气透入——胚的呼吸上升
，
•
凝胶变溶胶——酶活性提高
，
•
大分子水解为可溶性小分子 ,
• 2 、温度
• 萌发温度三基点：最低、最适和最高。 发芽最适温度是指种子发芽率最高、发 芽时间最短的温度。
野生型
cuc1/cuc2
16-cell
WUS 表 达
诱导表达
Late heart

《植物生理学》绪论ppt课件

《植物生理学》绪论ppt课件

4、产量形成的两大漏洞和植物生理学 的机遇
●光合午休
●产量形成期叶片光合功能的过早衰退
（二）环境恶化与作物抗逆性
在全世界人口持续增长的压力下，日益恶化的环 境成为农业生产甚至人类基本生活条件的巨大威胁。 与世界发达国家相比，我国的环境形势更加严峻。
萨克斯（Sachs,1882）的植物生理学讲义的问世， 费弗尔（Pfeffer）《植物生理学》巨著的出版，才使植 物生理学从植物学与农学中脱颖而出。
JULIUS v. SACHS (1832-1897)
W. Pfeffer
3.第三阶段 发展、分化与壮大阶段
Ø 20世纪科学技术突飞猛进，植物生理学也快速壮 大发展
一是由细胞数目的增加、细胞体积的扩大导致的植 物体积和重量的增加，这就是植物的生长；
二是由于新器官的不断出现带来的一系列肉眼可见 的形态变化，即形态建成（morphogenesis）。
2. 物质和能量代谢
代谢过程是运行于植物体内的一系列生物化学和 生物物理的变化过程。植物的水分代谢、矿质营养、 光合作用、呼吸作用、有机物质的运输与分配等。
绪论
一、植物生理学的定义和研究内容
（一）定义：植物生理学（plant physiology）是研究植 物生命活动规律、揭示植物生命现象本质的科学。
要点： 1. 研究的对象是植物 2. 基本任务是探索植物生命活动的基本规律 生长发育与形态建成
物质与能量代谢
信息传递和信号转导
1. 生长发育
生长发育（growth and development）是植物生 命活动的外在表现，它主要包括了两个方面:
揭开了数十年所不能解决的CO2固定与还原之谜。 v 六十年代左右C3、C4、CAM途径与光呼吸的发现把光合

植物生理学-课件第八章植物生长物质

❖ 根据这个原理，他创立了植物激素的一种生物测定 法-------燕麦试法，(胚芽鞘段伸长法)。定量测定生 长素含量，推动了植物激素的研究。
实验图示
❖ 3.生长素的分离：
❖ 荷兰的F．Kogl（1934）等从玉米油、根霉、麦芽等分离和 纯化刺激生长的物质，经鉴定是IAA。这个工作大大推动了 植物激素研究向前发展。
❖ 赤霉素（gibberellins）是日本人黑泽英一 从水稻恶苗病的研究中发现的，具有赤霉烷 骨架，并能刺激细胞分裂和伸长的一类化合 物的总称。
❖ 一、赤霉素的结构
❖ 1.结构：赤霉素是一种双萜，由4个异戊二烯 单位组成。其基本结构是赤霉素烷。
❖ 2.赤霉素种类：到2019年，已发现126种赤霉素。 ❖ 3.赤霉素分类： ❖ （1）根据分子中碳原子总数的不同分为： ❖ C19：生理活性高； ❖ C20：生理活性低。 ❖ 前者包含的种类大大多于后者。各类赤霉素都含有
❖ 4.生长素种类:植物体内的生长素类物质以IAA最普遍，植物 体内还有其它几类.
二、生长素在植物体内的分布和传导
❖ 1.分布：
❖ 生长素在高等植物中分布很广，根、茎、叶、花、果实、种 子及胚芽鞘中都有。但大多集中在生长旺盛的部分，而在趋 向衰老的组织和器官中则甚少。
❖ 2.含量：每克鲜重植物材料，一般含10～100ng生长素。 ❖ 3.生长素运输： ❖ （1）生长素运输方式： ❖ ①通过韧皮部，运输方向则由两端有机物的浓度差决定. ❖ ②极性运输(polar transport)：只能从形态学的上端向
长来完成的； ❖ 发育（development）则指在整个生活史中，植物体的构造
和机能从简单到复杂的变化过程，它的表现就是细胞、组织 和器官的分化（differentiation）。 ❖ 在植物体的发育过程中，由于部分细胞逐渐丧失了分裂和伸 长的能力，向不同方向分化，从而形成了具有各种特殊构造 和机能的细胞、组织和器官。

《植物生理学》课件

要点一
内源调节
植物通过激素等内源调节物质来调控自身的生长和发育。
要点二
外源调节
环境因素如光照、温度、水分、养分等对植物生长具有重 要影响。
植物的生殖生理与发育过程
植物的生殖生理
植物通过生殖过程产生种子，实现繁殖。
植物的发育过程
植物从种子萌发到开花结果的整个过程，包 括营养生长和生殖生长两个阶段。
THANKS FOR WATCHING
氧气释放
在光合作用的光反应阶段，水 分子被分解为氧气和质子，氧 气被释放到大气中。
能量利用
植物通过光合作用将太阳能转 化为化学能，这些能量被用于 植物的生长、发育和繁殖等生
命活动。
04
植物的呼吸作用
呼吸作用的基本概念
01
呼吸作用
指植物在有氧条件下，将稳定的 化学能转化为ATP和NADPH的 过程。
详细描述
植物生理学主要研究植物如何获取养 分、水分，如何进行光合作用、呼吸 作用等生理过程，以及植物如何适应 环境变化等方面的内容。
植物生理学的学科地位与意义
总结词
植物生理学是生物学的重要分支，对于理解植物生长发育、 适应环境等过程具有重要意义，也为农业、林业等实践领域 提供了理论基础。
详细描述
植物生理学是生物学的基础学科之一，对于理解植物生命活 动的本质和机制具有重要作用。同时，植物生理学的研究成 果也为农业、林业等实践领域提供了重要的理论支持和实践 指导。
感谢您的观看
光合细胞
进行光合作用的细胞主要是叶绿体中的叶肉细胞 。
光合色素
叶绿体中的色素，包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝 卜素和叶黄素等，主要吸收光能。
光合作用的机理与过程
光能吸收 电子传递

植物生理学课件 09生长生理

有的则需控制和消除顶端优势，以促进侧枝的生长， 如果树的整形修剪、棉花的摘心整枝以达到控制徒 长，使养分集中，促进花果着生和果实肥大的目的。
在茶树栽培中，经常摘芽断尖，促进更多的侧枝生 长，从而增加茶叶产量。
在大豆生产中，常利用三碘苯甲酸(TIBA)处理大豆 顶芽，抑制顶端生长，增加发枝，提高结荚率，成 为增产的有效措施。
三. 种子寿命
种子寿命（seed longevity):种子从采收到失去发芽力的 时间。
• 例子：柳树种子，成熟后12h内有发芽力； • 杨树种子，几周； • 槭 树 种 子 ， 几 周 （ 成 熟 时 含 水 量 58% ， 下 降 到 30-
34%就死去）； • 农作物种子，1-3年（花生种子1年，小麦、水稻、玉米、
• 相互促进
合成植物碱等含氮化合物如烟碱等。
•
对根的生长有促进作用，光
•
地上部分：合作用合成糖分供应根部，
•
合成根生长所需的维生素。
•
•
土壤水分含量高，土壤通气少，
• 相互制约
限制根系生长，根/冠比降低 ；
• 如“旱长根，水长苗” 土壤水分含量低，增加根生长，
•
减少地上部生长，根/冠比 增大
2.主茎生长和侧枝生长的相关
论，即酸－生长学说
• （四）细胞伸长与植物激素
• 赤霉素（GA）诱导细胞伸长：
• 细胞分裂前，依赖IAA诱导的细胞壁酸化,与IAA有相加作用。
• 赤霉素（GA）诱导细胞伸长的机理：
• GA提高木葡聚糖内转糖基酶（XET)活性，增加细胞壁延展性
• XET作用：
• 1.切开木葡聚糖 重新形成另个木葡聚糖分子 素网
整个生长过程中的生长速率表现出“慢-快-慢”的基本规律， 即为植物生长的大周期。 • 生长的相关性：植物各部分间的相互制约与相互协调的关系。 • 顶端优势：顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。 • 原因：茎顶端产生生长素IAA,对侧芽生长有抑制作用，细胞分 裂素CTK可解除侧芽的受抑制。 • 应用：果树修剪整形，棉花整枝等
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数有较长的，如蚕豆、绿豆能达6～11年。 种子寿命长的可达百年以上。我国辽宁省普兰店的泥炭土
层中，发现莲的瘦果（莲子），至少120年，也可能达 200～400年之久，但仍能发芽和正常开花结果。
2、影响种子寿命的因素：
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿命很短，如：热带的可 可、荔枝、龙眼、 芒果种子。
细胞分裂 周期
分裂间期 分裂期（M期）
G1期(DNA合成前期) S期 (DNA合成期) G2期(DNA合成后期)
前期 中期 后期 末期
2、细胞周期的控制 控制细胞周期的关键酶是：依赖于细胞周期蛋白（cyclin）的蛋白 激酶(CDK)。
3、细胞分裂与植物激素
生长素和细胞分裂素 刺激G1 cyclin(CycD)的 积累，因此支持进入新 的细胞周期。
4、细胞伸长与赤霉素
（1）GA促进细胞伸长，也促进细胞分裂，且诱发细胞伸长是在诱 发细胞分裂之前。但GA没有刺激质子排除的现象。GA影响细胞伸 长可能依赖于IAA诱发细胞壁酸化。但GA刺激伸长的滞后期比IAA 长。可见GA和IAA刺激细胞生长机制是不同的，反而有相加机制。 （2）GA对根的伸长无促进作用。
三、细胞分化生理 细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代， 在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 现代生物学的观点认为:发育的过程表现为DNA链上不同基因按一 定的时间和空间顺序选择性地活化或阻遏。
1、细胞全能性
（1）细胞全能性：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。
细胞分裂素通过活化 磷酸酶,削弱CDK酪氨 酸磷酸化的抑制作用 （CDK/CYCB），促进 进入M期。
脱落酸浓度增加，CDK-cyclin复合物抑制剂（ICK）表达，于是抑 制CDK/CycA，阻止进入S期。
二、细胞伸长的生理
葡萄糖 分子
纤维素 分子
微团
微纤丝 粗纤丝
细胞壁
生长素的酸一生长假说
IAA IAA
根在柳 树枝条 的形态 学下端 发生
3、影响细胞分化的因素
（1）糖浓度
低糖浓度（< 2.5%），有利于木质部形成； 高糖浓度（> 3.5%），有利于韧皮部形成； 中糖浓度(2.5%～3.5%)，木质部、韧皮部都形成，中间有形成层。 （2）光照： 黄花幼苗的组织分化很差，薄壁组织较多，输导组织和纤维组织 等机械组织很不发达，植物柔嫩多汁
（二）根生长特性 生长部位：顶端分生组织； 生长的规律性：具生长大周期。 根也有顶端优势：蔬菜育苗移栽时切除主根，可促进侧根的生长。
（三）叶生长特性 一般来说，双长能力。例如稻、 麦、韭、葱等叶被切断 后，叶片很快就能生长 起来。
2、呼吸作用的变化 急剧上升：种子吸涨后，生化反应加强。 滞缓不变：因为种皮限制氧气供应，进行无氧呼吸。 再急剧上升：胚根突破种皮，增加氧气供应，进行有氧呼吸。 显著下降：随着贮存物质的消耗，呼吸作用逐渐降低。
3、酶系统的形成：萌发种子酶的形成有两种来源： ①原存在的束缚态酶释放和活化而来。如：β-淀粉酶，种子吸胀 后立即出现。 ②重新合成：通过核酸诱导下合成的蛋白质，形成新的酶，如α淀粉酶
正常性种子：耐脱水和低温，寿命较长，如：水稻、花生。
第二节 细胞生长生理
➢细胞生长是植物整体生长的基础。
细胞分裂 细胞伸长 细胞分化
增加细胞数目 增大细胞体积 形成不同细胞
植物生长
一、细胞分裂期的生理 1、细胞周期
细胞周期:从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结束形成 新的子细胞所经历的时期称细胞周期。
（3）植物激素 CTK/IAA比值：高，
芽；低，根；中等，不 分化。 乙烯：促进根的形成。
第三节 植物营养器官生长
一、营养器官的生长特性 （一）茎生长特性 1、茎的生长点： （1）顶端分生组织和近顶端分生组织——控制生长最重要的组织。 前者控制后者的活性，后者的细胞分裂和伸长决定茎的生长速度。 （2）居间分生组织：
2、茎生长的规律性： 生长大周期：植物器官或整株植物的生长速度会表现出“慢-快慢”的基本规律，即开始时生长缓慢，以后逐渐加快，然后又减慢 以至停止。这一生长全过程称为生长大周期 。
生长大周期：
S生长曲线：分成四个时期： ① 停滞期：(0～18d) ② 对数生长时期:(18～45d) ③ 直线生长期:(45～55d) ④ 衰退期：(55～90d )
植物生理学植物的生长生理
第一节
种子萌发:种子吸水到胚 根突破种皮（或播种到幼 苗出土）之间所发生的一 系列生理生化变化过程。
种子萌发生理
一、影响种子萌发的外界条件 (一) 足够的水分 (二) 充足的氧气 — 有氧呼吸
（三）适宜的温度—酶促反应
无水脱脂棉上绿豆的萌发
含水脱脂棉上绿豆的萌发
（四）光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子, 如莴苣、烟草、多数杂草种子。 需暗(喜暗或嫌光)种子：光抑制种子萌发，如葱、韭菜、苋菜、 番茄、茄子、瓜类种子。 对光不敏感种子：有光无光都可萌发，如大多数农作物种子。
二、种子萌发的生理生化变化
1、种子吸水 种子的吸水分为三个阶段： 急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停滞阶段 胚根出现，重新迅速吸水阶段 — 渗透性吸水
4、有机物的转变
新的器官
蛋白质
新的氨基酸
co2
细胞壁物质
膜
脂类
贮藏物质 脂肪
乙醛酸循环
N
酰胺等
有机酸 糖类
运输
重新合成
种子
淀粉
蛋白质
糖类 氨基酸
蔗糖 有机酸
N
分解 co2
酰胺、其它含氮 化合物
三、种子寿命
1、种子寿命：从种子成熟到失去生命力所经历的时间。
在自然条件下，种子的寿命可以由几个星期到很多年。 如柳树种子，成熟后只在12h内有发芽能力。 大多数农作物种子的寿命，也是比较短的，约1～3年。少
（2）组织培养：是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养离体 植物组织（器官或细胞）的技术。 组织培养的理论依据是：植物细胞具有全能性。
2、极性 极性：是指在器官、组织甚至细胞中在不同的轴向上存在某种形 态结构和生理生化上的梯度差异。 如：合子在第一次分裂形成基细胞及顶端细胞就是极性现象。极 性一旦建立，即难于逆转。