出芽定义

17 Mar 2025 | 5 分钟阅读

当发育开始时,在一般意义上被称作“发芽”。在生物学中,它被用来描述芽的形成过程,这个过程发生在单细胞生物(如正在发芽的细菌和酵母)和多细胞生物中。

什么是发芽?

在生物学中,发芽是指生物体突出部分(芽)的发育。芽具有长成新个体的能力。出芽也是这种过程的另一种说法。出芽过程符合新兴的定义。芽从“亲本”组织中发育而来,成为一个新的个体。发芽是无性繁殖的一个例子,因为在这个过程中不使用配子,而“后代”实际上是亲本的克隆。它涉及到体细胞而不是性细胞。它们通过有丝分裂分裂,并产生具有相同遗传组成的新的单元群体。许多原核生物和真核生物使用无性发芽作为它们的一种繁殖策略。

Budding Definition

在繁殖以外的生物学领域,发芽有不同的用途。胚胎学中的“发芽”一词描述了在胚胎分化过程中从预先存在的元素中出现的结构。芽是某些病毒在利用细胞膜的一部分离开细胞时产生的隆起,根据病毒学领域的说法。宿主细胞膜的一部分会发展成病毒的外膜。这样,病毒就可以在不破坏宿主细胞的情况下离开细胞。因此,剩余的病毒可以继续在宿主细胞内传播。

水螅中的发芽

水螅是腔肠动物门水螅纲的多细胞水生生物。它们在热带和温带地区都很常见。它们是一个有趣的研究课题,因为它们具有独特的再生能力。它们能够进行有性和无性繁殖。发芽是水螅最常见的无性繁殖策略。

Budding Definition

在水螅中,一个地方的细胞反复进行有丝分裂,导致芽作为外生部分发育。这些芽长成具有发育中的嘴巴和细小触手的微小个体。达到完全成熟时,子体就从亲本身体上分离出来,成为一个全新的、独立的个体。为了繁殖,水螅拥有独特的再生细胞,这些细胞对于发芽过程至关重要。

亲本水螅经过连续的发芽阶段,如下图所示

  • 第一阶段是水螅体在芽发育之前。
  • 第二至第四阶段代表芽的产生和芽的成熟。
  • 第五阶段是子代水螅通过分裂逐渐从亲本身体分离。
  • 第六阶段显示了新的水螅,它是原始水螅的复制品。

酵母中的发芽

单倍体和二倍体酵母细胞都通过发芽进行分裂。一个未发芽的细胞标志着细胞分裂周期的开始。细胞核分裂,这个单元发芽,芽长到几乎与母细胞的形状相同,同源对分裂成独立的未发芽细胞。然后,两个细胞的周期重新开始。因此,细胞数量呈指数级增长,每两个细胞分裂周期翻倍,这相当于平均红细胞周期持续时间。这可能短至一小时,取决于张力、培养条件和温度。如果以这个速度继续生长,一个细胞有一天可能会变成一个小群体。

Budding Definition

酵母培养物的生长方式与细菌的生长方式相似。在开始分裂之前,细胞需要时间来准备接种生长培养基。在这段可能长达数小时的滞后期之后,它们会迅速开始指数生长阶段,在此阶段,它们的数量和重量按固定间隔翻倍。在一定扩张期之后,某个环境因素成为生长的限制因素,导致增长率下降,最终生长停止。质量和数量保持不变。在许多小时内,培养物处于静止状态,细胞仍然存活;如果将培养物冷藏,细胞可以存活数月。在室温或更高温度下,细胞会发生自溶,在此过程中,自身的消化酶会被激活,并物理消化死亡的细胞,将蛋白质和核苷酸分解成更简单的部分,同时散发出特别难闻的气味。

在有氧条件下,普通酵母可以进行有氧生长,或在无氧条件下进行生长。它们可以通过氧化乙醇、乙酸盐或甘油等简单碳源来帮助生长。如果它们有足够的氧气,它们会将碳源(通常是葡萄糖)完全氧化成二氧化碳和水。在无氧条件下,酵母只能将碳水化合物分解成二氧化碳和甲醇,获得的能量更少。在这两种情况下,生长都会受到营养缺乏或毒素积聚的限制。

发芽的类型

1. T型嫁接

Budding Definition

这是一种简单的嫁接(繁殖)形式,将芽而不是枝条嫁接到砧木上以形成新植物。听起来很复杂,但通过练习,任何人都可以掌握,而且由于只需要一个芽就可以形成玫瑰或树,所以非常经济。T型嫁接用于玫瑰,也可以用于种植各种树木。

尽管不如嫁接技术复杂,但有些人认为T型嫁接比嵌合体嫁接更容易。在嵌合体嫁接中,砧木茎与木片上的芽牢固地连接在一起,木片精确地匹配砧木上的切口。一块带有几朵花的木片嫁接到砧木上。

2. 贴片嫁接

Budding Definition

对于直径为3/8至1 1/2英寸的小树桩或树枝,可以使用贴片嫁接。通过将芽插入新生的、旺盛的枝条中,这些枝条靠近树枝的切断端,也可以对被修剪掉的大树进行贴片嫁接。在下一个季节的春天,在一干燥期内被修剪的树木可能已经进行了贴片嫁接。

结论

在园艺领域,“发芽”一词描述了一种植物繁殖技术,即将目标植物的芽移植到另一株植物的茎上。

虽然二分裂和发芽都是无性繁殖技术,但它们的不同之处在于,后者的亲本生物存活,而前者在细胞分裂后会失去亲本细胞。


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