课件：大学植物学细胞.ppt

学习要求： 1.掌握植物细胞的基本结构（显微结构和亚显微结构） 2.掌握细胞分裂的类型和过程 3.掌握组织的起源和类型 4.掌握营养器官和繁殖器官的发育和结构,植物形态解剖部分,第一章 植物细胞,细胞 是生物体结构和功能的基本单位 是生命活动的基本单位,第一节 概述,一、细胞的发现及细胞学说 二、植物细胞的形状和大小 三、植物细胞的结构组成 四、原核细胞和真核细胞 五、细胞生命活动的物质基础原生质,一、细胞的发现及细胞学说,1665年，虎克（Robert Hooke） 软木薄片（木栓细胞），发现细胞。,列文.虎克（Antonie van Leeuwenhoe) 发现细胞里粘稠物质原生质 1833，布朗（RBrown，） 发现细胞核 ,1838一1839年 施莱登（Schleiden）和施旺(Schwann） 1.一切动植物有机体都由细胞组成。 2.每个细胞是相对独立的单位。 3.新细胞来源于老细胞的分裂。,细胞学说,二、植物细胞的形状和大小,（一）形状,典型的未经分化的薄壁细胞是十四面体；,由于适应不同的功能，出现了多种多样的形状,（二）大小,细胞小的原因： （1）受细胞核所能控制的范围的制约 （2）相对表面积大，有利物质的交换和转运。,最小：球菌直径0.5um。 最大：苎麻纤维细胞长550mm。 种子植物中一般直径10100um。,三、植物细胞的结构组成,植物 细胞,细胞壁,原生 质体,细胞核,胞基质,细胞器,细胞质,质膜,其他细胞器,质体,线粒体,核膜,核质,核仁,植物细胞模式图,显微结构和亚显微结构,显微结构 普通光学显微镜观察到的细胞结构。 分辨率：0.2um 染色体、叶绿体、线粒体、中心体、核仁,亚显微结构 电子显微镜观察到的细胞结构。 分辨率：0.2nm 细胞膜、内质网膜、核膜、核糖体、微体、微管和微丝,四、原核细胞和真核细胞,五、细胞生命活动的物质基础原生质,原生质：是细胞内有生命活性的物质。 化学组成 水和无机盐、蛋白质、核酸、脂质、糖类、活性物质 物理性质 无色、半透明半流动状态、亲水胶体 注意与原生质体和原生质层区别： 原生质体：去掉细胞壁的由质膜包裹、具有生活力的裸露细胞。由质膜、细胞质和细胞核组成。 原生质层：成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质合称为原生质层,植物细胞特有的细胞结构,细胞壁 质体 大液泡,第二节 细胞壁,植物细胞外被包括细胞壁和质膜（细胞膜）,原生质体的分泌物质在质膜外形成的，具有一定的硬度和弹性,保护作用 支持和巩固细胞的形状 参与生命活动,一、细胞壁,（一）细胞壁的结构,胞间层、初生壁、次生壁比较 *,洋葱细胞不断长大，初生壁也扩大,（二）细胞壁的化学组成,纤维素（亲水性）,半纤维素、果胶质,角质、栓质、木质、矿质,40个成束,（三）细胞壁的特化*,细胞形成初生壁时，初生壁上较薄的凹洼区域，称为*初生纹孔场。,形成次生壁时，初生壁上不沉积次生壁物质的区域成为*纹孔。,二、植物细胞间的联络结构,1、纹孔,纹孔结构：纹孔膜、纹孔腔、纹孔口 纹孔类型：单纹孔、具缘纹孔,单纹孔：纹孔口和底同大，纹孔腔为上下等径，圆筒形。,具缘纹孔：次生壁向细胞内延伸拱起形成纹孔缘，口小腔大呈圆锥形。,纹孔缘,2、胞间连丝,作用 细胞间物质运输和传递刺激的重要渠道；使植物体的细胞连接成一个整体。,*胞间连丝：穿过细胞壁的微细孔眼或纹孔，沟通相邻细胞的原生质细丝。 由相邻细胞的质膜连接而成的40-50nm的管道，内有细胞质。,柿胚乳细胞 ，示胚乳细胞,一、质膜（细胞膜）,是一层单位膜，在电子显微镜下显示出三层结构,特性：流动性、不对称性、选择透性,流动镶嵌模型,第三节 原生质体,功能： 是细胞间或细胞与外界环境间的分界 控制细胞与外界环境的物质交换 接受和传递外界信号,化学组成: 磷脂和蛋白质，少量的糖类。,细胞质分为胞基质和细胞器,（一）胞基质 是无色半透明的胶体物质 代谢场所 胞质环流,二、植物细胞质,*细胞器：细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构(微结构）。,包括：质体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、圆球体、微体、微管和微丝,（二）细胞器,双层膜细胞器 质体类型 参与碳水化合物的合成和贮藏,叶绿体 有色体 白色体,光合作用,高等植物中为圆形或椭圆形，直径约510um，厚度约23um。,1）叶绿体,形态,作 用,色素,叶绿素、叶黄素、胡萝卜素,类囊体 单位膜构成的扁平封闭小囊,类囊体,叶绿体,叶黄素、胡萝卜素等,2）有色体,作 用,色素,3）白色体,作 用,类型,质体的分化,叶绿体,白色体,三种质体的关系,前质体,有色体,形态,粒状、棒状、丝状或分枝状。 直径一般为 0.5-1.0um。,呼吸作用主要场所，供能中心。,功能,线粒体与叶绿体的形成（内共生说）,支持线粒体和叶绿体内共生起源的主要证据有：具有双层膜和环状DNA，就像原核细胞； 叶绿体DNA序列与蓝藻相似，而线粒体DNA序列与-变形菌相似； 核糖体为70S型，对细菌蛋白质合成抑制剂氯霉素敏感，蛋白质合成于N-甲酰甲硫氨酸； RNA聚合酶可被利福平、链霉素等抑制；,由单层单位膜围成的各类管、泡、腔交织的网状管道系统。,是胞基质中的膜系统 细胞核内质网质膜相邻细胞,粗面内质网 外表面附有核糖体颗粒,光面内质网 外表面没有核糖体颗粒,内质网的类型,2019/8/5,48,可编辑,1.参与蛋白质的合成、加工、运输,2.合成脂类、激素,内质网的功能,4.分室作用,3.是许多细胞器的来源,单位膜构成的扁囊叠在一起，边缘膨大且具有穿孔。,功能： 1. 有分泌作用 2. 参与细胞壁形成,成熟面：微凹，向着质膜，形成分泌小泡。,形成面：微凸，向着细胞核，接受内质网的运输泡。,功能：将氨基酸组装成肽链，是合成蛋白质的中心。,分布：胞基质、细胞核、质体和线粒体的基质、内质网外表面。游离核糖体或多聚核糖体。,单层膜，含消化酶，特征酶是酸性水解酶,分解大分子，消化清除残余物。,半层被膜，积聚和贮存脂肪,内含脂肪酶，可以水解脂肪，具有溶酶体性质,类型,单层膜,过氧化物酶体,单层膜包被，充满细胞液。 成熟细胞为一中央大液泡。 植物细胞显著特征之一,a.维持细胞渗透压和膨压,b.使原生质贴壁有利于与外界进行气体和物质的交换。,c.贮藏和消化作用,a.微管 由微管蛋白二聚体组成，长管状。 功能： 维持细胞的形状 形成纺锤丝，与染色体向两极移动和细胞壁形成有关,b.微丝 由肌动蛋白和肌球蛋白组成。支架作用、细胞器的运动、胞质环流,细胞的内膜系统,由膜构成的细胞器或结构，彼此相关、相连组成的复杂而精密的系统。 功能： 分隔和区域化 酶定位于不同空间 通过胞间连丝沟通相邻细胞,第四节 植物细胞核,一、细胞核的形态,二、细胞核的结构,1.核被膜 双层膜 核模上具有核孔，沟通细胞核和细胞质间的物质运输。 核膜内有核纤层。 2.核仁 一般有1个 成分有蛋白质、RNA和DNA。 贮存rDNA，合成rRNA，核糖体大小亚基的装配。,3.核基质 纤维状的网，主要成分是蛋白质、少量RNA。 核骨架 4.染色质 易被碱性染料着色的物质，主要成分是DNA和组蛋白，含少量RNA和非组蛋白。 间期染色质；分裂期染色体。,三、细胞核的功能,植物细胞在新陈代谢过程中产生一些贮藏物质、代谢中间产物以及废物等。,*后含物,第五节 植物细胞的后含物,来源 叶绿体、造粉体,贮藏形式 淀粉粒 （单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒）,染色反应 I2-KI蓝色、紫色,一、贮藏的营养物质,储藏部位 贮藏器官,1.淀粉,马铃薯淀粉粒图 示单粒、复粒、半复粒,单粒,半复粒,复粒淀粉粒外含有共同的轮纹 。,只有一个脐点，无数轮纹围绕这个脐点。,复粒,几个单粒淀粉粒聚合而成。有数个脐点，无共同轮纹。,2.蛋白质,储藏部位 胚乳、子叶,存在形式 糊粉粒,性质 非活性稳定状态,化学鉴定方法 I2-KI黄色,3.油和脂肪,分类 油-液体；脂肪-固体,存在部位 油料植物种子或果实,化学鉴定方法 苏丹橘红色,二、次生代谢物质,1.单宁和色素,1）单宁 酚类化合物，保护作用,2）色素 光合色素 质体中的叶绿素和类胡萝卜素 类黄酮 液泡中的水溶性花色素苷、黄酮、 黄酮醇,2.晶体,多数是草酸钙，少数是碳酸钙。,减少过多的酸对植物的伤害,单晶体、簇晶体、针晶体、钟乳体,无丝分裂,有丝分裂,减数分裂,植物的生长是细胞的繁殖、生长和分化的结果,增加数目,增加体积,功能分化,三种分裂方式,第六节 植物细胞的分裂、生长和分化,过程：核延长缢缩断裂成二子核形成新壁,一、无丝分裂（直接分裂）,细胞核的无丝分裂过程,特点：不出现染色体、纺锤丝 存在遗传的稳定性问题,部位：胚乳、愈伤组织、花药的绒毡层细胞等,二、有丝分裂（间接分裂）,细胞周期,持续分裂的细胞，从结束一次分裂开始到下一次分裂完成为止的整个过程。包括间期（G1、S、G2）和分裂期（M)。,G1期,为DNA合成前期，有RNA和蛋白质合成；,S期,为DNA合成期，核内染色质复制加倍,G2期,为DNA合成后期，也有RNA和蛋白质合成；,（一）间期,分裂期,细胞质分裂,核分裂 (前、中、后、末),（二）分裂期（M期）,1.核分裂,前期：染色质浓缩成染色体，核膜核仁消失，出现纺锤丝。,后期：每个染色体的两条染色单体在纺锤丝的牵引下由赤道板移向两极。,末期：形成二子核，进行细胞质 分裂，形成两个新细胞。,赤道面区域形成桶状的成膜体，排列着来自高尔基体的囊泡。,囊泡融合，其内的果胶质形成细胞板，膜成为两个子细胞的质膜。,囊泡之间的内质网与微管形成胞间连丝,细胞板扩展形成新的细胞壁，分隔成两个细胞。,2.细胞质分裂,特点,包括核分裂和胞质分裂两个显著的步骤,有纺锤丝的出现,有染色体的复制和染色单体的分离,意义,使子细胞具有与母细胞相同数量和性状的染色体，保持了细胞遗传的稳定性。,（三）有丝分裂的特点和意义,三、减数分裂,时间有性生殖 部位大、小孢子母细胞,（一)减数分裂的过程,1、减数分裂I,前期I 细线期,核内出现细线状染色体,DNA的复制主要在减数分裂前的间期进行。,前期I 偶线期,联会 同源染色体两两配对,前期I 粗线期,染色体缩短变粗，非姐妹染色单体之间发生交叉交换遗传物质,前期I 双线期,染色体继续螺旋缩短，同源染色体开始相互分离，但在发生交换的地方，仍连在一起，呈现X、V、O、8等形状。,前期I 终变期,染色体更为缩短，此时易于计数，核仁、核膜消失，纺锤丝出现,中期I- 同源染色体排列在赤道面上，出现纺锤体,后期I-同源染色体分离，移向两级,末期I-形成两个子核，两个子细胞,与有丝分裂相同，分为前、中、后、末四个时期。 染色单体分开平均分配到两个子细胞。,2、减数