第一章--植物的细胞

第一章植物的细胞 细胞的概念和细胞学说植物细胞的形态与结构植物细胞的增殖植物细胞的生长与分化植物细胞的衰老与死亡 1 1细胞的概念和细胞学说 细胞是生物有机体最基本的形态结构单位 细胞是一个高度有序 能够进行自我调控的代谢与功能体系 细胞是有机体生长发育的基础 细胞是遗传的基本单位 细胞的全能性 totipotency 指植物体内 每个细胞都含有该物种的全部遗传信息 都具有发育为完整植株的潜能 叫做植物细胞的全能性 植物细胞研究简史 1 细胞的发现1665年 英国人罗伯特 虎克 R Hooke 观察软木片 发现软木由很多 小室 构成 形似蜂窝 他称其为 cell 原意为小室 后来 随着研究的进展和细胞结构的进一步观察 发现 赋于 cell 以特定的意义 逐渐形成了 细胞 这一概念 实际上 他当时所观察到的是死细胞的空腔 细胞内的其他结构 是后来其他学者观察所发现的 1677年 荷兰科学家列文虎克发现活细胞 2 细胞学说1838年德国植物学家施莱登指出细胞是植物体的基本结构 德国动物学家施旺在动物中证实细胞是动物体的基本结构 1839年提出了 细胞学说 即 一切生物 从单细胞到高等动 植物都是由细胞组成的 细胞是生物体结构和功能的基本单位 1 2植物细胞的形态与结构 形状 球状体多面体纺锤形柱状体 导管 表皮细胞的形状与功能之间是如何适应的 形状是由它所处的环境和担负的生理机能决定的 植物细胞的形态 洋葱表皮 1 显微镜的分辨率和细胞大小的计量单位细胞大小的计量单位 1 1000 m 微米 1 m 1000nm 毫微米或纳米 1nm 10埃1mm 103 m 106nm 107埃光学水平下多用 微米 电镜下多用 纳米 埃已经达到原子水平 在生物学中应用不多 分辨率 能区别二点间的最小距离 人眼分辩率为0 1mm 光学显微镜为0 2 0 3 m 电镜为0 25nm 植物细胞的大小 2 植物细胞的大小植物细胞一般都很小 细菌 一般为0 5 m种子植物 一般为10 100 m生物细胞一般都需在显微镜下才能分辨 但也有直径超过人眼分辩率 0 1mm 的 如棉种皮纤维 70mm 桔肉细胞 西瓜果肉细胞 1mm 等 极端的如苎麻韧皮纤维 其长可达550mm 植物细胞微小的原因第一 细胞核所能控制的体积有限 第二 细胞体积越小 其相对表面积越大 一般来说 生理活跃的细胞较小 而代谢活动弱的细胞体积较大 1 2 1植物细胞的基本结构 原生质体 1 细胞壁 结构层次化学成份联络结构主要功能 概述细胞壁是包围在原生质体外面的一个坚韧的外壳 是植物体特有的结构 具有细胞壁 中央液泡 质体是植物细胞区别与动物细胞的三大结构特征 细胞壁功能 保护原生质体 表现在影响植物的吸收 保护 支持 蒸腾和物质运输等重要的生理活动 细胞壁的生物活性 细胞壁 主要是初生壁 中 含有具生理活性的蛋白质 可参与细胞壁的生长 物质的吸收 细胞间的相互识别以及细胞分化时壁的分解过程 还有抵抗病原物的作用 细胞壁的化学成份 主要成分 多糖 纤维素 半纤维素 果胶蛋白质 结构蛋白 酶蛋白胞间层 果胶基质多糖 可溶性多糖 果胶酸钙和果胶酸钙镁初生壁 纤维素 半纤维素 果胶次生壁 纤维素 半纤维素 木质素 壁 中层 最先形成 胞间层的作用 使相邻细胞粘连在一起 可缓冲细胞间的挤压而不影响细胞生长 细胞生长过程中或细胞停止生长前由原生质体分泌形成的细胞壁层 细胞停止生长 初生壁不再增加表面积后 由原生质体代谢产生的壁物质沉积在初生壁内侧而形成的壁层 位置及形成时间 形成于细胞分裂刚完成时 位于相邻细胞间 对于一个细胞来说 它位于细胞的最外面 成份 果胶质 属多糖类物质 结构 一层 特性 果胶是一种无定型胶质 有很强的亲水性和可塑性 多细胞植物依靠它使相邻细胞彼此粘连在一起 这种特性便于植物幼嫩组织的生长和分化 果胶很易被酸或酶等溶解 从而导致细胞离析 例如 果肉细胞的离散使果实变软 沤麻工艺等 胞间层 位置及形成时间 形成于胞间层之后 位于胞间层之内 是活细胞的最后一层细胞壁 化学成分 纤维素 半纤维素和果胶质 少量结构蛋白 与壁上糖类结合 形成糖蛋白 结构 单层 特性 较薄 约1 3 m 质地柔软而有弹性 可随细胞的生长而延展 许多细胞在形成初生壁后 如不再有新壁产生 初生壁便成为它们永久的细胞壁 初生壁 次生壁 位置及形成时间 次生壁为细胞停止生长后 在初生壁内侧继续积累的细胞壁层 化学成分 主要成分是纤维素 少量半纤维素及木质素 结构 光学结构为三层 外层 中层和内层 特性 较厚 约5 10 m 质地坚硬 具较强的支持和保护作用 具次生壁的细胞的成熟状态即死细胞 具次生壁的细胞主要存在于输导组织 机械组织和保护组织中 纤维素 由多个葡萄糖分子以 1 4糖苷键连接的D 葡聚糖 半纤维素 由不同种类的糖聚合而成的一类多聚糖 果胶 由D 半乳糖醛酸 鼠李糖 阿拉伯糖和半乳糖等通过 1 4键连接组成的丝状长链 木质素 由四种醇单体 对香豆醇 松柏醇 5 羟基松柏醇 芥子醇 形成的一种复杂酚类聚合物 细胞间的联络结构 思考 细胞之间靠什么连接在一起呢 胞间连丝 胞间连丝 它是穿过胞间层和初生壁的细胞质细丝 以此连接相临细胞间的原生质体 功能 是在细胞间起着物质运输 传递刺激及控制细胞分化的作用 通过胞间连丝 使整个植物体的细胞原生质体联成一个整体 物质交换 信息传递 病毒感染 柿子胚乳细胞 胞间连丝 初生纹孔场 在细胞初生壁上有一些明显凹陷的胞间连丝通过的较薄区域 叫做初生纹孔场或原纹孔 纹孔 次生壁形成时 初生纹孔场不被次生壁物质覆盖形成的凹陷区域称为纹孔 有时纹孔也可发生在无初生纹孔场的区域 相邻两细胞的纹孔通常成对存在 称为纹孔对 纹孔有利于细胞间的沟通和水分的运输 注意 初生纹孔场产生于初生壁上 而纹孔存在于次生壁上 纹孔可分为单纹孔和具缘纹孔 前者呈圆筒形 纹孔的口 腔和膜同样大小 后者由于次生壁增厚时 向细胞内方拱起形成效孔缘 故口小 腔大而呈圆锥形 单纹孔 无拱形边缘 具缘纹孔 次生壁加厚向中央隆起悬在纹孔腔上形成拱形边缘 细胞壁的生长与特化 初生壁生长 以填充方式与细胞同步生长次生壁生长 细胞停止生长后以附加方式向心生长细胞壁特化 在细胞生长分化过程中 原生质体合成一些特殊物质渗入壁内改变壁的性质以适应一定功能如木质化 栓质化 角质化 矿质化等 细胞壁的特化 自学 1 木质化 树的木材部分 导管 管胞 纤维等机械组织细胞 能产生木质素 丙酸苯酯类聚合物 具有很高强度 填充于细胞壁中 叫木化 2 角化 填充角质 脂类化合物 不透水 可透气 可透光植物的表皮细胞常常发生角化 如叶的表面成角质层 具有保护作用 如防止水分蒸腾 病菌的侵入等 3 栓化 填充栓质 脂类化合物 细胞不透水 不透气 细胞一经栓化后即死亡 树木的外皮 常常是栓质细胞 具有良好的保护作用 4 矿化 细胞壁内填充矿物质 增加硬度 如禾本科植物表皮细胞常常发生显著的硅化 5 黏液化 胶化 细胞壁中果胶质和纤维素变成黏液或树胶的一种变化 多见于果实和种子的表面 细胞壁的主要功能 细胞壁是具有一定硬度和弹性的结构 构成了细胞的外壳 是植物细胞区别于动物细胞最显著的特征 它决定和维持细胞一定的形态 形状 具一定支持作用 保护和支持原生质体 减少蒸腾 防止微生物入侵和机械损伤 参与细胞的生长 细胞间识别 物质的吸收 分泌 运输等生命活动 对于细胞壁的功能 目前较肯定的有以下几个方面 1 维持细胞形状 控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度 并承受着内部原生质体由于液泡吸水而产生的膨压 从而使细胞具有一定的形状 这不仅有保护原生质体的作用 而且维持了器官与植株的固有形态 另外 壁控制着细胞的生长 因为细胞要扩大和伸长的前提是要使细胞壁松弛和不可逆伸展 2 物质运输与信息传递细胞壁允许离子 多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过 而将大分子或微生物等阻于其外 因此 细胞壁参与了物质运输 降低蒸腾作用 防止水分损失 次生壁 表面的蜡质等 植物水势调节等一系列生理活动 细胞壁上纹孔或胞间连丝的大小受细胞生理年龄和代谢活动强弱的影响 故细胞壁对细胞间物质的运输具有调节作用 另外 细胞壁也是化学信号 激素 生长调节剂等 物理信号 电波 压力等 传递的介质与通路 3 防御与抗性细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素 phytoalexin 的形成 它们还对其它生理过程有调节作用 这种具有调节活性的寡糖片断称为寡糖素 oligosaccharin 将一种庚葡萄糖苷寡糖素施加于大豆细胞时 会使负责合成抑制霉菌生长的抗菌素的基因活化而产生抗菌素 多种寡糖素的功能复杂多样 如有的作为蛋白酶抑制剂诱导因子 在植物抵抗病虫害中起作用 有的寡糖素可使植物产生过敏性死亡 使得病原物不能进一步扩散 还有的寡糖素参与调控植物的形态建成 细胞壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外 还有防病抗逆的功能 如黄瓜抗性品种感染一种霉菌后 其细胞壁中羟脯氨酸的含量比敏感品种增加得快 4 其他功能细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子的合成 转移 水解 细胞外物质输送到细胞内以及防御作用等 研究发现 细胞壁还参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用 此外 细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应 应当指出的是 并非所有细胞的细胞壁都具有上述功能 每一类细胞的细胞壁功能都是由其特定的组成和结构决定的 原生质体 构成生活细胞的除细胞壁以外所包含的各部分 如质膜 细胞质 细胞核等 原生质 构成原生质体的主要物质 2 原生质体 一 原生质的化学组成 无机物质 水80 90 无机离子 有机物质 蛋白质核酸脂类糖类 生理活性物质 水 80 无机盐 1 5 蛋白质 10 脂质 2 糖类 0 4 DNA 0 4 RNA 0 7 细胞化学成分 原生质的理化性质及生理特性 理化性质 以有机物大分子为溶质 均匀分散在溶有简单糖 氨基酸和无机盐的水溶液中 是具有一定弹性与粘度的 半透明的亲水胶体 溶胶凝胶生理特性 新陈代谢 原生质运动 失水 吸水 亦称为 质膜 plasmicmembrane 包在细胞原生质体外面 脂溶性物质容易通过质膜 1 细胞膜 cellmembrane 电镜下 质膜显出具有明显的三层结构 两侧呈两个暗带 中间夹有一个明带 三层的总厚度约7 5nm 其中两侧暗带各为2nm 中间明带约3 5nm 明带的主要成份是类脂 暗带为蛋白质 这种在电子显微镜下显示出三层结构组成为一个单位的膜 称为单位膜 单位膜模型示意图暗带 厚约2nm 为蛋白质 明带 厚约3 5nm 为类脂 暗带 厚约2nm 为蛋白质 1 质膜的结构 流动镶嵌模型 质膜具有不对称性 蛋白质非对称排列 质膜具有流动性 其结构会发生变化 质膜具有 选择透性 因而能控制细胞内外物质交换 质膜的结构模型 质膜的性质及功能 质膜的性质 质膜最突出的特性是选择透性 选择透性与膜蛋白有关 膜蛋白大多是特异的酶类 在一定条件下 它们具有 识别 捕捉 和 释放 某些物质的能力 从而对物质的透过起控制作用 这种特性是生活的生物膜所特有的 一旦细胞死亡 膜的选择透性便消失 物质便能自由透过了 死尸溢出水分原因在此 2 质膜的主要功能 1 使细胞的内外环境分割开 为生命活动提供相对稳定的内环境 2 控制膜内外之间的物质交换 具有选择透性的物质运输 3 参与主动运输 被动运输和胞饮作用 为多种酶提供结合位点 使酶簇反应高效而有序地进行 4 提供细胞识别位点 完成细胞内外信息跨膜传递 随着研究的深入 质膜的功能还将不断的被认识 2 细胞质 cytoplasm 细胞质是质膜以内 细胞核以外的物质 它可分为细胞质基质和细胞器两部分 细胞质基质 是一种无明显结构 均匀半透明的液态胶状物质 胞质环流 胞质运动 细胞质在细胞中处于不断运动状态 能带动细胞器在细胞内有规则的持续运动 循环式 只有单个大液泡 流走式 细胞内有多个液泡 各小流有不同的流动方向 促进细胞质内细胞器之间的相互联系 为细胞器的生理活动提供能量 包括 质体线粒体内质网高尔基体液泡溶酶体和圆球体微体核糖体等 3 细胞器 细胞质中具有一定的形态结构和特定功能的微小结构 亚细胞单位 双层膜 单层膜 无膜 1 质体plastid 质体为参与碳水化合物的合成与贮藏的有关细胞器 是绿色植物细胞特有的结构 按色素有无和种类不同分 叶绿体 有色体 白色体 叶绿体 黑藻叶片 叶绿体 是绿色高等植物进行光合作用的细胞器 分布 叶肉细胞 气孔的保卫细胞 嫩茎的皮层细胞等 形态 球形 椭球形 凸透镜形等 直径4 10微米 结构 外膜 内膜 类囊体 基粒 基质片层 基质色素 叶绿素a b 叶黄素和胡萝卜素功能 光合作用合成植物生长所需的碳水化合物 叶绿体的个体发育 光反应在基粒中进行 暗反应在基质中进行 有色体 只含有胡萝卜素和叶黄素 不含基粒的质体 分布 主要分布于花瓣 果实和根等部位 如胡萝卜的根 西红柿 红辣椒及一些花瓣 形态 颗粒状 针状等 结构 双层膜色素 叶黄素和胡萝卜素功能 积聚淀粉和脂类 在花和果实中具有吸引昆虫和其他动物传粉及传播果实 种子的作用 有色体 白色体 吊竹梅茎表皮 白色体 不含色素的质体 为无色颗粒状 不形成基粒 存在于植物体各部的储藏细胞中 功能 为淀粉和脂肪的合成中心 储藏淀粉的称淀粉体 形成油滴的则称为造油体 质体之间的转变 这三种质体在条件发生变化时可以发生相互之间的转变 2 线粒体mit 超微结构 线粒体由双层膜包裹着 内膜向中心腔内折叠 形成许多隔板状或管状突起 称为嵴 嵴之间充满基质 形态结构 光学显微镜下呈粒状 棒状或线状颗粒 宽0 2 1 m 长度1 2 m 线粒体的功能 嵴的表面和基质上均含有与呼吸作用有关的酶 约100多种 线粒体呼吸释放的能量 能透过膜转运到细胞的其他部分 提供各种代谢活动的需要 因此 线粒体被比喻为细胞中的 动力工厂 被称作Powerhouse 线粒体 葡萄糖 丙酮酸 CO2和H2O 细胞质 糖酵解 TCA循环 3 内质网ER 形态结构 内质网为分布于细胞质中由单层膜构成的网状结构 以各种形状延伸和扩展 成为各类管 泡 腔交织的状态 在电镜下 内质网由二层平行的膜 中间夹有一个窄的空间 充满基质 每层厚度约为5nm 二层膜之间的距离只有40 70nm 滑面内质网 sER 膜外侧无核糖体颗粒的为sER 与脂类分泌有关 粗面内质网 rER 膜外侧附有核糖体颗粒的为rER 参与蛋白质的合成 分泌和贮藏 内质网的功能 细胞内和细胞间物质的加工和运输 具有分泌功能和合成细胞壁物质的功能 粗面内质网与蛋白质合成有关 滑面内质网主要合成和运输脂类 4 高尔基体Golgibody 由一叠扁平的泡囊 或槽库 所组成 每个囊由单层膜包围而成 直径约0 5 1 m 通常每个细胞5 8个 泡囊的边缘可不断的形成小泡 通过缢缩断裂 从高尔基体脱离出去 游离到细胞的基质中 高尔基体结构图 高尔基体超微结构图 电镜照片 高尔基体功能 参与细胞分泌 对粗面内质网运来的pr进行加工 浓缩 贮存和运输 最后形成分泌小泡 并自高尔基体囊泡上分离 排出细胞外 此外 能合成纤维素 半纤维素等多糖类物质 这些物质参与细胞壁的形成 5 液泡vacuole 植物细胞特有的结构组成 由一层液泡膜包被 膜内充满细胞液 为含有多种无机物和盐 糖 有机酸 少量可溶性蛋白和水溶性的花青素等复杂的水溶液 液泡膜 细胞液 小而分散的液泡 吸水膨胀合并 中央大液泡 细胞液 液泡中除水外 储藏大量的储藏物 如糖 有机酸 蛋白质 磷脂等 和排泄物 如草酸钙 花色素等 都有不同程度的再转化利用的可能性 不少果实的特殊风味就来自于液泡中的有机酸 有机碱 丹宁等 如葡萄的酸味 柿子的涩味等 另外茶叶的涩味也是液泡中的丹宁 蓝 紫 紫红等花的颜色主要由有色体和液泡中的花青素决定 会发生明显变化的花色 就有可能是花青素作用的结果 参与细胞内物质转移与储藏参与细胞内物质的生化循环调节细胞水势和膨压 维持渗透压 与植物的抗旱 抗寒性有关隔离有害物质 避免细胞受害防御作用在较大或成熟细胞中 中央大液泡将细胞质挤于细胞边缘 有利于细胞与外界进行交流 主要功能 6 微体microbody 一些由单层膜包围的球形小体 直径约0 5 1 5微米 现在了解到微体有三种 过氧化物酶体 乙醛酸循环体和溶酶体 存在于高等植物叶肉细胞内 它与叶绿体 线粒体相配合共同完成光呼吸作用中的乙醇酸循环 把乙醇酸转化为己糖 乙醛酸循环体 主要是在油料种子萌发时 与圆球体和线粒体相配合 把油脂转化成糖类 过氧化物酶体 溶酶体 自溶作用 将衰老细胞破裂后释放的酶和大分子水解消化 7 核糖体 核糖核蛋白体 ribosome 由RNA 40 和蛋白质 60 组成的无膜结构的细胞器 包括一个大亚基和一个小亚基 常5 100个串联在一起 形成多聚核糖体 核糖体是细胞生命活动的基本粒子 合成蛋白质 细胞器 双层膜结构 质体 线粒体 呼吸作用场所 是细胞 动力工厂 叶绿体 是光合作用的场所 白色体 淀粉 脂肪的合作中心 有色体 积累淀粉 脂质 鲜艳的色彩有利于授粉或传播种子 单层膜结构 内质网 滑面内质网 合成 运输多糖和脂质 粗面内质网 合成 运输蛋白质 高尔基体 与分泌功能有关 参与细胞壁 液泡的形成 液泡 具有选择透性 稳定细胞内环境 参与物质吸收运输 溶酶体 分解生物大分子 微体 参与光呼吸和脂肪分解等 其他 核糖体 蛋白质和合成中心 圆球体 积累脂肪 微管和微丝 细胞骨架 参与细胞壁的形成及细胞器的运动 功能 把分散在细胞质中的各种细胞器及膜结构组织起来 相对固定在一定位置 使细胞内代谢活动有条不紊地进行 细胞内能量转换的主要场所 在细胞及细胞内组分的运动 细胞分裂 细胞壁形成 信号转导以及细胞核对整个细胞生命活动的调节中具有重要作用 4 细胞骨架 细胞质基质中由微管和微丝等不同粗细的的蛋白纤维交织形成的网架系统 微管和微丝是细胞内呈管状的二类细胞器 属非膜细胞器 微管 由微管蛋白组成的中空管状纤维 13条原纤维 Microtubules 鞭毛中的微管为9 2结构 即由9个二联微管和一对中央微管构成 功能 维持细胞形状参与细胞壁形成和生长与细胞运动及细胞器运动有直接关系为细胞内长距离物质的定向运输提供轨道并参与物质运动 细胞分裂时参与纺锤体和成膜体形成 微丝 由肌动蛋白组成的实心蛋白质丝 通常成束 功能 动物体 运动和收缩植物体 参与胞质环流 细胞骨架 微管 线粒体 5 细胞核nucleus 分生组织细胞核 成熟组织细胞核 除原核生物 如蓝藻 外 所有生物都具有细胞核 通常1个核 也有双核至多核的 核被膜染色质核仁核基质 结构 1 核被膜 双层膜 具核孔 外膜常与rER相连 其上常有核糖体 内外膜可愈合产生核孔 核被膜的结构 2 染色质和染色体 1848年 Hofmeister从鸭跖草的小孢子母细胞中发现染色体 1888年 Waldeyer正式定名为chromsome 1879年 W Flemming提出了染色质 chromatin 这一术语 用以描述染色后细胞核中强烈着色的细丝状物质 后来的研究证明染色质和染色体是同一物质在不同细胞周期中的形态表现 染色质丝高度螺旋化形成短粗的染色体组成 DNA和蛋白质 比例为1 0 05 可见DNA含量较大 RNA含量最少 DNA和蛋白质是如何装配成染色质 染色体的主要功能 由于染色体上含有遗传物质DNA 所以说染色体是遗传物质的载体 3 核仁 由RNA和蛋白质组成其大小随着生理状态而变化 细胞核的功能 1 细胞核的主要功能是储存和传递遗传信息 2 控制和调节细胞的生理活动 3 通过控制不同基因的表达来控制生物的性状 原生质体小结 植物细胞的原生质体是由细胞膜 细胞质和细胞核和细胞器构成的 原生质体是细胞内一团结构上具有负责分化生命单位 原生质体内含有许多特定形态和功能的细胞器 从这个意义上讲 细胞核也可作为一个控制细胞遗传和发育的特殊细胞器 内膜系统 在对植物细胞的研究过程中发现 大部分的细胞器都是由单位膜构成的 这样 不同的细胞器不仅在功能上有分工 而且 也可通过膜发生联系 这个膜系统被一些学者称为内膜系统 内膜系统不仅联系细胞内部的各个细胞器 而且还可通过胞间连丝连接其它细胞 使整个有机体成为一个统一的 和谐的整体 3 后含物 1 后含物 是原生质体的代谢产物 代谢废物和贮藏物质 以成形或非成形形式分布在细胞质或液泡内 有的是营养物质 有的是代谢废物 属非生命物质 一般有糖类 脂质 角质 栓质 蜡质 磷质等 还有成结晶的无机盐和其他有机物 如丹宁 树脂 树胶 橡胶和植物碱等 后含物与原生质体组成物质的区分 A 后含物不是构成原生质体或细胞器的组成成分 B 后含物是已经退出细胞生理代谢的物质 凡参与细胞代谢的物质不能称为后含物 2 常见的后含物 1 淀粉淀粉是葡萄糖分子聚合而成的长链化合物产生 叶绿素 光合作用 淀粉 分解 葡萄糖 转运 贮藏细胞 造粉体 淀粉粒淀粉是由质体合成的 在叶绿体或白色体中葡萄糖可以聚合成淀粉 再以某一点为脐点 形成淀粉粒 产生淀粉粒的白色体称为造粉体或淀粉体 一个造粉体可含一个或多个淀粉粒 分布 薄壁细胞中 尤以各类贮藏器官更为集中 如种子胚乳 子叶 块根 块茎 球茎 根茎等更为丰富 形状 圆球形 卵圆形 或多角形 棒状 大戟 骨状等 大小 小者约3 5 m 大米 大者70 100 m 马铃薯 成分 直链淀粉含水量较高 遇I显蓝色 支链淀粉含水量较低 遇I显紫红色 一般植物淀粉粒两类均有 则呈蓝紫色 豆类细胞淀粉粒 马铃薯淀粉粒 2 蛋白质 贮藏蛋白质是固态的 没有生命活性原生质体中的蛋白质 呈胶体状态 有生命活性 拟晶体 结晶的蛋白质糊粉粒 无定形蛋白质 呈颗粒状 糊粉层 大量糊粉粒 贮藏蛋白质分为结晶和无定形的 结晶的蛋白质具有晶体和胶体两重性 又称为拟晶体 蛋白质拟晶体有不同的形状 常呈方形 蛋白质的检验 在盛有Pr溶液试管里加数滴浓硝酸并微热 可见黄色沉淀析出 冷却片刻再加过量氨液 沉淀变为橙黄色 称Pr黄色反应 Pr遇碘液显棕色或黄棕色 Pr溶液加硝酸汞试液 显砖红色 Pr加硫酸铜和苛性碱的水溶液则显紫红色 3 脂类 脂肪和油 含能量最高而体积最小的贮藏物质 分布 是种子 胚 胚乳 子叶 花粉和分生组织细胞中的贮藏物质 以固体或油滴的形式存在于细胞质中 有时在叶绿体内也可看到 在常温下为固体的称为脂肪 液体的则称为油类 4 结晶 在植物细胞中 多余的钙离子常常会形成无机盐 以晶体的形式存在 最常见晶体的是草酸钙结晶 少数植物中也有碳酸钙结晶 它们一般被认为是新陈代谢的废物 形成晶体后便避免了对细胞的毒害 结晶的形状有 单晶 针晶 簇晶结晶是在液泡中形成的 单晶 针晶 簇晶 5 单宁 多元酚类化合物植物尝起来比较涩的主要原因 产生于细胞质 液泡等部分 具有保护细胞 抗水解 抗腐烂和防止病虫侵害的作用 6 色素 分布于叶 幼茎 花瓣 果实中 植物细胞光合作用的条件 植物细胞呈现各种颜色的原因 色素有两类 一是光合色素 另一是类黄酮色素 包括花色素苷和黄酮或黄酮醇 有利于植物花的各种颜色变化及昆虫传粉 问题 1 植物体花瓣 果皮呈现各种颜色的原因是什么 植物体花瓣 果实中含有大量水溶性色素 即类黄酮色素 花色苷和黄酮或黄酮醇 花色苷随pH值的改变 可呈现红色 淡红色 淡紫色和蓝色 黄酮和黄酮醇使花瓣呈现乳白色 象牙色和黄色 2 植物秋季落叶时 叶片变成黄色或红色的原因是什么 植物叶片中除了叶绿素外 普遍含有叶黄素和黄酮或黄酮醇 叶绿素呈绿色 叶黄素呈黄色 黄酮和黄酮醇则显白色或黄色 黄酮和黄酮醇被氧化可以显示红色或紫色 秋季落叶时 由于叶片衰老 叶绿素被破坏 当叶黄素比例较高时 叶片呈现黄色 当被氧化了的黄酮或黄酮醇比例较高时 叶片显红色或紫色 1 2 2原核细胞与真核细胞 上述讲述的是真核细胞的结构 原核细胞无细胞核 无细胞器 只分为周质和核质 区 真核细胞 细胞核 原核细胞 核区 原核细胞与真核细胞的区别 1 3植物细胞的繁殖 无丝分裂有丝分裂减数分裂 1 3 1无丝分裂 又称直接分裂 分裂时细胞核伸长 中部凹陷 最后中间分开 形成两个细胞核 在两核之间产生新壁 形成两个均等或不均等的细胞 无丝分裂方式主要有横缢 纵缢 出芽等 在低等植物中较常见 高等植物的胚乳发育和愈伤组织形成 也有无丝分裂发生 棉花胚乳游离核时期细胞核的无丝分裂 酵母菌的无丝分裂 细胞在分裂过程中产生纺锤丝和染色体 1 3 2有丝分裂 植物细胞有丝分裂的全过程 细胞壁 细胞膜 细胞质 核膜 染色质 细胞核 核仁 细胞周期 从一次细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂结束所经历的全部过程 包括分裂间期和分裂期 分裂间期 G1 S和G2 分裂期 M 间期 从前一次分裂结束到下一次分裂开始的一段时间 G1 复制前期 RNA和蛋白质的合成期 S 复制期 遗传物质的复制 DNA加倍 G2 复制后期 为分裂期进行物质与能量的准备 微管蛋白等物质的合成 分裂期 M 由核分裂和胞质分裂两个阶段构成 核分裂 细胞核一分为二产生两个在形态和遗传上相同的子细胞的过程 前期 中期 2 染色质 染色体 1 核膜 核仁消失 1 染色体的着丝点两侧与纺锤丝相连 排列在赤道板位置上 3 一条染色体上有两个姐妹染色单体 共用一个着丝点 4 由细胞两极直接发出纺锤丝 2 该时期是辨认染色体形态 数目的最佳时期 末期 后期 着丝点分裂 姐妹染色单体分离成为两条子染色体 染色体数目加倍 纺锤丝牵引着子染色体移向细胞的两极 1 染色体变为染色质 3 出现新的核仁 核膜 4 在赤道板位置先形成细胞板 扩展形成细胞壁 最后一个细胞分裂成两个子细胞 2 纺锤体逐渐消失 胞质分裂 两个新的子核之间形成新的细胞壁 把一个母细胞分隔成两个子细胞的过程 胞质分裂和细胞壁的形成 细胞周期的运转是沿着G1SG2M的顺序进行的 不同时期出现不同的关键性事件 这是一个十分有序的过程 是基因有序表达的结果 细胞周期所经历的时间 随不同物种 不同组织的细胞而异 恒定条件下各种细胞的周期时间相对恒定 如细菌细胞周期时间20min 紫露草根尖细胞周期时间20hr 外界环境对细胞周期时间有一定影响 主要影响因子是温度 有丝分裂的意义 1 由一个细胞分裂成两个子细胞 使细胞数目增多 2 将亲代细胞复制以后的染色体精确地均分到两个子细胞中去 保持了亲代与子代之间遗传性状的稳定性 对生物的遗传具重要意义 1 3 3减数分裂 减数分裂是与有性生殖过程密切相关的一种细胞分裂方式 包括两次连续的分裂 分裂I 染色体数目减半分裂II 有丝分裂性母细胞连续分裂两次 DNA只复制一次 分裂的结果由一个母细胞产生四个子细胞 每个子细胞染色体的数目为母细胞的一半 1 减数分裂I 前期 染色体出现 核膜核仁消失细线期 染色体出现偶线期 同源染色体联会粗线期 染色