植物学-植物细胞与组织1.ppt

第一章植物的细胞和组织 细胞的发现 1665年 RobertHooke软木蜂窝状的小格子命名为 cell 细胞学说 1838年 施莱登 Schleiden 1839年 施旺 Schwann 1858年 Virchow1880年 Weismann 细胞学说可以归纳为以下3点 1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成 2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生 3 细胞是生命活动的基本单位 细胞的定义 细胞是生物体结构和生命活动的基本单位 也是生物个体发育和系统发育的基础 细胞具有遗传上的全能性 显微镜的发明打开了研究细胞微观世界的大门 第一节植物细胞的基本结构 一 植物细胞的形状与大小 细胞形态多样 球形 多面体 长方体 管状等细胞的直径一般为20 50 m 二 植物细胞的基本结构 细胞 细胞壁 原生质体 质膜 细胞质 细胞核 细胞器 胞基质 细胞的显微及超微结构 光学显微镜下可以看到的细胞结构称为显微结构电子显微镜下细胞内的精细结构称为亚显微或超微结构 三 原生质体 protoplast 原生质体 细胞内具有生命特征的部分 生活细胞中除细胞壁以外的所有部分 原生质 构成原生质体的主要物质原生质是生命活动的物质基础 细胞内的一切代谢活动都在原生质体内进行 一 质膜 plasmamembrane 原生质体表面的一层薄膜 主要由脂类和蛋白质组成 具有 选择透性 和 流动性 1 质膜的结构 磷脂类物质组成双分子层 蛋白质不同程度嵌入其中 膜糖与蛋白质和脂质相结合 分布于质膜表面 与细胞识别相关 单位膜模型 质膜在电镜下表现为 暗 明 暗 三条平行带的结构 暗带为蛋白质分子组成 明带为脂类物质组成 这样的结构称为单位膜 质膜的超微结构 2 细胞膜的流动性 1972年 Singer和Nicolson提出细胞膜结构的流动镶嵌模型 认为细胞膜具有流动性 膜是处于动态变化之中的 3 质膜的功能 A 物质跨膜运输B 能量转换C 细胞识别D 代谢调节E 抗逆性F 信号传导G 纤维素的合成及微纤丝的组装 二 细胞质 cytoplasm 细胞核以外 细胞膜以内的原生质 包括细胞器和胞基质 1 胞基质 matrix 电子显微镜下无特殊结构的细胞质部分 1 化学成分 水 无机盐 溶解的气体 糖类 氨基酸 核苷酸 蛋白质 RNA和酶类等 2 特点 处于不断运动状态 能带动细胞器在细胞内做有规则的持续流动 这种运动称胞质运动 3 功能 细胞之间物质运输和信息传递的介质 细胞代谢的重要场所 为细胞器行使功能提供必需原料 2 细胞器 organelle 散布于细胞质内具有一定形态和功能的结构 1 质体 plastid 植物细胞特有的细胞器 与糖类合成和储藏相关 可分为以下3种 A 叶绿体 chloroplast 光合作用细胞器 由两层膜包围而成 基质内分布有膜状的基粒和基质类囊体 含有叶绿素和类胡萝卜素等色素 功能 进行光合作用 合成和积累同化产物 B 有色体 chromoplast 形状多样 仅含有叶黄素和胡萝卜素 存在于花瓣和果实中 胡萝卜根中也有 能积聚淀粉和脂类 C 白色体 leucoplast 不含色素 呈无色颗粒状 普遍存在于植物体各部分的储藏细胞中 储藏淀粉的称为淀粉体 amyloplast 储藏蛋白质的称为蛋白体 储藏脂类的称为造油体 elaioplast 2 线粒体 mitochondrion 双层单位膜构成 细胞进行呼吸作用的重要场所 是释放能量的中心 被称为细胞的 动力工厂 3 内质网 endoplasmicreticulum 由一层单位膜围成的管状 泡状 片状结构 分枝形成网状复杂结构 功能 a 合成 包装 运输某些代谢产物 b 分泌内质网小泡进而发育成其它细胞器 如高尔基体 圆球体 液泡等 糙面内质网 RER 表面附有核糖体 与膜蛋白和分泌蛋白合成相关滑面内质网 SER 表面无核糖体附着 与脂类和多糖合成运输相关 4 高尔基体 Golgibody 一些聚集的扁的小囊和小泡 是细胞分泌物的加工和包装场所 最后形成分泌泡将分泌物排出体外 还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关 5 液泡 vacuole 单层膜包围而成 膜内充满细胞液 主要有水分 糖 单宁 有机酸 植物碱 花色素 无机盐等 为植物特有 功能 产生膨压 维持组织硬度 贮存代谢产物 参与物质循环 具溶酶体性质 更新细胞器 6 溶酶体 lysosome 单层膜小泡 内含多种水解酶 具消化作用 可分解生物大分子 7 微体 microbody 单位膜围成的球形结构 可分为 过氧化物酶体 参与光呼吸过程乙醛酸循环体 参与脂肪酸的转化 8 核糖体 ribosome 长圆形或球形 主要成份是RNA和蛋白质 大量分布在细胞质中或附着在内质网的外表面 是细胞中蛋白质合成的中心 9 细胞骨架 cytoskeleton 使细胞形状稳定和细胞质组织化 并能进行细胞运动和物质运输 包含以下3种成分 A 微管 microtubule 由微管蛋白 和 球状蛋白 组成的中空长管 直径约24nm 功能 维持细胞形态 细胞内运输 鞭毛运动和纤毛运动 支持纺锤体和染色体运动 构成基粒与中心粒 B 微丝 microfilament 比微管更细的实心纤维 直径7nm 由肌动蛋白构成 有收缩功能 功能 维持细胞形状 与细胞内物质运输和原生质流动有关 参与顶端生长 C 中间纤维 intermediatefilament 介于维管与微丝之间的中空管状纤维 直径约10nm 功能 维持细胞形状 三 细胞核 nucleus 真核细胞一般都具有细胞核 通常单核 偶有双核或多核 呈圆球形 由核膜 染色质 核仁和核基质等部分组成 细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所 功能是控制蛋白质合成 控制细胞的生长 发育和遗传 1 核膜 nuclearenvelope 位于核最外层 双层膜 上有核孔 负责核内外物质和信息的交流 外连内质网 内与染色质相接 2 核仁 nucleolus 无膜包围 由蛋白质和RNA组成 功能是合成核糖体RNA 进行核糖体大小亚基的组装 3 核基质 nuclearsap 核骨架 核液 4 染色质 chromatin DNA 组蛋白 非组蛋白和少量RNA组成的线形复合体 可被碱性染料深染的物质 在细胞分裂间期时呈细丝状 有丝分裂时则螺旋化成为棒状染色体 四 细胞壁 cellwall 包围在原生质体外面的一个坚韧的外壳 是植物特有结构 功能 1 保护和支持原生质体2 吸收 分泌 蒸腾和物质运输3 参与细胞识别3 参与细胞生长调控 一 细胞壁的化学组成 纤维素 cellulose 由多个葡萄糖分子串联而成纤维素分子束 微团 聚合而成微纤丝 微纤丝相互交织成网状 构成细胞壁的基本框架 果胶 木质 栓质等填充于微纤丝 网 的空隙中 微纤丝再聚集成较粗的纤丝 称大纤丝 木质素 lignin 大分子聚合物 增加细胞壁硬度 分布于具有支持作用 机械作用的细胞的细胞壁中 角质 cutin 栓质 suberin 和蜡质 wax 等脂肪类物质 二 细胞壁的层次 1 胞间层 middlelamella 中胶层 中层 细胞分裂产生新细胞时最早形成 是相邻细胞共有的一层结构 主要成分是果胶质 特性是柔软和胶粘 有可塑性 在细胞间起缓冲作用 2 初生壁 primarywall 细胞分裂和正在生长时形成的细胞壁 主要成分是纤维素 半纤维素和果胶质 通常较薄 柔软而有弹性 能随细胞生长而扩展 3 次生壁 secondarywall 细胞体积停止增大后加在初生壁内表面形成的壁层 主要成分为纤维素和半纤维素 并常有木质素 木质 栓质等物质填充其中 常出现在机械支持或运输作用的细胞中 三 初生纹孔场 primarypitfield 胞间连丝 plasmodesma 与纹孔 pit 1 初生纹孔场 在初生壁上具有一些明显的凹陷区域 称为初生纹孔场 其上有许多小孔 其中有胞间连丝穿过 2 胞间连丝 穿过细胞壁 沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝 通过胞间连丝结合在一起的原生质体 称共质体 symplast 共质体以外的部分 称质外体 apoplast 包括细胞壁 细胞间隙和死细胞腔 3 纹孔 指次生壁上不加厚的凹陷部分 相邻细胞的纹孔通常成对存在称为纹孔对 纹孔腔呈圆筒状的称为单纹孔纹孔腔呈圆锥状而边缘向中央隆起的称为具缘纹孔 五 后含物 ergasticsubstance 细胞原生质体代谢作用的产物 可以在细胞生活的不同时期产生和消失 其中有的是贮藏物 有的是废物 1 淀粉 starch 淀粉呈颗粒状 有脐和轮纹 淀粉粒遇碘呈蓝到紫色反应 2 蛋白质 protein 结晶或无定形固体 常以糊粉粒形式存在于细胞质中 遇碘呈黄色反应 3 脂肪 fat 与油 oil 以固体或油滴的形式存在于细胞质中 是细胞中含能量最高而体积最小的贮藏物质 常存在于种子 胚和分生组织细胞中