果蔬组织结构与功能 PPT课件

1 第一章果蔬的组织结构和功能 2 第一节细胞的化学组成及其结构和功能 一切有机体都由细胞构成 细胞是构成有机体的基本单位 3 细胞具有独立的 有序的自控代谢体系 是代谢与功能的基本单位 4 细胞具有遗传的全能性 还是遗传的基本单位 5 细胞也是有机体生长发育的基础 6 所以说 细胞是生命活动的基础 细胞是生命活动的基本单位 这个基本单位是说细胞是构成有机体的基本单位 是代谢活动与功能的基本单位 是遗传的基本单位 是生长发育的基础 7 植物细胞结构 8 对于细胞结构 功能和组成的了解是更深入理解果蔬产品采后变化机理的基础 9 一 细胞的化学组成1 无机物水 占65 95 分自由态 束缚态气体 二氧化碳 氧气无机盐 维持渗透压 酸碱平衡 特异作用 辅助因子 10 2 有机物蛋白质 含量10 20 决定细胞结构和功能 存在方式 与非蛋白质基团结合 形成结合蛋白如核蛋白 脂蛋白 糖蛋白 11 特殊蛋白质 酶 细胞内生化反应的催化剂 在细胞中约有3000种 合理分布在细胞的特定部位 12 核酸 核苷酸为单体组成的生物大分子 是重要的遗传物质 担负贮存 复制遗传信息的功能 分为RNA和DNA 13 脂类 包括甘油三酯和类脂 前者是贮藏物质 后者包括磷脂 糖脂和胆固醇 是生物膜的组成成分 14 糖类 光合作用的产物 分为单糖 双糖和多糖 重要单糖有核糖和脱氧核糖及葡萄糖 重要双糖有蔗糖和麦芽糖 重要多糖有纤维素 半纤维素 淀粉 果胶物质 几丁质等 15 生理活性物质 含量甚微 生理作用甚大 如维生素 激素 抗生素 16 上述细胞组成成分除水分外 大都是各种生物信息分子 通过其数量 性质 结构的变换 构成了细胞的生命状态 17 二 细胞的基本结构和功能植物细胞由细胞壁和原生质体两大部分组成 原生质体来源于原生质 原生质指组成细胞的有生命物质的总称 是物质的概念 原生质体是组成细胞的一个形态结构单位 18 植物细胞的形状与大小 19 原生质 protoplasm 是构成细胞的生活物质 是细胞生命活动的物质基础 细胞中原生质的组成如表1 2所示 原生质中水含量很高 往往占细胞全重的绝大部分 而蛋白质 核糖 碳水化合物和脂类则是有机物质的主体 20 植物细胞的基本结构 植物细胞虽然大小不同 形状多样 但是一般有相同的基本结构 植物细胞的基本结构包括 细胞壁 质膜 细胞质 细胞核等 21 22 23 1 细胞壁结构 成熟的植物细胞壁由三部分组成 胞间层Middlelamella 初生壁primarycellwall和次生壁secondarycellwall 24 胞间层又叫中胶层 是细胞分裂时最初形成的一层由果胶多聚物组成的细胞板 胶黏柔软 既可以粘连相邻细胞 又可以缓冲细胞间的挤压 同时不至阻碍细胞生长 25 随着子细胞的生长 原生质向外分泌纤维素 并组成微纤丝无定向交织成网状 而后分泌的半纤维素 果胶和结构蛋白填充在网眼之间 形成质地柔软的初生壁 26 当细胞接近定型后 初生壁内侧又添加了纤维素和木质素组成的次生壁 结构牢固 形态各异 分化出不同细胞如薄壁细胞 厚壁细胞 石细胞等 27 化学组成 构成细胞壁的成分中 90 多糖 10 蛋白质 酶类及脂肪酸等 多糖主要是纤维素 半纤维素和果胶类 28 纤维素 cellulose 29 半纤维素hemicellulose 几种不同类型的单糖构成的异质多聚体 包括木糖 阿伯糖 甘露糖和半乳糖等 30 果胶类物质pecticsubstance 多聚半乳糖醛酸 31 1 果胶酸果胶酸 pecticacid 是由约100个半乳糖醛酸通过 1 4 键连接而成的直链 果胶酸是水溶性的 很容易与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶 它主要存在于中层中 2 果胶果胶 pectin 是半乳糖醛酸酯及少量半乳糖醛酸通过 1 4 糖苷键连接而成的长链高分子化合物 分子量在25000 50000之间 每条链含200个以上的半乳糖醛酸残基 果胶能溶于水 存在于中层和初生壁中 甚至存在于细胞质或液泡中 果胶物质是由半乳糖醛酸组成的多聚体 根据其结合情况及理化性质 可分为三类 即果胶酸 果胶和原果胶 32 3 原果胶原果胶 protopectin 的分子量比果胶酸和果胶高 甲酯化程度介于二者之间 主要存在于初生壁中 不溶于水 在稀酸和原果胶酶的作用下转变为可溶性的果胶 果胶物质分子间由于形成钙桥而交联成网状结构 它们作为细胞间的中层起粘合作用 可允许水分子自由通过 果胶物质所形成的凝胶具有粘性和弹性 钙桥增加 细胞壁衬质的流动性就降低 酯化程度增加 相应形成钙桥的机会就减少 细胞壁的弹性就增加 33 木质素lignin Thispictureshowsautoflorescenceoflignin 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 34 木质素 lignin 不是多糖 是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物 在木本植物成熟的木质部中 其含量达18 38 主要分布于纤维 导管和管胞中 木质素可以增加细胞壁的抗压强度 正是细胞壁木质化的导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干 并作为水和无机盐运输的输导组织 35 蛋白质 HRGPGRPAGPthioninlectin 羟脯氨酸糖蛋白 富含甘氨酸的蛋白质 阿拉伯半乳聚糖蛋白 富硫蛋白 凝集素 36 迄今还已在细胞壁中发现数十种酶 大部分是水解酶类 其余则多属于氧化还原酶类 比如果胶甲酯酶 酸性磷酸酯酶 过氧化物酶 多聚半乳糖醛酸酶等 37 矿物质 钙离子 钙调素 38 39 细胞壁的功能 1 维持细胞形状 控制细胞生长 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 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 3 防御与抗性 细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素的形成 它们还对其它生理过程有调节作用 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 40 2 细胞膜紧贴细胞壁内侧 使细胞内环境稳定 同时在细胞与环境之间进行物质 能量交换 信息传递时起作用 41 细胞膜外参与细胞壁分子的合成和组装 内连内质网形成胞间连丝 42 细胞膜结构与组成 43 细胞膜的功能 1 分室作用 细胞的膜系统不仅把细胞与外界环境隔开 而且把细胞内的空间分隔 使细胞内部的区域化 2 代谢反应的场所 细胞内的许多生理生化过程在膜上有序进行 3 物质交换 质膜的另一个重要特性是对物质的透过具有选择性 4 识别功能 质膜上的多糖链分布于其外表面 似 触角 一样能够识别外界物质 44 3 细胞质及其细胞器细胞质Cytoplasm是细胞核外的原生质 其外表由质膜包被而和细胞壁相隔离 在内部则包裹着细胞核而和核膜相连 45 细胞质基质 真核细胞内细胞质中除去可分辨的细胞器以外的胶状物质 体积约占细胞的50 60 化学成分 水 溶质 大分子代谢物质等组成胶体溶液 间有细胞骨架如微管 微丝和中间纤维 46 细胞质基质的功能 许多代谢反应的场所 细胞质骨架维持细胞形态 运动 物质运输和能量传递 47 细胞器 细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构 由原生质分化而成 细胞器包括质体 线粒体 内质网 高尔基体 核糖体 液泡系 细胞骨架 细胞核等 48 质体plastid 植物细胞中由双层膜包围的具有光合作用和贮藏功能的细胞器 根据所含色素和功能的不同 质体可分为白色体 叶绿体和色质体 49 叶绿体 首先光能转化成电能 经电子传递产生ATP和NADPH形式的不稳定化学能 最终转化成稳定的化学能储存在糖类化合物中 分为光反应 lightreaction 和暗反应 darkreaction 前者需要光 涉及水的光解和光合磷酸化 后者不需要光 涉及CO2的固定 分为C3和C5两类 50 有色体 有色体含有类胡萝卜素 无类囊体结构 分布于高等植物的某些器官 如花瓣 果实和根细胞中 使其呈现黄色或桔黄色 不进行光合作用 功能是富集淀粉和脂类 51 线粒体mitochondrion 线粒体由两层膜包被 外膜平滑 内膜向内折叠形成嵴 两层膜之间有腔 线粒体中央是基质 基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类 内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体 52 内质网endoplasmicreticulum 内质网是细胞内的一个精细的膜系统 是交织分布于细胞质中的膜的管道系统 53 高尔基体golgibody dictyosome 由许多扁平的囊泡构成的以分泌为主要功能的细胞器 主要功能将内质网合成的蛋白质进行加工 分类 与包装 然后分门别类地送到细胞特定的部位 或分泌到细胞外 54 核糖体ribosome 蛋白质合成的重要细胞器 55 液泡系vacuome凡是在细胞内由膜所包围的小泡和液泡 除线粒体和质体外 都属于液泡系 包括高尔基体液泡 溶酶体 圆球体 微体 消化泡等 56 细胞骨架 microtuble microfilament 微管 微丝 中间纤维所组成的一个骨架体系 微管是一种具有极性的细胞骨架 微管是由 两种类型的微管蛋白亚基形成的微管蛋白二聚体 由微管蛋白二聚体组成的长管状细胞器结构 57 Microfilament 由肌动蛋白分子螺旋状聚合成的纤丝 又称肌动蛋白丝 actinfilament 细胞骨架的主要成分之一 微丝对细胞贴附 铺展 运动 内吞 细胞分裂等许多细胞功能具有重要作用 58 IntermediateFilaments 细胞的第三种骨架成分 由于这种纤维的平均直径介于微管和微丝之间 故称为中间纤维 由于其直径约为10nm 故又称10nm纤维 微管与微丝都是由球形蛋白装配起来的 而中间纤维则是由长的 杆状的蛋白装配的 中间纤维是三种骨架纤维中最复杂的一种 59 细胞核 细胞核是细胞的控制中心 在细胞的代谢 生长 分化中起着重要作用 是遗传物质的主要存在部位 主要结构是由核膜 染色质 核仁和核骨架构成 60 第二节果蔬的解剖结构和功能 一 表皮组织表皮是果蔬最外一层组织 在采收后的果蔬中 气体交换 水分损失 病原菌感染 化学药剂渗透 对温度的应力和对机械损伤的抵抗力 芳香化合物的挥发与质地的变化 都始于果蔬表面 61 1 角质膜cutinmembrane 62 Cuticlespreventtissuesfromdehydration protectplantsagainstUVradiation preventsurfaceadsorptionofwaterandthereforeofdust microorganismsandotheratmosphericpollutants Theyarealsoasourceofsignallingmolecules thatcanbereleasedonabioticandbioticstressestoinducemajorchangesinthestructureofcuticle suberisation andsub cuticularcellwalls 63 2 蜡质waxiness 64 3 周皮periderm 65 4 自然开口airholeandlenticel 66 二 内部组织1 薄壁组织groundtis