植物细胞与组织PPT演示课件

理论试题各部分所占比例大致为：,1、细胞生物学、生物化学、微生物学25%2、植物解剖和生理（重点是种子植物）15%-组织和器官的结构和功能3、动物解剖和生理15%-组织和器官的结构和功能4、动物行为学5%5、遗传学和进化15%6、生态学15%7、生物系统学10%,1,1、初赛时间：4月下旬。省卷，总分，200。不定项选择100题。为理论考试。2、复赛时间：5月中旬。全国预赛卷，为理论考试。3、省决赛时间：6月中旬。省卷，理论加实验，评选出省一、二、三等奖。并从一等奖中选出4人进入省队代表江苏省参加全国决赛。4、全国总决赛：8月。理论加实验，评出全国一、二、三等奖。获国家一等奖同学参加出国冬令营选拔，从中选出4名代表中国参加来年的国际奥林匹克生物学竞赛。,竞赛考试安排,2,怎么学？,选择好合适的教材学习时多将生化或分子生物学原理与生活实际联系在一起多打比方，巧用幽默学会记忆的方法（自编口诀甚至歌曲）,3,与生化有关的实例,烫发与直发多吃西瓜可以治疗心脏病过夜的韭菜不能吃喝咖啡绿茶减肥,4,处处是比方,癌变机制与癌基因和抗癌基因有关。将癌基因比作汽车的油门，抗癌基因比作汽车的车刹信号肽比作分子邮政编码寻找一种新蛋白修电脑找坏的部件活化能与反应速度男人身高与女人择偶,5,氨基酸单字母缩写的记法,二十多种蛋白质氨基酸的单字母缩写绝大多数是三字母缩写的第一个字母如A（Ala）、C（Cys）、G（Gly）、H（His）、I（Ile）、L（Leu）、M（Met）、P（Pro）、S（Ser）、T（Thr）、V（Val）；有两个氨基酸因为第一个字母已被其他氨基酸使用，就用第二个字母：R（Arg）、Y（Tyr）；还有一个氨基酸因为前两个字母都被用去了，就用第三个字母，N（Asn）；Phe是用Ph的发音F来表示；剩下来的氨基酸只能用特殊的方法来记了：天（天冬氨酸）与地（D）的关系D（Asp），将谷氨酸和谷氨酰胺放在一起记，EQ正好是英文情商（emotionalquotient）的缩写，因此只有记住E代表Glu就行了，而Glue也正好是英文的一个单词，是粘的意思，如果能将五谷想成是粘的，就更容易记了。Lys（K）可用Like的发音来记，而Trp（W）可这样联想：色（色氨酸）狼（Wolf）。R表示精氨酸可以大喊一声：这个人真精R！,6,记忆必需氨基酸,人体八种必需氨基酸，外加二种半必需氨基酸，此为谐音记忆，非常有效：笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色氨酸）住（组氨酸）亮（亮氨酸）凉（异亮氨酸）鞋（缬氨酸）。,7,DNA复制的高度忠实性,（1）四种dNTPs浓度的平衡（2）DNA聚合酶的高度选择性（3）DNA聚合酶的自我校对（4）错配修复（5）使用RNA作为引物,8,绝句,复错不要紧，只要校对真，错了我一个，还有后来酶。,9,植物学,10,教材,1.植物生物学,周云龙主编,高等教育出版社2.种子植物形态解剖学，陆时万、徐祥生主编，高等教育出版社,11,第一节植物与植物生物学,绪言,12,植物与其它生物最主要的区别：,13,植物与其它生物最主要的区别：,1.具有细胞壁2.植物含有叶绿素，可以进行光合作用。3.固着生活4.植物体内通常保留着有永久的分生组织，在植物个体发育过程中，可以一直不断地分裂、生长、分化。,14,第二节植物在生物分界中的地位,林奈的两界系统海克尔的三界系统魏泰克的四界、五界系统,15,植物在生物分界中的地位,两界：植物界、动物界三界：+原生生物界四界：+原核生物界五界：+真菌界,16,第一章植物细胞与组织,第一节植物细胞的结构第二节植物细胞的分裂、分化和死亡第三节植物组织,17,第一节植物细胞的结构,一、概述1.植物细胞的基本概念在自然界，存在各种各样的美丽植物，有大树、小草，千姿百态，这成千上万种植物在显微镜下，都可以看到是细胞构成的。细胞不仅是植物结构单位，也是功能单位。,18,2.细胞的发现一般细胞都很小,要用显微镜才能看到。1665年,英国人Hooke用他改进的显微镜观察软木的结构,发现并命名了细胞。,19,3.细胞学说德国植物学家Schleiden和动物学家Schwan于1838年提出细胞学说。细胞学说内容：A植物和动物的组织由细胞构成;B所有的细胞由细胞分裂或融合而成;C卵和精子都是细胞;D一个细胞可分裂形成组织。,20,本世纪三十、四十年代,电子显微镜研制成功,放大倍数从光镜的1200倍扩大到几十万倍。,电子显微镜,21,人们借助电子显微镜，在自然界中发现了比细胞更简单的生命有机体病毒。病毒是目前已知的最小的生命单位,它们只是由蛋白质外壳包围遗传物质核酸所组成。,22,二、植物细胞的形态结构,（一）植物细胞的形态,23,不同植物其细胞的大小不同，西瓜瓤细胞直径约1毫米。植物细胞的形状也多种多样，有长管状、球状等，植物细胞的形状取决于其生理功能。,24,25,（二）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。显微结构(microscopicstructure)：由细胞壁和原生质体构成，后者又由质膜(plasmalemma)、细胞质（cytoplasm）和细胞核（nucleus）构成。亚显微结构(submicroscopicstructure)：在电子显微镜下显示的细胞结构称为亚显微结构或超微结构。,26,细胞结构全图,27,立体模式图植物细胞亚显微结构,28,1.细胞壁植物细胞区别于动物细胞的特征之一,是植物细胞特有的结构。,29,(1)细胞壁的化学成分主要成分：多糖和蛋白质（结构蛋白等）；其它：角质、栓质、木质素、矿物质。多糖主要是纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose)和果胶类化合物。,30,31,(2)细胞壁的结构细胞壁是在细胞分裂、生长和分化过程中形成的。由于功能不同，壁在结构和成分上变化很大。细胞壁可以分为：胞间层(intercellularlayer)：果胶为主初生壁(primarywall)：纤维素，半纤维素和果胶次生壁(secondarywall)：纤维素为主，常常含有木质，少量半纤维素除此以外细胞壁上还有纹孔和胞间连丝。,32,A.初生壁、初生纹孔场和胞间连丝植物细胞初生壁的厚薄不均匀，有的地方厚些，有的地方薄些。初生纹孔场(primarypitfield)：在初生壁上具有一些明显的凹陷区域。胞间连丝(plasmodesmata)是穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝。,33,34,B次生壁与纹孔、纹孔对植物细胞的次生壁不是完全连续的，有的地方有中断，使得次生壁上有一些“小孔”：纹孔(pit)纹孔对(pitpair)细胞壁上的纹孔通常与相邻细胞壁上的一个纹孔相对，二个相对的纹孔合称纹孔对。单纹孔，具缘纹孔,35,36,C.细胞壁的亚显微结构大纤丝(macrofibril)：微纤丝(microfibril)：基本单位微团(micelle)：纤维素分子,37,38,(3)细胞壁的特化有些细胞由于在植物体中担负的功能不同，原生质常分泌一些性质不同的物质，增加到细胞壁中，或存在于细胞壁的外表面，使细胞壁的组成物理性质和功能发生变化。常见特化有：木化、角化、栓化、矿化。,39,2.细胞膜生活在细胞原生质外表，都有一层膜包围，称为细胞膜（cellmembrane）或质膜（plasmamembrane）。质膜横断面在电镜下呈现“暗-明-暗”三条平行带，暗带为蛋白质分子组成，明带为脂类物质组成，称为单位膜。,电镜下膜结构图,流体镶嵌模型,40,质膜亚显微结构立体模式图,41,细胞膜的特征：流动性；选择透性。功能：物质交换；细胞识别；信号传递等。,42,3.细胞质位于细胞膜和细胞核之间，可分为细胞基质和细胞器。细胞基质是包围细胞器的细胞质部分。,43,细胞质基质功能：多种代谢活动的场所；细胞器之间物质运输和信息传递的介质；为各类细胞器行使功能提供原料。,44,细胞质内的细胞器种类很多。(1)质体质体是植物细胞特有的细胞器，幼期未分化成熟的，成为前质体。分化成熟的质体可根据其颜色和功能不同，分为叶绿体（Chloroplast）、有色体（Chromoplast）和白色体（Leucoplast）三种主要类型。,45,质体类型颜色功能叶绿体绿色光合作用有色体黄-红色积累脂类和淀粉白色体无色合成淀粉，脂肪，蛋白质,46,A.叶绿体高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞内，含有叶绿素。电镜观察表明：叶绿体外有光滑的双层单位膜，内膜向内叠成类囊体，若干类囊体垛叠成基粒。基粒内的某些类囊体内向外伸展，连接不同基粒。连接基粒的类囊体部分，称为基质片层；构成基粒的类囊体部分，称为基粒片层。,47,在个体发育上，叶绿体来自前质体，由前质体发育成叶绿体。,48,叶绿体模式图,叶绿体,结构,双层膜,类囊体（基粒）,基质,49,叶绿体（扁平的椭球型或球形）,(1)分布：,(2)结构：,(3)功能：,植物细胞,双层膜基粒色素基质酶含少量DNA和RNA,光合作用的场所,50,B.有色体有色体含有类胡萝卜素。类胡萝卜素包括:叶黄素（黄色）、胡萝卜素（红色）。部分植物的花瓣、成熟的果实、胡萝卜的贮藏根、衰老叶片都存在有色体。有色体的形状有球形和不规则形状。,51,C.白色体白色体不含色素，存在于甘薯、马铃薯等植物的地下贮藏器官中。按照功能不同，可以分为：造粉体、造油体和造蛋白质体。在植物发育过程中，质体可以相互转化。,52,原质体白色体：淀粉体、蛋白体、造油体叶绿体有色体,53,(2)线粒体线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器。电镜观察表明，线粒体由双层单位膜构成，内膜形成片状或管状的内褶，称为嵴。内膜及其所在的嵴的内表面，均匀地分布有形似大头针的结构，称为电子传递粒。含有DNA和RNA，核糖体，能半自主复制。,线粒体图片,54,线粒体模式图,线粒体透射电镜照片,55,(3)内质网内质网是由单层膜围成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相沟通的网状系统。内与核的外膜相连，外与质膜相连，还可通过胞间连丝与相邻细胞的内质网相连。内质网的外表面有的结合有核糖体，称为粗面内质网（rER）；未结合核糖体的内质网，称为光滑型内质网（sER）。,56,内质网透射电镜照片,内质网模式图,功能：光滑型内质网：合成和运输类脂与多糖;粗糙型内质网：与蛋白质的合成与运输有关。,57,(4)核糖核蛋白体生活的细胞中都存在核糖核蛋白体，由蛋白质和RNA构成，它是合成蛋白质的主要场所，游离于基质中或附着于内质网上，在细胞核、线粒体和叶绿体中也有分布。核糖体的结构为两个近半球形而大小不等的亚单位结合而成，常几十个到几百个聚合在一起，成为多聚核糖体。,单核糖体模型,多聚核糖体电镜图,58,59,(5)高尔基体高尔基体是一叠由平滑的单位膜围成的囊，与细胞的分泌功能、细胞壁的形成有关。,高尔基体透射电镜,高尔基模式图,60,(6)溶酶体溶酶体为单层膜围成的小泡，是分解蛋白质、核酸、多糖的细胞器。内含多种水解酶，可分解从外面进入到细胞内的物质，也可消化局部细胞器或整个细胞。,溶酶体图解,61,(7)微体微体也是由单层膜包围的，呈球形。在植物细胞中分为两类：过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体含有过氧化氢酶等，存在于叶片细胞中，常和叶绿体、线粒体结合在一起，参与光呼吸，还与解除过氧化氢毒性有关。,62,叶肉细胞内的过氧化物体,乙醛酸循环体外形图,乙醛酸循环体存在于油料植物种子中，含有乙醛酸循环酶系，在种子萌发时将子叶中的脂肪转化成糖。,63,(8)液泡液泡是由单位膜构成的细胞器。液泡的膜称为液泡膜，液汁称为细胞液。细胞液成分十分复杂：代谢储藏物、排泄物、多种水解酶。幼期细胞，液泡很小，但随着细胞生长，液泡长大。小液泡逐渐合并为大液泡，位于细胞中央。,64,液泡的功能为：渗透调节、贮藏和消化。具有特殊的选择透性，能使许多物质大量积聚在液泡中;有利于原生质体与外界发生气体和养料的交换。,65,66,(9)细胞骨架三类蛋白质纤维：微管、微丝(microfilament)和中间纤维共同构成细胞的支架，维持细胞的形状。此外：微管还参与细胞壁的形成和生长；微丝还与支持和网络各类细胞器以及细胞的运动有关；中间纤维还具有信息功能。,67,细胞骨架,微管：宽约24nm的中空长管状纤维。微丝：实心的纤维，宽约4-7nm。中间纤维：一类直径介于微管与微丝之间（8-11nm）的中空管状纤维。,68,4.细胞核为生活细胞中最显著的结构，细胞内的遗传物质DNA几乎都存在于核内，为细胞的控制中心。,(1)细胞核的形态各种细胞内都有细胞核，其形态多种多样。,69,(2)结构与功能细胞核的结构，随细胞周期的改变而变化，可分为分裂期和间期。间期核可分为核膜、核仁(nucleolus)和核质。核膜为双层膜，上有核孔。核仁常有一个或几个，是细胞内形成核蛋白亚体的部位。核质可分为着色的物质染色质(chromatin)和不着色的部分核液。染色体（chromosome）是真核细胞有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒壮结构，为核酸和蛋白质的复合体。,70,71,72,核的超微结构图，核孔放大图,核的超微结构图,核仁图,染色质的光镜或电镜图,73,（三）植物细胞的后含物后含物(ergasticsubstance)：植物细胞中的贮藏物质和代谢产物。常见的后含物有：淀粉、脂肪、蛋白质。,74,1.淀粉贮藏的淀粉呈颗粒状，称为淀粉粒。光合作用产生的葡萄糖在叶绿体中聚合成同化淀粉转成可溶性糖类，运输到造粉体中，由造粉体将它们再合成为贮藏淀粉。,75,光镜下的淀粉粒（未染色）,光镜下的淀粉粒（染兰色）,76,77,2.蛋白质贮藏蛋白质以多种形式存在于细胞质中。禾本科植物籽粒糊粉层中，存在糊粉粒。蓖麻、油桐的胚乳糊粉粒内，除无定形蛋白质外，还含有蛋白质拟晶体和非蛋白质的球状体。,78,79,80,3.油和脂肪植物细胞中，油和脂肪或多或少都存在，但通常是存在油料植物种子或果实中，由造油体合成。如花生、大豆、油菜的子叶，蓖麻的胚乳，都含有大量脂肪，可用苏丹染色。,植物含油和脂肪模式图，人工蓖麻种子，含有脂肪的染色层,81,82,4.丹宁和色素丹宁是一类酚类化合物，存在于细胞质、液泡和细胞壁中；在叶、周皮、维管组织以及未熟的果肉细胞中，丹宁具有保护作用。植物细胞中的色素，除存在于质体中的叶绿素、类胡萝卜素，还有存在于液泡中的一类水溶色素，称为花色素苷和黄酮或黄酮醇。花色素苷显示出的颜色因细胞液的pH值而异。,83,5.晶体和硅质小体晶体常为草酸钙，形状多样，常沉积在液泡内。晶体被认为是排泄的废物。禾本科的植物茎、叶表皮细胞内常含有二氧化硅的晶体。,84,各种类型的晶体,禾本科含有二氧化硅晶体,85,返回,86,第二节植物细胞的分裂、分化和死亡,87,一、细胞分裂植物细胞通过分裂进行繁殖。繁殖是生物或细胞形成新个体或新细胞的过程。植物细胞的分裂包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂等不同的方式。,88,1细胞周期(cellcycle)持续分裂的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂完成为止的整个过程，称为细胞周期。细胞周期可分为DNA合成前期（G1期），DNA合成期（S期），DNA合成后期或有丝分裂准备期（G2期），分裂期（M期或D期）。,89,90,从增殖的角度，细胞分为三种状态：,周期细胞细胞周期中运转的细胞，如分生组织细胞;G0期细胞暂时脱离细胞周期的细胞，适当刺激即可重新进入细胞周期，进行增殖;终端分化细胞不可逆的脱离细胞周期的细胞，已丧失分化能力，保持生理机能。,91,2有丝分裂(mitosis)有丝分裂，它是一种最普遍而常见的分裂方式。有丝分裂为连续分裂，一般分为核分裂和胞质分裂。,92,有丝分裂的过程：,复制前期（G1期）间期复制期（S期）（interphase）复制后期（G2期）前期(prophase)中期(metaphase)核分裂后期(anaphase)末期(telophase)胞质分裂(cytokinesis),93,94,（1）核分裂高等真核生物的核分裂主要以有丝分裂方式进行，维持遗传的稳定性。核分裂时，在形态上表现为一系列变化，分为前期、中期、后期和末期等四个时期。,95,前期：核内的染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂以及纺缍体开始形成。,96,中期：中期染色体排列到赤道板上，纺缍体完全形成时期。,97,后期：后期是各个染色体的两条染色单体分开，分别由赤道向细胞两极移动的时期。,98,末期：为形成二子核和胞质分裂的时期。染色体解螺旋，核仁、核膜出现。,99,（2）胞质分裂通常在核分裂后期的终了和末期过程中，可见到胞质分裂。,100,核分裂的晚后期或早末期，残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集，微管以平行方式形成桶状结构，称为成膜体（phragmoplast）。来源于高尔基体和内质网的小泡（含有半纤维素、果胶质）汇集到赤道面，小泡融合时，半纤维素、果胶质组成细胞板（cellplate）。,101,102,（3）有丝分裂的特点和意义特点：1、核分裂和胞质分裂两个阶段中，细胞核的变化最大；2、每次核分裂必须进行一次染色体的复制。意义：由于染色体复制，子细胞与母细胞具有相同的遗传物质，保持了细胞遗传的稳定性。,103,3无丝分裂(amitosis)无丝分裂，是指间期核不经任何有丝分裂时期，直接分裂，形成两个子细胞。无丝分裂还有出芽、碎裂等不同方式。,104,特点：细胞分裂时，核内不出现染色体。不能保证遗传的稳定性。分裂方式：横缢式分裂最为常见。意义：普遍存在的一种细胞分裂方式，其意义仍在探讨中。,105,4减数分裂(meiosis)（1）概念由来：在减数分裂过程中，细胞连续分裂两次，但染色体只复制一次，因而，同一母细胞分裂成4个，子细胞的染色体数只有母细胞的一半。在种子植物中，减数分裂发生在花粉母细胞形成单核花粉粒（小孢子）和胚囊母细胞形成单核胚囊（大孢子）时期。,106,（2）减数分裂过程,减数分裂前期细线期(leptotene):染色质螺旋卷曲，出现细丝状。偶线期(zygotene):同源染色体两两配对联会。粗线期(pachytene):染色体缩短变粗。双线期(diplotene):联会的同源染色体开始分离。终变期(diakinesis):染色体缩至最小长度，纺锤丝出现。,107,中期：染色体排列在赤道面上，纺缍体形成。后期：每对同源染色体分开，分别进入细胞两极，两极的染色体数目只有原来的一半。末期：染色体解螺旋变为染色质，核膜出现，赤道面形成细胞板，将母细胞一分为二，二分体形成。,108,从减数分裂到减数分裂，细胞没有进行DNA复制，不存在间期或极短的间期，便进入减数分裂。减数分裂实际是一次普通的有丝分裂。最终形成4个单倍体的子细胞。,109,110,（3）减数分裂的意义：可保持遗传的稳定性、丰富遗传的变异性。精、卵细胞结合形成合子，恢复了二倍体；同时，由于同源染色体的联会与交叉，使遗传物质发生交换与重组，提供了新的变异。,111,作业：比较减数分裂与有丝分裂的发生部位、发生时期以及生物学意义。,112,二、植物细胞生长与分化1植物细胞的生长概念：细胞生长指细胞体积的增长包括细胞纵向的延长和横向的扩展。,113,114,2.细胞分化(celldifferentiation)（1）概念个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上发生改变的过程称为细胞分化。,115,（2）植物细胞分化的基本现象极性不均等分裂细胞器和细胞壁的变化细胞器叶肉细胞含有叶绿体，储藏组织细胞含有造粉质体、造蛋白体或造油体。细胞壁如细胞壁的木质化、角质化等。,116,（3）植物细胞的全能性（totipotency）指植物体的每一个活细胞都有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。,117,（4）细胞分化的意义细胞功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。分化是进化的表现。,118,三、细胞死亡（一）细胞死亡的两种形式1.坏死性死亡（necrosis）由于某些外界因素，如物理、化学损伤和生物侵袭造成的非正常死亡。2.细胞凋亡（apoptosis）又称细胞编程性死亡（programmedcelldeath）。细胞在一定生理或病理条件下，遵循自身的程序，主动结束其生命的过程。,119,（二）细胞凋亡的特征1.产生核酸内切酶，凝胶电泳检测呈现DNA梯状条带；2.染色质凝集于核膜边缘；3.核皱缩变形，继而核裂解成膜围绕的碎片；4.细胞质浓缩；5.内质网膨胀成泡状；6.线粒体衰退较晚；7.细胞质和细胞器的自溶作用表现强烈。,120,作业：细胞编程性死亡的生物学意义是什么？,返回,121,第三节植物组织,122,植物组织,1.组织定义、分类2.器官定义、分类,123,植物组织的类型：1、分生组织(meristematictissue)2、成熟组织(maturetissue)保护组织基本组织机械组织输导组织分泌结构,124,125,顶端分生组织,侧生分生组织,126,居间分生组织,127,1、顶端分生组织顶端分生组织存在于根尖和茎尖的分生区部位，由短轴或近于等径的胚性细胞构成，细胞排列紧密，能较长时期地保持旺盛的分裂能力。,128,2、侧分生组织侧分生组织包括维管形成层和木栓形成层，它分布于植物体的周围，平行排列于所在器官的边缘。侧分生组织细胞的形状为长轴形和等径状，其功能是使植物体变粗。,129,3、居间分生组织居间分生组织分布于成熟组织之间，进行一段时间的分裂活动后失去分裂能力，完全分化为成熟组织。例如，水稻、小麦的节间基部都有居间分生组织存在。也可根据来源将分生组织分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织三类。,130,成熟组织(permanent),分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂能力，进一步生长和分化，形成的其它各种组织。按功能分为：保护组织(protectivetissue)基本组织(parenchyma)机械组织(mechianicaltissue)输导组织(conductingtissue)分泌结构(secretorytissue),131,保护组织,覆盖于植物体表起保护作用，包括表皮(epidermis)和周皮(periderm).表皮：幼嫩部分的表皮层细胞。一层板状细胞，排列紧密，无细胞间隙（除气孔外）,132,保护组织表皮,表皮外常覆盖有角质膜。角质和蜡质角质膜角质和纤维素,133,次生保护组织周皮,存在于加粗生长的根和茎的表面