第一章植物细胞

1、第一章 植物细胞第一节 细胞概述一、细胞的发现及细胞学说的建立和发展1665年Robert Hooke 用自制的显微镜观察了软木薄片,发现了蜂窝状的小格子“Cell”。细胞学说: 1.动物和植物组织均由细胞构成 2.所有细胞均由细胞分裂或融合而来 3.卵和精子都是细胞 4.一个细胞可以分裂形成组织二、细胞的基本概念细胞的概念：细胞是生物体形态结构的基本单位，是生命活动的功能单位。植物细胞与动物细胞的主要区别特征：细胞壁、质体和大液泡。三原核细胞和真核细胞要点原核细胞真核细胞大小较小，一般直径为0.210um较大，一形细胞核无膜包围，称为拟核有双层膜包围核仁无有染色体形状多为环装DNA分子核中的

2、多为线形分子；线粒体和叶绿体中多为环状分子数目一个基因连锁群一个或多个基因连锁群组成裸露或结合少量蛋白质核中同组蛋白结合，线粒体和叶绿体中的裸露DNA系列无或很少重复序列有重复序列基因表达和蛋白质在同一区域合成在核中合成加工；蛋白质在细胞质中合成有膜细胞器无有细胞骨架无普遍存在运动细胞器由鞭毛蛋白丝构成简单鞭毛由微管构成构成纤毛和鞭毛核糖体（包括和的大小亚单位）（包括和的大小亚单位）细胞分裂直接分裂或出芽分裂以有丝分裂为主营养方式吸收，有的可进行光合作用吸收，光合作用，内吞四、真核植物细胞的基本特征(一)细胞的大小和形状细胞大小:（1）一般大小：种子植物分生组织的细胞5-25m；分化成长的细胞

3、15-65m。（2）最大的：苎麻纤维细胞的长度可达620mm。细胞的形状多种多样，和功能相关。第二节 细胞生命活动的物质基础原生质(1)原生质：构成原生质体的主要物质称为原生质。是细胞中的生活物质。是细胞中组成成分的名称。(2)原生质体：由原生质特化而来，构成生活细胞中除细胞壁以外所包含的各部分，包括细胞膜、细胞质和细胞核。是细胞中结构的名称。一、原生质的基本化学组成（课外自习）水，无机盐，蛋白质，核酸，碳水化合物，脂类等化合物组成具有一定弹性和黏度的，半透明，不均一的亲水胶体，比重略大于水第三节 细胞的外被结构细胞壁与细胞膜一、细胞壁包围在原生质体外的坚韧外壳保护、支持作用吸收、蒸腾、运输、

4、分泌细胞识别参与细胞生长调控(一)细胞壁的分层 胞间层 内 初生壁 次生壁（三层）外 1.胞间层是由相邻的两个细胞向外分泌的果胶物质构成的。处于细胞之间，主要成分果胶质。 含酶，可使细胞互相分离。功能：粘连细胞。2.初生壁：是新细胞最初产生的壁层，也是细胞生长增大体积时所形成的壁层，是由邻接的细胞分别在胞间层两面沉积壁物质而成。位于胞间层之内，主要成分纤维素、半纤维素和果胶质。大多数生活的植物细胞的壁只有胞间层和初生壁。功能：是原生质体基本的保护和支撑结构。3.次生壁：位于初生壁之内，细胞停止生长后形成的壁层，构成次生壁的物质以纤维素为主，但还有木质或木栓质等其他物质。大部分具有次生壁的细胞，

5、在成熟时原生质体已死亡， 少数细胞具有次生壁，如纤维、石细胞、导管、管胞、木栓细胞等。功能：细胞停止生长后形成的，较强的机械支持作用 。(二)细胞壁的化学组成和超微结构构架: 纤维素衬质: 多糖、水和蛋白质物质结合进基质称为内镶，在外表的称为复饰 (三)细胞壁的生长和特化壁的生长：初生壁以填充方式进行（增大面积），次生壁以附加方式进行（增加厚度）。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(1) 木质化木质化：指木质素渗透到细胞壁中，加大细胞壁的硬度，增强

6、细胞的支持力量 。如纤维、导管、管胞(2)角质化角化：是指细胞外壁被角质所渗透，在外表形成膜，为脂类化合物，不透水，但可透光。 如叶表皮外表的角质膜(3)栓质化栓化：为木栓质(脂类化合物)渗入细胞壁引起的变化。栓化后，细胞失去透水，通气能力。原生质体最终解体成为死细胞。如植物老茎、枝和老根的外层（4）矿质化细胞壁渗入矿物质而引起的变化，最常见的矿物质有CaCO3和SiO2等。矿化能增强细胞壁的机械强度，提高抗倒伏和抗病虫能力。 如禾本科植物茎、叶表皮的硅细胞二、细胞膜流动镶嵌型模型 狭义概念：指与细胞壁相邻，包围于细胞质外的一层膜。 广义概念：包括质膜(外周膜)与细胞内膜系统(内质网、高尔基体

7、、微体、质体、线粒体、液泡等的膜组成)，也称为生物膜。(一)膜的化学组成主要成分为蛋白质和磷脂。(二)细胞膜的功能物质的跨膜运输：简单扩散，促进扩散，主动运输，内吞作用和外排作用。细胞识别：区分自己和异己信号转换：不断感受、接受外来各种信号，并作出一定的反应。选择透性、主动运输、接受和传递信息、抵御病菌的感染、参与细胞识别。第四节 细胞间的联络结构纹孔与胞间连丝一 纹孔 (一)初生纹孔场初生纹孔场概念：细胞壁在生长时并不是均匀增厚的，在细胞的初生壁上有一些明显凹陷的较薄区域称为初生纹孔场。其上有许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔,与相邻细胞相连，这些细丝称胞间连丝。(二)纹孔(pit)纹孔

8、概念：具有初生壁的细胞进行次生加厚形成次生壁时，加厚不是均匀的，局部地方没有次生壁，只有胞间层+初生壁，细胞壁的这种比较薄的区域就叫纹孔。纹孔可以主要起通水作用。纹孔对概念：相邻两细胞之间的纹孔多成对存在,称纹孔对。纹孔膜概念：将一对纹孔隔开的薄膜称纹孔膜，纹孔膜实际上就是胞间层+初生壁。纹孔腔概念：从纹孔到纹孔膜之间的空腔。 1 .单纹孔：纹孔腔呈圆柱形 ，直径大小几乎一致。主要功能作为水分的通道。（纤维细胞壁上）2.具缘纹孔：纹孔周围的次生壁离开初生壁隆起成一拱形结构，使纹孔具有隆起的边缘，纹孔腔呈圆锥形。 水分的通道，调节水流在胞间运输的速度。（管胞，导管以及纤维管胞的细胞壁上）有纹孔的

9、细胞大多是死细胞二、胞间连丝胞间连丝概念：穿过细胞壁的细胞质细丝，它连接相邻细胞的原生质体。电镜研究表明，胞间连丝与相邻细胞中内质网相连，从而构成了一个完整的膜系统。胞间连丝主要起细胞间的物质运输和刺激传递的作用。病毒迁移的途径。第五节 细胞质一、胞基质 1胞基质的概念和成分(1)胞基质概念：胞基质是包围细胞器的细胞质部分。即使在电镜下也看不出胞基质有什么结构存在，因此可以认为，胞基质是细胞质中没有特化的原生质部分，是细胞中的生活物质。(2)主要成分：同原生质的化学成分。胞质环流：胞基质是处于不断的运动状态中，能带动其中的细胞器，在细胞内作有规则的持续的流动，也叫胞质运动。二、细胞器(1)细胞

10、器的概念：细胞器是细胞内有原生质分化形成的具有特定结构和功能的亚细胞结构。(一)双层膜结构的细胞器1.质体分为叶绿体、有色体和白色体(1)叶绿体叶绿体主要存在于植物叶肉细胞中，其形状、数目、大小随不同植物和不同细胞而异。叶绿体含叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，叶片颜色与细胞中这几种色素的比例有关。叶绿素是主要的光合作用，它能吸收和利用光能，直接参与光合作用。含有淀粉粒。基质中含有环状的分子，能编码自身的部分蛋白质，具有核糖体，能自身合成蛋白质。核糖体是型。结构：外包双层单位膜类囊体：由膜所围成的圆盘状或片层状的囊。基粒：由许多圆盘状（空烧饼状）的类囊体重叠而成的柱状单位。基质类囊体（基质

11、片层）：呈分枝状与基粒相连接的类囊体。基质：内部没有一定结构的部分(2)有色体形态：多种颗粒状，针状等，含胡萝卜素和叶黄素。功能：积累淀粉，脂类，吸引昆虫和其它动物传粉及传播种子。(3)白色体不含色素，普遍存在于幼嫩或不见光的组织中。植物的贮藏细胞中。根据贮藏物质的不同分三类：淀粉体、蛋白体和造油体。2. 线粒体 (1)形状：多种多样（杆状，球形等等）詹纳斯绿染色 (2)结构：A.外膜: 平整、光滑 B.内膜: 向内折叠成嵴，嵴表面有许多圆球形颗粒，称为基粒。 C.基质：与呼吸有关的各种酶类，环状DNA，70S核糖体 （3）功能：呼吸作用（二）单层膜结构的细胞器1.内质网内质网:是由单层膜构成

12、的网状管道系统。粗糙型内质网:膜的外侧附有许多颗粒（核糖核蛋白体）。主要合成和运输蛋白质； 光滑型内质网:膜的外侧不附有颗粒，表面光滑 。主要合成和运输类脂和多糖 。主要功能：1.内质网具有合成。包装与运输一些代谢产物等多方面的功能。合成的物质可先运至光滑内质网，再形成小泡，运至高尔基体，在分泌至需要的部位2.内质网是许多细胞器的来源，如高尔基体、夜跑、圆球体及微体等都可能是有内质网特化或分离出来的小泡形成。3.内质网可能和细胞壁的形成有关，如导管分化过程中，有内质网分布的部位不会沉积次生壁物质，因而形成导管特有的花纹（环纹、螺纹等）；在形成筛管前，凡端壁附近有内质网处，将来则形成筛孔；又如花

13、粉形成外壁前，凡内方有内质网处，将来形成萌发孔。4.在细胞内极有限的空间内，内质网形成的网状膜系统分隔形成巨大的细胞内表面，使有关的各种代谢活动能分别在特定的环境条件下进行。2.高尔基体高尔基体:由一叠单层膜围成的扁囊组成。每个囊由单层膜包围而成，中央似盘底，边缘或多或少出现穿孔。在网状部分的外侧，局部区域膨大，形成小泡，通过缢缩断裂，小泡从高尔基体囊上分离出去。 高尔基体呈弧形，凸出的面为形成面，与内质网膜联系，凹入的面称为成熟面或分泌面，位于近细胞表面处。高尔基体的主要功能：(1)参与细胞的分泌作用(2)参与细胞壁的形成3.液泡: 一层单位膜包围的囊泡，其内充满了细胞液。具有一个大的中央液

14、泡是成熟的植物生活细胞的显著特征，也是植物细胞与动物细胞在结构上的明显区别之一。中央液泡，它可占据细胞体积的90以上。 液泡膜：液泡外包被的一层膜，具有特殊的选择透性，能使许多物质大量积聚在液泡中。细胞液：它是含有多种有机物和无机物的复杂的水溶液（各种代谢物质）液泡的功能： 调节细胞的渗透作用和膨压 细胞代谢产物的贮藏场所 消化作用4.溶酶体 （圆球体，糊粉粒等也含有水解酶）由单层膜包围的多形小泡,内含多种水解酶,可分解生物大分子。功能：正常的分解与消化 自体吞噬 自溶作用5.微体 微体：是一些由单层膜包围的圆球形小体，直径约0.5m。它的大小、形状与溶酶体相似，二者的区别在于含有不同的酶。过

15、氧化物酶体：在叶肉细胞中,与叶绿体和线粒体配合参与光呼吸;分解过氧化氢乙醛酸循环体：主要出现在油料种子萌发时，它与圆球体和线粒体相配合，把储藏的脂肪转化成糖类。 (三)非膜结构的细胞器核糖体（也称核蛋白体或核糖核蛋白体）结构： 包括1个大亚基和1个小亚基。作用：细胞中蛋白质合成的中心。成分：rRNA和蛋白质分类：70 S原核细胞 80S真核细胞 附着核糖体形成膜蛋白和分泌蛋白；离核糖体形成结构蛋白、基质蛋白与酶 三、细胞骨架结构细胞骨架构成细胞内的网络由蛋白质纤维组成的支架，即细胞骨架。细胞骨架包含三种纤维：微管、微丝和中间纤维。 微管：细长，中空的管状结构， 由微管蛋白和微管结合蛋白组成，功

16、能：构成细胞的网状支架，维持细胞形状，固定和支持细胞器的位置 参与构成有丝分裂和减数分裂的纺锤丝。 参与细胞的收缩和运动，参与细胞壁的形成和生长 为细胞内物质定向运输提供运输轨道，病毒与色素可沿微管快速中间纤维：柔韧性强的蛋白质丝，普遍存在于动物细胞中，玉米，烟草等第六节 细胞核细胞核是细胞遗传与代谢的中心。一、细胞核的形态及其在细胞内的分布 大小、形状及其在细胞中的位置，与细胞年龄、类型以及生理状况有关。外核膜 核被膜内核膜细核孔 胞核染色质：是细胞核中遗传物质存在的主 要形式，其主要成核质分是DNA和蛋白质核液：是充满核内空隙的无定形基质。 核仁：含大量RNA和蛋白质，是核糖体RNA的合成

17、、加工及核糖体亚单位的装配场所主要功能：贮存DNA及其上的基因，并在具分裂能力的细胞中进行复制；在核仁中形成细胞质的核糖体亚单位；控制植物体的遗传性状，通过指导和控制蛋白质的合成而调节和 控制细胞的发育第七节 后含物后含物：后含物是植物细胞原生质体代谢过程中的产物，包括贮藏的营养物质、代谢废物和植物次生物质等。 一、淀粉是最普遍的贮藏物质。常呈颗粒状，称为淀粉粒。 植物块根、块茎，球茎和根状茎含有丰富淀粉粒二、蛋白质贮藏蛋白质可以是结晶的或是无定形的。结晶的蛋白质因具有晶体和胶体的二重性，因此称拟晶体。常呈方形，例如，在马铃薯块茎上近外围的薄壁细胞中，就有这种方形结晶的存在。无定形的蛋白质常被

18、一层膜包裹成圆球状的颗粒，称为糊粉粒。三、脂类呈小滴或小球状散布于细胞质基质中，或于造油体中。四、晶体 无机盐的存在形式五、次生代谢物质单宁、生物碱、花青素第八节 细胞的繁殖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。一、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，称为细胞周期。 细胞周期 分裂期(M期) DNA合成前期(G1期) 间期 DNA合成期DNA (S期) DNA合成后期或有丝分裂准备期 (G2期)二、有丝分裂 有丝分裂又称为间接分裂，包括核分裂和胞质分裂 细胞周期间期DNA合成前期（G1）RNA，DNA，磷脂的合成DNA合成期（S）染色体复制，DNA和组蛋白的量增加DNA合成后期（G2）RNA和微管蛋白合成，能量储备有丝分裂期前期染色质螺旋化形成染色体，核仁，核膜消失中期纺锤体形成，染色体的着丝点排列在赤道面上后期染色单体从着丝点分开成为子染色体，并分别向两极移动。末期子染色体解